南京大学花粉减数分裂实验

遗传学实验李国卫1311400755/15/2014减数分裂实验李国卫131140075一、实验目的1、制片和观察花粉母细胞2、了解花粉精细胞形成过程中的减数分裂和染色体行为3、掌握细胞染色体制片二、实验原理1、减数分裂是形成配子时进行的一种特殊的有丝分裂，这一过程的特点是，连续进行两次核分裂，而染色体只复制一次，结果形成四个子核，每个子核只含有单倍数的染色体，即染色体数减少一半，所以叫做减数分裂，另外一个特点是前期特别长，而且变化复杂，其中包括同源染色体的配对，交换与分离等，两个经过减数分裂形成的配子结合成为合子后，染色体数目恢复为正常体细胞中的量。减数分裂的整个过程可分为以下各个时期：第一次核分裂前期Ⅰ细线期第一次分列开始，染色质浓缩为几条细而长的细线，但相互间缠绕而难以区分，虽然染色体已在上一间期时复制，每一染色体应该有两个染色单体，但在细线期的染色体上还看不出双重性。偶线期染色体的形态与细线期没有多大的变化，但此时同源染色体开始配对，在两端先行靠拢配对，或者在染色体全长的各个不同的部位开始配对，这种配对是专一性的，同源染色体才会配对，配对最后扩展到染色体的全长上。粗线期各对同源染色体此时配对完毕，因此原来是2n条染色体经过配对后形成n组染色体，每一组含有两条同源染色体这种配对的染色体复合体，叫做双价体，每个双价体有两个着丝粒，染色体继续缩短变粗。双线期双价体中的两条同源染色体开始分开，但分开又不完全，并不是形成两个独立的单价体，而是在两个同源染色体之间仍有若干处发生交叉而相互连接，交叉的地方时染色单体发生了交换的结果，而且交换只发生在两条染色体单体之间。浓缩期又叫做终变期。两条同源染色体仍有交叉相连，所以仍为n个双价体，染色体变得更为粗短，螺旋化达到最高程度，以致有时某一染色体中的两条染色单体都看不清楚了，交叉的端化仍旧继续进行，这是核仁和核膜开始消失，双价体开始向赤道而移动，纺锤体开始形成，分裂进入第一次中期中期Ⅰ各个双价体排列在赤道面上，纺锤体形成，纺锤丝把着丝粒牵向两极，两个同源染色体上的着丝粒逐渐远离，双价体开始分裂，仍旧有交叉连系着，不过交叉数目大为减少，一般都移向端部。后期Ⅰ双价体中的两条同源染色体分开，分别向两极移动，每一染色体有一着丝粒，带有两条染色单体，每一极得到n染色体，染色体在此时随机移向两极末期Ⅰ核膜重建，核仁重新形成，接着进行胞质分裂，成为两个子细胞，染色体渐渐解开螺旋，纤丝折叠程度降低，又变成细丝状间期Ⅰ第二次分列开始以前，两个子细胞进入间期，这时细胞核的形态与有丝分裂的间期没有多少区别，但有许多生物进行减数分裂时，末期Ⅰ结束后并不进入间期，而是立即进入第二次减数分裂，有的间期时间很短第二次核分裂前期Ⅱ前期Ⅱ的情况完全和有丝分裂前期一样，每一条染色体具有两条染色单体，且只有n个染色体，而且每一染色体的两条染色单体并不是在减数间期进行复制，而是在减数分裂开始前的间期中已经复制好了中期Ⅱ核仁和核膜完全消失，染色体随机排列在赤道板上。从细胞分裂的极面观察，染色体的数目和形态都比较清楚，纺锤体已形成纺锤丝一端连接在染色体的着丝粒上，另一端集中在细胞的极端。染色体上的着丝粒准确的排列在赤道板上，其余部分可留在赤道板的外面后期Ⅱ由于纺锤丝的收缩作用，每个染色体的着丝粒分开。两个染色单体分别向两极移动，每个染色单体都有自己的着丝粒，染色单体已经成为子染色体。由于着丝粒在染色体上的位置不同。染色体就呈现出不同的形状，有V形，L形，杆形等。末期Ⅱ两套染色体开始在两极聚集，然后变细变长，纺锤体逐渐消失，核膜核仁重新出现。在细胞质中央赤道板处形成隔膜，一个细胞分裂成两个细胞。2、减数分裂的特点：1）、减数分裂只发生在动植物的生殖过程中。2）、减数分裂形成的子细胞染色体数目为母细胞的半数。3）、减数分裂由两次连续的分裂完成，形成的四个子细胞称为四分体。4）、在减数分裂过程中，染色体有配对、交换分离等现象。三、实验材料和器具蚕豆的幼小花序。蚕豆的取材在南京地区为三月上旬，一般在中午12：00固定，将新鲜采取的材料投入3：1乙醇冰醋酸固定液中固定3~24个小时，再投入75%的酒精中保存，若保存时间较久，可放在70%酒精一份，甘油一份的溶液中。镊子、解剖针、载玻片、盖玻片、显微镜、醋酸洋红。四、实验步骤1、从保存液中取出一份蚕豆花序，用蒸馏水水洗几次，通过操作解剖针和镊子将花蕾取出。选材非常重要，尽量取中等大小的花蕾。2、用解剖针取出花药，放在载玻片上，滴加醋酸洋红.3、用解剖针剖开花药，将花药中的精细胞导出，同时将残留的花药壁移除。4、在酒精灯上稍微烘烤使装片稍微保持湿润，盖上盖玻片稍微按压（不可用力过度导致破坏细胞）5、在显微镜下观察。先用10倍镜观察寻找目标细胞，再换用40倍镜寻找特殊的减数分裂染色体行为。五、实验结果观察到的较好的视野图片：减数分裂间期，细胞核增大，有明显的减数分裂间期，细胞核增大，有明显的核仁左图仅能看出是减数分裂中期，由于视角位置原因看到的染色体在视野内发生重叠。左图仅能看出是减数分裂中期，由于视角位置原因看到的染色体在视野内发生重叠。左下图为减数第二次分裂中期，染色体排列在赤道板上，且能看到染色姐妹单体的浓缩，染色体数为6条左右。下图较模糊，仅能判断为中期。下两图为减数分裂的后期，而且染色体下两图为减数分裂的后期，而且染色体大致比二价体要细，应为减数第二次分裂后期。上二图的染色体未解螺旋，染色体位于两极但是细胞没有拉长胞质分裂，应为减数第二次分裂前期。减数第二次分裂后期，细胞拉长，减数第二次分裂后期，细胞拉长，正在进行胞质分离。六、实验结论1、实验选材非常重要，不能选择太老的花蕾，否则观察到的细胞都将是呈品字形的已经完全分裂分离的细胞，也不能选择太幼嫩的，不容易挤出花粉和处于减数分裂的细胞将会比较少。2、压片之前要注意讲多余的组织细胞排出，否则将会干扰视野。花粉壁的组织细胞容易在挤的过程中破裂分离，导致视野中出现很多的体细胞组织和成片的体细胞，干扰判断。3、染色的时候要注意时间，过快压片将导致染色不完全，不能看清精细胞的染色体，更不要说具体的染色体行为（也不能染色太久）；4、烘烤装片时要注意不要过度，观察时显微镜的灯产生的热量也会加速醋酸洋红的蒸发，水分丧失会导致细胞的皱缩，不宜观察。5、在40倍镜下要分清具体某一条染色体水平上的性状非常困难，需要用40倍以上的显微观察。