玉米减数分裂观察

一、实验目的

1.学习并掌握植物减数分裂玻片标本的制作方法和技术；

2.了解高等植物花粉形成过程中的减数分裂过程，观察染色体的动态变化规律。

二、实验原理

减数分裂(meiosis)是 生物 在形成性细胞过程中的一种特殊的细胞分裂方式。在此过程中，二倍体(2n)的性母细胞，连续进行2次细胞分裂，而染色体仅分裂1次。结果，在1个性母细胞所形成的4个子细胞中，染色体数目减少-半。也就是说每个子细胞中只具有单倍的染色体(n)。

减数分裂在遗传上具有重要的意义。性母细胞(2n)经过减数分裂，形成染色体数目减半的配子(n)。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。

另外，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，这些都为遗传学上的分离、自由组合和连锁互换规律提供了细胞学基础，并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。

减数分裂过程，包括第一次减数分裂MⅠ和第二次减数分裂MⅡ。在玉米的两次分裂之间，有一短暂的间期(有些生物则没有间期)。

三、实验材料

玉米雄花序

四、实验器具和药品

显微镜、解剖针、镊子、刀片、载玻片、盖玻片、吸水纸、小广口瓶、固定液、改良苯酚品红等。

五、实验过程

1.材料的采集和存放

当玉米雄穗尖端露出以前7-10天时，先以手指挤摸穗尖的外部，觉得松软时，用刀片划开茎叶，取下幼穗分枝若干条，固定于新鲜卡诺氏固定液中。24小时后，依次换入90%，80%，70%乙醇溶液，最后于70%乙醇溶液中存放于4℃冰箱中待用。

2.玉米雄穗上的分裂时期

除太老的分枝以外，在每一个分枝中，以中部偏上区域为比较成熟的部分，从此往尖端或基部，小穗逐渐幼嫩。通常在一个分枝上从幼嫩的部位向较为成熟的区域混合制片，可以在一个片子中看到小孢子形成过程中的各个时期。

玉米小穗是成对存在的，无柄小穗的发育时期比邻近的有柄小穗的发育时期要早，每小穗中有两朵小花，各有花药3个，第一朵小花比第二朵小花幼嫩，第一朵小花的分裂时期依各小穗着生部位不同有一定的顺序性，而同一朵小花的三个花药几乎处于同一发育时期。据此可以进行适当选材。

3. 涂抹制片的方法和步骤

先将少量雄穗分枝取出置于培养皿内，加进少许固定液，以防干去。然后用弯头解剖针从适当大小的小花内挑出花药3-4个，以 蒸馏 水冲洗干净，置于载玻片上。

加上一滴改良苯酚品红染液，以刀片切断花药，再用解剖针尖轻压，或用小镊子轻轻挤压，挤出花粉母细胞，尽量挤净，然后除去杂质，微微捣开成堆的花粉母细胞，染色十分钟，盖上盖玻片，置于显微镜下进行观察。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。

为观察减数分裂过程，现把减数分裂各时期最主要的特点介绍如下:

1．间期Ⅰ：玉米的减数分裂中，间期细胞染色质松散，核内染色较为均匀。

2．减数第一次分裂

2.1 前期Ⅰ：整个前期，持续时间长、染色体变化较为复杂，它可分为五个亚期。

(1)细线期：染色体呈现细丝状，首尾不分地绕成一团。核仁明显。

(2)偶线期：同源染色体开始配对联会。

(3)粗线期：染色体逐渐变粗变短。在良好的制片中，可以数出染色体的对数。由于每条染色体已经复制为二，而着丝点还未分开，这样的染色体称二价体。

(4)双线期：染色体更为缩短。配对的染色体无始互相排斥而分开，此时可以看到染色体的交叉现象。

(5)浓缩期(终变期)：染色体最为粗短，是染色体计数的最好时期。

2.2 中期Ⅰ：核仁、核膜消失，纺锤体(spindle)形成，染色体排列在细胞的赤道面上。但每对同源染色体的着丝点分、处在赤道面的两侧。

2.3 后期Ⅰ：同源染色体彼此分开，移向细胞两极。由于此时着丝点未分开，所以细胞两极的染色体数是性母细胞的一半，但每条染色体中依然含有两条单体。

2.4 末期Ⅰ：染色体到达细胞两极后逐渐解旋。核仁、核膜重新出现，在赤道面处形成新的细胞板1个性母细胞分裂为2个子细胞。