植物減數(shù)分裂染色體制備PPT幻燈片.ppt

1、實(shí)驗(yàn)四 植物減數(shù)分裂染色體制備及觀察,1,實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1.了解高等植物減數(shù)分裂過程及染色體的動(dòng)態(tài)變化。 2. 掌握制備植物細(xì)胞減數(shù)分裂玻片標(biāo)本的技術(shù)和方法。,2,減數(shù)分裂的特點(diǎn),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(diǎn)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(gè)子核，每個(gè)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(gè)特點(diǎn)是前期特別長(zhǎng)，而且形態(tài)和行為變化復(fù)雜，包括同源染色體的配對(duì)、交換與分離等。,3,減數(shù)分裂在遺傳上具有兩個(gè)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

2、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(duì)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(duì)、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)。,4,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(gè)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(gè)小孢子母細(xì)胞產(chǎn)生4個(gè)子細(xì)胞，每個(gè)子細(xì)胞就是1個(gè)小孢子。小孢子內(nèi)的染色體數(shù)目是體細(xì)胞的一半

3、（圖2-1）。,圖2-1減數(shù)分裂染色體行為示意圖,5,動(dòng)物的有性生殖過程中，也有一個(gè)由雙倍體到單倍體的減數(shù)過程，動(dòng)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）,動(dòng)物減數(shù)分裂的細(xì)胞行為示意圖 （圖2-2）,6,減數(shù)分裂和有絲分裂的染色體行為比較（圖2-3）,7,玉米花粉母細(xì)胞減數(shù)分裂過程（圖2-4 ）,8,9,蝗蟲精巢性母細(xì)胞減數(shù)分裂過程主要時(shí)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

4、期II；15.后期II；16.末期II;17.精細(xì)胞；18.精子,10,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(zhǎng)，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(gè)染色單體，但在顯微鏡下看不出染色體的雙重性。 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(duì)，形成二價(jià)體，每個(gè)二價(jià)體有一個(gè)著絲點(diǎn)。,11,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(gè)染色體的兩個(gè)姐妹染色單體。 二價(jià)體由四個(gè)姐妹染色單體和兩個(gè)著絲點(diǎn)組成，這時(shí)非姐妹染色單體間有可能發(fā)生交換,12,雙線期：染色體進(jìn)一步螺旋化，比

5、粗線期變得更為粗短，更為清晰，二價(jià)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(shí)是檢查染色體數(shù)的最佳時(shí)期，這時(shí)核內(nèi)有多少個(gè)二價(jià)體就說明有多少對(duì)同源染色體。,13,中期I 核仁、核膜消失，二價(jià)體均勻排列在赤道板上，紡錘體形成。從側(cè)面看，一個(gè)個(gè)二價(jià)體就象一列橫隊(duì)排列在細(xì)胞中；從極面看，一個(gè)個(gè)二價(jià)體分散在細(xì)胞質(zhì)中，這也是染色體計(jì)數(shù)的好時(shí)期。,14,后期I二價(jià)體的兩個(gè)同源染色體分開（沒有著絲點(diǎn)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(jí)，染色體變成了染色

6、質(zhì)狀，核膜、核仁重新出現(xiàn)，形成兩個(gè)子核，每個(gè)子核染色體數(shù)目減半為n，同時(shí)細(xì)胞質(zhì)分開形成兩個(gè)子細(xì)胞，叫二分體。,15,第二次減數(shù)分裂（減數(shù)分裂 I I，染色體不復(fù)制）,前期I I 染色體呈線狀，每個(gè)染色體由兩個(gè)姐妹染色單體，共用一個(gè)著絲點(diǎn)，二者間有明顯互斥作用，核膜消失。,16,中期I I 染色體排列在赤道板，每條染色體由兩個(gè)染色單體，共用一個(gè)著絲點(diǎn)。,17,后期I I 每個(gè)染色體從著絲點(diǎn)處分裂為二，分別移向兩極。 末期I I 移到兩級(jí)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(shí)減數(shù)分裂I形成的兩個(gè)單倍核形成4個(gè)單倍核，最后形成4個(gè)子細(xì)胞，叫四分體。,18,理想的植物細(xì)胞減數(shù)分裂玻片

7、標(biāo)本在顯微鏡下可以觀察到減數(shù)分裂各個(gè)時(shí)期的典型細(xì)胞。,19,實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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。,20,實(shí)驗(yàn)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(shí)間是很短的，一般在終變期、中期 I、后期I。因此，適時(shí)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

