制作人體體細胞染色體核型圖

韓俊

摘 要：生物學(xué)課外實踐活動可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，豐富和拓展課堂教學(xué)，是培養(yǎng)學(xué)生生物學(xué)綜合素養(yǎng)的一種有效途徑。在開展制作人體體細胞染色體核型圖的活動中，學(xué)生通過測量、分析比對、分組排隊、剪貼等操作過程，不僅增強了學(xué)生直接的生活體驗，更有助于拓展學(xué)生思維、強化認知。

關(guān)鍵詞：生物學(xué)課外實踐活動 染色體核型 綜合素養(yǎng) 生活體驗

染色體組型又稱核型，是指將動物、植物、真菌等某一個體或某一類群（亞種、種、屬等）的體細胞內(nèi)的整套染色體，按照它們相對恒定的特征排列起來的圖像，是染色體數(shù)目、大小、形態(tài)特征的總和。染色體核型圖是指是指借助顯微攝影技術(shù)將細胞內(nèi)整套的染色體拍攝成照片，然后通過測量、剪貼、配對、分組、再按染色體的長短、形態(tài)、類型等特征排列起來的圖像。核型分析通常包括兩個方面的內(nèi)容：①確定某物種的染色體數(shù)目；②辨析每條染色體的特征。

在高中生物（必修2）《遺傳與進化》整本教材中都涉及到染色體及其相關(guān)知識的學(xué)習(xí)，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中容易混淆概念，也容易產(chǎn)生知識漏洞與誤區(qū)。為了避免這些問題的出現(xiàn)，又可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、強化課堂學(xué)習(xí)，開展一次以《染色體組型分析》為主題的課外實踐活動是很有必要的。

一、制作原理

染色體成分主要是由DNA和蛋白質(zhì)，存在形式有兩種：絲狀和桿狀。在細胞分裂的間期，染色質(zhì)成極細的串珠狀絲；有絲分裂時，這些細長的染色質(zhì)絲卷曲、折疊成在光學(xué)顯微鏡下可見的染色體。[1]借助顯微攝影技術(shù)將所觀察的視野拍攝成清晰的圖片，并打印出來，便可得到細胞中成套的染色體圖。

所有的染色體都有著絲粒。著絲粒的存在將染色體分為兩個部分，即染色體的臂。根據(jù)染色體大小和著絲粒的位置，可將染色體進行分類，具體見表1。此外在某些染色體的末端，存在一種圓形或圓柱形的染色體片段，被稱之為是隨體，是染色體的主要特征之一。根據(jù)隨體在染色體上的位置，可分為：隨體位于末端的，稱為端隨體；處于兩個次縊痕之間的稱為中間隨體。并不是所有的染色體都含有隨體，但如果一條染色體有隨體，與之同源的另一條染色體也會含有。[2]

二、核型分析依據(jù)

測量出每條染色體的長臂與短臂的長度后，需要通過計算來辨析每條染色體的特征，計算所依據(jù)的公式如下：

①臂比值=長臂長/短臂長；②著絲粒指數(shù)=[短臂/（長臂+短臂）]×100%；③相對長度=[每條染色體的長度/全套染色體的長度]×100%。

根據(jù)表2來確定每條染色體的著絲粒位置，從而依此來對染色體進行分組配對。

三、方法與步驟

制作人體體細胞染色體核型圖的步驟可簡單地概括為顯微攝影、測量、剪貼、配對、分組、排隊。

1.顯微攝影：顯微攝影是把顯微鏡的物鏡和目鏡所組成的光學(xué)成像系統(tǒng)作為照相機的鏡頭去拍攝一般用肉眼無法看清的標(biāo)本。我校目前還不具備這樣的硬件設(shè)施，所在這個環(huán)節(jié)上是通過觀察相關(guān)視頻完成的，最后由教師將打印好的人體體細胞中染色體圖提供給學(xué)生。

2.測量：在測量前要先確定染色體的數(shù)目，目測相片上每條染色體長度，按照長短順序進行初步編號，用鉛筆做好標(biāo)記。用毫米尺測量出每條染色體的長臂和短臂的長度，記錄好所測的數(shù)據(jù)，并計算出各條染色體的相對長度、臂比值及著絲粒位置，有隨體的染色體，其隨體長度和次縊痕長度可不記入全長。

3.染色體排序、分組與配對：首先根據(jù)測量的數(shù)據(jù)將染色體按照由長到短的順序重新編號，若兩對染色體的長度完全相等，則按照短臂的長度順序排序，長者在前，短者在后。在A4紙上用鉛筆畫出直線，將剪下來的染色體按照新的編號貼在紙上，著絲點的中心要對準直線，短臂在上，長臂在下。著絲粒類型相同、相對長度相近的分為一組，同一組的按照染色體長短順序配對排列，各指數(shù)相同的染色體配為一對。在配對的時候要考慮到隨體有無等因素，排列時要將性染色體排列在最后。

四、活動反思

教育是人類自身的教育，其目的是提高受教育者的綜合科學(xué)素質(zhì)，以實現(xiàn)人與社會的共同發(fā)展。生物學(xué)課外實踐活動是以生物科學(xué)為主要載體，以充分發(fā)展學(xué)生基本素質(zhì)為目標(biāo)，以最新信息和學(xué)生直接經(jīng)驗為主要內(nèi)容，在教師的精心指導(dǎo)下開展起來的。著名的物理學(xué)家愛因斯坦還說過“興趣是最好的老師，它永遠勝過責(zé)任感”。結(jié)合學(xué)生原有的生物學(xué)基礎(chǔ)知識，通過學(xué)生的自主性、探索性學(xué)習(xí)，從而有益于拓寬學(xué)生看問題和發(fā)現(xiàn)問題的視野、培養(yǎng)并提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

有關(guān)染色體核型所對應(yīng)的生物現(xiàn)象，學(xué)生是具有一些生活體驗的，但還缺乏對相關(guān)生活體驗的深入思考。通過開展《制作人體體細胞染色體核型分析圖》為主題的生物學(xué)實踐活動課，學(xué)生不僅可以學(xué)習(xí)到更多的生物學(xué)專業(yè)的基礎(chǔ)知識，還可以鍛煉他們的動手能力，增強他們對相關(guān)生活體驗的深入思考和認知，使得知識從學(xué)生的生活體驗中來，從學(xué)生的思考中來。也正因為如此，學(xué)生才會不僅“懂”了，而且“信”了，從內(nèi)心上認同自己所學(xué)的知識，進而能夠主動地內(nèi)化為自己的情感、態(tài)度、價值觀，并融入到實踐活動中去，有助于實現(xiàn)知、行、信的統(tǒng)一。

參考文獻

[1]陳閱增.普通生物學(xué)（第2版）[M].高等教育出版社，2005.

[2]李恂.染色體遺傳導(dǎo)論[M].長沙：湖南科學(xué)技術(shù)出版社，1991.