制作人体体细胞染色体核型图

韩俊

摘 要：生物学课外实践活动可以激发学生的学习兴趣，丰富和拓展课堂教学，是培养学生生物学综合素养的一种有效途径。在开展制作人体体细胞染色体核型图的活动中，学生通过测量、分析比对、分组排队、剪贴等操作过程，不仅增强了学生直接的生活体验，更有助于拓展学生思维、强化认知。

关键词：生物学课外实践活动 染色体核型 综合素养 生活体验

染色体组型又称核型，是指将动物、植物、真菌等某一个体或某一类群（亚种、种、属等）的体细胞内的整套染色体，按照它们相对恒定的特征排列起来的图像，是染色体数目、大小、形态特征的总和。染色体核型图是指是指借助显微摄影技术将细胞内整套的染色体拍摄成照片，然后通过测量、剪贴、配对、分组、再按染色体的长短、形态、类型等特征排列起来的图像。核型分析通常包括两个方面的内容：①确定某物种的染色体数目；②辨析每条染色体的特征。

在高中生物（必修2）《遗传与进化》整本教材中都涉及到染色体及其相关知识的学习，学生在学习过程中容易混淆概念，也容易产生知识漏洞与误区。为了避免这些问题的出现，又可以激发学生的学习兴趣、强化课堂学习，开展一次以《染色体组型分析》为主题的课外实践活动是很有必要的。

一、制作原理

染色体成分主要是由DNA和蛋白质，存在形式有两种：丝状和杆状。在细胞分裂的间期，染色质成极细的串珠状丝；有丝分裂时，这些细长的染色质丝卷曲、折叠成在光学显微镜下可见的染色体。[1]借助显微摄影技术将所观察的视野拍摄成清晰的图片，并打印出来，便可得到细胞中成套的染色体图。

所有的染色体都有着丝粒。着丝粒的存在将染色体分为两个部分，即染色体的臂。根据染色体大小和着丝粒的位置，可将染色体进行分类，具体见表1。此外在某些染色体的末端，存在一种圆形或圆柱形的染色体片段，被称之为是随体，是染色体的主要特征之一。根据随体在染色体上的位置，可分为：随体位于末端的，称为端随体；处于两个次缢痕之间的称为中间随体。并不是所有的染色体都含有随体，但如果一条染色体有随体，与之同源的另一条染色体也会含有。[2]

二、核型分析依据

测量出每条染色体的长臂与短臂的长度后，需要通过计算来辨析每条染色体的特征，计算所依据的公式如下：

①臂比值=长臂长/短臂长；②着丝粒指数=[短臂/（长臂+短臂）]×100%；③相对长度=[每条染色体的长度/全套染色体的长度]×100%。

根据表2来确定每条染色体的着丝粒位置，从而依此来对染色体进行分组配对。

三、方法与步骤

制作人体体细胞染色体核型图的步骤可简单地概括为显微摄影、测量、剪贴、配对、分组、排队。

1.显微摄影：显微摄影是把显微镜的物镜和目镜所组成的光学成像系统作为照相机的镜头去拍摄一般用肉眼无法看清的标本。我校目前还不具备这样的硬件设施，所在这个环节上是通过观察相关视频完成的，最后由教师将打印好的人体体细胞中染色体图提供给学生。

2.测量：在测量前要先确定染色体的数目，目测相片上每条染色体长度，按照长短顺序进行初步编号，用铅笔做好标记。用毫米尺测量出每条染色体的长臂和短臂的长度，记录好所测的数据，并计算出各条染色体的相对长度、臂比值及着丝粒位置，有随体的染色体，其随体长度和次缢痕长度可不记入全长。

3.染色体排序、分组与配对：首先根据测量的数据将染色体按照由长到短的顺序重新编号，若两对染色体的长度完全相等，则按照短臂的长度顺序排序，长者在前，短者在后。在A4纸上用铅笔画出直线，将剪下来的染色体按照新的编号贴在纸上，着丝点的中心要对准直线，短臂在上，长臂在下。着丝粒类型相同、相对长度相近的分为一组，同一组的按照染色体长短顺序配对排列，各指数相同的染色体配为一对。在配对的时候要考虑到随体有无等因素，排列时要将性染色体排列在最后。

四、活动反思

教育是人类自身的教育，其目的是提高受教育者的综合科学素质，以实现人与社会的共同发展。生物学课外实践活动是以生物科学为主要载体，以充分发展学生基本素质为目标，以最新信息和学生直接经验为主要内容，在教师的精心指导下开展起来的。著名的物理学家爱因斯坦还说过“兴趣是最好的老师，它永远胜过责任感”。结合学生原有的生物学基础知识，通过学生的自主性、探索性学习，从而有益于拓宽学生看问题和发现问题的视野、培养并提高学生的学习兴趣。

有关染色体核型所对应的生物现象，学生是具有一些生活体验的，但还缺乏对相关生活体验的深入思考。通過开展《制作人体体细胞染色体核型分析图》为主题的生物学实践活动课，学生不仅可以学习到更多的生物学专业的基础知识，还可以锻炼他们的动手能力，增强他们对相关生活体验的深入思考和认知，使得知识从学生的生活体验中来，从学生的思考中来。也正因为如此，学生才会不仅“懂”了，而且“信”了，从内心上认同自己所学的知识，进而能够主动地内化为自己的情感、态度、价值观，并融入到实践活动中去，有助于实现知、行、信的统一。

参考文献

[1]陈阅增.普通生物学（第2版）[M].高等教育出版社，2005.

[2]李恂.染色体遗传导论[M].长沙：湖南科学技术出版社，1991.