8、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(shí)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(zhǎng)10-15cm，剝出雄花序，頂端花藥長(zhǎng)3-5 mm，花藥尚未變黃時(shí)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?21,2 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14cm、幼穗長(zhǎng)約4cm時(shí)，各不同部位小穗第1-2朵小花的

9、花藥表現(xiàn)為黃綠色時(shí)，一般正是處于減數(shù)分裂時(shí)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(shí)，摘取長(zhǎng)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(zhǎng)到棗一樣大時(shí)，顏色呈綠色（轉(zhuǎn)黃時(shí)已晚），采摘花序固定，制片時(shí)，取1個(gè)小花，挑出花藥，用醋酸洋紅染色法壓片觀察。,22,2. 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?jiān)?，?shù)分鐘后蓋上蓋玻片，包被吸水紙，用大姆指

10、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?cái)[動(dòng)幾次，使之略作加熱。,23,3. 鏡檢 先在低倍鏡下尋找花粉母細(xì)胞，一般花粉母細(xì)胞較大、圓形或扁圓形，細(xì)胞核大、著色較淺。而一些形狀較小，整齊一致著色較深的細(xì)胞是藥壁體細(xì)胞，一些形狀處于中間略呈扇形的細(xì)胞是從四分體脫開后的小孢子或幼小花粉粒。 如形狀較大，內(nèi)部較透明并具有明顯外殼的細(xì)胞則是成熟的花粉粒。 觀察到有一定分裂相的花粉母細(xì)胞后，用高倍鏡觀察減數(shù)分裂各時(shí)期染色體的行為和特征。,24,壓片：將有分裂相的玻片，包被吸水紙，以左手拇指壓住載片的左端，右手拇指自左向右從蓋片處勻力壓過去，一次即可。壓片一方面

11、是為了擠出多余的染液，另一方面把細(xì)胞壓扁在一個(gè)平面上，使染色體分散開來，便于觀察。 烤片：若材料染色過深，可進(jìn)行烤片，將玻片在酒精燈火焰上來回?cái)[動(dòng)幾次，切勿烤沸?？酒善鸬椒稚淖饔茫醇?xì)胞質(zhì)染色變淺或褪掉，染色體著色較深且清楚，便于觀察。,25,操作流程： 取材 固定 保存（前期準(zhǔn)備） 取花藥 染色（掐擠花藥） 撿除殘?jiān)旧由w片 烤片 （置換）壓片 鏡檢 繪圖。 注意事項(xiàng)： a壓片不得用力過猛，以免將細(xì)胞壓碎； b壓片時(shí)不要使蓋片滑動(dòng)，以防細(xì)胞錯(cuò)位變形； c染液不宜多用； d烤片不要至沸。,26,實(shí)驗(yàn)報(bào)告交到學(xué)習(xí)委員處,27,減數(shù)分裂各時(shí)期染色體變化的主要特征如下：,第一次分裂： 前期：

12、細(xì)線期：核內(nèi)染色體呈長(zhǎng)線狀，互相纏繞，核仁核膜清晰可見。 偶線期：同源染色體相互縱向靠攏配對(duì)，稱為聯(lián)會(huì)。此期時(shí)間很短，一般較難觀察到。 粗線期：配對(duì)后的染色體逐漸縮短變粗，同源染色體內(nèi)的非姊妹染色單體間開始發(fā)生交換。 雙線期：染色體縮得更短更粗，其基本數(shù)目可辯。同源染色體開始排斥，由于交換的結(jié)果，出現(xiàn)交叉結(jié)?？汕宄赜^察到交叉現(xiàn)象。,28,終變期：染色體縮到最短最粗，核仁核膜仍清晰可見。此期是染色體計(jì)數(shù)的極好時(shí)期。 中期：核仁核膜消失，以同源染色體為單位，排列在赤道板上，出現(xiàn)紡錘絲，形成紡錘體。 后期：每對(duì)同源染色體，由來自兩極的紡錘絲牽引，分別向兩極移動(dòng)，完成染色體數(shù)目的減數(shù)過程。此期同源染色體的兩個(gè)成員必然分離，非同源染色體間的各個(gè)成員以同等的機(jī)會(huì)結(jié)合，分別移向兩極。 末期：移向兩極的染色體群松開變細(xì)，核膜核仁重新出現(xiàn)，形成兩個(gè)子細(xì)胞，也叫二分體。,29,第二次分裂： 前期