实验四、细胞器和减数分裂的观察

1、实验四 减数分裂和细胞器的观察减数分裂（减数分裂（meiosis） 是高等生物个体在形成生殖细胞过程中发生是高等生物个体在形成生殖细胞过程中发生的一种特殊形式的有丝分裂。在这一过程中，的一种特殊形式的有丝分裂。在这一过程中，DNA仅复制一次，细胞连续分裂两次，结果形仅复制一次，细胞连续分裂两次，结果形成的生殖细胞只含有单倍数的染色体，其数目成的生殖细胞只含有单倍数的染色体，其数目是体细胞的一半，故称为减数分裂，又由于仅是体细胞的一半，故称为减数分裂，又由于仅发生于有性生殖细胞形成的成熟期，故又称为发生于有性生殖细胞形成的成熟期，故又称为成熟分裂。成熟分裂。什么是减数分裂？什么是减数分裂？n在减

2、数分裂过程中，同源染色体发生配在减数分裂过程中，同源染色体发生配对和分离，非同源染色体重新组合，同对和分离，非同源染色体重新组合，同时还会发生部分同源染色体的交换，结时还会发生部分同源染色体的交换，结果使生殖细胞的遗传基础多样化，果使生殖细胞的遗传基础多样化，既保既保证了后代染色体数目的稳定，又使得遗证了后代染色体数目的稳定，又使得遗传基础产生出新的变异。传基础产生出新的变异。减数分裂是生减数分裂是生物遗传和变异的细胞学基础。物遗传和变异的细胞学基础。减数分裂的意义减数分裂的意义一、实验目的一、实验目的n掌握生殖细胞减数分裂过程及各个时期掌握生殖细胞减数分裂过程及各个时期的形态特征的形态特征二

3、、实验器材二、实验器材n光学显微镜，玉米花粉减数分裂标本光学显微镜，玉米花粉减数分裂标本（一） 减数分裂过程减数分裂第一次减数分裂（I）第二次减数分裂（II）前期I后期I前期II末期I中期I中期II后期II末期II细线期偶线期粗线期双线期终变期 1. 第一次减数分裂（I）（1）前期 前期持续时间较长，染色体变化复杂。根据核的形态变化可以将前期分为5个阶段： 细线期（细线期（leptoteneleptotene stage stage） 偶线期（偶线期（zygotenezygotene stage stage） 粗线期（粗线期（pachytenepachytene stage stage） 双线

4、期（双线期（diplotenediplotene stage stage） 终变期（终变期（diakinesisdiakinesis）细线期（leptotene,leptonema）细线期细线期: 细胞核膨大，染色体凝集成细丝状（染色丝），DNA已经复制但是还分辨不出双线结构，染色丝上有很多颗粒状结构，称为染色粒，是染色质丝局部螺旋致密的结构。 偶线期（zygotene）偶线期偶线期：同源染色体配对（联会），因而，偶线期又称为配对期。配对一般从一端开始，或者在染色体全长的若干位点上同时进行。联会的结果使得同源染色体形成一个紧密相伴的二价体(四分体)。此时的染色体细长，看不清数目。粗线期（pac

5、hytene，pachynema）粗线期粗线期：每对同源染色体进一步螺旋化，缩短变粗。同源染色体紧靠在一起，形成一个四分体。此期在非姐妹染色单体间发生交换，有时可以看到交叉。双线期（diplotene）双线期：染色体进一步缩短，发生交叉的染色单体开始分离，同源染色体开始分离，成为双线，但是在某些点仍然纠结在一起，形成交叉图象。由于交叉点位置的不同而呈现不同的“O”型，“8”型，“X”，“Y”，“V”图形，能准确计数。终变期（diakinesis）终变期：染色体缩得最短，同源染色体进一步分离，交叉点位置向端部移行。常呈现 “O”型能准确计数。核仁消失。（2）中期（metaphase）中期I：四分

6、体向细胞中部集中，排列在赤道板上。核膜破裂，细胞质中形成纺锤体。（3）后期后期I：同源染色体受纺锤丝的牵引向两极移动分开。每一极的染色体数目为细胞内染色体总数的一半。（4）末期，末期I：移到两极的染色体聚集到一起，逐步解螺旋恢复到染色质的状态，核仁、核膜重新出现，细胞膜中部缢缩，形成两个较小的间期子细胞（次级精母细胞）。 2.第二次减数分裂（II）第二次减数分裂过程与有丝分裂过程非常相似。即经过 前期 中期II 后期 末期等几个过程。经过第二次减数分裂，共形成4个子细胞。 雄性动物，4个子细胞大小相似，称为精子细胞， 雌性动物减数分裂仅形成一个有功能的卵细胞。1. 前期II（prophase）

