植物减数分裂染色体制备PPT幻灯片.ppt

1、实验四 植物减数分裂染色体制备及观察,1,实验目的,1.了解高等植物减数分裂过程及染色体的动态变化。 2. 掌握制备植物细胞减数分裂玻片标本的技术和方法。,2,减数分裂的特点,减数分裂是一种特殊方式的细胞分裂，仅在配子形成过程中发生。 减数分裂的特点是：连续进行两次分裂，而染色体只复制一次，结果形成4个子核，每个子核只含单倍体的染色体，即染色体数减少一半，所以叫做减少分裂。另外一个特点是前期特别长，而且形态和行为变化复杂，包括同源染色体的配对、交换与分离等。,3,减数分裂在遗传上具有两个重要的生物学意义：,1、性母细胞（2n）经过减数分裂形成染色体数减半的配子（n），经过受精作用雌雄配子结合形

2、成合子，染色体数恢复（2n），这样在物种延续的过程中确保了染色体数目的恒定，从而使物种在遗传上具有相对的稳定性。,2、在减数分裂过程中包含有同源染色体的配对、交换、分离和非同源染色体的自由组合，这些都是遗传学分离、自由组合和连锁互换规律的细胞学基础，同源染色体的交换和非同源染色体的自由组合所产生的遗传重组，又是生物变异和进化的重要遗传基础。,4,植物花粉形成过程,在植物花粉形成过程中，花药内的一些细胞分化成小孢子母细胞（2n），每个小孢子母细胞进行2次连续的细胞分裂（第一次减数分裂和第二次减数分裂）。每一个小孢子母细胞产生4个子细胞，每个子细胞就是1个小孢子。小孢子内的染色体数目是体细胞的一半

3、（图2-1）。,图2-1减数分裂染色体行为示意图,5,动物的有性生殖过程中，也有一个由双倍体到单倍体的减数过程，动物的精巢分化出精母细胞，精母细胞减数分裂形成单倍体的精子（图2-2）,动物减数分裂的细胞行为示意图 （图2-2）,6,减数分裂和有丝分裂的染色体行为比较（图2-3）,7,玉米花粉母细胞减数分裂过程（图2-4 ）,8,9,蝗虫精巢性母细胞减数分裂过程主要时期的染色体行为特征如图2-4 1.细线期；2.偶线期；3.早粗线期；4.粗线期；5.晚粗线期；6.双线期；7.终变期；8.中期I（侧面图）；9.中期I（极面图）；10.早后期I；11.后期I；12.末期I；13.前期II; 14.中

4、期II；15.后期II；16.末期II;17.精细胞；18.精子,10,第一次减数分裂（减数分裂 I，包括染色体的复制）,玉米减数分裂 前期I 细线期：第一次分裂开始，染色体很细很长，呈细线状在核内交织成网。每一染色体已经复制为两个染色单体，但在显微镜下看不出染色体的双重性。 偶线期：染色体形态与细线期差别不大，染色体比细线期粗，同源染色体开始配对，形成二价体，每个二价体有一个着丝点。,11,粗线期： 染色体螺旋化，进一步缩短变粗，显微镜下可明显看到每个染色体的两个姐妹染色单体。 二价体由四个姐妹染色单体和两个着丝点组成，这时非姐妹染色单体间有可能发生交换,12,双线期：染色体进一步螺旋化，比

5、粗线期变得更为粗短，更为清晰，二价体中的两条同源染色体相互分开出现交叉现象，出现交叉末端化，呈“X”、“V”、“O”、“”等形状。 终变期: 染色体高度浓缩，染色体均匀地分散在核膜的附近，此时是检查染色体数的最佳时期，这时核内有多少个二价体就说明有多少对同源染色体。,13,中期I 核仁、核膜消失，二价体均匀排列在赤道板上，纺锤体形成。从侧面看，一个个二价体就象一列横队排列在细胞中；从极面看，一个个二价体分散在细胞质中，这也是染色体计数的好时期。,14,后期I二价体的两个同源染色体分开（没有着丝点的分开），由纺锤丝拉向两极，染色体又变成了染色丝。末期I同源染色体分别到达细胞两级，染色体变成了染色

6、质状，核膜、核仁重新出现，形成两个子核，每个子核染色体数目减半为n，同时细胞质分开形成两个子细胞，叫二分体。,15,第二次减数分裂（减数分裂 I I，染色体不复制）,前期I I 染色体呈线状，每个染色体由两个姐妹染色单体，共用一个着丝点，二者间有明显互斥作用，核膜消失。,16,中期I I 染色体排列在赤道板，每条染色体由两个染色单体，共用一个着丝点。,17,后期I I 每个染色体从着丝点处分裂为二，分别移向两极。 末期I I 移到两级的染色体解螺旋，再次出现核仁、核膜，形成单倍的子核，此时减数分裂I形成的两个单倍核形成4个单倍核，最后形成4个子细胞，叫四分体。,18,理想的植物细胞减数分裂玻片

