蝗虫精巢减数分裂
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蝗虫精巢减数分裂观察
一、实验目的
通过对蝗虫精子形成过程中减数分裂的观察，了解动物生殖细胞形成的一般过程以及染色体在这一过程中的动态变化，从而深刻理解减数分裂的遗传学意义。
掌握压片法制作减数分裂玻片标本的技术。
二、实验原理
减数分裂是有性生殖的生物在繁殖过程中的一种特殊的分裂方式。
它与有丝分裂具有根本的差异，但又有一定的联系，生物体通过有丝分裂使得细胞数目增多，分裂后的子细胞得到遗传组分相同的染色体。
生物体在繁殖过程中通过减数分裂使得配子中染色体数目减为体细胞的一半，乘坐单倍体细胞。
这样再通过雌雄配子的结合又可以在后代细胞中回复正常的染色体数目，从而保持了物种的稳定性，而且同源染色体在染色体配对过程中发生了非姐妹染色体的节段交换，为后代表现得多样性提供了遗传的物质基础，在动物的精巢和卵巢组织中有些细胞经过生长和分化成为精母细胞和卵母细胞，它们经过减数分裂分别形成4个精细胞和1个卵细胞。
与有丝分裂相比，减数分裂过程的前期很长，可以划分为5个时期。
其染色体的变化也比较复杂，要经过一个逐步螺旋、折叠和浓缩的过程。
特别是在偶线期内，同源染色体进行联会，进而在粗线期发生非姐妹染色体的节段交换，因此我们可以在双线期观察到许多交叉图像。
我们可以通过对减数分裂过程中染色体动态变化的观察加深对这一分裂过程的认识，并且为杂种细胞学分析、物种间情缘关系的鉴定等提供可靠地依据。
三、实验材料与试剂
1.雄性蝗虫；
2.显微镜、解剖针、解剖剪、Carnoy固定液（乙醇：冰乙酸，体积比为3:1）、
载玻片、盖玻片、改良苯酚品红染液。
四、实验步骤
1.蝗虫的捕捉和固定
捕捉雄性蝗虫，直接投入到Carnoy固定液中固定24小时，然后转到体积分数为70%的酒精中保存。
若在4℃冰箱中保存，可以长期使用。
蝗虫的性别区分非常容易雄性蝗虫个体较小，雌性蝗虫较大。
同时由于雌性蝗虫的尾部有产卵瓣，所以从外观上易于区别。
2.蝗虫精巢的剖取
解剖蝗虫时，先将翅膀减去，在翅基部的后方，相当于腹部背侧的前端，用解剖剪将其体壁剪开，即可看到在上方两侧各有一块黄色的团块，这边是蝗虫的精巢。
精巢由许多排列在一起的精小管组成。
将取出的精巢放在蒸馏水的培养皿中，用解剖针轻轻剥离精巢，即可看到许多精小管。
3.染色及压片
3.1取1~2根精小管放在干净的载玻片上，用吸水纸将上面的蒸馏水吸干净。
3.2在精小管位置上滴加一滴改良苯酚品红染液，使染色液淹没精小管，在
室温下染色10~15min。
3.3盖上盖玻片，在盖玻片上垫1~2层吸水纸，用一只手稳住载玻片和盖玻
片以防止滑动，另一只手用一解剖针的针柄敲击盖片，看到精小管破碎
并均匀散开即可。
3.4镜检：先用低倍镜观察，找到分裂相对较多的视野，然后用高倍镜观察。
要求能够将减数分裂的各个时期分辨清楚，特鄙视对前期的各时期能够
独立辨认。
五、实验观察与图像分析
5.1 前期Ⅰ、中期Ⅰ、后期Ⅰ、末期Ⅰ
由图像可知，混成一团的染色体，为前期Ⅰ；其中也存在着中期Ⅰ的细胞，只是数量较少，此照片中为由细胞两极的方向看去所观察到的染色体；在右下角的区域，存在着纺锤丝牵引下向两极移动的后期Ⅰ的细胞；右下角存在进入末期Ⅰ不久的细胞。
5.2 减数第一次分裂相关的其他图片
从该图中可以清楚地看出处于减数第一次分裂时期中期的染色体，可以轻松地数出蝗虫成体细胞染色体的对数为23对；后期Ⅰ时期的细胞在中部格外清晰。
5.3前期Ⅱ、中期Ⅱ、后期Ⅱ、末期Ⅱ
从该图片中可以看到：刚刚结束减数第一次分裂的前期Ⅱ细胞；在左边偏下的位置由沿着赤道面观察的中期Ⅱ细胞，可以看到染色体排列在赤道板附近；左下方的位置有向细胞两极移动的后期Ⅱ细胞；再下一张的图片中清晰的有染色单体组成的染色体组，具有处于末期Ⅱ的细胞。
也可以通过数减数第二次分裂阶段的细胞，得出蝗虫染色体的数目为23对。
5.4 蝗虫复眼的400倍观察
由图可知：蝗虫的复眼为许许多多的六边形组成；且其组成的六边形并不是规整的六边形，有一对对边较长，其它对边的长度相近。
而由第二张图片可知：六边形的各边相近，故可能观察的角度偏差导致了观察结果的差异。
六、实验讨论
6.1 叙述有丝分裂和减数分裂的异同。
答：相同点：首先，有丝分裂和减数分裂都是细胞增殖的方式。
其次，有丝分裂和减数第二次分裂过程相同，都是着丝点断裂，染色单体分开后进入两个子细胞的过程，在这个过程中，分裂前后细胞中染色体数目不变，而细胞数量增加一倍。
不同点：有丝分裂是生物体体细胞增殖的方式，在分裂前后细胞中染色体数目、DNA数目没有发生变化，只是细胞数量增加。
减数分裂是生殖细胞形成的方式。
在分裂过程中，DNA复制一次，而细胞连续分裂两次，使得细胞中的染色体数目和DNA数目都减少一半。
6.2 减数分裂过程中，染色体数目的减半发生在哪个时期？
答：染色体数目减半发生在减数第一次分裂末期，形成了细胞膜，一个细胞分成两个，每个细胞中含有半数的染色体，但每一条染色体上有两条染色单体。
6.3 如何区分减数第一次和减数第二次分裂的细胞？
答：根据细胞中染色单体和染色体来区分。
存在染色单体且染色体数目未减半则为减数第一次分裂阶段，染色体数目只有体细胞数目的一半或没有染色单体则处于减数第二次分裂期间。
除去减数第一次分裂末期染色体只有体染色体的一半，没有染色单体或染色体数目为体细胞的一半则为减数第二次分裂阶段。
或以四倍体时期的染色体做参考，含整个四倍体的阶段是减数第一次分裂阶段，含有一半的阶段是减数第二次分裂阶段。
