观察减数分裂的良好实验材料——亚洲百合

王妮莎 魏宪辉

（1 北京市大兴区兴华中学 北京 102600 2 北京市大兴区教师进修学校 北京 102600）

“阐明减数分裂产生染色体数量减半的精细胞或卵细胞”是《普通高中生物学课程标准》（2017年版）中的重要概念。为达成对此概念的理解，课程标准的教学提示中建议具有针对性地开展 “运用模型、装片或视频观察模拟减数分裂过程中染色体的变化”等教学活动［2］。日常教学中，多是采用“观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片”的方式进行实验教学，这种方式存在蝗虫标本获取困难、精巢解剖耗时长、成功率低、分裂相不明显而难以区分等问题，因此实验开出率较低［3］。本文采用亚洲百合（Lilium Asiatica Hybrida）的花药作为观察减数分裂的实验材料，利用改良苯酚品红染液对染色体进行染色，使实验结果更易观察。通过对减数分裂过程中典型时期染色体行为的观察，提升学生对减数分裂的理解，有利于构建生物学重要概念。

1 实验内容

取亚洲百合的花蕾，显微镜下观察花粉母细胞减数分裂过程中染色体的变化。汇总观察结果，展示、分析、交流、总结，构建“减数分裂产生染色体数量减半的精细胞或卵细胞”的概念。

2 实验材料

2.1 仪器及试剂 显微镜、载玻片、盖玻片、尖头镊子、双面刀片、吸水纸、改良苯酚品红（川布兰公司）等。

2.2 百合花取材 选用花蕾较多的亚洲百合进行观察，且花蕾长度均小于2 cm 效果更好。在北京地区，9月至次年3月在花卉市场均有售亚洲百合。

3 实验方案

3.1 实验材料 本实验选用亚洲百合的花药进行观察。相比蝗虫精母细胞，利用亚洲百合花粉母细胞进行减数分裂观察的效果更好。因为同一个花粉母细胞在减数分裂过程中各个时期的子细胞不游离，这样在同一个视野中可直接观察到处于减数分裂不同时期的花粉母细胞。例如减数第一次分裂形成的二分体子细胞、减数第二分裂形成的四分体子细胞都可在同一个视野中观察到。此外，百合花花药较大，相比其他植物花药更易于进行实验观察。而且百合花培育技术成熟，市场上供应周期长，也更容易取材。

3.2 临时装片制作方法 用涂片法制作临时装片。在载玻片中央滴一滴改良苯酚品红染液，双面刀切取1／4 段花药置于染液中，用镊子轻轻挤压花药，将花粉挤出。去除花药，留下带有花粉的染液，盖上盖玻片，显微镜下观察。涂片法使染色和制片同时完成，节约时间，而且得到的细胞充分分散，不会重叠，便于观察。

3.3 观察过程 观察和测量百合花植株上花蕾形态特征（长度、颜色）和其在形态学位置上的关系。解剖花蕾分离出花药，观察花药形态颜色，测量并记录其长度。选择长度小于2 cm 的花蕾进行解剖，颜色为绿色且长度小于1.5 cm 的花药中花粉母细胞减数分裂旺盛。利用涂片法制片，在100 倍油镜下观察减数分裂各时期的细胞。

4 汇总分析数据

汇总、计算各小组观察结果并填入表中。展示、分析、交流和总结百合花减数分裂过程中染色体行为和数量的变化特点。

5 实验结果

通过实验观察、记录、汇总得到表1和图1。

表1 花粉发育进程和花器官形态特征

离植株顶端越近花蕾长度越短，从不同长度花蕾内解剖的花药，其中的花粉母细胞分裂进程是不同的；相同长度花蕾中的花药，其长度和颜色基本一致，但大部分花粉母细胞分裂的进程也是不同的。在不同长度的花蕾中可观察到减数分裂典型时期的图像。例如中期Ⅰ，染色体排列在赤道板两侧（图1-3）；后期Ⅰ，同源染色体已经发生分离（图1-4）；末期Ⅰ，染色体解螺旋成为染色质，同时在赤道板的位置形成细胞板（图1-5）； 中期Ⅱ，2个次级花粉母细胞的染色体着丝点都排列在赤道板上（图1-7）；后期Ⅱ姐妹染色单体分离，被拉向细胞两极（图1-8）；末期Ⅱ，两细胞的赤道板上形成细胞板（图1-9）；减数第二次分裂形成4 个子细胞（图1-10），每个子细胞都将发育成1 个花粉粒。

图1 百合花粉母细胞减数分裂过程（10×100）

6 小结

实验教学可服务于重要概念的构建和科学思维的培养［4］，使学生对学习产生兴趣和需要。“阐明减数分裂产生染色体数量减半的精细胞或卵细胞”这一重要概念中，学生最难理解的是减数分裂各时期染色体的行为变化过程，这也是高中生物学教学上的重点和难点。在本实验中，学生将易取材易操作的百合花蕾利用涂片法快速制作临时装片，在显微镜下直接观察到百合花减数分裂过程中染色体的行为变化，辨别典型的分裂时期，切身体会减数分裂的特点，提高了教学的实效性。这种在实验过程中基于生物学事实和证据的教学，有利于学生运用观察、归纳等方法在实验过程中形成重要生物学概念，发展科学思维。