7、标本在显微镜下可以观察到减数分裂各个时期的典型细胞。,19,实验材料玉米（ 2n=20）花药、蚕豆（ 2n=12）花药、小麦（ 2n=42）花药、大葱（ 2n=16）花药、洋葱（ 2n=16）花药、番茄（ 2n=24）花药。,实验器具和药品 器具 显微镜、镊子、解剖针、盖玻片、载玻片、大培养皿、酒精灯、吸水纸。,药品 无水乙醇、冰醋酸、醋酸洋红染液、石蜡、二甲苯、固定液（甲醇：冰醋酸=3：1）、加拿大树胶、正丁醇或叔丁醇。,20,实验步骤1. 取材,在一朵花的减数分裂的全过程中能观察染色体的时间是很短的，一般在终变期、中期 I、后期I。因此，适时取材是是观察花粉母细胞减数分裂的关键步骤，不同材

8、料、不同地区或季节的取材适期略有差异。,（1）玉米雄穗 北方的玉米5月份取材，时间为上午8：30为好，夏玉米一般在7月份取材，以上午7：00-8：00为好，在玉米雌穗未抽出前的7-10d手摸上部（喇叭口下部）有松软感觉，表明雄花序即将抽出。用刀在顶叶近喇叭口处纵向划一刀，切开长10-15cm，剥出雄花序，顶端花药长3-5 mm，花药尚未变黄时取材为适期。 将采集的雄穗浸入卡诺氏固定液中固定12-24h后，用95酒精清洗净醋酸气味后，保存于70酒精中置冰箱保存备用。,21,2 小麦幼穗 在小麦抽穗前10-15天，当旗叶与下一叶片的叶枕相距14cm、幼穗长约4cm时，各不同部位小穗第1-2朵小花的

9、花药表现为黄绿色时，一般正是处于减数分裂时期。采集的小穗按上述玉米雄穗的固定方法进行固定处理。,3 蚕豆花蕾 在早春（3-4月）蚕豆现蕾后，于上午8-10时，摘取长约lmm左右的花蕾，固定、保存。 4 大葱花序 待3、4月份，大葱花序长到枣一样大时，颜色呈绿色（转黄时已晚），采摘花序固定，制片时，取1个小花，挑出花药，用醋酸洋红染色法压片观察。,22,2. 制片 取1-3枚花药放在洁净的载玻片上，用清洁刀片压在花药上向一端抹去，涂成薄层，然后滴1滴1%醋酸洋红染色液（或苏木精染色液），也可在花药上滴上染色液。 然后用镊子把花药镊碎，去掉肉眼见得到的残渣，数分钟后盖上盖玻片，包被吸水纸，用大姆指

10、匀力压片，或用铅笔的橡皮头垂直轻敲。 为了加深染色，可把载玻片平放在酒精灯火焰上来回摆动几次，使之略作加热。,23,3. 镜检 先在低倍镜下寻找花粉母细胞，一般花粉母细胞较大、圆形或扁圆形，细胞核大、着色较浅。而一些形状较小，整齐一致着色较深的细胞是药壁体细胞，一些形状处于中间略呈扇形的细胞是从四分体脱开后的小孢子或幼小花粉粒。 如形状较大，内部较透明并具有明显外壳的细胞则是成熟的花粉粒。 观察到有一定分裂相的花粉母细胞后，用高倍镜观察减数分裂各时期染色体的行为和特征。,24,压片：将有分裂相的玻片，包被吸水纸，以左手拇指压住载片的左端，右手拇指自左向右从盖片处匀力压过去，一次即可。压片一方面

11、是为了挤出多余的染液，另一方面把细胞压扁在一个平面上，使染色体分散开来，便于观察。 烤片：若材料染色过深，可进行烤片，将玻片在酒精灯火焰上来回摆动几次，切勿烤沸。烤片可起到分色的作用，即细胞质染色变浅或褪掉，染色体着色较深且清楚，便于观察。,25,操作流程： 取材 固定 保存（前期准备） 取花药 染色（掐挤花药） 捡除残渣染色加盖片 烤片 （置换）压片 镜检 绘图。 注意事项： a压片不得用力过猛，以免将细胞压碎； b压片时不要使盖片滑动，以防细胞错位变形； c染液不宜多用； d烤片不要至沸。,26,实验报告交到学习委员处,27,减数分裂各时期染色体变化的主要特征如下：,第一次分裂： 前期：

12、细线期：核内染色体呈长线状，互相缠绕，核仁核膜清晰可见。 偶线期：同源染色体相互纵向靠拢配对，称为联会。此期时间很短，一般较难观察到。 粗线期：配对后的染色体逐渐缩短变粗，同源染色体内的非姊妹染色单体间开始发生交换。 双线期：染色体缩得更短更粗，其基本数目可辩。同源染色体开始排斥，由于交换的结果，出现交叉结。可清楚地观察到交叉现象。,28,终变期：染色体缩到最短最粗，核仁核膜仍清晰可见。此期是染色体计数的极好时期。 中期：核仁核膜消失，以同源染色体为单位，排列在赤道板上，出现纺锤丝，形成纺锤体。 后期：每对同源染色体，由来自两极的纺锤丝牵引，分别向两极移动，完成染色体数目的减数过程。此期同源染色体的两个成员必然分离，非同源染色体间的各个成员以同等的机会结合，分别移向两极。 末期：移向两极的染色体群松开变细，核膜核仁重新出现，形成两个子细胞，也叫二分体。,29,第二次分裂： 前期