蝗蟲精巢減數(shù)分裂

蝗蟲精巢減數(shù)分裂觀察實驗?zāi)康耐ㄟ^對蝗蟲精子形成過程中減數(shù)分裂的觀察，了解動物生殖細胞形成的一般過程以及染色體在這一過程中的動態(tài)變化，從而深刻理解減數(shù)分裂的遺傳學(xué)意義。掌握壓片法制作減數(shù)分裂玻片標(biāo)本的技術(shù)。實驗原理減數(shù)分裂是有性生殖的生物在繁殖過程中的一種特殊的分裂方式。它與有絲分裂具有根本的差異，但又有一定的聯(lián)系，生物體通過有絲分裂使得細胞數(shù)目增多，分裂后的子細胞得到遺傳組分相同的染色體。生物體在繁殖過程中通過減數(shù)分裂使得配子中染色體數(shù)目減為體細胞的一半，乘坐單倍體細胞。這樣再通過雌雄配子的結(jié)合又可以在后代細胞中回復(fù)正常的染色體數(shù)目，從而保持了物種的穩(wěn)定性，而且同源染色體在染色體配對過程中發(fā)生了非姐妹染色體的節(jié)段交換，為后代表現(xiàn)得多樣性提供了遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)，在動物的精巢和卵巢組織中有些細胞經(jīng)過生長和分化成為精母細胞和卵母細胞，它們經(jīng)過減數(shù)分裂分別形成4個精細胞和1個卵細胞。與有絲分裂相比，減數(shù)分裂過程的前期很長，可以劃分為5個時期。其染色體的變化也比較復(fù)雜，要經(jīng)過一個逐步螺旋、折疊和濃縮的過程。特別是在偶線期內(nèi)，同源染色體進行聯(lián)會，進而在粗線期發(fā)生非姐妹染色體的節(jié)段交換，因此我們可以在雙線期觀察到許多交叉圖像。我們可以通過對減數(shù)分裂過程中染色體動態(tài)變化的觀察加深對這一分裂過程的認(rèn)識，并且為雜種細胞學(xué)分析、物種間情緣關(guān)系的鑒定等提供可靠地依據(jù)。實驗材料與試劑雄性蝗蟲；顯微鏡、解剖針、解剖剪、Carnoy固定液（乙醇：冰乙酸，體積比為3:1）、載玻片、蓋玻片、改良苯酚品紅染液。實驗步驟蝗蟲的捕捉和固定捕捉雄性蝗蟲，直接投入到Carnoy固定液中固定24小時，然后轉(zhuǎn)到體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精中保存。若在4℃冰箱中保存，可以長期使用?；认x的性別區(qū)分非常容易雄性蝗蟲個體較小，雌性蝗蟲較大。同時由于雌性蝗蟲的尾部有產(chǎn)卵瓣，所以從外觀上易于區(qū)別?；认x精巢的剖取解剖蝗蟲時，先將翅膀減去，在翅基部的后方，相當(dāng)于腹部背側(cè)的前端，用解剖剪將其體壁剪開，即可看到在上方兩側(cè)各有一塊黃色的團塊，這邊是蝗蟲的精巢。精巢由許多排列在一起的精小管組成。將取出的精巢放在蒸餾水的培養(yǎng)皿中，用解剖針輕輕剝離精巢，即可看到許多精小管。染色及壓片取1~2根精小管放在干凈的載玻片上，用吸水紙將上面的蒸餾水吸干凈。在精小管位置上滴加一滴改良苯酚品紅染液，使染色液淹沒精小管，在室溫下染色10~15min。蓋上蓋玻片，在蓋玻片上墊1~2層吸水紙，用一只手穩(wěn)住載玻片和蓋玻片以防止滑動，另一只手用一解剖針的針柄敲擊蓋片，看到精小管破碎并均勻散開即可。鏡檢：先用低倍鏡觀察，找到分裂相對較多的視野，然后用高倍鏡觀察。要求能夠?qū)p數(shù)分裂的各個時期分辨清楚，特鄙視對前期的各時期能夠獨立辨認(rèn)。實驗觀察與圖像分析5.1前期Ⅰ、中期Ⅰ、后期Ⅰ、末期Ⅰ由圖像可知，混成一團的染色體，為前期Ⅰ；其中也存在著中期Ⅰ的細胞，只是數(shù)量較少，此照片中為由細胞兩極的方向看去所觀察到的染色體；在右下角的區(qū)域，存在著紡錘絲牽引下向兩極移動的后期Ⅰ的細胞；右下角存在進入末期Ⅰ不久的細胞。5.2減數(shù)第一次分裂相關(guān)的其他圖片從該圖中可以清楚地看出處于減數(shù)第一次分裂時期中期的染色體，可以輕松地數(shù)出蝗蟲成體細胞染色體的對數(shù)為23對；后期Ⅰ時期的細胞在中部格外清晰。5.3前期Ⅱ、中期Ⅱ、后期Ⅱ、末期Ⅱ從該圖片中可以看到：剛剛結(jié)束減數(shù)第一次分裂的前期Ⅱ細胞；在左邊偏下的位置由沿著赤道面觀察的中期Ⅱ細胞，可以看到染色體排列在赤道板附近；左下方的位置有向細胞兩極移動的后期Ⅱ細胞；再下一張的圖片中清晰的有染色單體組成的染色體組，具有處于末期Ⅱ的細胞。也可以通過數(shù)減數(shù)第二次分裂階段的細胞，得出蝗蟲染色體的數(shù)目為23對。5.4蝗蟲復(fù)眼的400倍觀察由圖可知：蝗蟲的復(fù)眼為許許多多的六邊形組成；且其組成的六邊形并不是規(guī)整的六邊形，有一對對邊較長，其它對邊的長度相近。而由第二張圖片可知：六邊形的各邊相近，故可能觀察的角度偏差導(dǎo)致了觀察結(jié)果的差異。實驗討論6.1敘述有絲分裂和減數(shù)分裂的異同。答：相同點：首先，有絲分裂和減數(shù)分裂都是細胞增殖的方式。其次，有絲分裂和減數(shù)第二次分裂過程相同，都是著絲點斷裂，染色單體分開后進入兩個子細胞的過程，在這個過程中，分裂前后細胞中染色體數(shù)目不變，而細胞數(shù)量增加一倍。不同點：有絲分裂是生物體體細胞增殖的方式，在分裂前后細胞中染色體數(shù)目、DNA數(shù)目沒有發(fā)生變化，只是細胞數(shù)量增加。減數(shù)分裂是生殖細胞形成的方式。在分裂過程中，DNA復(fù)制一次，而細胞連續(xù)分裂兩次，使得細胞中的染色體數(shù)目和DNA數(shù)目都減少一半。6.2減數(shù)分裂過程中，染色體數(shù)目的減半發(fā)生在哪個時期？答：染色體數(shù)目減半發(fā)生在減數(shù)第一次分裂末期，形成了細胞膜，一個細胞分成兩個，每個細胞中含有半數(shù)的染色體，但每一條染色體上有兩條染色單體。6.3如何區(qū)分減數(shù)第一次和減數(shù)第二次分裂的細胞？答：根據(jù)細胞中染色單體和染色體來區(qū)分。存在染色單體且染色體數(shù)目未減半則為減數(shù)第一次分裂階段，染色體數(shù)目只有體細胞數(shù)目的一半或沒有染色單體則處于減數(shù)第二次分裂