动植物减数分裂过程中染色体动态行为的观察
蝗虫精巢减数分裂过程中染色体的行为观察
蝗虫精巢减数分裂过程中染色体的行为观察姓名摘要减数分裂是配子生成过程所特有的细胞分裂方式。
性细胞连续进行两次核分裂，染色体只复制一次，由此形成染色体数为单倍体的配子。
蝗虫精巢是比较理想的观察减数分裂的材料之一，具有易采集、操作简单的优点。
实验中选取蝗虫精巢小管，通过压片法，制作可观察减数分裂过程中染色体动态变化的玻片标本。
我们在显微镜下观察减数分裂过程中各个不同时期的染色体形态特征。
通过实验，我们进一步了解减数分裂的过程以及各个时期的染色体特点，同时我们掌握了制片和染色技术。
1.引言减数分裂是配子生成过程所特有的细胞分裂方式。
性细胞连续进行两次核分裂，染色体只复制一次，细胞则连续分裂两次，在两次分裂中分别将同源染色体与姐妹染色体均分给子细胞，由此形成染色体数为单倍体的配子。
雌、雄配子的结合可在后代细胞中恢复正常的染色体数目，保证亲代与子代染色体数目的恒定，从而保持了物种的稳定性。
同时，由于同源染色体在染色体配对过程中发生了非姐妹染色单体的交换，以及非同源染色体的自由组合，增加了遗传的多样性，为自然选择提供原材料，是生物体性状变异的重要来源。
而在减数分裂过程中染色体行为的异常则可能导致遗传畸变。
蝗虫在生活中常见，容易采集，而且取蝗虫精巢操作简单。
蝗虫的染色体数目较少,且染色体较大，在减数分裂过程中染色体的一些特征比较明显，易于观察。
在同一染色体玻片标本上可以观察到处于减数分裂各个时期的细胞，还可以观察精子的形成过程。
此次实验的实验目的是了解生物性母细胞减数分裂的一般规律及减数分裂过程中的染色体行为的动态变化过程来加深对减数分裂的认识。
同时，我们还要掌握制片、染色技术。
2.材料与方法2.1实验材料（1）器材：显微镜，解剖针，镊子，盖玻片，载玻片（2）药品：改良苯酚品红（3）材料：雄蝗虫的精巢2.2实验过程2.2.1取材夏末秋初在野外田间捕捉的雄性蝗虫，，浸入卡诺固定液中固定24小时。
取出蝗虫，剪去翅膀和后肢，用手术刀沿腹部中线轻轻挑开腹部，取出腹腔中的两个精巢——由许多精小管组成的黄色组织块或将捉到的雄性蝗虫用剪刀剪去头胸部，然后在腹腔两侧各剪一刀，掀开背板，取出消化道背面的两个精巢。
1 蝗虫精巢细胞减数分裂过程中染色体行为的观察
1 蝗虫精巢细胞减数分裂过程中染色体行为的观察蝗虫精巢细胞减数分裂过程中染色体行为的观察摘要减数分裂是生物性原细胞细胞成熟、形成配子的过程中出现的一种特殊的分裂方式。
本实验以生殖期雄性蝗虫精巢细胞为材料，先使用Carnoy固定液固定，再用改良苯酚品红染液对染色体进行染色，压片法制片。
标本玻片置于显微镜高倍镜下观察，认识、分辨蝗虫精巢细胞减数分裂过程中各分裂相，并对不同分裂相拍照或绘图记录。
引言减数分裂（Meiosis）是生物细胞分裂的主要机制之一，是指生物性成熟以后，性腺中的精（卵）原细胞经分裂形成配子的过程。
其特点是DNA复制一次，细胞连续分裂两次。
生物细胞减数分裂形成的单倍体配子细胞经过进一步变形、生化变化，形成成熟的精子或卵细胞。
二者通过受精作用又恢复二倍体。
减数分裂过程中同源染色体间发生交换，使配子的遗传多样化，增加了后代的适应性，因此减数分裂不仅是保证生物种染色体数目稳定的机制，同时且也是物种适应环境变化不断进化的机制。
本次实验采用东亚飞蝗[Locusta migratoria manilensis (Meyen)]作为标本采集对象，其雄性染色体数为2n=23,XO ♂。
