實驗二植物減數(shù)分裂及玉米花母細(xì)胞涂片觀察

關(guān)于實驗二植物減數(shù)分裂及玉米花母細(xì)胞涂片觀察減數(shù)分裂的特點減數(shù)分裂是一種特殊方式的細(xì)胞分裂，僅在配子形成過程中發(fā)生。減數(shù)分裂的特點是：連續(xù)進(jìn)行兩次分裂，而染色體只復(fù)制一次，結(jié)果形成4個子核，每個子核只含單倍體的染色體，即染色體數(shù)減少一半，所以叫做減少分裂。另外一個特點是前期特別長，而且形態(tài)和行為變化復(fù)雜，包括同源染色體的配對、交換與分離等。第2頁,共35頁，2024年2月25日，星期天減數(shù)分裂在遺傳上具有兩個重要的生物學(xué)意義：1、性母細(xì)胞（2n）經(jīng)過減數(shù)分裂形成染色體數(shù)減半的配子（n），經(jīng)過受精作用雌雄配子結(jié)合形成合子，染色體數(shù)恢復(fù)（2n），這樣在物種延續(xù)的過程中確保了染色體數(shù)目的恒定，從而使物種在遺傳上具有相對的穩(wěn)定性。2、在減數(shù)分裂過程中包含有同源染色體的配對、交換、分離和非同源染色體的自由組合，這些都是遺傳學(xué)分離、自由組合和連鎖互換規(guī)律的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)，同源染色體的交換和非同源染色體的自由組合所產(chǎn)生的遺傳重組，又是生物變異和進(jìn)化的重要遺傳基礎(chǔ)。第3頁,共35頁，2024年2月25日，星期天植物花粉形成過程在植物花粉形成過程中，花藥內(nèi)的一些細(xì)胞分化成小孢子母細(xì)胞（2n），每個小孢子母細(xì)胞進(jìn)行2次連續(xù)的細(xì)胞分裂（第一次減數(shù)分裂和第二次減數(shù)分裂）。每一個小孢子母細(xì)胞產(chǎn)生4個子細(xì)胞，每個子細(xì)胞就是1個小孢子。小孢子內(nèi)的染色體數(shù)目是體細(xì)胞的一半（圖2-1）。圖2-1減數(shù)分裂染色體行為示意圖第4頁,共35頁，2024年2月25日，星期天動物的有性生殖過程中，也有一個由雙倍體到單倍體的減數(shù)過程，動物的精巢分化出精母細(xì)胞，精母細(xì)胞減數(shù)分裂形成單倍體的精子（圖2-2）第5頁,共35頁，2024年2月25日，星期天動物減數(shù)分裂的細(xì)胞行為示意圖（圖2-2）第6頁,共35頁，2024年2月25日，星期天減數(shù)分裂和有絲分裂的染色體行為比較（圖2-3）第7頁,共35頁，2024年2月25日，星期天玉米花粉母細(xì)胞減數(shù)分裂過程如圖2-4第8頁,共35頁，2024年2月25日，星期天蝗蟲精巢性母細(xì)胞減數(shù)分裂過程主要時期的染色體行為特征如圖2-4

1.細(xì)線期；2.偶線期；3.早粗線期；4.粗線期；5.晚粗線期；6.雙線期；7.終變期；8.中期I（側(cè)面圖）；9.中期I（極面圖）；10.早后期I；11.后期I；12.末期I；13.前期II;14.中期II；15.后期II；16.末期II;17.精細(xì)胞；18.精子第9頁,共35頁，2024年2月25日，星期天第一次減數(shù)分裂（減數(shù)分裂I，包括染色體的復(fù)制）玉米減數(shù)分裂前期I細(xì)線期：第一次分裂開始，染色體很細(xì)很長，呈細(xì)線狀在核內(nèi)交織成網(wǎng)。每一染色體已經(jīng)復(fù)制為兩個染色單體，但在顯微鏡下看不出染色體的雙重性。(1)偶線期：染色體形態(tài)與細(xì)線期差別不大，染色體比細(xì)線期粗，同源染色體開始配對，形成二價體，每個二價體有一個著絲點。(2)第10頁,共35頁，2024年2月25日，星期天粗線期：染色體螺旋化，進(jìn)一步縮短變粗，顯微鏡下可明顯看到每個染色體的兩個姐妹染色單體。二價體由四個姐妹染色單體和兩個著絲點組成，這時非姐妹染色單體間有可能發(fā)生交換第11頁,共35頁，2024年2月25日，星期天雙線期：染色體進(jìn)一步螺旋化，比粗線期變得更為粗短，更為清晰，二價體中的兩條同源染色體相互分開出現(xiàn)交叉現(xiàn)象，出現(xiàn)交叉末端化，呈“X”、“V”、“O”、“∞”等形狀。終變期:染色體高度濃縮，染色體均勻地分散在核膜的附近，此時是檢查染色體數(shù)的最佳時期，這時核內(nèi)有多少個二價體就說明有多少對同源染色體。第12頁,共35頁，2024年2月25日，星期天中期I核仁、核膜消失，二價體均勻排列在赤道板上，紡錘體形成。從側(cè)面看，一個個二價體就象一列橫隊排列在細(xì)胞中；從極面看，一個個二價體分散在細(xì)胞質(zhì)中，這也是染色體計數(shù)的好時期。第13頁,共35頁，2024年2月25日，星期天后期I

