植物減數分裂實驗材料探索

摘要：減數分裂實驗是高等院校《遺傳學實驗》《細胞生物學實驗》的基礎實驗。該實驗的有效開展不僅可以幫助學生加強對復雜、抽象的減數分裂理論知識的理解，還能提高學生實驗積極性和建立實驗操作自信心。時間緊任務重是本實驗的特點，選擇合適的實驗材料并配合正確的操作方法是在有限的課堂時間獲得實驗成功的重要因素。本文篩選了11種實驗效果好，分布廣泛易獲得的植物材料，從外部形態特征，減數分裂特點及實驗方法等方面做了介紹。

關鍵詞：減數分裂；實驗材料；“效果”

減數分裂實驗的實驗目的明確要求學生掌握減數分裂臨時玻片的制備并觀察減數分裂各時期染色體形態特征。達到預期的實驗結果不僅可以幫助學生加強對復雜、抽象的減數分裂理論知識理解，還能提高學生實驗積極性和建立實驗操作自信心。實驗中，除去老師講解時間，學生要在約1.5 h內要完成選材、壓片、觀察及分辨細胞分裂時期等內容，這對于初次獨立操作的同學來說具有較大的難度。許多教師為了獲得良好的實驗效果，對實驗操作進行了多方面的研究，如實驗材料探索、壓片方法改進、染色液的選擇等等[1]。筆者通過多年教學實踐發現，合適的實驗材料是獲得良好實驗效果的根本，適宜的取材時期再配合正確的操作方法方能達到實驗預期。教材中常用的玉米、蠶豆等植物材料都具備染色體數目少，染色清晰，分裂相形態特征明顯等特點，是非常適合減數分裂的實驗材料，但作為農作物，適宜花期的材料對于非農業院校和位于市區的院校都不易獲得。通過查閱相關文獻并結合多年教學實踐，推薦以下實驗效果好、分布廣易獲得的減數分裂實驗材料。

1 實驗材料

1.1 實驗材料特點

與教材中常規使用的實驗材料相比，推薦的11種植物都是常見蔬菜或花卉，南北方均有廣泛分布，容易獲得；花期從3—11月，能滿足不同專業不同開課時間的教學實驗安排；每種花的數量都較多，一般幾株植物就可以滿足一個班的實驗需求；實驗材料中既有單子葉植物也有雙子葉植物，豐富了減數分裂各時期染色體的形態表現，可以讓學生更加全面地認識減數分裂過程。表1具體列出了每種植物材料的外部形態特征和花的特點，可供參考。

1.2 獲得材料方法

實驗材料可購買或根據花期自行采摘。韭菜可在市場上直接購買韭菜苔，韭菜苔是大棚蔬菜，基本上一年四季都可以采購。大蔥和蔥也可以直接在市場上購買帶花序的材料，如果沒有花序的，可以在實驗室中水培一段時間后即可獲得。其他的材料都是花壇布置常用的花卉和綠色植物，在花期自行采摘即可。每種植物材料的具體花期和取材固定的時間可參考表2。

2 實驗操作

固定：實驗材料取材固定的時機非常重要，花蕾過大，分裂時期已過，只能看到花粉粒；花蕾過小，只能看到間期細胞，兩種情況都未能觀察到染色體分裂相，不能達到實驗預期。固定的時間在植物的減數分裂旺盛時間段，一般都是在早上，不同的實驗材料取材建議詳見表2。其中固定液為卡諾氏固定液（無水乙醇∶乙酸=3∶1），固定液與材料體積比為10∶1。

獲取花粉母細胞：根據不同植物花藥的大小可采取不同方法，花藥大的（超過1 cm）可采用擠壓法，可將花藥一端固定，另一端切開后用鑷子擠壓擠出花粉母細胞；花藥小的可用搗碎的方法，將一朵花的花藥一起搗碎后去掉肉眼可見雜質，余下的就是花粉母細胞。

染色：滴加適量的改良石炭酸品紅染液，染液太多，壓片時易溢出蓋玻片外，染液太少，染液干了影響染色效果，室溫下染色10～12 min，可根據當時的室溫高低適當縮短或延長染色時間。

壓片：蓋上蓋玻片，吸水紙包被蓋玻片位置，大拇指勻力下壓，不要移動蓋玻片。

觀察：低倍鏡下找到花粉母細胞后轉到高倍鏡觀察不同分裂時期染色體的形態變化。花粉母細胞在顯微鏡下形態特點為近圓形，較其他細胞大。

3 結論與討論

在豐富了實驗材料后，通過老師的指導，學生可以根據感興趣的植物在市場、校園中購買或采摘進行固定，相比老師固定好材料，學生只需壓片觀察，學生參與實驗的完整性和積極性更高；良好的實驗效果增加實驗操作的自信心，為以后的實驗能有效完成打下了堅實的基礎。在教學實踐中有以下幾點體會。

可充分利用校園花壇的植物資源，這樣學生可以利用課余的時間在校園自己采摘并固定實驗材料，在不浪費學生太多精力影響其他學科學習任務的條件下更能調動學生主動參與實驗的積極性。在黔南民族師范學院的花壇可采到的實驗材料有吊蘭、紫鴨跖草、鳳尾蘭和麥冬，通常采用分組的形式鼓勵同學們采摘不同的植物。學生在采摘實驗材料的過程中還發現校園中有其他的適宜花期的植物，為實驗開發新的實驗材料提供了參考。

由于每個地區的環境條件不一樣，花的發育也是不盡相同的，表格中給出的花期和取材時花蕾、花藥的大小僅供參考。建議取材的時候采取花藥尚未變色的花蕾從大到小依次排列，從中間的花蕾開始操作，根據分裂的時期再調整花的大小；對于分裂過程同步的材料，一種尺寸的花蕾就可以觀察較多分裂過程，對于分裂過程不同步的材料，就需要幾種尺寸的花蕾才能觀察到所有的分裂時期，見圖1、圖2。

實驗材料中石蒜科4個，天門冬科2個，一般親緣關系相近的植物，花的發育都有相似的特點，建議如果本文中的材料都沒有找到，可用同科的植物替代也能獲得預期的效果。例如：紫鴨跖草就可以用鴨跖草代替，鴨跖草與紫鴨跖草莖葉等外部形態特征非常接近，只是整株綠色，花藍色。

單子葉植物和雙子葉植物減數分裂的圖像是有一定的差別的：前者為平面圖像，染色體幾乎都在一個平面上；后者為立體圖像，尤其是減數分裂Ⅱ，形成二分體后，立體感較強，至四分體呈等四面狀[14]。為了讓學生全面認識減數分裂過程，建議一次實驗可以同時使用單子葉和雙子葉的植物。

參考文獻

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