原理
减数分裂(Meiosis)是配子发生过程中的一种特殊有丝分裂,即染色体复制一次,而细胞连续分裂两次,结果使染色体数日减半的过程。减数分裂过程中体现了遗传三定律,所以说减数分裂在稳定种的遗传性状和繁殖中均起着重要作用。
材料与仪器
蝗虫
Carnoy固定液 乙醇 醋酸洋红染液 醋酸 二甲苯
显微镜 擦镜纸 解剖针 眼科镊子 载玻片 盖玻片 吸水纸 培养皿 冰箱
Carnoy固定液 乙醇 醋酸洋红染液 醋酸 二甲苯
显微镜 擦镜纸 解剖针 眼科镊子 载玻片 盖玻片 吸水纸 培养皿 冰箱
步骤
一、蝗虫精巢压片标本的制备
1. 采集:采集到各期分裂相的标本是实验成功的关键,解决这一关键要把握两点
(1)时间:沈阳地区采集,一般在8月15至25日为宜。
(2)虫体特征:雄虫翘膀长到刚好盖住腹部一半时,正好是雄虫精子发生的峰季,采集最适。
(3)在公园、田埂、河边、路旁的草丛中均可采到。
2. 取材:将采到的雄虫,用大头针固定在木板或纸盒上,沿腹部背中线剪开体壁,见消化管背侧的浅黄色结构即是精巢,用镊子分离出来。
3. 固定:把取出的精巢立即放入Carnoy固定液中,固定1小时,在期间用大头针小心分离精细管,加速固定,促进脂肪溶解。固定后移入70%乙醇中存放于4℃冰箱备用。
4. 染色:取固定好的精细管2~3条,置于干净载玻片中央,用45%醋酸处理5分钟,用吸水纸吸干后,加1~2滴醋酸洋红染色15分钟。
5. 压片:在染色材料上盖上盖玻片,再在盖玻片上放一块吸水纸,用大拇指垂直在盖玻片上适力下压(压片时不要滑动盖片)使精细管破裂细胞平展开,吸去溢出的染液,即可观察。
二、蝗虫精子发生过程减数分裂的镜下观察
蝗虫精巢是由多条圆柱形的精细管组成,每条精细管由于生殖细胞发育阶段的差别可分成若干区,良好压片可见到从游离的顶端起始依次为精原细胞、精母细胞、精细胞及精子等各发育阶段的区域。
1. 精原细胞(Spermatogonia)位于精细管的游离端,胞体较小,由有丝分裂来增殖,其染色体较粗短、染色较浓。
2. 减数分裂I(Meiotic division I) 减数分裂 l 是从初级精母细胞到次级精母细胞的一次分裂。
(1)前期I(Prophase I)在减数分裂中,以前期I最有特征性、核的变化复杂,依染色体变化,又可分为下列各期:
①细线期(Leptotene stage)染色体呈细长的丝,称为染色线。弯曲绕成一团,排列无规则,染色线上有大小不一的染色粒,形似念珠,核仁清楚。
②偶线期(zygotene stage)同源染色体开始配对,同时出现极化现象,各以一端聚集于细胞核的一侧,另一端则散开,形成花束状。
③粗线期(Pachytene stage)每对同源染色体联合完成,缩短成较粗的线状,称为双价染色体,因其由四条染单体组成,又叫四分体。
④双线期(Diplotene stage)染色体缩的更短些,同源染色体开始有彼此分开的趋势,但因两者相互绞缠,有多点交叉,所以这时的染色体呈现麻花状。
⑤终变期(Diakinesis) 染色体更为粗短,形成Y、V、O等形状,终变期末核膜、核仁消失。
(2)中期I(Metaphase I)核膜和核仁消失,纺锤体形成,双价染色体排列于赤道面,着丝点与纺锤丝相连。这时的染色体组居细胞中央,侧面观呈板状,极面观呈空心花状。
(3)后期I(Anaphase I)由于纺锤丝的解聚变短,同源的两条染色体彼此分开,分别向两极移动。但每条染色体的着丝粒尚未分裂,故两条姐妹染色单体仍连在一起同去一极。
(4)末期I(Telophase I)移动到两极的染色体,呈聚合状态,并解旋,同时核膜形成,胞质也均分为二,即形成两个次级精母细胞,这时每个新核所含染色体的数目只是原来的一半。到此减数分裂I结束。
3. 减数分裂Ⅱ(Meiotic divisison Ⅱ)减数分裂Ⅱ类似一般的有丝分裂,但从细胞形态上看,可见胞体明显变小,染色体数目少。
(1)前期Ⅱ(Prophase Ⅱ)末期I的细胞进入前期Ⅱ状态,每条染色体的两个单体显示分开的趋势,染色体象花瓣状排列,使前期Ⅱ的细胞呈实心花状。
(2)中期Ⅱ(MetaphaseⅡ)纺锤体再次出现,染色体排列于赤道面。
(3)后期Ⅱ(AnaphaseⅡ)着丝粒纵裂,每条染色体的两条单体彼此分离,各成一子染色体,分别移向两极。
(4)末期Ⅱ(TelophaseⅡ)移到两极的染色体分别组成新核,新细胞的核具单倍数(n)的染色体组,胞质再次分裂,这样,通过减数分裂每个初级精母细胞就形成了四个精细胞。
4. 精子形成 在两次精母细胞分裂过程中,各种细胞器,如,线粒体、高尔基体等也大致平均地分到四个精细胞中,精细胞经一系列的分化成熟为精子。镜下精子头部呈梭形,由细胞核及顶体共同组成,尾部细长呈线状。
来源:丁香实验