蝗虫染色体大，数目少，在减数分裂过程中染色体的一些特征比较明显，是进行减数分裂观察的经典材料①。
1. 实验材料1.1. 器材：显微镜1台，镊子1把，解剖针2支，载玻片，盖玻片，滤纸条 1.2.试剂：Carnoy固定液，改良苯酚品红染液1.3. 生物材料：繁殖季节雄性蝗虫精巢的精巢小管固定材料2. 实验步骤2.1. 取材与标本固定繁殖季节雄性蝗虫精巢的精巢小管的固定。
选择雄性蝗虫，剪去双翅，再由腹部背面剪开，可见贴在一起的一对橘黄色精巢。
将其投入0.7%生理盐水中剔去脂肪，可见曲细精管①。
将其投入Carnoy固定液中，室温下固定24h后，转入70%乙醇，存放于4℃冰箱。
2.2. 制片与观察2.2.1. 染色。
取2-3个精巢小管于载玻片上，加入1-2滴改良苯酚品红, 染色时间一般为6-10min。
减数分裂图解课件
利用植物细胞进行减数分裂研究，分析减数分裂过程中染色体的行为和植物 细胞的分裂方式。
减数分裂基因的定位与分离
基因定位
通过对减数分裂相关基因进行定位和克隆，研究其结构和功能，进一步了解减数 分裂的分子机制。
基因分离
利用分子生物学技术和遗传学方法分离与减数分裂相关的基因，研究其表达和调 控减数分裂过程的作用。
04
减数分裂与遗传学
基因重组与多样化
基因重组是减数分裂的一个重 要产物，它通过重新组合遗传 物质，为生物多样性提供了来 源。
基因重组发生在减数分裂的四 分体时期和后期阶段，为后代 提供了多种遗传变异。
基因重组可以增加物种的适应 能力，使其能够更好地适应环 境变化。
染色体异常与疾病关系
染色体异常是指染色体数目或结 构异常引起的遗传疾病。
减数分裂发生时期
减数分裂主要发生在个体发育的特定阶段，即从原始生殖 细胞到成熟生殖细胞的过程。
在这个过程中，细胞进行多次分裂，最终形成配子中的染 色体数目只有亲本细胞的一半。
减数分裂生物学意义
减数分裂是生物遗传变异和多样性的重要基础之一。
通过减数分裂，生物可以在保持染色体数目稳定的同时，增加遗传物质的多样性 ，从而实现物种的进化与适应。
结构
联会复合体是由多个同源染色体间的配对区域构成的一种特殊结构，每个配 对区域包含两个同源染色单体的一端。
姐妹染色单体分离与染色体分离
姐妹染色单体分离
在减数分裂Ⅱ后期，每条染色体的着丝粒分裂，姐妹染色单体随之分离，并分别 进入两个子细胞。
染色体分离
着丝粒分裂后，姐妹染色单体被拉向两极，形成两个子细胞。每个子细胞中只有 一组染色体，这一过程称为染色体分离。
减数分裂
偶线期(zygonema)
各同源染色体 开始彼此靠拢 进行准确的配 对，又称联会
粗线期(pachynema)
联会已完成，染 色体对开始变短加 粗，称为双价体。 遗传重组发生在这 一时期。
双线期(diplonema)
双价体的两条同源 染色体表现相斥而 分离。同源染色体 之间有交叉现象， 二价体成X、V、8 或O等形状。染色 体螺旋化程度加深。
后期Ⅰ(Anaphase)
构成二价体的同源 染色体相互分离， 各自向两极移动， 每条染色体有一个 着丝粒带着的两个 染色单体，每一极 得到n条染色体。
末期Ⅰ(Telophase)
每个染色体具有两 条染色单体。染色 体解旋，又呈染色 质丝状。核膜形成， 胞质分裂成为两个 子细胞。
Meiosis in Germ Cells (forms Gametes)
Meiosis
Meiosis consists of two divisions following a single DNA replication.
