蝗虫精原细胞减数分裂观察

蝗虫精原细胞减数分裂观察摘要减数分裂是细胞产生有性配子的重要分裂方式，它对细胞能更好的适应环境有重要意义。本次实验我们通过对蝗虫精巢进行固定、制片染色后观察其精原细胞分裂各阶段染色体的形态，温习了减数分裂各阶段的染色体的特征及行为，了解了如何区分各时期的细胞，再一次练习了制片、染色、镜检等基本实验操作技术。1.引言细胞分裂是自然界中普遍存在的生物现象，它是生物体生长和繁殖的基础。细胞分裂可分为有丝分裂、无丝分裂和减数分裂三种；其中无丝分裂的遗传物质不能平均分配，有丝分裂不改变染色体倍数，减数分裂则产生染色体减半的配子。减数分裂是进行有性生殖的动植物性母细胞成熟、形成配子的过程中出现的一种特殊分裂方式，通常发生在生命周期某一个阶段，也叫成熟分裂。在减数分裂过程中，细胞连续分裂两次，而染色体仅复制一次，形成了四个子细胞，每个子细胞中的染色体数目只有母细胞的一半。减数分裂加大了生物遗传信息突变和重组的概率，加速了生物的进化的概率，使生物能更好的适应环境。减数分裂的过程见图一。图1减数分裂过程图本次试验选用蝗虫精巢作为实验材料，通过固定、保存、制片、染色后观察蝗虫精原细胞分裂各个阶段，了解细胞减数分裂的一般规律及分裂过程中的染色体行为的动态变化过程。选用蝗虫作为研究材料有以下几个原因：（1）当下正值蝗虫繁殖期，取材较为方便；（2）蝗虫染色体数目较少（雄蝗虫2n=23，雌蝗虫2n=24），染色体较大，易于观察；（3）蝗虫的曲细精管内由上到下一次排列着不同发育时期的生殖细胞，使我们在同一染色体标本上可以同时观察到减数分裂的各个时期。2.实验材料2.1实验器材载破片、盖玻片、显微镜、解剖针、镊子。2.2实验试剂Carnoy固定液、改良苯酚品红染液2.3实验生物材料蝗虫精巢小管固定材料3实验方法3.1取材选择繁殖季节雄性蝗虫（雄性蝗虫个体较小，雌性蝗虫个体较大，且尾部有产卵瓣，从外部易于区别。），去掉第一对步足及翅，在翅基部的后方（相当于腹部背侧前端），用解剖剪将其体壁剪开，见到在上方两侧各有一块乳白色或黄色的团块，即为蝗虫精巢。将精巢取出放于培养皿中，用蒸馏水反复冲洗。【1】3.2固定去掉精巢外面附着的脂肪，将精巢投入蒸馏水中低渗5min后转至Carnoy固定液中固定4~6h，待黄色组织块变白即可（若尚未变白还可继续固定适当时间）。（CarnoyⅠ：冰醋酸:乙醇=1:3（应用最为广泛）；CarnoyⅡ：冰醋酸:氯仿:乙醇=1:3:6(含油脂类较多的材料以及需要更加硬化的组织的固定）。）。【2】3.3保存若需长期保存，应洗去乙酸，于70%乙醇中低温保存，每100ml酒精中加甘油2ml。冰箱保存可达2年。【3】3.4制片与镜检在干净的载玻片上滴一滴燃料，挑取3~4条曲细管置于其中，用两根解剖针十字交叉将小管撕破，或用刀片在曲细精管中横切两三道，轻轻挤出其中的细胞，用改良苯酚品红染色10~15min。压片时应用一只手按住盖玻片再压片，防止盖玻片滑动，再轻轻盖上盖玻片，用吸水纸吸去多余染液，但注意不要吸太多。然后用解剖针的钝头轻轻敲打盖玻片，用拇指将盖玻片压平。再转移到显微镜下观察，若细胞重叠仍较多，可再次敲打后观察。4实验结果与讨论4.1镜检结果：参考李雅轩，赵昕的《遗传学综合实验》（第二版）【4】判断各减数分裂各时期细胞形态如下图所示：（为了更清楚的展示细胞的轮廓，对某些照片进行了亮度和对比度的调节。）4.1.1第一次减数分裂：（未观察到末期I和间期细胞）细线期偶线期粗线期双线期终变期中期I后期I4.1.2第二次减数分裂：（未观察到前期II细胞，其他时期则依靠两细胞之间的距离判断，也可能为第一次分裂的末期。）中期II后期II末期II4.1.3精子：（未拍摄柳叶状精细胞）枣核状精细胞细线状精子由图可知，观察结果与预期结果大致相符：减数第一次分裂：前期I，细线期细胞核较大、成团状，偶线期染色较深、染色体较粗，粗线期染色体更短更粗，双线期出现交叉的圈形染色体，终变期交叉消失；中期I，染色体高度浓缩，排列在赤道板上，可以看到蝗虫的无同源染色体配对的X染色体；后期I同源染色体分离并移向细胞两极；末期I未观察到。减数第二次分裂的结果并不能完全确定，因为大多看不清细胞内染色体的状态，只能依据两个子细胞之间的距离来判断。精子变形期：可以看到精子呈现不同形态，枣核状、柳叶状和圆形头部的细线状，但由于拍摄时集中拍摄减数第一次分裂的细胞，导致后来没有拍下柳叶状的精子。4.2讨论在观察玻片时，虽然基本上观察到了蝗虫精巢减数分裂各时期的细胞形态，但是发现很容易观察到减数分裂前期I的细胞，有时候甚至是成片存在，而其他时期的细胞则很难观察到，推测可能与前期I在分裂期中所占的时间较长有关。其次，发现视野中的细胞数量较多，而且有些细胞不再一个平面上，十分不利于观察和摄像，可能因为细胞未完全敲散，最后压盖玻片时压的太轻。为了便于观察又不将细胞敲碎压碎，下次实验室应做到观察后再调整力度敲和压，重复多次，使标本更利于观察。另外，视野颜色较深，有时候都看不到细胞的边缘，与其他同学讨论后发现有些同学用生理盐水清洗后得到的标本对比度显著提高，下次实验可以尝试此种做法。参考文献[1]王佑举，贾玉珩.蝗虫减数分裂观察[J].生物学通报，1985,34（12）：41-42[2]傅鹏，石秀.制备观察蝗虫精原细胞减数分裂装片[J].生物学通报，1999,34（8）：7[3]姜芬，郑秀梅，林丽.蝗虫精巢减数分裂玻片标本制作的改进[J].福建医科大学杂志.1998,32(4):422[4]李雅轩，赵昕.遗传学综合实验（第二版）[M].北京：科学出版社,2010.34-36