蝗虫减数分裂的制片与观察

蝗虫减数分裂的制片与观察

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实验四减数分裂与配子形成

一、实验目的

1、观察减数分裂过程并熟悉减数分裂各个时期的特征及染色体的形态、数目的变化，为研究遗传基本规律奠定细胞学基础。

2、学习并进一步掌握动、植物减数分裂玻片标本的制作方法和基本技能。

3、了解动、植物的生殖细胞的形成过程。

二、实验原理

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。这一过程的特点是:连续进行两次核分裂，而染色体只复制一次，结果形成四个核,每个核只含单倍数的染色体,即染色体数减少一半,所以称作减数分裂。另外一个特点是前期特别长，而且变化复杂，包括同源染色体的配对、交换、分离和非同源染色体的自由组合等。

在高等生物里雌雄性细胞形成的过程中，都是先由有性组织(如花药和胚珠、精巢和卵巢）中的某些细胞分化为孢母细胞（２n),以及精母与卵母细胞(n)。进一步由这些细胞进行一种连续二次的减数分裂,即减数第一分裂和减数第二分裂,最终各自产生4个小孢子（ｎ)或精细胞(ｎ),或是分别产生一个大孢子或卵细胞(ｎ)与三个退化的极体（n)。再经受精作用，雌、雄配子融合为合子,染色体数目恢复为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。在分裂过程中,可以详细地到染色体的形态、数目、组成和染色体的鉴定和分析等,从而为遗传学研究中远缘杂种的分析、染色体工程中的异系鉴别、常规的组型分析以及三个基本规律的论证，提出了直接与间接的依据和细胞学基础。并可导致了各种遗传重组的发生,为生物的进化提供了物质基础。

三、实验材料

小麦（Tritｉcｕｍaesｔｉvｕm Linｎ)幼穗，短角斑腿蝗（Cataｎtopsbracｈｙｃerus）精巢。

四、实验器具和药品试剂

显微镜、解剖针、镊子、刀片、载玻片、盖玻片、吸水纸、小广口瓶等；卡诺氏固定液(Caｒnoy's Flｕiｄ）、45％醋酸和改良苯酚品红等。

五、实验方法和步骤

（一)小麦花药压片标本的制作与观察

1、取材

当大田中的小麦处于孕穗早期时,选取旗叶叶耳与其下面一叶叶耳之间相距1～2cm 的主穗,剥去外部叶鞘，剪下幼穗，投入Carｎｏy固定液中，固定４~２4h后用70％酒精换冼两次，保存在7０%酒精中。

2、压片

从70％酒精中取出一段幼穗,剥下一朵颖花，置载玻片上,用解剖针剥开内外颖,将花药剔出(花药长度以1～２mm为宜),在花药上加一滴改良苯酚品红染液,染色3～5ｍｉｎ,然后持解剖针横切花药成2—4段，再用针头轻压，使花粉母细胞从花粉囊中挤出，尽量挤净，弃去药壁碎片，盖上盖玻片即可在显微境下观察。盖上玻片时,不必施加压力,有多余的染液时,可用吸水纸吸去，但加上玻片后，不能来回移动。若染色太淡,可在盖玻片边缘加一滴染液，让它渗进去继续染色并进行烤片，静置１～2分钟再压片,即可获得较清楚的制片。

如果染色效果不甚理想，可以置于酒精灯火焰上烘烤加强染色效果。烘烤压片是一项很重要技术，比较烘烤前面细胞质与染色体的着色情况。通常将片子在酒精灯光焰上来回移动，直到气泡逐渐扩大时为止，烘烤要反复多次进行,可使细胞染色尽量褪去，染色体得到充分鲜明的着色，如染色过深，可以在盖玻片边缘注一滴45％的冰醋酸，而在相对的边缘用吸水纸吸收在盖玻片下流动的染色液,直到胞质脱色而染色体仍清晰可见为止。

3、减数分裂时期的观察

先在低倍镜下找到花粉母细胞，然后转用高倍镜观察。花粉母细胞与体细胞明显不同，主要特征是细胞及核的体积都较大。观察辨认压片标本中的花粉母细胞处于减数分裂的哪个时期。换用稍大或较小的花药进行压片与观察,简图表示你所看到的各个分裂时期.实验中同学之间可以相互参观和交流,借以扩大观察内容和范围。

（二)蝗虫精巢压片标本的制作与观察

1、取材

蝗虫染色体数目较少,染色体较大，易于观察，因此,蝗虫精巢一向被视为减数分裂实验传统材料。蝗虫以夏秋两季采集为宜。蝗虫雌雄个体的形态特征有明显的差别.雄体腹部末端为交配器，形似船尾,而雌体末端分叉，与雄体明显不同．捕到雄虫后用镊子夹住雄虫尾部,向外拉。可见到一团桔黄色团状结构组织块，这就是蝗虫的精巢。剔除精巢上的其它组织，将其放到Carnoｙ固定液中固定1.5～2小时后用７0%酒精换洗两次，70％酒精中保存备用。

图4-１蝗虫雌雄个体的腹部末端形态特征

2、压片

挑起精细管，置载玻片上，除去外围脂肪,从中间切成两段,弃去后半段(近输精管端）,留下前半段(因为前半段细胞分裂旺盛而后半段多为精于）。滴一滴改良苯酚品红染液，同时以小镊子轻轻挤压精细小管外壁,以使性母细胞或减数分裂中各时期的细胞流出精细小管管壁,以利于观察。染色1０~１5分钟后盖上盖玻片,用手指隔着吸水纸略加压力,使细胞散开,铺成单层。随后便可放显微镜下观察。

3、减数分裂过程的观察

制成的临时压片标本中,除了正在进行减数分裂的细胞之外，还可看到精原细胞的有丝分裂过程。仔细区分精母细胞和精原细胞，确定减数分裂各个时期,画图表示各期特征。如制永久片，可以将玻片放在ＣＯ2干冰或生物切片半导体冰冻机上,待玻片结冰后，取出玻片，用刀片迅速揭开盖玻片,放在空气中干燥后,用封藏剂(加拿大树胶）封固。

六、作业

1、每人至少作出二张良好的临时片。

２、绘出下列各分裂时期的简图。

(1）终变期(2)中期Ⅰ（3)后期Ⅰ

（４）中期Ⅱ(5）后期Ⅱ(６)四分孢子

3、联系有丝分裂实验，说明高等植物的染色体周史，染色体的恒定性、特异性和连续性。

4、减数分裂与有丝分裂有何区别？子代与亲代的差异是由哪一种分裂造成的?

七、学习资料