减数分裂的观察
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一、实验目的:
通过显微镜观察玉米,小麦,蚕豆等花粉母细胞的减数分裂制片,熟悉减数分裂过程,着重掌握减数分裂过程中染色体的变化规律,为深入理解遗传学基本规律打下良好的基础。
二、实验大原理:
减数分裂是性母细胞成熟时配子形成过程中一种特殊的有丝分裂。它包括连续两的细胞分裂阶段:每一次分裂为染色体数目的减数分裂,第二次分裂为染色体数目的等数分裂。两次分裂可根据染色钵变化特点各分为前期、中期、后期和末期,由于第一次前期时间较长,染色体变化比较复杂,故其前期又可分为五个时期。
在减数整个过程中,同源当染色体之间发生联会、交换和分离,非同源染色体之间进行自由组合。最终分裂为染色体数目减半的四个子细胞,从而发育为雌性或雄性配子。
雌雄配子通过受精又结合成为合子,发育为新的个体,这样又恢复了染色体数目。由于不同雌雄配子染色体的重新组合,产生了大量的遗传变异,有利于生物的适应和进化。
生物的性母细胞成熟时,减数分裂各期染色体变化的特征简述如下:
第一次分裂:
前期 :可分为以下五个时期:
细线期:核内染色体呈细长线状,互相缠绕,难以辨别成双的染色体。
偶线期:同源染色体两两配对,成为联会。这样联会的一对同源染色体,称为二价体。
粗线期:配对后的染色体逐渐缩短变粗,含有两条姐妹染色单体,这样一个二价体中就包含了四条染色单体,故称为四合体。在此期间各同源染色体的非姐妹染色单体间可能发生片段交换。
双线期:各对同源染色体开始分开,由于在粗线期非姐妹染色单体之间发生了交换,因而同源染色体在一定区段出现交叉结。此期可清楚地观察到交叉现象。
终变期:染色体更为浓缩粗短,交叉结向二价体的两端移动,核仁和核膜开始消失,此时各二价体分散在核内,适于记数染色体的数目。
中期 :核仁和核摸消失,所有二价体排列在赤道板两侧,细胞质里出现纺锤体,每个二价体的两条染色体的着丝点分别趋向纺锤体的两极,此时最适于计数染色体的数目和观察各染色体的形态特征。
后期 :二价体中的一对源染色体开始分开,在纺锤体的作用下分别向两极移动,完成染色体数目的减半过程。此期,同源染色体的两个成员必然分离,非同源染色体间的各个成员以同等机会结合,分别移向两极。注意此时染色体的着丝点尚未分裂,每条染色体含有两条染色单体。
末期 :染色体移到两极,松开变细,核仁和核膜重新出现,形成两个子核。细胞质分裂,在赤道板处形成细胞板,成为二分体。
第二次分裂:
前期 :染色体又开始明显缩短,而其包含的两条染色单体分得很开,只是着丝点仍然没有分裂。
中期 :染色体整齐地排列在分裂细胞的赤道板上,出现纺锤体。
后期 :染色体的着丝点分裂为二,两条姐妹染色单体在纺锤丝的牵引下分别移向两极。
末期 :染色体分到两极后,又重新出现核仁和核膜,同时细胞质分隔为二,从而使一个母细胞分裂成为四个子细胞,成为四分体或四分孢子。每个子细胞内只含有原来母细胞的半数的染色体。