摘要 “植物细胞减数分裂制片和观察”是农学类专业普通遗传学实验中的基础实验。通过对原有实验进行改革，增加实验材料和永久片的制作，扩大了染色剂种类，引进了数码显微技术等，使制片和观察绘图的单一实验变为取材、固定、制片、观察、封片、数码照片标识和说明的综合性实验，提高了实验教学的效果。
　　关键词 植物细胞；减数分裂；制片；实验观察；教学改革
　　中图分类号 Q343文献标识码A文章编号1007-5739（2008）20-0348-01
　　
　　“植物细胞减数分裂制片和观察”是农学类专业普通遗传学实验中的基础实验。了解减数分裂各个时期染色体的行为和变化是理解减数分裂遗传学意义的关键，也是遗传学进一步学习和研究的基础。采用的传统实验流程是：以单一固定好的实验材料（如：玉米）让学生制片观察；学生手绘完成减数分裂各个时期染色体行为特征图像。这样实验的结果是：学生缺乏实验的系统性，他们只了解实验中的一种植物，仅关注植物细胞减数分裂实验过程中的某一阶段，而且对该实验的整个过程和结果缺乏全面的认识，部分学生由于没能完成高质量的制片，实验报告存在抄袭现象，离开教师无法独立完成。因此，我们对该实验进行了改革，适当延长实验时间，增加了实验材料和永久片的制作，扩大了染色剂种类，引进了数码显微技术，变原来单一的制片、观察绘图为取材、固定、制片、观察、封片、数码照片标识和说明的实验全过程，取消学生的绘图过程，加深对减数分裂遗传学意义的理解，使实验更加系统、全面，无论是实验的深度和广度都大大提高[1，2]，获得了较好的实验教学效果。
　　
　　1选取有代表性的植物实验材料
　　
　　减数分裂可分为3种主要类型：配子减数分裂、孢子减数分裂和合子减数分裂。高等植物的减数分裂属孢子减数分裂，又叫中间减数分裂。以往我们只是用固定好的玉米材料让学生实验，而忽略了不同类植物间减数分裂染色体图像的差异，学生对减数分裂图像认识模糊。如单子叶植物和双子叶植物减数分裂的图像：前者为平面图像，从花粉母细胞分裂开始的前期Ⅰ细线期到分裂结束的四分体，染色体几乎都在一个平面上；后者为立体图像，尤其是减数分裂Ⅱ，形成二分体后，立体感较强，至四分体呈等四面状。为了让学生更全面、更清楚的了解减数分裂的全过程，使他们真正掌握所学知识，我们改变原来实验材料的单一性，以单子叶植物（玉米）和双子叶植物（蚕豆）为代表，制片观察植物减数分裂。由于玉米和蚕豆取材方便，花药粗壮、染色体数目少且染色体较大，染色体特征明显，所以是学生制作和观察植物减数分裂的良好材料。
　　为了让学生参与取材过程，我们把农学类的遗传学实验安排在春季，这时大多数植物都会生长开花，是收集减数分裂材料的最好时机。以前是教师去田间收集材料进行固定，做实验时再在课堂上讲取材的指标，同学们由于没有感性认识，对于如何取材还是不明白，以后真正用到时，仍旧所知甚少。现在我们把同学们带到田间让他们亲自动手取材固定，有的同学不局限于实验规定的材料，还根据自己的兴趣采集固定了油菜、小麦、大麦等作物的幼嫩小花或小穗；有的同学对书本上有关“采集时间”抱有怀疑，会在不同的时间取材并做好记录。尽管植物的减数分裂影响因素较多，也不可能在一堂实验课上就解决，但是他们积极思考勇于提出问题的态度，正是我们实验课所倡导的。由于是他们自己亲手采集的实验材料，所以做起实验来格外认真仔细，大大激发了同学们实验的积极性，也使实验更加完善。
　　
　　2选取有代表性的染色剂
　　
