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细胞分裂的形态观察实验-减数分裂

2014-09-28 1106 收藏

实验原理

减数分裂(Meiosis)是配子发生过程中的一种特殊有丝分裂,即染色体复制一次,而细胞连续分裂两次,结果使染色体数日减半的过程。减数分裂过程中体现了遗传三定律,所以说减数分裂在稳定种的遗传性状和繁殖中均起着重要作用。

实验材料

  • 蝗虫
  • Carnoy固定液
  • 乙醇
  • 醋酸洋红染液
  • 醋酸
  • 二甲苯
  • 实验仪器

  • 显微镜
  • 擦镜纸
  • 解剖针
  • 眼科镊子
  • 载玻片
  • 盖玻片
  • 吸水纸
  • 培养皿
  • 冰箱
  • 实验步骤

    一、蝗虫精巢压片标本的制备

    1.  采集:采集到各期分裂相的标本是实验成功的关键,解决这一关键要把握两点

    (1)时间:沈阳地区采集,一般在8月15至25日为宜。

    (2)虫体特征:雄虫翘膀长到刚好盖住腹部一半时,正好是雄虫精子发生的峰季,采集最适。

    (3)在公园、田埂、河边、路旁的草丛中均可采到。

    2.  取材:将采到的雄虫,用大头针固定在木板或纸盒上,沿腹部背中线剪开体壁,见消化管背侧的浅黄色结构即是精巢,用镊子分离出来。

    3.  固定:把取出的精巢立即放入Carnoy固定液中,固定1小时,在期间用大头针小心分离精细管,加速固定,促进脂肪溶解。固定后移入70%乙醇中存放于4℃冰箱备用。

    4.  染色:取固定好的精细管2~3条,置于干净载玻片中央,用45%醋酸处理5分钟,用吸水纸吸干后,加1~2滴醋酸洋红染色15分钟。

    5.  压片:在染色材料上盖上盖玻片,再在盖玻片上放一块吸水纸,用大拇指垂直在盖玻片上适力下压(压片时不要滑动盖片)使精细管破裂细胞平展开,吸去溢出的染液,即可观察。

    二、蝗虫精子发生过程减数分裂的镜下观察

    蝗虫精巢是由多条圆柱形的精细管组成,每条精细管由于生殖细胞发育阶段的差别可分成若干区,良好压片可见到从游离的顶端起始依次为精原细胞、精母细胞、精细胞及精子等各发育阶段的区域。

    1.  精原细胞(Spermatogonia)位于精细管的游离端,胞体较小,由有丝分裂来增殖,其染色体较粗短、染色较浓。

    2.  减数分裂I(Meiotic division I)  减数分裂 l 是从初级精母细胞到次级精母细胞的一次分裂。

    (1)前期I(Prophase I)在减数分裂中,以前期I最有特征性、核的变化复杂,依染色体变化,又可分为下列各期:

    ①细线期(Leptotene stage)染色体呈细长的丝,称为染色线。弯曲绕成一团,排列无规则,染色线上有大小不一的染色粒,形似念珠,核仁清楚。

    ②偶线期(zygotene stage)同源染色体开始配对,同时出现极化现象,各以一端聚集于细胞核的一侧,另一端则散开,形成花束状。

    ③粗线期(Pachytene stage)每对同源染色体联合完成,缩短成较粗的线状,称为双价染色体,因其由四条染单体组成,又叫四分体。

    ④双线期(Diplotene stage)染色体缩的更短些,同源染色体开始有彼此分开的趋势,但因两者相互绞缠,有多点交叉,所以这时的染色体呈现麻花状。

    ⑤终变期(Diakinesis) 染色体更为粗短,形成Y、V、O等形状,终变期末核膜、核仁消失。

    (2)中期I(Metaphase I)核膜和核仁消失,纺锤体形成,双价染色体排列于赤道面,着丝点与纺锤丝相连。这时的染色体组居细胞中央,侧面观呈板状,极面观呈空心花状。

    (3)后期I(Anaphase I)由于纺锤丝的解聚变短,同源的两条染色体彼此分开,分别向两极移动。但每条染色体的着丝粒尚未分裂,故两条姐妹染色单体仍连在一起同去一极。

    (4)末期I(Telophase I)移动到两极的染色体,呈聚合状态,并解旋,同时核膜形成,胞质也均分为二,即形成两个次级精母细胞,这时每个新核所含染色体的数目只是原来的一半。到此减数分裂I结束。


     
    3.  减数分裂Ⅱ(Meiotic divisison Ⅱ)减数分裂Ⅱ类似一般的有丝分裂,但从细胞形态上看,可见胞体明显变小,染色体数目少。

    (1)前期Ⅱ(Prophase Ⅱ)末期I的细胞进入前期Ⅱ状态,每条染色体的两个单体显示分开的趋势,染色体象花瓣状排列,使前期Ⅱ的细胞呈实心花状。

    (2)中期Ⅱ(MetaphaseⅡ)纺锤体再次出现,染色体排列于赤道面。

    (3)后期Ⅱ(AnaphaseⅡ)着丝粒纵裂,每条染色体的两条单体彼此分离,各成一子染色体,分别移向两极。

    (4)末期Ⅱ(TelophaseⅡ)移到两极的染色体分别组成新核,新细胞的核具单倍数(n)的染色体组,胞质再次分裂,这样,通过减数分裂每个初级精母细胞就形成了四个精细胞。

    4.  精子形成  在两次精母细胞分裂过程中,各种细胞器,如,线粒体、高尔基体等也大致平均地分到四个精细胞中,精细胞经一系列的分化成熟为精子。镜下精子头部呈梭形,由细胞核及顶体共同组成,尾部细长呈线状。

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