1、实验八实验八 植物细胞减数分裂观察植物细胞减数分裂观察 实验目的实验目的 掌握植物细胞减数分裂制片的技术和掌握植物细胞减数分裂制片的技术和方法。方法。了解植物减数分裂过程中染色体的动了解植物减数分裂过程中染色体的动态变化。态变化。实验原理实验原理 减数分裂是生物在形成性细胞过程中减数分裂是生物在形成性细胞过程中的一种特殊方式的细胞分裂。的一种特殊方式的细胞分裂。高等植物在此过程中，先由高等植物在此过程中，先由花药或胚花药或胚珠中的某些细胞分化为小孢子母细胞或大珠中的某些细胞分化为小孢子母细胞或大孢子母细胞，孢子母细胞，这些细胞经过一次这些细胞经过一次DNA复制复制而连续进行两次细胞分裂，而连续
2、进行两次细胞分裂，结果一个小孢结果一个小孢子母细胞形成子母细胞形成4个小孢子，一个大孢子母个小孢子，一个大孢子母细胞形成一个大孢子和三个极体细胞形成一个大孢子和三个极体，它们都，它们都只具有单倍的染色体。只具有单倍的染色体。减数分裂在遗传上的重要意义减数分裂在遗传上的重要意义 性母细胞（性母细胞（2n）经过减数分裂形成染色体数目减半的）经过减数分裂形成染色体数目减半的配子（配子（n），通过受精作用雌雄配子融合为合子，使），通过受精作用雌雄配子融合为合子，使染色体数目回复为染色体数目回复为2n。这样在物种延续的过程中确保。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了
3、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；的稳定性；同时在减数分裂过程中包含有同源染色体的配对、交同时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，这些都是基换、分离、和非同源染色体的自由组合，这些都是基因的分离、自由组合和连锁互换规律的细胞学基础。因的分离、自由组合和连锁互换规律的细胞学基础。在这些基本规律的作用下，导致了各种遗传重组的发在这些基本规律的作用下，导致了各种遗传重组的发生，而遗传重组又是生物变异的重要来源。生，而遗传重组又是生物变异的重要来源。实验材料与药品实验材料与药品 小麦（小麦（2n=42）幼嫩的复穗状花序或玉）幼嫩的复穗状花序
4、或玉米（米（2n=20)蚕豆（蚕豆（2n=12）幼嫩的头状花序）幼嫩的头状花序 醋酸洋红醋酸洋红 卡宝品红卡宝品红 实验方法实验方法 固定固定：4月中旬选择月中旬选择旗叶距旗叶距为为2cm的小麦幼嫩花序，投入的小麦幼嫩花序，投入卡诺氏固定液中固定。卡诺氏固定液中固定。取材取材：小麦为复穗状花序，成熟的顺序由：小麦为复穗状花序，成熟的顺序由中间到两边。取中间到两边。取2-3个不同发育时期的花药。个不同发育时期的花药。玉米（玉米（2n=20）的取材：玉米最后一片叶刚）的取材：玉米最后一片叶刚露出叶尖的一周内，即处于大喇叭口期的玉米露出叶尖的一周内，即处于大喇叭口期的玉米穗，摸到无穗苞时，剥出雄花序
5、于上午穗，摸到无穗苞时，剥出雄花序于上午810点固定。玉米每个小穗内有两朵小花，每朵小点固定。玉米每个小穗内有两朵小花，每朵小花有花有3个花药。取个花药。取2-3个不同发育时期的花药制个不同发育时期的花药制片。片。蚕豆（蚕豆（2n=12）一朵小花有）一朵小花有10个花药，有个花药，有大有小，取其中一大一小制片即可。在减大有小，取其中一大一小制片即可。在减完成完成后不形成细胞板，所以不形成二分孢子；减后不形成细胞板，所以不形成二分孢子；减II分裂发生在不同的平面，形成立体锥状排列的分裂发生在不同的平面，形成立体锥状排列的四分包子，外被胼胝体。花粉粒为椭圆形，有四分包子，外被胼胝体。花粉粒为椭圆形