　　染色是细胞遗传学实验操作中一个重要环节，选择合适的染料对于成功地观察染色体的形态结构尤其重要。通常情况下用于染色体（细胞核）染色的染料一般为碱性染料，它可分为天然和人工合成2大类：前者数量少，价格贵，为天然产物，取自动物和植物，如：洋红、苏木精、地衣红等；后者种类多，为人工合成，多数由煤焦油中提取，故又称为煤焦油染料，价格便宜，如结晶紫、吉姆萨、碱性品红等。经过多年的实验，我们发现醋酸洋红、醋酸铁矾苏木精和石碳酸品红是植物减数分裂制片的最佳染色剂。醋酸洋红的特点为染色体和核仁着色力强、染色粒清晰、颜色暗红、配置方便；醋酸铁矾苏木精的特点为颜色深蓝、反差强、核仁较清晰，但染色体上的染色粒模糊，不如醋酸洋红和石碳酸品红；石碳酸品红的特点为颜色鲜艳醒目但核仁着色能力差，几乎染不上颜色。在实验过程中我们尝试让学生使用多种染色剂，对染色效果进行对比，了解各种染色剂的特点，为学生在今后实验研究中提供更多的选择。
　　
　　3选取适合的封片方法制作永久片
　　
　　永久片是遗传学实验研究原始资料保存的方法之一。现在数码显微技术的发展大大方便了此类研究，大量临时制片的图像随即就能存入电脑，并进行加工处理。尽管这样，永久制片作为原始资料仍然有着重要的价值。为此，我们在该实验中增加了封片这一环节。现有实验指导书上介绍的方法均较复杂[3]，效果差，尤其是植物减数分裂的材料制成永久片的难度更大，用一般的化学方法封片，细胞极易漂浮，且颜色暗淡，染色体收缩严重。我们在实验过程中对封片方法进行了适当改进，简化了步骤，克服了原有封片的不足。多年的实验结果表明，以铁矾苏木精染色的制片封片效果较好，优于醋酸洋红和石碳酸品红。具体操作为：将制好的临时片在酒精灯上微烤片刻，防止脱水时细胞严重漂浮，然后盖玻片向下浸泡在无水乙醇加冰醋酸和甲醛的染色缸内，待盖玻片自动分离后，迅速将玻片移入盛有二甲苯的染色缸中透明，最后用达玛胶或中性树胶封片，贴好标签纸，作为实验报告的一部分。
　　
　　4数码照片标识和说明
　　
　　多年来，学生在做该实验完成实验报告时，就是将观察到的显微镜中的图像绘出，实验形式陈旧，有的学生不知道该如何把显微镜下看到的东西画出来，也有的同学根本就没看到，照着书上的模式图或其他同学的报告一画了之，与实验要求差距较大。而原有的显微摄影技术繁琐、用时多，不能普及。现在有了数码显微技术，同学们把显微镜下观察到的各个时期的分裂图像，根据要求和自己的理解，通过数码显微系统拍成照片，再经计算机编辑、整理，配以文字说明，最终完成一份真实、清晰、美观的电子实验报告。简单、方便、省时、高效，使实验质量得以提高。
　　通过实验，同学们能正确识别细胞减数分裂各个时期染色体的行为和变化，加深对细胞减数分裂全过程及其遗传学意义的理解。同时，一些好的实验结果或实验报告还可通过多媒体展示给同学们看，体现了实验教学的完整性、灵活性和综合性。学生在一次有限的实验课内，减少了在手工绘制图形等环节上的时间和精力，增强了对实验过程的理解和掌握，用数码技术将所需内容真实地记录下来。通过实验能掌握与之相关的全部内容，保证了今后的独立操作和应用。
　　在实验过程中，每位同学不仅能认真操作，用心体会，而且他们还学到了从显微镜到数码显微摄影，再到计算机处理的多种技能，并感受到现代科学技术的优越性，从而提高运用现代教育技术主动获取知识的信心和能力[4]。通过一次实验，就能从实验本身扩展到更广泛的领域，提高实验的信息量、可操作度和实验效果，使实验不仅局限于单一的内容，而且达到学科内外的相互渗透，让学生掌握更多更先进的技术。
　　
　　5参考文献
　　[1] 高亚辉.浅谈演示教学法在生物教学中的应用[J].厦门大学学报（哲社版），1999（S）：33-35.
　　[2] 卢良峰.遗传学[M].北京：中国农业出版社，2003.
　　[3] 朱瀓.植物染色体及染色体技术[M].北京：科学出版社，1982.
　　[4] 陈林姣.显微多媒体教学系统在植物生物学实验中的应用[J].实验室研究与探索，2000（3）：66-68.