（一）减数分裂过程分为下列各时期：
1、第一次减数分裂：
前期Ⅰ: （1）细线期（2）偶线期（3）粗线期 （4）双线期（5）终变期 中期Ⅰ、后期Ⅰ、末期Ⅰ、( 间期)
后期Ⅱ：
两条染色单 体分离，移向 两极，每极含 n条染色体。
末期Ⅱ：
染色体逐渐解 螺旋，变为丝状 体，核膜重建， 核仁重新形成。 胞质分裂，各成 为两个子细胞。
Meiosis II (similar to mitosis)
Meiosis II, continued
中期Ⅰ(侧面观)
后期Ⅰ
实验一-植物细胞有丝分裂及染色体行为的观察
使细胞中的蛋白质、脂肪、糖、酶等成分转变为不溶性物质，以保持活体的形态；
使组织内各种物质成分产生不同的折光率，便于观察和鉴定； 使不同组织成分对染料有不同的亲和力，便于染色； 防止细胞过度收缩或膨胀，失去原有的形态结构。
醋酸洋红
将洋红粉末1g倒入100mL45%醋酸溶液中，边煮边搅拌， 煮沸(沸腾时间不超过30s)，然后悬入一生锈的小铁钉 于染液中，过1min取出，或加入1%～2%铁明矾水溶液 5-10滴，至此液变为暗红色而不发生沉淀为止。静置 12h后，过滤于一棕色试剂瓶中，储存备用。
卡宝品红
配制方法： 先配成三种原液,再配成染色液 原液A: 3 g碱性品红溶于100 ml 70%酒精中. 原液B: 取原液A 10 ml加入到90 ml 5%石炭酸水溶液中. 原液C:. 取原液B 55 ml,加入6 ml 冰醋酸和6 ml福尔马林(38%的甲醛). (原液A和原液C可长期保存,原液B限两周内使用). 染色液:取C液10—20 m1,加45%冰醋酸80～90 ml,再加山梨醇1.8 g,配成 10%～20%浓度的石炭酸品红液,放置两周后使用,效果显著(若立即用,则 着色能力差). 适用范围:适用于植物组织压片法和涂片法,染色体着色深,保存性好,使 用2—3年不变质.山梨醇为助渗剂,兼有稳定染色液的作用,假如没有山梨
6.镜检
• 压好的片先在低倍镜下镜检，找到分裂细胞后，再转换成 高倍镜观察染色体动态变化。 • 如果染色体分散良好，图像清晰，可以进行显微照相保存。
一个解离良好的材料，只要用镊子尖轻轻敲打盖玻片，分生组织细胞就可以铺 展成薄薄的一层，再用毛边纸把多余的染色液吸干，经显微镜检查后，选择理 想的分裂细胞，再在这个细胞附近轻轻敲打，使重叠的染色体渐渐分散，就能 得到理想的分裂相。
高中生物减数分裂的概念及动态变化过程
高中生物减数分裂的概念及动态变化过程本讲课程包括3个考点和1个实验，命题点主要集中在减数分裂过程和有丝分裂过程的比较、图像的辨识，精子与卵细胞的形成和差异；遗传物质含量的变化；染色体，甚至联系其上的基因综合考查。
这部分内容最常见的命题角度是通过细胞分裂图考查染色体、DNA等的数量变化。
各种题型均有出现，难度较大。
知识梳理减数分裂的概念：进行有性生殖的动植物，在从原始的生殖细胞发展到成熟的生殖细胞的过程中，进行的染色体数目减半的细胞分裂。
减数分裂是细胞分裂两次，而染色体在整个分裂过程中只复制一次的细胞分裂方式。
一、精子的形成过程场所：睾丸（曲精细管）*四分体时期，同源染色体的非姐妹染色单体可发生互换。
二、卵细胞形成过程场所：卵巢精子、卵细胞形成的区别和联系：相同点：染色体复制一次，都有联会和四分体时期，经过第一次分裂，同源染色体分开，染色体数目减少一半，在第二次分裂过程中，有着丝点的分裂，最后形成的卵细胞，它的染色体数目也比卵原细胞减少了一半。
不同点：卵细胞形成过程中所形成的三个小细胞叫极体，不久之后，这些极体都会退化消失，只剩下一个卵细胞，而一个精原细胞是形成四个精子；卵细胞形成后，无需经过变形，而精子要经过复杂的变形才能形成。
三、减数分裂形成配子的种类及受精作用为什么同一双亲的后代会呈现多样性呢？由于减数分裂过程中同源染色体分离、非同源染色体自由组合以及非姐妹染色单体间交叉互换，形成的配子的染色体组成具有多样性，导致不同配子遗传物质的差异，加上受精过程中卵细胞和精子结合的随机性，所以导致后代性状的多样性。
关于配子的种类1.一个性原细胞进行减数分裂：（1）若该生物为雌性，则一个性原细胞经减数分裂产生一个卵细胞，所以卵细胞只有1种。