二價體的兩個同源染色體分開（沒有著絲點的分開），由紡錘絲拉向兩極，染色體又變成了染色絲。

末期I

同源染色體分別到達(dá)細(xì)胞兩級，染色體變成了染色質(zhì)狀，核膜、核仁重新出現(xiàn)，形成兩個子核，每個子核染色體數(shù)目減半為n，同時細(xì)胞質(zhì)分開形成兩個子細(xì)胞，叫二分體。第14頁,共35頁，2024年2月25日，星期天第二次減數(shù)分裂（減數(shù)分裂II，染色體不復(fù)制）前期II染色體呈線狀，每個染色體由兩個姐妹染色單體，共用一個著絲點，二者間有明顯互斥作用，核膜消失。第15頁,共35頁，2024年2月25日，星期天中期II染色體排列在赤道板，每條染色體由兩個染色單體，共用一個著絲點。第16頁,共35頁，2024年2月25日，星期天后期II每個染色體從著絲點處分裂為二，分別移向兩極。末期II移到兩級的染色體解螺旋，再次出現(xiàn)核仁、核膜，形成單倍的子核，此時減數(shù)分裂I形成的兩個單倍核形成4個單倍核，最后形成4個子細(xì)胞，叫四分體。第17頁,共35頁，2024年2月25日，星期天理想的植物細(xì)胞減數(shù)分裂玻片標(biāo)本在顯微鏡下可以觀察到減數(shù)分裂各個時期的典型細(xì)胞。第18頁,共35頁，2024年2月25日，星期天蝗蟲減數(shù)分裂前期I細(xì)線期：第一次分裂開始，染色體很細(xì)很長，呈細(xì)線狀在核內(nèi)交織成網(wǎng)。每一染色體已經(jīng)復(fù)制為兩個染色單體，但在顯微鏡下看不出染色體的雙重性。(1)偶線期：染色體形態(tài)與細(xì)線期差別不大，染色體比細(xì)線期粗，同源染色體開始配對，形成二價體，每個二價體有一個著絲點。(2)第19頁,共35頁，2024年2月25日，星期天粗線期：染色體螺旋化，進(jìn)一步縮短變粗，顯微鏡下可明顯看到每個染色體的兩個姐妹染色單體。二價體由四個姐妹染色單體和兩個著絲點組成，這時非姐妹染色單體間有可能發(fā)生交換(3.早粗線期；4粗線期；5.晚粗線期)。第20頁,共35頁，2024年2月25日，星期天雙線期：染色體進(jìn)一步螺旋化，比粗線期變得更為粗短，更為清晰，二價體中的兩條同源染色體相互分開出現(xiàn)交叉現(xiàn)象，出現(xiàn)交叉末端化，呈“X”、“V”、“O”、“∞”等形狀。（6)終變期:染色體高度濃縮，染色體均勻地分散在核膜的附近，此時是檢查染色體數(shù)的最佳時期，這時核內(nèi)有多少個二價體就說明有多少對同源染色體。(7)第21頁,共35頁，2024年2月25日，星期天中期I核仁、核膜消失，二價體均勻排列在赤道板上，紡錘體形成。從側(cè)面看，一個個二價體就象一列橫隊排列在細(xì)胞中；從極面看，一個個二價體分散在細(xì)胞質(zhì)中，這也是染色體計數(shù)的好時期。(8.側(cè)面觀；9.極面觀)第22頁,共35頁，2024年2月25日，星期天后期I二價體的兩個同源染色體分開（沒有著絲點的分開），由紡錘絲拉向兩極，染色體又變成了染色絲。（10.早后期I