7、n前期II：很短暂，形态与末期I相似，不易鉴别，染色质逐渐变粗，至核膜和核仁消失2.中期II 染色体排列到赤道板，标志着细胞分裂已进入中期。纺锤体形成染色体向赤道板上运动的过程称为染色体列队或染色体中板聚合3.后期II后期II：染色体的两条染色单体相互分离，形成子代染色体，并分别向两极运动，标志着后期的开始4.末期II末期II：染色单体到达两极，并且解旋伸展，形成染色质，核仁核膜重现细胞器细胞器非膜性细胞器：核糖体、非膜性细胞器：核糖体、中心体中心体等等膜性细胞器膜性细胞器内质网内质网高尔基体高尔基体线粒体线粒体溶酶体溶酶体过氧化物酶体过氧化物酶体叶绿体叶绿体 中心体是一种与中心体是一种与微管

8、装配微管装配(MTOC)和细胞和细胞分裂分裂(含含ATP酶酶)密切相关的细密切相关的细胞器。常位于胞器。常位于间期细胞的中间期细胞的中央，且在间期央，且在间期复制，和周围复制，和周围的微管一起被的微管一起被称为星体称为星体.是动是动物细胞与低等植物细胞与低等植物细胞中主要的物细胞中主要的微管组织中心，微管组织中心，同时也能够调节同时也能够调节细胞周期进程细胞周期进程 中中 心心 体体中 心 体（centrosome） 中心体由一对中心粒和周围的中心球组成。电镜下，中心粒由9束三联体微管构成，成对出现并彼此相互垂直排列。中心球是分布在中心粒周围的一团致密物质也称为中心粒外基质。实 验 原 理正在

9、进行有丝分裂的细胞中的正在进行有丝分裂的细胞中的中心体与染色中心体与染色体体易被碱性染料（易被碱性染料（苏木精苏木精、卡红、沙黄、结、卡红、沙黄、结晶紫等）着色而被显示出来。晶紫等）着色而被显示出来。今日观察：马蛔虫子宫横切片今日观察：马蛔虫子宫横切片中心体中心体中心体超微结构模式图中心体超微结构模式图（注意受精膜和围卵腔，马蛔虫受精卵最外层有较厚的受精膜，膜内有围卵腔，受精卵即悬浮于围卵腔中） 1动物细胞有丝分裂的观察马蛔虫子宫切片n取马蛔虫的子宫切片标本，先在低倍镜下观察，可见马蛔虫子宫腔内有许多椭圆形的受精卵细胞，它们均处在不同的细胞时相。每个卵细胞都包在卵壳之中，卵壳与卵细胞之间的腔，

10、叫卵壳腔。细胞膜的外面或卵壳的内面可见有极体附着。在低倍镜下寻找和观察处于分裂间期和有丝分裂不同时期的细胞形态变化，并转换高倍镜仔细观察。马蛔虫受精卵的有丝分裂1.受精卵 2.前期 3，4.中期 5，6.后期 7，8.末期2、高尔基体、高尔基体 高尔基体是由多层扁平囊重叠在一起形成的一种有极性的膜囊堆，在膜囊堆的周围分布一些大小不同的囊泡。n一、形态结构：一、形态结构：n1，一般由，一般由48个扁平膜囊堆叠成（直径个扁平膜囊堆叠成（直径1um，中间窄，中间窄， 周缘呈泡状周缘呈泡状），），扁囊间距扁囊间距1530nm。n2，有极性：有极性：n形成面形成面(forming face)或顺面或顺面

11、(cis face)n 成熟面成熟面(mature face)或反面或反面(trans face)n 顺面膜囊；中间膜囊；反面膜囊；泡囊顺面膜囊；中间膜囊；反面膜囊；泡囊功能n对内质网合成的蛋白进行加工，分类和包装，然后分门别类的运送到细胞的特定部位或分泌到胞外。n交通枢纽n糖类合成的工厂n参与植物细胞壁的形成，高等植物细胞参与植物细胞壁的形成，高等植物细胞有丝分裂有丝分裂后期，形成后期，形成细胞壁细胞壁时，高尔基时，高尔基体数量增加体数量增加 实 验 原 理高尔基体是银染法，染色第一步是先固定，高尔基体是银染法，染色第一步是先固定，再硝酸银预染，但是硝酸银本身无色，要用再硝酸银预染，但是硝酸

12、银本身无色，要用甲醛还原硝酸银成为黑色的银，甲醛还原硝酸银成为黑色的银，从而能显示从而能显示高尔基复合体的形态、数量和分布。高尔基复合体的形态、数量和分布。n镀银步骤（1）固定：在硝酸钴溶液中固定1024小时，但不宜超过24小时；（2）蒸馏水快洗；（3）室温下在硝酸银溶液中放置3648小时；（4）蒸馏水冲洗；（5）还原剂中还原，824小时；（6）蒸馏水洗，快步脱水，透明，包埋；（7）切片帖片脱蜡到水封片；（8）镜检，高尔基体呈黑色，细胞质呈黄色。 今日观察：犬脊神经节中的高尔基体今日观察：犬脊神经节中的高尔基体高尔基复合体高尔基复合体3、线粒体、线粒体 线粒体是由双层单位膜套叠而成的封闭性膜线

