实验二植物减数分裂及玉米花母细胞涂片观察

关于实验二植物减数分裂及玉米花母细胞涂片观察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。第2页,共35页，2024年2月25日，星期天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。第3页,共35页，2024年2月25日，星期天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（图2-1）。图2-1减数分裂染色体行为示意图第4页,共35页，2024年2月25日，星期天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）第5页,共35页，2024年2月25日，星期天动物减数分裂的细胞行为示意图（图2-2）第6页,共35页，2024年2月25日，星期天减数分裂和有丝分裂的染色体行为比较（图2-3）第7页,共35页，2024年2月25日，星期天玉米花粉母细胞减数分裂过程如图2-4第8页,共35页，2024年2月25日，星期天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.中期II；15.后期II；16.末期II;17.精细胞；18.精子第9页,共35页，2024年2月25日，星期天第一次减数分裂（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。(1)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。(2)第10页,共35页，2024年2月25日，星期天粗线期：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第11页,共35页，2024年2月25日，星期天双线期：染色体进一步螺旋化，比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。第12页,共35页，2024年2月25日，星期天中期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。第13页,共35页，2024年2月25日，星期天后期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。第14页,共35页，2024年2月25日，星期天第二次减数分裂（减数分裂II，染色体不复制）前期II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。第15页,共35页，2024年2月25日，星期天中期II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。第16页,共35页，2024年2月25日，星期天后期II每个染色体从着丝点处分裂为二，分别移向两极。末期II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。第17页,共35页，2024年2月25日，星期天理想的植物细胞减数分裂玻片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。第18页,共35页，2024年2月25日，星期天蝗虫减数分裂前期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。(1)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。(2)第19页,共35页，2024年2月25日，星期天粗线期：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(3.早粗线期；4粗线期；5.晚粗线期)。第20页,共35页，2024年2月25日，星期天双线期：染色体进一步螺旋化，比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。（6)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。(7)第21页,共35页，2024年2月25日，星期天中期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。(8.侧面观；9.极面观)第22页,共35页，2024年2月25日，星期天后期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。（10.早后期I

；11.后期I

）第23页,共35页，2024年2月25日，星期天末期I（12）同源染色体分别到达细胞两级，染色体变成了染色质状，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。第24页,共35页，2024年2月25日，星期天

第二次减数分裂（减数分裂II，染色体不复制）前期II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。（13）第25页,共35页，2024年2月25日，星期天中期II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。（14）第26页,共35页，2024年2月25日，星期天后期II每个染色体从着丝点处分裂为二，分别移向两极。（15）第27页,共35页，2024年2月25日，星期天末期II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。（16）第28页,共35页，2024年2月25日，星期天精细胞（17）第29页,共35页，2024年2月25日，星期天精子（18）第30页,共35页，2024年2月25日，星期天实验材料

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。第31页,共35页，2024年2月25日，星期天实验步骤

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3-5mm，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。

第32页,共35页，2024年2月25日，星期天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1—4cm、幼穗长约4cm时，各不同部位小穗第1-2朵小花的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。第33页,共35页，2024年2月25日，星期天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