南京大學(xué)花粉減數(shù)分裂實驗

遺傳學(xué)實驗李國衛(wèi)1311400755/15/2014減數(shù)分裂實驗李國衛(wèi)131140075一、實驗?zāi)康?、制片和觀察花粉母細胞2、了解花粉精細胞形成過程中的減數(shù)分裂和染色體行為3、掌握細胞染色體制片二、實驗原理1、減數(shù)分裂是形成配子時進行的一種特殊的有絲分裂，這一過程的特點是，連續(xù)進行兩次核分裂，而染色體只復(fù)制一次，結(jié)果形成四個子核，每個子核只含有單倍數(shù)的染色體，即染色體數(shù)減少一半，所以叫做減數(shù)分裂，另外一個特點是前期特別長，而且變化復(fù)雜，其中包括同源染色體的配對，交換與分離等，兩個經(jīng)過減數(shù)分裂形成的配子結(jié)合成為合子后，染色體數(shù)目恢復(fù)為正常體細胞中的量。減數(shù)分裂的整個過程可分為以下各個時期：第一次核分裂前期Ⅰ細線期第一次分列開始，染色質(zhì)濃縮為幾條細而長的細線，但相互間纏繞而難以區(qū)分，雖然染色體已在上一間期時復(fù)制，每一染色體應(yīng)該有兩個染色單體，但在細線期的染色體上還看不出雙重性。偶線期染色體的形態(tài)與細線期沒有多大的變化，但此時同源染色體開始配對，在兩端先行靠攏配對，或者在染色體全長的各個不同的部位開始配對，這種配對是專一性的，同源染色體才會配對，配對最后擴展到染色體的全長上。粗線期各對同源染色體此時配對完畢，因此原來是2n條染色體經(jīng)過配對后形成n組染色體，每一組含有兩條同源染色體這種配對的染色體復(fù)合體，叫做雙價體，每個雙價體有兩個著絲粒，染色體繼續(xù)縮短變粗。雙線期雙價體中的兩條同源染色體開始分開，但分開又不完全，并不是形成兩個獨立的單價體，而是在兩個同源染色體之間仍有若干處發(fā)生交叉而相互連接，交叉的地方時染色單體發(fā)生了交換的結(jié)果，而且交換只發(fā)生在兩條染色體單體之間。濃縮期又叫做終變期。兩條同源染色體仍有交叉相連，所以仍為n個雙價體，染色體變得更為粗短，螺旋化達到最高程度，以致有時某一染色體中的兩條染色單體都看不清楚了，交叉的端化仍舊繼續(xù)進行，這是核仁和核膜開始消失，雙價體開始向赤道而移動，紡錘體開始形成，分裂進入第一次中期中期Ⅰ各個雙價體排列在赤道面上，紡錘體形成，紡錘絲把著絲粒牽向兩極，兩個同源染色體上的著絲粒逐漸遠離，雙價體開始分裂，仍舊有交叉連系著，不過交叉數(shù)目大為減少，一般都移向端部。后期Ⅰ雙價體中的兩條同源染色體分開，分別向兩極移動，每一染色體有一著絲粒，帶有兩條染色單體，每一極得到n染色體，染色體在此時隨機移向兩極末期Ⅰ核膜重建，核仁重新形成，接著進行胞質(zhì)分裂，成為兩個子細胞，染色體漸漸解開螺旋，纖絲折疊程度降低，又變成細絲狀間期Ⅰ第二次分列開始以前，兩個子細胞進入間期，這時細胞核的形態(tài)與有絲分裂的間期沒有多少區(qū)別，但有許多生物進行減數(shù)分裂時，末期Ⅰ結(jié)束后并不進入間期，而是立即進入第二次減數(shù)分裂，有的間期時間很短第二次核分裂前期Ⅱ前期Ⅱ的情況完全和有絲分裂前期一樣，每一條染色體具有兩條染色單體，且只有n個染色體，而且每一染色體的兩條染色單體并不是在減數(shù)間期進行復(fù)制，而是在減數(shù)分裂開始前的間期中已經(jīng)復(fù)制好了中期Ⅱ核仁和核膜完全消失，染色體隨機排列在赤道板上。從細胞分裂的極面觀察，染色體的數(shù)目和形態(tài)都比較清楚，紡錘體已形成紡錘絲一端連接在染色體的著絲粒上，另一端集中在細胞的極端。