13、粒体是由双层单位膜套叠而成的封闭性膜囊结构。囊结构。1、形态、形态n线粒体的形状多种多样，但以圆柱状与椭球形为最多。其形状因细胞的种类和生理状况而有差异，呈粒状或杆状，环呈粒状或杆状，环形，哑铃形、线状、分杈状或其它形状形，哑铃形、线状、分杈状或其它形状。在一定条件下线粒体的形状变化是可逆的。2、大小n线粒体的大小也因细胞种类和生理状况的不同而不一样。 一般直径0.51m，长1.53.0m。大鼠肝细胞的线粒体可长达5m；在胰脏外分泌细胞中可长达1020m，称巨线粒体；人的成纤维细胞线粒体可长达40m。线粒体的形线粒体的形状与大小并不是固定的，而是随着代谢条件的状与大小并不是固定的，而是随着代谢

14、条件的不同而改变，发生膨胀或收缩，这种膨胀或收不同而改变，发生膨胀或收缩，这种膨胀或收缩可能为代谢的调节与控制提供了手段缩可能为代谢的调节与控制提供了手段。3、数目n线粒体的数目在不同类型细胞内有很大的差别，可从零到几十万个。一般动物细胞内线粒体的数目由数百到数千个。植物细胞植物因有叶绿体的缘故，线粒体数量一般较动物细胞的少。肝细胞约1300个线粒体，占细胞体积的20%；单细胞鞭毛藻仅1个，酵母细胞具有一个大型分支的线粒体，许多哺乳动物成熟的红细胞缺少线粒体，利什曼原虫中只有一个巨大的线粒体，海胆卵母细胞的多达30万个，巨大变形虫的可高达50万个。线粒体的数目还与细胞的生理功能及生理状况有关，

15、在新陈代谢旺盛的细胞中线粒体多。如飞翔鸟类胸肌细胞线粒体的数目比不飞翔鸟类的多。运动员的肌细胞线粒体比不常运动的人的多。n线粒体的数目还与细胞的生理功能及生理状况有关，在新陈代谢旺盛的细胞中线粒体多。如飞翔鸟类胸肌细胞线粒体的数目比不飞翔鸟类的多。运动员的肌细胞线粒体比不常运动的人的多。4、分布线粒体在细胞内的分布一般是均匀的，但也有不少其他排列方式。例如，肠上皮细胞中的线枚体呈两极性分布，集中于顶部和基部。根据细胞代谢的需要，线粒体可在细胞质中运动、变形和分裂增殖，往往在细胞功能旺盛的需能部位线粒体比较集中。分泌细胞的线粒体聚集在分泌物合成的区域；肌细胞的线粒体沿肌原纤维规则排列；精子细胞的

16、线粒体集中在鞭毛中区。线粒体的这种分布显然有利于需能部位的能量供应。n线粒体通常结合在维管上，分布在细胞线粒体通常结合在维管上，分布在细胞功能旺盛的区域。如在肝细胞中呈均匀功能旺盛的区域。如在肝细胞中呈均匀分布，在肾细胞中靠近微血管，呈平行分布，在肾细胞中靠近微血管，呈平行或栅状排列，肠表皮细胞中呈两极性分或栅状排列，肠表皮细胞中呈两极性分布，集中在顶端和基部，在精子中分布布，集中在顶端和基部，在精子中分布在鞭毛中区。线粒体在细胞质中可以向在鞭毛中区。线粒体在细胞质中可以向功能旺盛的区域迁移，微管是其导轨，功能旺盛的区域迁移，微管是其导轨，由马达蛋白提供动力。由马达蛋白提供动力。n线粒体的形态

17、、大小、数量及分布与细线粒体的形态、大小、数量及分布与细胞的类型、生理状态及发育阶段有关胞的类型、生理状态及发育阶段有关功能n线粒体是细胞内氧化磷酸化和合成三磷酸腺苷（ATP）的主要场所，为细胞的活动提供了能量，所以有“细胞动力工厂”之称。实 验 原 理蛙肝、肾组织的线粒体中蛋白质、磷脂含量蛙肝、肾组织的线粒体中蛋白质、磷脂含量很高，有大量的羧基很高，有大量的羧基(-COOH-)和磷酸基和磷酸基(PO4-)等阴离子基团，使阳离子的铁苏木精等阴离子基团，使阳离子的铁苏木精很易与其结合而着色，使线粒体显示蓝色反很易与其结合而着色，使线粒体显示蓝色反应。也可用应。也可用Janus green B对其

18、进行专一性染对其进行专一性染色。色。n苏木精是从南美的苏木（热带豆科植物）干枝苏木精是从南美的苏木（热带豆科植物）干枝中用乙醚浸制出来的一种色素，是最常用的染中用乙醚浸制出来的一种色素，是最常用的染料之一。苏木精不能直接染色，必须暴露在通料之一。苏木精不能直接染色，必须暴露在通气的地方，使他变成氧化苏木精（又叫苏木素）气的地方，使他变成氧化苏木精（又叫苏木素）后才能使用，这叫做后才能使用，这叫做“成熟成熟”。苏木精的。苏木精的“成成熟熟”过程需时较长，配置后时间愈久，染色力过程需时较长，配置后时间愈久，染色力愈强。同时必须经金属盐作媒剂作用后才有着愈强。同时必须经金属盐作媒剂作用后才有着色力。所以在配制苏木精染剂时都要用媒染剂。色力