“观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片”几个疑点分析.docVIP

“观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片”几个疑点分析 　　减数分裂是保持亲子代遗传性状稳定性的重要途径，是理解孟德尔遗传规律的基础。人教版高中生物教材特意安排了“观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片”实验，旨在让学生对减数分裂有一个直观感性认识。下面就该实验几个疑点进行分析。 　　1 选择蝗虫作为实验材料的优势 　　（1）蝗虫染色体数目较少，雄蝗虫2n=23，雌蝗虫2n=24，其中常染色体11对，雌雄常染色体都相同，但性染色体在雄性中只有一条，即XO，雌性中有2条大小、形态相同的性染色体，即XX。 　　（2）染色体多为端部或近端部染色体，染色体较大。正是因为染色体少而大，有利于观察染色体在各时期的行为。 　　尽量不选植物为实验材料的理由是：一个花药，甚至在很多植物的整朵花的花药中，细胞的减数分裂具有同步性，如果选择植物为材料观察减数分裂，那么整个标本中，各细胞所处的时期或相同，或相近，很难看到各时期的细胞。而蝗虫的精母细胞不具有同步性，选择蝗虫作为材料，在同一标本上可以方便观察到减数分裂的各个时期，还都可以观察到精子形成过程。 　　2 蝗虫的性染色体都只含X染色体，通过减数分裂决定蝗虫性别的方法 　　X、Y性染色体具有同源区段和非同源区段，但Y染色体基因太少，一般位于X染色体上的基因，在Y染色体上没有相应的等位基因。从进化角度看，性染色体是常染色体分化而来的，随着分化程度的加深，同源区段减少，或Y染色体逐步减少，最后消失，形成蝗虫、蟑螂特殊的XO型性染色体组成。其性别由X染色体和常染色体共同决定。雌蝗虫染色体组成为2X∶2A（2A表示两套常染色体），减数分裂的卵细胞只含有1X∶1A。雄蝗虫为1X∶2A，减数分裂的精子有两种，一种1X∶1A，另一种是1A，无X染色体。当卵细胞与含有X染色体的精子结合为2X∶2A的合子，发育出卵巢，为雌性；当卵细胞与不含有X染色体的精子结合为1X∶2A的合子，长出的是未分化的纤维状性腺，在中胚层时，常染色体上的精巢促成因子作用下，促进性腺发育成精巢，表现为雄性。 　　3 识别蝗虫精母细胞减数分裂各时期细胞的方式 　　因动物细胞无细胞壁，细胞间无明显界限，减数分裂实物图中难以确定是几个细胞的染色体，加上同源染色体之间存在相互排斥力、着丝点之间的极向运动和纺锤丝之间的拉力，染色体呈空间结构，染色体的形态和行为并不像模式图和示意图那样直观和示意，识别减数分裂各时期更需要技术。 　　3.1 减数第一次分裂前期 　　时间较长且复杂，分为五个时期。（1） 细线期。M1开始时，染色质浓缩为若干条细长的细线相互缠绕首尾难分，无法计数。在光学显微镜下还看不出每一染色体由两个染色单体组成，但可以观察到核仁。（2） 偶线期。染色体较细线期略粗，染色略深。同源染色体之间相互吸引而发生配对，先由两端开始，渐次到中部，不易观察。（3） 粗线期。配对的染色体逐渐缩短加粗，即二价体。光镜下每个二价体有两个着丝点，四个染色单体，也称四分体。（4） 双线期。染色体缩得较短较粗。二价体中的两个染色体相互排斥分开，能清楚地见到四分体的各条线。染色体发生互换的地点仍然连在一起，构成交叉结，向两端移动，这个现象称为交叉移端化，简称端化。可以看到各种染色体构象，如“8”字形、“X”形等。（5） 终变期。染色体达到高度的浓缩，同源染色体交叉联系，分散在细胞核中。核膜、核仁逐步消失，此时染色体计数最为方便准确。 　　3.2 减数第一次分裂中期 　　减数第一次分裂中期各个二价体排列在赤道板上。从侧面看来，各二价体成排横列在纺缍体中部，成一条直线。从极面来看，二价体环状排列在赤道面上，这时也是鉴别染色体的适当时期。 　　3.3 减数第一次分裂后期 　　减数第一次分裂后期双价体中的两条同源染色体分开，分别向两极移动。因着丝点位置不同，后期染色体呈现各种不同的形状（丁形、V形及棒形等）。由于着丝点尚未分裂，每个染色体带有两条染色单体，每极染色体数减半。 　　3.4 减数第一次分裂末期 　　移到两极后染色体聚在一起。核仁重新形成，染色体渐渐解开螺旋，胞质分裂成为两个子细胞，每个细胞体积比前期都小。 　　3.5 减数第二次分裂 　　（1） 减数第二次分裂前期。染色体数目减半，染色体又逐渐分散缩短，两条姐妹染色单体彼此排斥，由一着丝粒相连，可见X染色体分布于细胞核中。（2） 减数第二次分裂中期。每个染色体排列赤道板上，由姐妹染色单体组成。极面观，染色体呈辐轮状分布。（3） 减数第二次分裂后期。着丝点复制完成，姐妹染色单体分开，各自移向两级，染色体数目较多。（4） 减数第二次分裂末期。染色体到达两极，聚集，解螺旋化，核仁出现，形成精细胞，体积较减数第二次分裂前期都减少一倍。 　　3.6 精子变形期 　　可以看到精子细胞呈现圆形头部和长尾状。 　　参考文献：