蝗蟲精巢減數(shù)分裂

蝗蟲精巢減數(shù)分裂觀察實(shí)驗(yàn)?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(dòng)物生殖細(xì)胞形成的一般過程以及染色體在這一過程中的動(dòng)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(shí)驗(yàn)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(xì)胞數(shù)目增多，分裂后的子細(xì)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(xì)胞的一半，乘坐單倍體細(xì)胞。這樣再通過雌雄配子的結(jié)合又可以在后代細(xì)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(dòng)物的精巢和卵巢組織中有些細(xì)胞經(jīng)過生長和分化成為精母細(xì)胞和卵母細(xì)胞，它們經(jīng)過減數(shù)分裂分別形成4個(gè)精細(xì)胞和1個(gè)卵細(xì)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(gè)時(shí)期。其染色體的變化也比較復(fù)雜，要經(jīng)過一個(gè)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(jìn)行聯(lián)會(huì)，進(jìn)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(dòng)態(tài)變化的觀察加深對這一分裂過程的認(rèn)識(shí)，并且為雜種細(xì)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)，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。蝗蟲的性別區(qū)分非常容易雄性蝗蟲個(gè)體較小，雌性蝗蟲較大。同時(shí)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。蝗蟲精巢的剖取解剖蝗蟲時(shí)，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(tuán)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(dòng)，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(gè)時(shí)期分辨清楚，特鄙視對前期的各時(shí)期能夠獨(dú)立辨認(rèn)。實(shí)驗(yàn)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(tuán)的染色體，為前期Ⅰ；其中也存在著中期Ⅰ的細(xì)胞，只是數(shù)量較少，此照片中為由細(xì)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(dòng)的后期Ⅰ的細(xì)胞；右下角存在進(jìn)入末期Ⅰ不久的細(xì)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(shí)期中期的染色體，可以輕松地?cái)?shù)出蝗蟲成體細(xì)胞染色體的對數(shù)為23對；后期Ⅰ時(shí)期的細(xì)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(xì)胞；在左邊偏下的位置由沿著赤道面觀察的中期Ⅱ細(xì)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(xì)胞兩極移動(dòng)的后期Ⅱ細(xì)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(xì)胞。也可以通過數(shù)減數(shù)第二次分裂階段的細(xì)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(shí)驗(yàn)討論6.1敘述有絲分裂和減數(shù)分裂的異同。答：相同點(diǎn)：首先，有絲分裂和減數(shù)分裂都是細(xì)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(diǎn)斷裂，染色單體分開后進(jìn)入兩個(gè)子細(xì)胞的過程，在這個(gè)過程中，分裂前后細(xì)胞中染色體數(shù)目不變，而細(xì)胞數(shù)量增加一倍。不同點(diǎn)：有絲分裂是生物體體細(xì)胞增殖的方式，在分裂前后細(xì)胞中染色體數(shù)目、DNA數(shù)目沒有發(fā)生變化，只是細(xì)胞數(shù)量增加。減數(shù)分裂是生殖細(xì)胞形成的方式。在分裂過程中，DNA復(fù)制一次，而細(xì)胞連續(xù)分裂兩次，使得細(xì)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(gè)時(shí)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(xì)胞膜，一個(gè)細(xì)胞分成兩個(gè)，每個(gè)細(xì)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(xì)胞？答：根據(jù)細(xì)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(xì)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