減數分裂的觀察

一、實驗目的：

通過顯微鏡觀察玉米，小麥，蠶豆等花粉母細胞的減數分裂制片，熟悉減數分裂過程，著重掌握減數分裂過程中染色體的變化規律，為深入理解遺傳學基本規律打下良好的基礎。

二、實驗大原理：

減數分裂是性母細胞成熟時配子形成過程中一種特殊的有絲分裂。它包括連續兩的細胞分裂階段：每一次分裂為染色體數目的減數分裂，第二次分裂為染色體數目的等數分裂。兩次分裂可根據染色缽變化特點各分為前期、中期、后期和末期，由于第一次前期時間較長，染色體變化比較復雜，故其前期又可分為五個時期。

在減數整個過程中，同源當染色體之間發生聯會、交換和分離，非同源染色體之間進行自由組合。最終分裂為染色體數目減半的四個子細胞，從而發育為雌性或雄性配子。

雌雄配子通過受精又結合成為合子，發育為新的個體，這樣又恢復了染色體數目。由于不同雌雄配子染色體的重新組合，產生了大量的遺傳變異，有利于生物的適應和進化。

生物的性母細胞成熟時，減數分裂各期染色體變化的特征簡述如下：

第一次分裂：

前期 ：可分為以下五個時期：

細線期：核內染色體呈細長線狀，互相纏繞，難以辨別成雙的染色體。

偶線期：同源染色體兩兩配對，成為聯會。這樣聯會的一對同源染色體，稱為二價體。

粗線期：配對后的染色體逐漸縮短變粗，含有兩條姐妹染色單體，這樣一個二價體中就包含了四條染色單體，故稱為四合體。在此期間各同源染色體的非姐妹染色單體間可能發生片段交換。

雙線期：各對同源染色體開始分開，由于在粗線期非姐妹染色單體之間發生了交換，因而同源染色體在一定區段出現交叉結。此期可清楚地觀察到交叉現象。

終變期：染色體更為濃縮粗短，交叉結向二價體的兩端移動，核仁和核膜開始消失，此時各二價體分散在核內，適于記數染色體的數目。

中期 ：核仁和核摸消失，所有二價體排列在赤道板兩側，細胞質里出現紡錘體，每個二價體的兩條染色體的著絲點分別趨向紡錘體的兩極，此時最適于計數染色體的數目和觀察各染色體的形態特征。

后期 ：二價體中的一對源染色體開始分開，在紡錘體的作用下分別向兩極移動，完成染色體數目的減半過程。此期，同源染色體的兩個成員必然分離，非同源染色體間的各個成員以同等機會結合，分別移向兩極。注意此時染色體的著絲點尚未分裂，每條染色體含有兩條染色單體。

末期 ：染色體移到兩極，松開變細，核仁和核膜重新出現，形成兩個子核。細胞質分裂，在赤道板處形成細胞板，成為二分體。

第二次分裂：

前期 ：染色體又開始明顯縮短，而其包含的兩條染色單體分得很開，只是著絲點仍然沒有分裂。

中期 ：染色體整齊地排列在分裂細胞的赤道板上，出現紡錘體。

后期 ：染色體的著絲點分裂為二，兩條姐妹染色單體在紡錘絲的牽引下分別移向兩極。

末期 ：染色體分到兩極后，又重新出現核仁和核膜，同時細胞質分隔為二，從而使一個母細胞分裂成為四個子細胞，成為四分體或四分孢子。每個子細胞內只含有原來母細胞的半數的染色體。

減數分裂中染色體的行為變化與生物的遺傳變異密切相關。既然染色體是遺傳物質的載體，因此染色體在減數分裂中的行為對遺傳物質的分配和重組產生了重大影響。高等植物的性母細胞在形成雌配子過程中必須通過減數分裂。由于植物花藥取材容易，操作和鑒定比較方便，故一般都取用花粉母細胞作為制片材料，在光學顯微鏡下觀察其減數分裂過程中染色體的行為變化。