例談顯微照片中細胞分裂時期的判斷方法

高中生物教學中有絲分裂和減數分裂的內容，以前通常是以細胞分裂模式圖的的形式出現在考題中。近幾年高考試題中，出現了以顯微照片作為實驗材料的試題。模式圖屬于物理模型，它能夠形象而概括地反映細胞分裂各個時期的特征。顯微照片則不同，是細胞微觀形態結構的真實反映。判斷并讀懂顯微照片中細胞分裂的信息相對于模式圖要難得多，方法也不同。

1 顯微照片與模式圖的區別

1.1 染色體的形態特征

模式圖中的染色體形態特征明顯，數目清晰，染色質往往繪制成絲狀物或繪制成染色體，便于分析染色體的數量變化。受染色方法等制片過程中的諸多因素影響，顯微照片中的染色體形態特征不一定清晰，同時，染色質在光鏡下也是看不到絲狀結構的。

1.2 細胞的整體與局部

顯微照片只能顯示細胞某一層次上的結構（處于透鏡焦點上），這樣只能看到一部分染色體，看到的染色體也可能是染色體的局部。而模式圖則將要反映的結構全部畫出，呈現在同一個平面上，便于觀察分析。

1.3 細胞各部分的比例

模式圖中細胞各部分的比例可能與真實不同，例如：要反映出細胞中有同源染色體，則染色體形態和大小要兩兩相同；若不需反映出同源染色體，則所有染色體形態和大小都可以相同。

1.4 細胞各部分的顏色

模式圖中可以使用各種顏色來區分不同的結構，顯微照片中染色體的顏色是由染色劑決定的，細胞本身是無色的。例如：用黑色和白色的染色體表示來自不同親本的同源染色體。

2 顯微照片細胞分裂各時期的判斷方法

2.1 減Ⅰ期和減Ⅱ期的判斷

2.1.1 依據細胞大小判斷

對于同一組或同一張顯微照片，各個細胞的放大倍數是相同的。減Ⅱ期細胞的大小大約是減Ⅰ期細胞的一半，精細胞的大小大約是減Ⅱ期細胞的一半。例如，圖1為減Ⅰ期細胞，圖1為減Ⅱ期細胞，圖3為精細胞。

2.1.2 依據染色體多少判斷

多數顯微照片中的細胞，很難查清染色體的條數，但減Ⅰ期和減Ⅱ期相應各個時期染色體含量的差異還是明顯的，含量多的是減Ⅰ期。若能看清數量，減Ⅰ前期的某些時候和減Ⅰ中期觀察到的染色體數往往是有絲分裂中期觀察到的染色體數的一半，這是因為一對聯會的染色體看似一條的緣故。

2.2 前期、中期和后期的判斷

2.2.1 前期的判斷

這一時期，染色體散亂分布在細胞的中央。減Ⅰ前期的顯著特征是染色體聯會，四分體中的非姐妹染色單體發生交叉互換。在顯微照片中，受染色體伸展方向的影響，一般不會呈現模式圖中的典型形態。如果看到靠近的兩個小點，或“8”字形、“0”字形的染色體，則為減Ⅰ前期，如圖1所示。減Ⅱ前期和有絲分裂前期則無此特征。顯微照片中前期細胞由于和模式圖中的間期細胞相似，極易被誤判為間期。

2.2.2 中期的判斷

中期的染色體著絲點（或同源染色體）排列在細胞中央的赤道板上。在顯微照片中，如果看到染色體排列成一條橫線（圖4A），或多處斷開的“一”字型（圖4B），則為中期。若能辨別出染色體的絲狀結構，則中期的染色體形態好似在赤道板處向兩極“長草”（圖4C）。

2.2.3 后期的判斷

這一時期，染色體在紡錘絲的牽引下，移向細胞兩級。在顯微照片中，如果看到染色體排列成兩條橫線（圖5A），則為后期。若能辨別出染色體的絲狀結構，則染色體的形態好似細胞兩極向細胞中央“長草”。

2.3 依據細胞分裂的同步性

許多植物在減數分裂時，在同一個花藥中的細胞具有較好的細胞分裂同步性。動物在減數分裂時，精原細胞從曲細精管的基膜逐漸向官腔移動，并完成減數分裂。距離基膜相同距離的細胞，具有細胞分裂同步性。如果細胞分裂具有同步性，在同一張顯微照片中，細胞往往處于相同的時期，可以綜合各個細胞的特征來判斷細胞分裂的時期。

參考文獻：

王小利，張改生.植物分子細胞遺傳學實驗[M].上海：上海科學技術出版社，2010.