动植物减数分裂过程中染色体行为的观察 - 图文

动植物减数分裂过程中染色体行为的观察

摘要：本实验通过蝗虫的精巢观察动植物减数分裂过程中染色体的行为，重点是要学会辨认减数分裂的几个重要时期和其判断依据。了解精母细胞减数分裂的一般规律及减数分裂过程中的染色体行为的动态变化过程；此外还要求掌握制片、染色技术。

1引言 同有丝分裂不同，减数分裂仅仅发生在生命周期的某一阶段；期间染

色体复制一次，细胞分裂两次。减数分裂对生命的延续具有重要的意义。自1883年Caldwell和Threlfal发明出切片机和Edouard van Beneden发现减数分裂现象到1903年Sutton以笨蝗（brachystola magna）作材料并提出“Sutton-Bover”假说，再到如今，近130年来，随着细胞生物学和分子生物学的发展，人们对减数分裂过程中染色体行为的研究取得很大的进展。

2实验材料和方法：

2.1试验材料：

固定的蝗虫精巢、卡宝品红染液、载玻片、盖玻片、显微镜、解剖针、

解剖镜、镊子、生理盐水、滤纸、镜头纸、香柏油。 2.2试验方法：

2.2.1

材料的获取及处理

（1）取材：用剪刀剪去双翅，再从雄性蝗虫腹部背面剖开，靠近胸节处有桔黄色团状结构，为精巢。取出精巢，这双精巢紧紧地贴在一起，外被含大量脂肪的薄膜，使整个精巢呈现黄色。将精巢投入0.7%的生理盐水中，剔去脂肪，就可以看到精巢中细小的纤维状的曲细精管。

（图片转自文献[1]）

（2）取一个或两个精细小管放于载玻片上，用刀片在精细小管上横切两到三次。

（3）以卡宝品红染液染色10－15分钟，同时以小镊子轻轻挤压精细小管外壁，以使性母细胞或减数分裂中各时期的细胞流出精细小管管壁，以利于观察，压片后进行观察，可以见到减数分裂的各个时期。

3.实验结果

3.1 不同染色体的构像

雄性蝗虫是XO型的染色体组合，2n=23——22条常染色体和1条性染色体。不同类型的常染色体在减数分裂不同时期的构象是有差异的。中部着丝粒染色体, 在后期 I 至中期 II 均呈双“V”叠加形结构, 而在后期 II 则呈现单“V”形;近中部着丝粒染色体, 在后期 I 至中期 II 均呈双“J”叠加形结构, 而在后期 II 则呈现单“J”形; 端着丝粒则在后期 I 至中期 II均呈现很粗的棒状、元宝形、V 形或哑铃形, 在后期 II 中呈现棒状或点状。

着丝点不同的染色体不同时期的构象（图片引自文献[1],最终来源于 Dyer AF. Investigating Chromosomes. London: Edward Arnold, 1979.） 3.2 减数分裂各个时期的识别 3.2.1 减数分裂Ⅰ前期

前期是染色体有不可见到可见并逐渐加深固缩的的一个动态的过程，在此期间X染色体由不规则的块状变成规则的棒状。前期可根据染色体的构型变化细分成5个不同的时期；

细线期可以观察到一团常染色丝和一条明显的深色的团状X染色体，常染色丝细小混乱无法辨别；偶线期时常染色丝明显加粗，依稀可见配对的同源染色体，X染色体依然保持原有的构型；粗线期时常染色丝进一步的浓缩变短，并向各处扩散，联会复合体完全形成，染色体清晰可辨认，X染色体的构型发生变化，可见分开的两臂轮廓，臂光滑且一直保持，而常染色体上是那种绒毛结构；双线期常染色体的粗细、大小和粗线期的无明显差别，这个时期联会复合体降解，同源染色体相互排斥，形成“V”、“X”、“十”、“ ∝”、“∞”、“ ═”等形态的交叉型染色体，而X染色体变成光滑的棒状；终变期染色体较双线期更短、更粗，但仍有明显的交叉染色体表面有非常明显的绒毛状结构, 长度、粗细接近于中期 I，X染色体也缩短变粗, 但仍保持深色的光滑的直棒。