染色體上的著絲粒準確的排列在赤道板上，其余部分可留在赤道板的外面后期Ⅱ由于紡錘絲的收縮作用，每個染色體的著絲粒分開。兩個染色單體分別向兩極移動，每個染色單體都有自己的著絲粒，染色單體已經(jīng)成為子染色體。由于著絲粒在染色體上的位置不同。染色體就呈現(xiàn)出不同的形狀，有V形，L形，桿形等。末期Ⅱ兩套染色體開始在兩極聚集，然后變細變長，紡錘體逐漸消失，核膜核仁重新出現(xiàn)。在細胞質(zhì)中央赤道板處形成隔膜，一個細胞分裂成兩個細胞。2、減數(shù)分裂的特點：1）、減數(shù)分裂只發(fā)生在動植物的生殖過程中。2）、減數(shù)分裂形成的子細胞染色體數(shù)目為母細胞的半數(shù)。3）、減數(shù)分裂由兩次連續(xù)的分裂完成，形成的四個子細胞稱為四分體。4）、在減數(shù)分裂過程中，染色體有配對、交換分離等現(xiàn)象。三、實驗材料和器具蠶豆的幼小花序。蠶豆的取材在南京地區(qū)為三月上旬，一般在中午12：00固定，將新鮮采取的材料投入3：1乙醇冰醋酸固定液中固定3~24個小時，再投入75%的酒精中保存，若保存時間較久，可放在70%酒精一份，甘油一份的溶液中。鑷子、解剖針、載玻片、蓋玻片、顯微鏡、醋酸洋紅。四、實驗步驟1、從保存液中取出一份蠶豆花序，用蒸餾水水洗幾次，通過操作解剖針和鑷子將花蕾取出。選材非常重要，盡量取中等大小的花蕾。2、用解剖針取出花藥，放在載玻片上，滴加醋酸洋紅.3、用解剖針剖開花藥，將花藥中的精細胞導(dǎo)出，同時將殘留的花藥壁移除。4、在酒精燈上稍微烘烤使裝片稍微保持濕潤，蓋上蓋玻片稍微按壓（不可用力過度導(dǎo)致破壞細胞）5、在顯微鏡下觀察。先用10倍鏡觀察尋找目標(biāo)細胞，再換用40倍鏡尋找特殊的減數(shù)分裂染色體行為。五、實驗結(jié)果觀察到的較好的視野圖片：減數(shù)分裂間期，細胞核增大，有明顯的減數(shù)分裂間期，細胞核增大，有明顯的核仁左圖僅能看出是減數(shù)分裂中期，由于視角位置原因看到的染色體在視野內(nèi)發(fā)生重疊。左圖僅能看出是減數(shù)分裂中期，由于視角位置原因看到的染色體在視野內(nèi)發(fā)生重疊。左下圖為減數(shù)第二次分裂中期，染色體排列在赤道板上，且能看到染色姐妹單體的濃縮，染色體數(shù)為6條左右。下圖較模糊，僅能判斷為中期。下兩圖為減數(shù)分裂的后期，而且染色體下兩圖為減數(shù)分裂的后期，而且染色體大致比二價體要細，應(yīng)為減數(shù)第二次分裂后期。上二圖的染色體未解螺旋，染色體位于兩極但是細胞沒有拉長胞質(zhì)分裂，應(yīng)為減數(shù)第二次分裂前期。減數(shù)第二次分裂后期，細胞拉長，減數(shù)第二次分裂后期，細胞拉長，正在進行胞質(zhì)分離。六、實驗結(jié)論1、實驗選材非常重要，不能選擇太老的花蕾，否則觀察到的細胞都將是呈品字形的已經(jīng)完全分裂分離的細胞，也不能選擇太幼嫩的，不容易擠出花粉和處于減數(shù)分裂的細胞將會比較少。2、壓片之前要注意講多余的組織細胞排出，否則將會干擾視野。花粉壁的組織細胞容易在擠的過程中破裂分離，導(dǎo)致視野中出現(xiàn)很多的體細胞組織和成片的體細胞，干擾判斷。3、染色的時候要注意時間，過快壓片將導(dǎo)致染色不完全，不能看清精細胞的染色體，更不要說具體的染色體行為（也不能染色太久）；4、烘烤裝片時要注意不要過度，觀察時顯微鏡的燈產(chǎn)生的熱量也會加速醋酸洋紅的蒸發(fā)，水分喪失會導(dǎo)致細胞的皺縮，不宜觀察。5、在40倍鏡下要分清具體某一條染色體水平上的性狀非常困難，需要用40倍以上的顯微觀察。