植物花粉母细胞减数分裂的染色体观察实验

实验方法原理：减数分裂是性母细胞在分裂形成配子过程中一种特殊的细胞分裂方式。在这个过程中，染色体复制一次，细胞分裂两次，最终形成的配子染色体数目比母细胞减少一半。雌雄配子受精结合后代又恢复正常的染色体数目，从而保持了物种在遗传上的稳定性；同时由于减数分裂中同源染色体的非姊妹染色单体的交换为后代的变异提供了基础。

减数分裂包括减数第一次分裂和减数第二次分裂两个连续变化的阶段。每个阶段根据细胞和染色体的变化特点分为前期、中期、后期和末期四个时期。由于减数第一次分裂的前期较长，染色体变化也比较复杂，所以又常常将前期I分为细线期、偶线期、粗线期、双线期和终变（浓缩）期。

染色体是遗传物质的载体，在减数分裂中的行为对遗传物质的分配和重新组合具有重大影响，因此了解染色体在减数分裂中所表现的特殊变化，可以从细胞学水平加深对遗传学基本规律的理解。本实验通过在光学显微镜下对供试材料永久制片的观察熟悉性母细胞和染色体在减数分裂过程中各个时期的变化特点，对减数分裂的具体过程和意义有深刻的了解。

实验材料：

玉米                                                                 

小麦

仪器、耗材：显微镜  

实验步骤：一、实验材料和实验用品

玉米、小麦等花粉母细胞减数分裂的永久制片和照片，以及显微镜、擦镜纸等。

二、实验内容与步骤

利用玉米、小麦等花粉母细胞的减数分裂永久制片，参考减数分裂各个时期的显微照片，在显微镜下进行系统地观察，掌握各个时期的特点。

减数分裂各个时期的主要特点简述如下：

1．前期I

（1）细线期：细胞核内开始出现细而长交织成一团的线状物，难以找到两端，无法计数，这是初期形成的染色体。核仁和核膜清晰可见。

（2）偶线期：同源染色体配对联会形成“二价体”。由于此时每条染色体已经复制，因此每个二价体包含四条染色单体。由于同源染色体联会的行为在光学显微镜下看不到，并且这一时期时间较短，染色体又很细长，难以同细线期明显区分开来。这一时期核仁和核膜仍清晰可见。

（3）粗线期：染色体进一步螺旋化呈粗线状。染色体的个体性逐渐明显。非姊妹染色单体之间的“交换”就发生在该时期，但“交换”的行为不能直接在显微镜下观察到。核仁和核膜在这一时期仍然可以看见。

（4）双线期：染色体进一步缩短变粗，每个二价体的一对同源染色体相互排斥，并开始彼此分开。但由于非姊妹染色单体的交换，每个二价体出现了数目不定的交叉结使二价体仍然维持在一起而不完全分开。该时期核仁和核膜仍然可见。

（5）终变期：染色体高度浓缩，交叉结端化，每个二价体只在末端相连，核仁和核膜仍然可见。此时所有二价体分散在整个核内，可以进行染色体计数，某生物有多少对染色体此时就有多少个二价体。

2．中期I：核仁和核膜的消失，标志着前期的结束，中期的开始。此时，所有二价体排列在纺锤体的赤道面上。每个二价体两条染色体的着丝点分别趋向纺锤体的不同极。如果从纺锤体的一极向赤道面观察，仍可计数染色体。由于一对同源染色体两个成员的着丝点朝向细胞的哪一极完全是随机的，因此在不同性母细胞中，此期染色体的排列具有多种可能性。

3．后期I：每个二价体的两条染色体都以着丝点为先导，由纺锤丝牵引分别向细胞的两极移动。结果细胞的每一极只分到了一对同源染色体中的一条，从而使每一极分到的染色体数只有原来的一半。此时分到每一极的每条染色体的两条姊妹染色单体仍然由共同的着丝点连在一起。

4．末期I：染色体到达细胞两极后，细胞的每一极又重新形成核膜和核仁，随之胞质分裂（有的植物此时胞质不分裂），形成两个子细胞，称为“二分子”。

减数第一次分裂结束后，经过一个短暂的间期，很快进入减数第二次分裂，第一次分裂是染色体数目减半的过程。

5．前期II：细胞核内又重新出现染色体。每个染色体的两条姊妹染色单体仍由同一个着丝粒连在一起，但两臂已彼此分开。

6．中期II：每个子细胞内的染色体都以自己的着丝点排列在细胞的赤道面上，染色单体的两臂自由地散开。

7．后期II：每条染色体的着丝点纵裂，两条姊妹染色单体在两极纺锤丝的牵引下，相背移向两极。

8．末期II：染色体分到两极后，细胞的每一极又重新形成核仁和核膜，然后胞质分裂。整个减数分裂过程使原来的一个母细胞分裂成四个子细胞，每个子细胞内只含有母细胞染色体数目的一半。分裂刚完成时四个子细胞彼此靠在一起，称为“四分子”。