减数分裂观察实验的研究综述及教学建议.docx

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减数分裂观察实验的研究综述及教学建议

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胡雪娇骆婷徐作英袁磊宇

摘要通过文献资料查阅及分析，综述了蝗虫精母细胞和植物花粉母细胞减数分裂观察实验的研究现状，并对实验操作方法進行了总结、归纳。结合中学生物课堂教学存在时间短、实验室条件限制等问题，对材料固定、染色、压片等部分操作步骤、试剂选择进行了优化并提出了实践教学建议，以期为中学生物减数分裂课堂教学提供参考。

关键词减数分裂中学生物教学研究综述教学建议

Q-33文献标志码B

减数分裂是人教版生物《必修2·遗传进化》中第二章第一节内容，是整本教材内容的基础，唯有充分理解减数分裂的过程及意义，才能有效学习和认识生物的遗传与进化。在显微镜下，学生通过观察减数分裂过程中各分裂相，可清晰地观察到减数分裂过程中染色体的形态变化，深刻认识减数分裂的动态过程。而在教材中，减数分裂的观察实验仅仅是观察蝗虫精母细胞减数分裂的固定装片，虽能满足教学要求，但缺乏对学生动手操作能力的培养，欠缺实验方法及详细的操作步骤。

关于减数分裂实验的方法和操作步骤以及减数分裂图像的识别和解说有众多的文献研究和报道，这其中包括动物精母细胞（主要是蝗虫精母细胞）和植物花粉母细胞减数分裂的观察及解说。这些实验操作步骤、方法及分裂相的解说皆是中学减数分裂观察实验课堂教学的参考基础。下面通过文献查阅，综述减数分裂观察实验方法的改进和优缺点，为中学减数分裂观察实验的教学实践提供建议。

1实验材料

中学生物教材中选取蝗虫作实验材料，其原因在于蝗虫染色体数目较少，染色体较大，且雄性蝗虫在繁殖期处于分裂相的细胞多，易于学生观察。且当前减数分裂实验的动物取材也主要是蝗虫，其研究观察和优化改进多是针对不同品种的蝗虫，如徐根娣等便指出10月～11月捕捉的稻蝗可大大提高实验的成功率。在大学遗传学实验教学中，蝗虫品种则多为东亚飞蝗，东亚飞蝗的捕捉时间也主要集中在8月中旬繁殖旺盛时期。

相比于动物精母细胞减数分裂观察研究材料选择的单一性，植物取材则种类较多，有玉米、芹菜、龙眼、澳洲坚果、荔枝等。沈素香等更是比较了常见大田作物、蔬菜和花卉植物花粉母细胞减数分裂时期植株茎叶、花序、花药等的特征，方便取材时间及部位的确定。

2减数分裂实验操作步骤的研究综述及教学建议

减数分裂观察实验的主要操作步骤有：材料固定→取材→软化→染色→压片→镜检。因植物细胞具有细胞壁，其伸缩性弱，在植物花粉母细胞减数分裂的实验中多用酶或酸软化细胞壁。实验观察效果的好坏主要在于染色体制片，涉及到材料选取、染色液的选用和染色时间、压片方法等。

2.1蝗虫精母细胞减数分裂实验的制片与观察

2.1.1材料固定

蝗虫（雄性）精巢的固定：沿蝗虫胸腹部中间从头部向尾部端剪开，用小镊子将体壁外深黄色的精巢夹出放入低渗液或蒸馏水中5～10min，转入卡诺氏固定液固定8～12h。

针对低渗液、固定液以及固定时间，不同的研究各有差异，如选用质量分数0.25%的KCl溶液则低渗30min即可；徐根娣等选用卡诺氏固定液固定时间在10～24h；陶红梅等选用甲醇：冰乙醇=3：1的比例固定液固定时间在8～12h。材料固定后，转至体积分数为75%酒精中置于4℃冰箱保存。

在中学课堂中，教学时间的限制不可能让学生完成固定操作；因此，材料固定多由教师进行。取出精巢固定亦或是使用秋水仙素、离心等实验操作后期存在不易分发材料、操作费时、设备条件不足等问题。因此，教学实践中，教师在材料处理中，自己捕捉或购买的蝗虫可直接放于卡诺氏固定液中固定10～24h后，移至体积分数为75%的酒精中，再放于4℃冰箱保存。

2.1.2取材及染色

蝗虫曲细精管存在3个不同区域，分为分裂区（本文定义）、转化区、精巢管柄。对此，刘梦豪等在取材制片中切去转化区以增加精母细胞的密度，避免成熟精子对精母细胞的稀释作用。徐根娣等就此也提出三段或两端取材法。染色液的选择主要有Giemca染液（pH为6.8）、醋酸洋红染色液、醋酸地衣红染色液等。刘梦豪等研究指出：醋酸地衣红染色15min左右效果最好。

在具体的操作步骤中，1条蝗虫曲细精管犹如一小截头发丝。因而，对于“先取材后染色”和“先染色后取材”，徐根娣等提出整体染色较为适用于中学教学课堂。在教学实践中，建议“取材染色”的具体操作为：取整个精巢于加有醋酸地衣红染色液的染色盘中，染色10～15min，然后用镊子或解剖针挑取2～3个曲细精管于加有1～2滴染色液的载玻片中央，再进行染色3～5min，盖上盖玻片，同时覆上吸水纸进行压片。

2.1.3压片

压片是通过施加压力使细胞在染色液中铺展开来，有利于染色体的分散和观察，较成熟实用的操作是：左手拇指或食指压住盖玻片左侧予以固定，防止盖玻片滑动，用铅笔头等对准材料处轻敲，材料标本呈雾状即可。

2.1.4镜检及分裂相的