（2）若该生物为雄性，则一个性原细胞经减数分裂产生四个精子，两两相同，故产生的精子有2种。
2.有多个性原细胞，设每个细胞中有n对同源染色体，进行减数分裂。
（1）如果在四分体时期染色体不发生交叉互换，则可产生2n种配子（2）如果在四分体时期有m对染色体发生交叉互换，则可产生2n＋m种配子受精作用：卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程。
减数分裂中的染色体行为
减数分裂中的染色体行为第一课时染色体与减数分裂过程中的染色体行为目标导航 1. 结合图文分析，能够解释生物染色体数目及形态结构特征对染色体识别的意义。
2.结合教材图文分析，建立减数分裂的动态影像，重点注意各时期染色体的行为特征。
一、染色体1．概念当细胞处于分裂期时，细胞核内的染色质经高度螺旋化和反复折叠，形成线状或棒状的小体。
2．功能细胞核内遗传物质的载体。
3．与染色质的关系同一物质在不同时期的两种形态。
4．染色体的结构图示5．染色体的类型(依据着丝粒的位置划分)6．识别标志细胞内染色体的形态、大小和着丝粒位置。
7．特点和存在形式(1)特点：每种生物的细胞核内，染色体的形态和数目是相对恒定的。
(2)存在形式：体细胞中成对存在，生殖细胞中成单存在。
二、减数分裂过程中的染色体行为1．对减数分裂概念的理解(1)范围：进行有性生殖的真核生物。
(2)时期：从原始生殖细胞发育成成熟的生殖细胞。
(3)特点：染色体只复制一次，细胞连续分裂两次。
(4)结果：生殖细胞内的染色体数目为体细胞的一半。
2．减数分裂过程中的染色体行为续表判断正误：(1)减数分裂包括两次连续的细胞分裂。
( )(2)所有的生物都可以进行减数分裂。
( )(3)减数分裂产生有性生殖细胞。
( )(4)减数分裂产生的成熟生殖细胞内染色体数目减半。
( )(5)同源染色体是一条染色体经复制后形成的两条染色体。
( )(6)形状和大小相同的两条染色体一定是同源染色体。
( )(7)减数分裂的特点是染色体复制一次，细胞分裂一次，导致染色体数目减半。
( )(8)精原细胞通过减数分裂增殖并形成精子。
( )(9)减数第一次分裂的主要特征：①同源染色体联会形成四分体；②四分体中的非姐妹染色单体发生交叉互换；③同源染色体分离，分别移向细胞两极。
( )(10)减数第二次分裂的主要特征：每条染色体的着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，分别移向细胞的两极。
( )答案(1)√(2)×(3)√(4)√(5)×(6)×(7)×(8)×(9)√(10)√一、染色体1．染色体与染色质染色体在分裂间期以细丝状的染色质状态存在，利于DNA分子的复制和有关蛋白质的合成；在分裂期以螺旋状的染色体状态存在，有利于染色体的平均分配和遗传物质的平均分配。
遗传学实验实验一 动植物减数分裂过程中染色体行为的观察
用洁净的刀片或镊子压在花药上向一端轻轻抹 去，将花粉母细胞压挤出来，或者用大头针钝端直 接捣碎花药，把花粉母细胞(呈半透明胶状)在小范 围内涂成薄层。
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4．染色 在涂好的载玻片上滴加一滴或半滴染液
(视滴管大小而定，由于花粉母细胞在压片过 程中特别容易随染液溢出，所以滴加染液宜 少不宜多)，静置染色8-10分钟，染色结束剔 除花药残体。
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减数分裂的遗传学意义：保证了有性生殖生物个 体世代之间染色体数目的稳定性；为有性生殖过程中 创造变异提供了遗传的物质基础。
减数分裂细胞染色体制片取材以高等动、植物雄性 生殖分裂较为方便。在适当的时机采集动物精巢或植 物花蕾(花序)，经适当技术处理，压片就可在显微镜 下观察到细胞的减数分裂过程。
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和方法。 2．通过观察进一步熟悉减数分裂的全过程及各个时 期染色体的动态变化和形态特征。
2
二 实验原理 减数分裂是进行有性繁殖的动植物性母细胞成