；11.后期I

）第23頁,共35頁，2024年2月25日，星期天末期I（12）同源染色體分別到達(dá)細(xì)胞兩級，染色體變成了染色質(zhì)狀，核膜、核仁重新出現(xiàn)，形成兩個子核，每個子核染色體數(shù)目減半為n，同時細(xì)胞質(zhì)分開形成兩個子細(xì)胞，叫二分體。第24頁,共35頁，2024年2月25日，星期天

第二次減數(shù)分裂（減數(shù)分裂II，染色體不復(fù)制）前期II染色體呈線狀，每個染色體由兩個姐妹染色單體，共用一個著絲點，二者間有明顯互斥作用，核膜消失。（13）第25頁,共35頁，2024年2月25日，星期天中期II染色體排列在赤道板，每條染色體由兩個染色單體，共用一個著絲點。（14）第26頁,共35頁，2024年2月25日，星期天后期II每個染色體從著絲點處分裂為二，分別移向兩極。（15）第27頁,共35頁，2024年2月25日，星期天末期II移到兩級的染色體解螺旋，再次出現(xiàn)核仁、核膜，形成單倍的子核，此時減數(shù)分裂I形成的兩個單倍核形成4個單倍核，最后形成4個子細(xì)胞，叫四分體。（16）第28頁,共35頁，2024年2月25日，星期天精細(xì)胞（17）第29頁,共35頁，2024年2月25日，星期天精子（18）第30頁,共35頁，2024年2月25日，星期天實驗材料

玉米（2n=20）花藥、蠶豆（2n=12）花藥、小麥（2n=42）花藥、大蔥（2n=16）花藥、洋蔥（2n=16）花藥、番茄（2n=24）花藥。

實驗器具和藥品器具顯微鏡、鑷子、解剖針、蓋玻片、載玻片、大培養(yǎng)皿、酒精燈、吸水紙。藥品無水乙醇、冰醋酸、醋酸洋紅染液、石蠟、二甲苯、固定液（甲醇：冰醋酸=3：1）、加拿大樹膠、正丁醇或叔丁醇。第31頁,共35頁，2024年2月25日，星期天實驗步驟

1.取材在一朵花的減數(shù)分裂的全過程中能觀察染色體的時間是很短的，一般在終變期、中期I、后期I。因此，適時取材是是觀察花粉母細(xì)胞減數(shù)分裂的關(guān)鍵步驟，不同材料、不同地區(qū)或季節(jié)的取材適期略有差異。（1）玉米雄穗北方的玉米5月份取材，時間為上午8：30為好，夏玉米一般在7月份取材，以上午7：00-8：00為好，在玉米雌穗未抽出前的7-10d手摸上部（喇叭口下部）有松軟感覺，表明雄花序即將抽出。用刀在頂葉近喇叭口處縱向劃一刀，切開長10-15cm，剝出雄花序，頂端花藥長3-5mm，花藥尚未變黃時取材為適期。

將采集的雄穗浸入卡諾氏固定液中固定12-24h后，用95％酒精清洗凈醋酸氣味后，保存于70％酒精中置冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>

第32頁,共35頁，2024年2月25日，星期天2．

小麥幼穗在小麥抽穗前10-15天，當(dāng)旗葉與下一葉片的葉枕相距1—4cm、幼穗長約4cm時，各不同部位小穗第1-2朵小花的花藥表現(xiàn)為黃綠色時，一般正是處于減數(shù)分裂時期。采集的小穗按上述玉米雄穗的固定方法進(jìn)行固定處理。3．

蠶豆花蕾在早春（3-4月）蠶豆現(xiàn)蕾后，于上午8-10時，摘取長約lmm左右的花蕾，固定、保存。4．

大蔥花序待3、4月份，大蔥花序長到棗一樣大時，顏色呈綠色（轉(zhuǎn)黃時已晚），采摘花序固定，制片時，取1個小花，挑出花藥，用醋酸洋紅染色法壓片觀察。第33頁,共35頁，2024年2月25日，星期天2.制片取1-3枚花藥放在潔凈的載玻片上，用清潔刀片壓在花藥上向一端抹去，涂成薄層，然后滴1滴1%醋酸洋紅染色液（或蘇木精染色液），也可在花藥上滴上染色液。然后用鑷子把花藥鑷碎，去掉肉眼見得到的殘渣，數(shù)分鐘后蓋上蓋玻片，包被吸水紙，用大姆指勻力壓片，或用鉛筆的橡皮頭垂直輕敲。為了加深染色，可把載玻片平放在酒精燈火焰上來回擺動幾