细胞生物学实验手册 - 图文 联系客服

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图9—1马蛔虫受精卵的有丝分裂

间期(Interphase)

细胞质内有两个近圆形的细胞核,一为雌原核,另一为雄原核。两个原核形态相似不易分辨,核内染色质分布比较均匀,核膜、核仁清楚,细胞核附近可见中心粒存在。 分裂期(Mitosis)

前期(Prophase)雌、雄原核相互趋近,染色质逐渐浓缩变粗、核仁消失,最后核膜破裂、染色体相互混合,两个中心粒分别向细胞两极移动,纺锤体开始形成。

中期(Metaphase)染色体聚集排列在细胞的中央形成赤道板,由于细胞切面不同,此期有侧面观和极面观的两种不同现象,侧面观染色体排列在细胞中央,两极各有一个中心体,中心体之间的纺锤丝与染色体着丝点相连;极面观由于染色体平排于赤道面上,六条染色体清晰可数,此时的染色体已纵裂为二,但尚未分离。

图9—2 洋葱根尖细胞有丝分裂

后期(Anaphase)纺锤丝变短,纵裂后的染色体被分离为两组,分别移向细胞两极,细胞膜开始凹陷。

末期(Telophase)移向两极的染色体恢复染色质状态,核膜、核仁重新出现,最后细胞膜横缢,两个子细胞形成。

2.植物细胞有丝分裂的观察——洋葱根尖切片

将洋葱根尖切片标本先在低倍镜下观察,寻找生长区,这部分的细胞分裂旺盛,大多处于分裂状态,细胞形状呈方形。换高倍镜仔细观察不同分裂时期的细胞形态特征.与动物细胞有丝分裂特征比较,找出植物细胞有丝分裂的特点和两者的区别。 三、蝗虫精巢减数分裂压片标本的制备与观察 (一)原理

减数分裂(Meiosis)是配子发生过程中的一种特殊有丝分裂,即染色体复制一次,而细胞连续分裂两次,结果使染色体数日减半的过程。减数分裂过程中体现了遗传三定律,所以说减数分裂在稳定种的遗传性状和繁殖中均起着重要作用。

蝗虫精巢取材方便,标本制备方法简单,染色体数日较少,例如,蝗虫初级精母细胞染色体数2n=22+X,经过减数分裂形成四个精细胞,每个精细胞的染色体数为n=ll+X或n=11(注:蝗虫的性别决定与人类不同,雌性有两条X染色体、雄性为XO,即只有一条X染色体,没有Y染色体),一般多采用它来研究观察减数分裂染色体形态变化。 (二)蝗虫精巢压片标本的制备

l.采集 采集到各期分裂相的标本是实验成功的关键,解决这一关键要把握两点(1)时间:沈阳地区采集,一般在8月15至25日为宜;(2)虫体特征:雄虫翘膀长到刚好盖住腹部一半时,正好是雄虫精子发生的峰季,采集最适。在公园、田埂、河边、路旁的草丛中均可采到。

2.取材 将采到的雄虫,用大头针固定在木板或纸盒上,沿腹部背中线剪开体壁,见消化管背侧的浅黄色结构即是精巢,用镊子分离出来。

3.固定 把取出的精巢立即放入Carnoy固定液中,固定1小时,在期间用大头针小心分离精细管,加速固定,促进脂肪溶解。固定后移入70%乙醇中存放于4℃冰箱备用。 4.染色 取固定好的精细管2~3条,置于干净载玻片中央,用45%醋酸处理5分钟,用吸水纸吸干后,加1~2滴醋酸洋红染色15分钟。

5.压片 在染色材料上盖上盖玻片,再在盖玻片上放一块吸水纸,用大拇指垂直在盖玻片上适力下压(压片时不要滑动盖片)使精细管破裂细胞平展开,吸去溢出的染液,即可观察。

(三)蝗虫精子发生过程减数分裂的镜下观察(参照照片) 蝗虫精巢是由多条圆柱形的精细管组成,每条精细管由于生殖细胞发育阶段的差别可分成若干区,良好压片可见到从游离的顶端起始依次为精原细胞、精母细胞、精细胞及精子等各发育阶段的区域。

1.精原细胞(Spermatogonia) 位于精细管的游离端,胞体较小,由有丝分裂来增殖,其染色体较粗短、染色较浓。

2.减数分裂I(Meiotic division I) 减数分裂l是从初级精母细胞到次级精母细胞的一次分裂。

(1)前期I(Prophase I)在减数分裂中,以前期I最有特征性、核的变化复杂,依染色体变化,又可分为下列各期:

细线期(Leptotene stage)染色体呈细长的丝,称为染色线。弯曲绕成一团,排列无规则,染色线上有大小不一的染色粒,形似念珠,核仁清楚。

偶线期(zygotene stage)同源染色体开始配对,同时出现极化现象,各以一端聚集于

细胞核的一侧,另一端则散开,形成花束状。

粗线期(Pachytene stage)每对同源染色体联合完成,缩短成较粗的线状,称为双价染色体,因其由四条染单体组成,又叫四分体。

双线期(Diplotene stage)染色体缩的更短些,同源染色体开始有彼此分开的趋势,但因两者相互绞缠,有多点交叉,所以这时的染色体呈现麻花状。

终变期(Diakinesis) 染色体更为粗短,形成Y、V、O等形状,终变期末核膜、核仁消失。

(2)中期I(Metaphase I)核膜和核仁消失,纺锤体形成,双价染色体排列于赤道面,着丝点与纺锤丝相连。这时的染色体组居细胞中央,侧面观呈板状,极面观呈空心花状。

(3)后期I(Anaphase I)由于纺锤丝的解聚变短,同源的两条染色体彼此分开,分别向两极移动。但每条染色体的着丝粒尚未分裂,故两条姐妹染色单体仍连在一起同去一极。

(4)末期I(Telophase I>移动到两极的染色体,呈聚合状态,并解旋,同时核膜形成,胞质也均分为二,即形成两个次级精母细胞,这时每个新核所含染色体的数目只是原来的一半。到此减数分裂I结束。

3.减数分裂Ⅱ(Meiotic divisison Ⅱ)减数分裂Ⅱ类似一般的有丝分裂,但从细胞形态上看,可见胞体明显变小,染色体数目少。

(1)前期Ⅱ(Prophase Ⅱ)末期I的细胞进入前期Ⅱ状态,每条染色体的两个单体显示分开的趋势,染色体象花瓣状排列,使前期Ⅱ的细胞呈实心花状。

(2)中期Ⅱ(MetaphaseⅡ)纺锤体再次出现,染色体排列于赤道面。

(3)后期Ⅱ(AnaphaseⅡ)着丝粒纵裂,每条染色体的两条单体彼此分离,各成一子染色体,分别移向两极。

(4)末期Ⅱ(TelophaseⅡ)移到两极的染色体分别组成新核,新细胞的核具单倍数(n)的染色体组,胞质再次分裂,这样,通过减数分裂每个初级精母细胞就形成了四个精细胞。 4.精子形成 在两次精母细胞分裂过程中,各种细胞器,如,线粒体、高尔基体等也大致平均地分到四个精细胞中,精细胞经一系列的分化成熟为精子。镜下精子头部呈梭形,由细胞核及顶体共同组成,尾部细长呈线状。 【作 业】

一、说明动植物细胞有丝分裂的区别。

二、绘制马蛔虫受精卵有丝分裂的各期细胞图像,并注明结构名称? 三、小结有丝分裂与减数分裂过程的异同点。

(谢荣林编)