熟、形成配子的过程中出现的一种特殊分裂方式。 减数分裂过程中染色体复制一次，进行两次连续的 有丝分裂——减数第一次分裂（减数Ⅰ）和减数第 二次分裂（减数Ⅱ）；每次分裂都可分为紧密衔接 的前、中、后、末四个时期，以前期Ⅰ变化最为复 杂，又可分为细线期、偶线期、粗线期、双线期和 终变期。通过减数分裂所形成的四分体细胞（或雌、 雄配子），其染色体数目只有体细胞的一半。
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取材时间主要看植物生长发育的最适温度 而定。气温过低会影响减数分裂的正常进行， 这时取材细胞常常处于前期、末期等时期，而 终变期、后期、中期图像少；温度过高(30℃ 以上)时植株新陈代谢旺盛，减数分裂周期缩短， 核质粘连严重，也不易获得理想的制片和观察 效果。为了获得理想的减数分裂图像，取材时 间一般是上午8:00～10:00。
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动植物减数分裂过程中染色体动态行为的观察
摘要：通过蝗虫的精巢实验比较、观察动植物减数分裂过程中染色体的行为，重点是学会辨认减数分裂的几个重要时期，并知道其根据是什么。
了解生物性母细胞减数分裂的一般规律及减数分裂过程中的染色体行为的动态变化过程，掌握制片、染色技术。
1.引言
（1）精子的发生在精巢的曲细精管中进行，包括有丝分裂，减数分裂和精子的形成3个
阶段：首先是精原细胞产生两类精原细胞，一类继续保持有丝分裂能力，一类进入分化途径分化为初级精母细胞。
初级精母细胞经第一次减数分裂形成两个次级精母细胞，次级精母细胞井第二次减数分裂，形成单倍体的圆形精子细胞;圆形精子细胞进行形态学变化以及核蛋白转型、修饰，形成成熟的精子。
（2）在减数分裂中染色体仅复制一次，细胞则连续分裂两次，在两次分裂中分别将同源染色体与姐妹染色体均分给子细胞，最终形成的配子中染色体数目仅为性母细胞的一半。
（3）在减数分裂过程中，可以辨认染色体形态和数量上的动态变化，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，提出直接与间接的实验依据。
（4）各个时期的染色体的形态：
2.实验材料：
2.1试验材料：固定的蝗虫精巢、卡宝品红染液、载破片、盖玻片、显微镜、解剖针、解剖
镜、镊子、生理盐水。
2.2试验方法：
2.2.1材料的获取及处理。
（1）取材：用剪刀剪去双翅，再从雄性蝗虫腹部背面剖开，靠近胸节处有桔黄色团状结构，为精巢。
取出精巢，这双精巢紧紧地贴在一起，外被含大量脂肪
的薄膜，使整个精巢呈现黄色。
将精巢投入0.7%的生理盐水中，剔去脂肪，就可以看到精
巢中细小的纤维状的曲细精管。
（2）取一个或两个精细小管放于载玻片上，用刀片在精细小
管上横切两到三次。
（3）以卡宝品红染液染色10－15分钟，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，压片后
进行观察，可以见到减数分裂的各个时期。
3.实验结果
3.1蝗虫曲细精管观察减数分裂过程中染色体的形态实验结果
细线期
偶线期
粗线期
双线期
终变期
减数分裂1末期
减数分裂1中期间期
后期
减数分裂2末期
4、讨论
1.在观察细胞的染色体的形态时，会发现处于分裂前期的细胞的数目最多；处于双线期的细胞最难辨认；在中期，粗线期，末期等的细胞都有比较明显的特征，且比较容易分辨。
2．在实验过程中，取材的时间对实验效果影响很大，除玉米以外，常用来进行减数分裂过程观察的植物有蚕豆、小麦等，其取材时间分别为：
蚕豆：从现蕾开始，可以选取2-3mm大小的花蕾或一段小花序进行固定。
小麦：从开始挑旗，到旗叶与下一片的叶耳间距约为1-2cm时进行固定较为适宜。
一般花药长约2mm左右，表现黄绿色时，为减数分裂观察的最适时期。
3.制作临时装片的时候要充分的把细胞分散开，可以用吸水纸盖住玻片，再用笔头或是解
剖针的针头轻轻敲打以便于分散。
参考文献
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