细线期（箭头指向X染色体 下同）

细线期

偶线期

偶线期

粗线期

粗线期

粗线期

双线期

双线期

双线期

双线期

终变期

终变期

终变期终变期

终变期

终变期

3.2.2 中期Ⅰ

有丝分裂和减数分裂的中期的染色体来源于终变期的染色体的继续浓缩

的产物，其特点是该染色体最短，染色最深，常染色体边缘由灯刷结构变得光滑平整，重侧面看排成一条整齐的线，而极面观则是一个圆；与有丝分裂最大的区别是，减数分裂最多能看见12条染色体，而有丝分裂则超过12条。中期I和中期Ⅱ在形态学上有显著差异。

3.2.3 后期I和末期I

后期I的标志是同源染色体向两极分开，两极染色体数分别为11和12条，在后期Ⅰ, 姊妹染色体由着丝点连接在一起, 形成很粗的棒状、元宝形、哑铃形, V型的染色体构型，期间染色体排列在两个平面上，相互呼应，染色体逐渐的变模糊；末期是两个细胞形成的最后一个时期，在此期间染色体逐渐的变长，变模糊，但X染色体除外，此外，由于蝗虫性别的原因，两个相关联的细胞中染色体数量不相等，多的一条X染色体成为判断这一时期的重要依据；至于刘梦豪等在《蝗虫精母细胞减数分裂各时期的识别》中由X染色体在末期的三种不同形态推测出X染色体存在着折叠、打开、再折叠、再打开、最终折叠成一个点状染色体的过程在本组的观察过程中的现象不是太明显。

减数分裂I中期

减数分裂I中期

减数分裂I中期

有丝分裂中期

减数分裂I后期 减数分裂I后期 减数分裂I后期 减数分裂I末期

3.2.4 间期Ⅱ

间期Ⅱ存在于减数分裂I和减数分裂II之间，不能看见明显的染色体，只能看见明显的染色丝，期间存在两种不同的细胞，一种是有一个深色的点（及含有X染色体的细胞），另一种不含深色点的细胞（没有含X染色体的细胞）。而细胞如何从末期I过度到间期II，又如何从间期II过度到前期II的，尚未有明确的答案。 3.2.5 前期II和中期II

在前期II染色质固缩成可见的染色体，每条具有两条染色单体，各染色体相互分开，理论上来说每个含有X染色体的细胞都应该对应一个未含有X染色体的细胞；中期II与后期I有点相似，但染色单体的张开角比后期I大，染色体更易于识别端着丝粒染色体呈明显的 V 型、元宝型、短棒型。 3.2.6 后期II和末期II

后期II姐妹染色单体相互分开，在纺锤丝的牵引下向两极移动；末期II的染色体到达两极并逐渐解旋、变模糊，但X染色体依然可见，这个时期的特点是靠近的两个或 4 个正在分裂的细胞要么都具有、要么都没有 X 染色体。

减数分裂II间期

减数分裂II前期

减数分裂II中期

减数分裂II末期

4.讨论

4.1 X染色体的异常

在本实验中，我们发现很多的减数分裂前期的X染色体跟过去的发现不一样，以前人们普遍认为其多在粗线期后为棒状，但是我们观察的结果显示，很多的X染色体是马蹄形的构型或其他。但是，如今没有关于这方面的研究，这是否说明X染色体是有不同形态呢？还是其他的原因，尚有待考究。

4.2有关分裂相的观察

在实验时，我们发现视野中处于分裂前期的细胞较多，而且双线期不容易辨认清楚，我们也可能将减数分裂II的中期常常误认为是减数分裂I的后期，这两个时期容易混淆。

参考文献

[1}刘梦豪, 赵凯强, 王雅栋, 杨梦平, 赵宁宁, 杨大祥.蝗虫精母细胞减数分裂各时期的识别.HEREDITAS (Beijing) 2012 年 12 月, 34(12): 1628―1637.

[2] 杨大翔 遗传学实验第二版, 科学出版社 2011 年1月.

[3]陈 瑶，汪卫星，李晓林，郭启高，梁国鲁.减数分裂过程中染色体行为的研究概况.南 方 农 业2008年 3月第2卷第2期.

[4] 王台, 丁兆军.减数分裂及其基因研究进展..科学通报第47卷第4期2002年2月 [5] John, B., 1990. Meiosis, Cambridge University Press. pp29-102

[6] 动植物减数分裂过程染色体行为的观察.http://wenku.http://www.wodefanwen.com//view/788a196bb84ae45c3b358ca7.html

附 针对 陶红梅,蔡志华,何正波,曹 锴,吴学芳.东亚飞蝗染色体的减数分裂观察*纠错

该图中有超过12条的染色体在同一平面上，而对减数分

裂来说，最多能看见12条，固我认为此图应为有丝分裂中期的图。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/3rer.html