觀察減數分裂的良好實驗材料
——亞洲百合

王妮莎 魏憲輝

（1 北京市大興區興華中學 北京 102600 2 北京市大興區教師進修學校 北京 102600）

“闡明減數分裂產生染色體數量減半的精細胞或卵細胞”是《普通高中生物學課程標準》（2017年版）中的重要概念。為達成對此概念的理解，課程標準的教學提示中建議具有針對性地開展 “運用模型、裝片或視頻觀察模擬減數分裂過程中染色體的變化”等教學活動［2］。日常教學中，多是采用“觀察蝗蟲精母細胞減數分裂固定裝片”的方式進行實驗教學，這種方式存在蝗蟲標本獲取困難、精巢解剖耗時長、成功率低、分裂相不明顯而難以區分等問題，因此實驗開出率較低［3］。本文采用亞洲百合（Lilium Asiatica Hybrida）的花藥作為觀察減數分裂的實驗材料，利用改良苯酚品紅染液對染色體進行染色，使實驗結果更易觀察。通過對減數分裂過程中典型時期染色體行為的觀察，提升學生對減數分裂的理解，有利于構建生物學重要概念。

1 實驗內容

取亞洲百合的花蕾，顯微鏡下觀察花粉母細胞減數分裂過程中染色體的變化。匯總觀察結果，展示、分析、交流、總結，構建“減數分裂產生染色體數量減半的精細胞或卵細胞”的概念。

2 實驗材料

2.1 儀器及試劑 顯微鏡、載玻片、蓋玻片、尖頭鑷子、雙面刀片、吸水紙、改良苯酚品紅（川布蘭公司）等。

2.2 百合花取材 選用花蕾較多的亞洲百合進行觀察，且花蕾長度均小于2 cm 效果更好。在北京地區，9月至次年3月在花卉市場均有售亞洲百合。

3 實驗方案

3.1 實驗材料 本實驗選用亞洲百合的花藥進行觀察。相比蝗蟲精母細胞，利用亞洲百合花粉母細胞進行減數分裂觀察的效果更好。因為同一個花粉母細胞在減數分裂過程中各個時期的子細胞不游離，這樣在同一個視野中可直接觀察到處于減數分裂不同時期的花粉母細胞。例如減數第一次分裂形成的二分體子細胞、減數第二分裂形成的四分體子細胞都可在同一個視野中觀察到。此外，百合花花藥較大，相比其他植物花藥更易于進行實驗觀察。而且百合花培育技術成熟，市場上供應周期長，也更容易取材。

3.2 臨時裝片制作方法 用涂片法制作臨時裝片。在載玻片中央滴一滴改良苯酚品紅染液，雙面刀切取1／4 段花藥置于染液中，用鑷子輕輕擠壓花藥，將花粉擠出。去除花藥，留下帶有花粉的染液，蓋上蓋玻片，顯微鏡下觀察。涂片法使染色和制片同時完成，節約時間，而且得到的細胞充分分散，不會重疊，便于觀察。

3.3 觀察過程 觀察和測量百合花植株上花蕾形態特征（長度、顏色）和其在形態學位置上的關系。解剖花蕾分離出花藥，觀察花藥形態顏色，測量并記錄其長度。選擇長度小于2 cm 的花蕾進行解剖，顏色為綠色且長度小于1.5 cm 的花藥中花粉母細胞減數分裂旺盛。利用涂片法制片，在100 倍油鏡下觀察減數分裂各時期的細胞。

4 匯總分析數據

匯總、計算各小組觀察結果并填入表中。展示、分析、交流和總結百合花減數分裂過程中染色體行為和數量的變化特點。

5 實驗結果

通過實驗觀察、記錄、匯總得到表1和圖1。

表1 花粉發育進程和花器官形態特征

離植株頂端越近花蕾長度越短，從不同長度花蕾內解剖的花藥，其中的花粉母細胞分裂進程是不同的；相同長度花蕾中的花藥，其長度和顏色基本一致，但大部分花粉母細胞分裂的進程也是不同的。在不同長度的花蕾中可觀察到減數分裂典型時期的圖像。例如中期Ⅰ，染色體排列在赤道板兩側（圖1-3）；后期Ⅰ，同源染色體已經發生分離（圖1-4）；末期Ⅰ，染色體解螺旋成為染色質，同時在赤道板的位置形成細胞板（圖1-5）； 中期Ⅱ，2個次級花粉母細胞的染色體著絲點都排列在赤道板上（圖1-7）；后期Ⅱ姐妹染色單體分離，被拉向細胞兩極（圖1-8）；末期Ⅱ，兩細胞的赤道板上形成細胞板（圖1-9）；減數第二次分裂形成4 個子細胞（圖1-10），每個子細胞都將發育成1 個花粉粒。

圖1 百合花粉母細胞減數分裂過程（10×100）

6 小結

實驗教學可服務于重要概念的構建和科學思維的培養［4］，使學生對學習產生興趣和需要。“闡明減數分裂產生染色體數量減半的精細胞或卵細胞”這一重要概念中，學生最難理解的是減數分裂各時期染色體的行為變化過程，這也是高中生物學教學上的重點和難點。在本實驗中，學生將易取材易操作的百合花蕾利用涂片法快速制作臨時裝片，在顯微鏡下直接觀察到百合花減數分裂過程中染色體的行為變化，辨別典型的分裂時期，切身體會減數分裂的特點，提高了教學的實效性。這種在實驗過程中基于生物學事實和證據的教學，有利于學生運用觀察、歸納等方法在實驗過程中形成重要生物學概念，發展科學思維。