一、實驗?zāi)康?nbsp;
觀察并熟悉減數(shù)分裂各個時期的特征以及染色體的變化,為學(xué)習(xí)遺傳基本規(guī)律奠定細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)。
二、實驗材料及器具
顯微鏡、若干張玉米減數(shù)分裂*片。
三、實驗說明
(一)概述 減數(shù)分裂是形成性細(xì)胞前在性母細(xì)胞中進(jìn)行的一種特殊方式的細(xì)胞分裂,在配子形成過程中發(fā)生的,是由連續(xù)兩次細(xì)胞分裂所組成的統(tǒng)一過程。這一過程的特點是,連續(xù)進(jìn)行兩次核分裂,而染色體只復(fù)制一次,結(jié)果形成四個核,每個核只含有單倍數(shù)的染色體,即染色體數(shù)減少一半,故稱減數(shù)分裂。另外一個特點是,前期特別長,而且變化復(fù)雜,可以區(qū)分細(xì)線、偶線、粗線、雙線、終變等幾個時期。其中同源染色體將發(fā)生配對(聯(lián)會)、縱裂和交換等現(xiàn)象,逐漸凝縮為二價體,到了中期,排列于赤道板上。*次分裂的后期,成對的同源染色體分開,各向兩極移動,形成兩個子細(xì)胞。接著第二次分裂開始,很快的進(jìn)入中期和后期,每一染色體的兩個染色單體以均等方式分開,分別包在末期子細(xì)胞中。故在兩次分裂完成之后,形成四個子細(xì)胞中,各具有單倍數(shù)的染色體,每一細(xì)胞變成一個配子,再進(jìn)一步發(fā)育成配子體。
(二)各分裂時期要點
1.前期I 時間較長且復(fù)雜,一般分為下列五個時期
(1)細(xì)線期:*次分裂開始時,染色質(zhì)濃縮為若干條細(xì)長的細(xì)線相互纏繞首尾難分,無法計數(shù)。此時染色體已在分裂周期的S期復(fù)制。每一染色體已有兩個染色單體,但在細(xì)線期的染色體上還看不出雙重性。
(2)偶線期:染色體的形態(tài)與細(xì)線期沒有多大變化。 同源染色體之間相互吸引而發(fā)生配對,先由兩端開始,漸次到中部,這種配對是專一性的。此時期很短,往往不易找到。
(3)粗線期:配對的染色體逐漸縮短加粗??梢詳?shù)到單倍數(shù)目的染色體數(shù),即原來是2n 個染色體,經(jīng)配對后形成幾組染色體,每一組含有兩條同源染色體,這種配對的染色體叫二價體,每個二價體有兩個著絲點。由于每個染色體早已復(fù)制為二,所以配對的每對染色體──二價體,實由四個染色單體所組成,故也稱四分體。同源染色體的非姐妹染色單體之間發(fā)生節(jié)段互換,從而導(dǎo)致雜合體基因之間的交換與重組。
(4)雙線期:染色體縮得較短較粗。二價體中的兩個同源染色體開始相互排斥而分開,有時能清楚的見到四分體的各條線。不過在染色體發(fā)生互換的地點仍然連在一起,構(gòu)成交叉結(jié),是染色體發(fā)生交換的結(jié)果。在雙線期中,交叉數(shù)目逐漸減少,在著絲點兩側(cè)的交叉向兩端移動,這個現(xiàn)象稱為交叉移端化,或簡稱端化。
(5)終變期:雙線期到終變期的過渡表現(xiàn)為染色體繼續(xù)縮短和交叉移端。典型的終變期,染色體達(dá)到高度的濃縮,同源染色體仍有交叉著,所以仍為n個二價體分散在細(xì)胞核中。此時染色體計數(shù)zui為方便準(zhǔn)確。
2.中期I 核膜和核仁已消失,各個二價體排列在赤道板上,成對染色體的著絲點朝向兩極,紡綞絲出現(xiàn),把著絲點拉向兩極,從側(cè)面看來,各二價體成排橫列在紡綞體中部。從極面來看,二價體呈分散排列在赤道面上,這時也是鑒別染色體的適當(dāng)時期。
3.后期I 雙價體中的兩條同源染色體分開,分別向兩極移動。隨著絲點位置不同,后期染色體呈現(xiàn)各種不同的形狀(丁形、V形及棒形等)。由于此時每個染色體的著絲點尚未分裂,帶著兩條染色單體,每極各有n個染色體數(shù), 所以說在后期I時染色體發(fā)生減數(shù)了。
4.末期I 移向兩極的染色體又聚合起來,核膜重建,核仁重新形成,接著進(jìn)行胞質(zhì)分裂,成為兩個子細(xì)胞,染色體漸漸解開螺旋,纖絲螺旋折迭程度降低,又變成細(xì)絲狀。這里要注意到,末期I與有絲分裂末期的區(qū)別:末期I的染色體只有n條,但每條染色體具有兩個染色單體,而有絲分裂末期的染色體有2n條,每條只有一個染色單體(子染色體)。