6、，有嵴和多个萌发孔。嵴和多个萌发孔。染色压片：染色压片：把花药横切把花药横切3-4段，加段，加1滴醋酸洋滴醋酸洋红（或卡宝品红）染液。用解剖针红（或卡宝品红）染液。用解剖针轻压花药，使花粉母细胞从切口出轻压花药，使花粉母细胞从切口出来。静置染色来。静置染色10min。同时手持载。同时手持载玻片在酒精灯上横过几次轻微加热，玻片在酒精灯上横过几次轻微加热，注意不可使其沸腾。用镊子尖轻轻注意不可使其沸腾。用镊子尖轻轻敲片，压片镜检。敲片，压片镜检。实验作业实验作业 绘制减数分裂各时期的分裂图象。绘制减数分裂各时期的分裂图象。减数分裂减数分裂 间期间期(preinterphase)减数第一分裂减数第一
7、分裂 (meiosis I)中间期中间期 (interkinesis)减数第二分裂减数第二分裂 (meiosis)前期前期I(prophase I,PI)细线期细线期 偶线期偶线期 粗线粗线期期 双线期双线期 终变期终变期 中期中期I(metaphase I,MI)后期后期I(anaphase I,AI)末期末期I(telophase I,TI)前期前期II(prophase II,PII),中期中期II(metaphase II,MII)后期后期II(anaphase II,AII)末期末期II(telophase II,TII)细线期细线期：染色体很细很长，呈细丝状在细胞核内交：染色体很细
8、很长，呈细丝状在细胞核内交织成网。每一个染色体内含有两条染色单体，但在织成网。每一个染色体内含有两条染色单体，但在显微镜下看不到双线结构，染色体显微镜下看不到双线结构，染色体呈丝状结构呈丝状结构。偶线期偶线期：染色体的结构和细线期差别不大，同源染：染色体的结构和细线期差别不大，同源染色体配对形成二价体，每个二价体有两个着丝粒，色体配对形成二价体，每个二价体有两个着丝粒，染色体比细线期粗。染色体比细线期粗。粗线期粗线期：染色体进一步螺旋化，显微镜下可看到每：染色体进一步螺旋化，显微镜下可看到每个染色体的个染色体的两条姊妹染色单体两条姊妹染色单体。双线期双线期：染色体进一步螺旋化，变得更为粗短，二
9、：染色体进一步螺旋化，变得更为粗短，二价体的两条同源染色体相互分开，可见到价体的两条同源染色体相互分开，可见到交叉交叉。终变期终变期：染色体：染色体高度浓缩高度浓缩，均匀分散在核膜附近，均匀分散在核膜附近，呈呈X、V、O、等形状。等形状。中期中期：核膜、核仁消失。同源染色体均匀排列在赤道板上，：核膜、核仁消失。同源染色体均匀排列在赤道板上，从纺锤体的侧面看，二价体像一列横队排列在细胞中；从纺从纺锤体的侧面看，二价体像一列横队排列在细胞中；从纺锤体的极面看，一个个二价体分散在细胞质中。锤体的极面看，一个个二价体分散在细胞质中。后期后期：二价体的两条同源染色体分开，由纺锤丝拉向细胞的：二价体的两条
10、同源染色体分开，由纺锤丝拉向细胞的两极。两极。末期末期：同源染色体分别到达细胞的两极，染色体变成染色质。：同源染色体分别到达细胞的两极，染色体变成染色质。核膜、核仁重新出现，形成两个子核。每个染色体数目减半核膜、核仁重新出现，形成两个子核。每个染色体数目减半变为（变为（n）。）。前期前期：中期中期：后期后期：末期末期：小孢子小孢子单核花粉单核花粉二核花粉二核花粉三核花粉三核花粉（小麦）（小麦）（小麦）（小麦）（小麦）（小麦）中期中期I（小麦）（小麦）小麦小麦（中期（中期I）后期后期I （小麦）（小麦）中期中期II（小麦）（小麦）二分孢子二分孢子 后期后期II 末期末期II（小麦）（小麦）四分孢子四分孢子（小麦）（小麦）小麦小麦 四分孢子四分孢子 花粉粒（小麦）花粉粒（小麦）细线期、偶线期、粗线期（玉米）细线期、偶线期、粗线期（玉米）细线期、偶线期、粗线期（玉米）细线期、偶线期、粗线期（玉米）双线期双线期（玉米）（玉米）终变期终变期（玉米）（玉米）中期中期I 后期后期I（玉米）（玉米）中期中期II 细线期、偶线期、粗线期（玉米）细线期、偶线期、粗线期（玉米）双线期 终变期 中期I（极面观）（玉米）（玉米）（玉米）（玉米）二分孢子二分孢子（玉米）（玉米）四分孢子四分孢子