动植物减数分裂过程中染色体行为的观察
实验时间：2月24日
摘要：有丝分裂在动植物的一生中都在进行，但是减数分裂仅发生在生命周期某一阶段，它是动植物性母细胞在形成配子的过程中一种特殊的细胞分裂方式。受精时，染色体数为单倍的雌雄配子结合又将恢复本物种的染色体数目。本次试验，通过观察雄性蝗虫曲细精管中的精母细胞减数分裂的染色体形态变化来了解染色体在减数分裂中的大体形态变化，并能够自己独立的通过光学显微镜下染色体的形态判断该细胞所处的减数分裂过程。
1. 引言
1883年，比利时细胞学家Edouard van Beneden最早发现马蛔虫受精卵及体细胞的染色体数目是配子染色体数目的两倍。1887年。Weismann根据van Beneden及自己对极体的研究结果，提出：在有性生殖中，在配子形成前，存在一种特殊的分裂方式，将配子母细胞的“种质”（即染色体）减半，以避免后代中“种质”的成倍增长。他命名这种分裂方式为“Reducing division”，及减数分裂。
Weismann的预言是正确的，但是直到后来Flemming, von Winiwarter, Hertwig等学者对动植物细胞的研究经过长达25年的努力，才逐渐弄清了在这种特殊的分裂方式中存在的诸多细胞学问题。
1902—1903年．Sutton观察了笨蝗的减数分裂过程。他注意到染色体的行为与孟德尔当初假设的遗传因子的行为是平行的，因此他推论“因子”在染色体上。从此细胞学与遗传学联系起来，减数分裂的意义也不仅是保持物种遗传物质稳定传递的手段；在减数分裂过程中通过染色体的交叉互换，自由组合，增加了变异，增加了群体的遗传多样性，为自然选择提供原材料。
遗传学试验中通常用置物袋小孢子母细胞或动物精母细胞为实验材料观察件事分裂过程。大包子母细胞数量少，制片不易；动物的卵母细胞不仅数量少，而且进行减数分裂是会在第一次减数分裂前期停留很长时间直到性成熟，另外卵黄等物质也影响制片质量。所以本实验以玉米及蝗虫做实验材料制备标本，观察染色体的行为。
2. 实验材料
2.1. 试验材料
显微镜1台，眼科镊1只；
解剖针（玉米：1根弯头解剖针；蝗虫：2根普通解剖针）；
载玻片，盖玻片，滤纸片，酒精灯。
固定的蝗虫精巢；
染液：改良苯酚品红[1]。
2.2. 试验方法
2.2.1. 玉米
2.2.1.1. 取材
玉米最后一片叶刚露出叶尖的一周内，划分母细胞进入减数分裂期。支植株顶端松软的部位就是雄花序所在。用刀片将此处叶鞘纵向划一刀，即可爆出花序检查。
2.2.1.2. 固定
将花序太老太嫩的小穗剪除，用卡诺固定液在室温下2~24小时，固定液为原材料的5倍。固定好的花序用70%的乙醇换洗3次，最后一次停于其中，放入冰箱保存备用，
2.2.1.3. 制片及镜检
从固定的花序中去1~2个小穗，用滤纸吸干。用眼科镊夹出花药摆在载玻片上，加一滴染料浸没花药，用弯头解剖针截断花药，挤出小孢子母细胞，静止2~3分钟，在低倍镜下观察。初步镜检合格后，用镊子尽可能拣处载玻片上花药壁残片。加上盖玻片，以两指夹持载玻片两边，小心地在酒精灯上过几次，反复几次，知道染色体染色合适为止。
将制片放在水平台上，覆盖滤纸压片，在油镜下观察。
2.2.2. 蝗虫
2.2.2.1. 取材
一般每年7~11月，在蝗虫的繁殖季节，捕捉蝗虫，选出其中的雄虫。用剪刀剪去双翅，再由腹部的背面剖开，其中橘黄色的团块即是一对精巢。
2.2.2.2. 固定
将剔去脂肪的精巢投入卡诺固定液中，室温下固定2~6小时，至精巢发白。转入70%乙醇，存入4摄氏度冰箱中备用。
2.2.2.3. 制片及镜检
取2-3个精巢小管于载玻片上，加入1-2滴改良苯酚品红, 染色时间一般为6-10min。压片，镜检。
3. 结果
3.1. 实验结果
细线期 偶线期 粗线期
双线期 终变期 中期I（极面观）
中期
（侧面观） 间期II（靠近前期II） 中期II
后期II? 终变期 精细胞 精子
3.2. 讨论
3.2.1. 染色体在减数分裂中形态的特点
前期
：细线期，染色质凝缩成可见的 细线，蝗虫装片中深染色块是X染色体；偶线期，同源染色体沿着纵长方向紧密配对；粗线期，联会复合体基本完成，较之前偶线期染色体变粗短；双线期，联会复合体降解，同源染色体相互排斥，染色体出席那或大或小的交叉；终变期，染色体之间排斥最大，染色体之间的“开口”也张到最大。
中期
：该时期的染色体颗粒浓缩的最厉害，相对于II染色体的“分量”更大；另外，在显微镜下看到的平面图形，要求我们能够想象出染色体排列的立体结构。
后期
：染色体在纺锤丝的牵引下移向两极，由于着丝点位置的不同染色体呈现“V”“J”“I”型。
中期II：每条染色体仍有两条姐妹染色单体构成，在距离着丝点较远的地方，一些链接松开。
后期II：姐妹染色单体分离，形成单体，在纺锤体的牵引下移向两极。
3.2.2. 在本次试验照片中，并未发现符合后期
的染色体照片。
3.2.3. 实验操作要点盖盖玻片时，注意左手按住，不让其滑动，否则容易造成不同细胞染色体混合。敲击盖玻片时力度适当，过大敲坏玻片；过小起不到应有作用。
[1]改良品红溶液的配制：
原液A：3g碱性品红溶于100ml70%乙醇中。
原液B：取原液A 10 ml加入90 ml5%的苯酚水溶液。
染色液 ：取原液B 45 ml加入6 ml 冰乙酸和6 ml37%的甲醛。（适合于植物原生质培养中的细胞核染色）。
改良苯酚品红：取2-10 ml染色液，加入90-98 ml45%的醋酸和1.8g山梨醇。（适合于细胞核的染色，只有细胞核及染色体被染成紫红色，而细胞质不着色）。
A
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