高中生物 细胞分裂的形态观察 【实验目的】 通过标本制备和观察了解生物体细胞

细胞分裂的形态观察【实验目的】通过标本制备和观察了解生物体细胞的无丝分裂、有丝分裂形态特征及生殖细胞的减数分裂过程。【实验用品】一、材料和标本蛙血涂片、马蛔虫子宫切片和洋葱根尖切片、固定的蝗虫精巢。二、器材和仪器显微镜、擦镜纸、解剖针、眼科镊子、载玻片、盖玻片、吸水纸、培养皿、冰箱。三、试剂Carnoy固定液、70％乙醇、醋酸洋红染液、45％醋酸、二甲苯。【实验内容】细胞分裂对生物的个体发育和生存，对种族绵延有着十分重要的意义，高等生物体内细胞的分裂方式有三种：无丝分裂、有丝分裂和减数分裂。一、动物细胞无丝分裂的观察一蛙血涂片一)原理(无丝分裂不仅是原核生物增殖的方式，而且雷马克(Remak)于1841年最早在鸡胚血细胞中也发现此现象，因为此过程没有出现纺锤丝和染色体的变化，故称无丝分裂(Ami—tosis)。其后无丝分裂又在各种动植物中陆续发现，尤其在分裂旺盛的细胞中更多见，但遗传物质平均分配否?及其分裂的机制尚不十分清楚。蛙红细胞体积较大、数多，而且有核，是观察无丝分裂的较好材料。二)(观察与结果在高倍镜下，可见到处于不同阶段分裂过程中的蛙红细胞，核仁先行分裂，向核的两端移动，细胞核伸长呈杆状；进而，在核的中部从一面或两面向内凹陷，使核成肾形或哑铃形改变；最后，从细胞中部直接收缩成两个相似的子细胞；子细胞较成熟的红细胞小。二、细胞有丝分裂的观察一马蛔虫子宫切片、洋葱根尖切片一)原理(细胞有丝分裂(Mitosis)的现象是分别由弗勒明(Flemming，1882)在动物细胞和施特拉斯布格(Strasburger，1880)在植物细胞中发现。有丝分裂过程包括一系列复杂的核变化，染包体和纺锤体的出现，以及它们平均分配到每个子细胞的过程。马蛔虫受精卵细胞中只有6条染色体，而洋葱体细胞的染色体为16条，因为它们都具有染色体数目少的特点，所以便于观察和分析。二)(观察．动1物细胞有丝分裂的观察——马蛔虫子宫切片取马蛔虫的子宫切片标本，先在低倍镜下观察，可见马蛔虫子宫腔内有许多椭圆形的受精卵细胞，它们均处在不同的细胞时相。每个卵细胞都包在卵壳之中，卵壳与卵细胞之间的腔，叫卵壳腔。细胞膜的外面或卵壳的内面可见有极体附着。寻找和观察处于分裂间期和有丝分裂不同时期的细胞形态变化，并转换高倍镜仔细观察。第1页共4页图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第2页共4页后期(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。．植物细胞有丝分裂的观察——洋葱根尖切片2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．采集l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。．取材2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。．固定3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。．染色4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。．压5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。．精1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。．减数分裂2I(Meioticdivision减数分裂l是从初级精母I)细胞到次级精母细胞的一次分裂。前(1)期I(Prophase在减数分裂中，I)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染色体呈细长的丝，stage)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（zygotenestage）同源染色体开始配对，同时出现极化现象，各以一端聚集于第3页共4页细胞核的一侧，另一端则散开，形成花束状。粗线期（Pachytene）每对同源染色体联合完成，缩短成较粗的线状，称为双价stage染色体，因其由四条染单体组成，又叫四分体。双线期(Diplotene染色体缩的更短些，同源染色体开始有彼此分开的趋势，但stage)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(MetaphaseI)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I)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移动到两极的染色体，呈聚合状I>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。．减数3分裂Ⅱ(MeioticdivisisonⅡ)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。前(1)期Ⅱ(ProphaseⅡ)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。中期(2)Ⅱ(MetaphaseⅡ)纺锤体再次出现，染色体排列于赤道面。后期(3)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。末期(4)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。．精子4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。第4页共4页