全 文 ：置草小抱子母细胞减数分裂的观察
毛学文
小抱子的发育是被子植物有性过程的重要环节 。 植物只有在小抱子充分发育成熟的
情况下 , 才能实现精卵结合 , 完成受精作用 , 进而发育成新个体 , 在被子植物的有性过
程中 , 小抱子的形成必经减数分裂 。 在以往 的植物学教学中 , 我们常用黑麦小抱子母细
胞压片观察减数分裂的全过程 , 但由于黑麦的花药小 , 压片不易观察 , 实验课的质量难
以保证 。 为此 , 我对耸草小抱子母细胞减数分裂的全过程进行了观察 。
登草 ( H · f u ` v a L · 少是登草属 ( H e n l e r oc a J J i s )的多年丛生草太植物 , 地下有纺锤
状膨大的肉质块根 , 基生叶、 宽线形 、 雄蕊六枚花药背部着生 。 其主要的特点 , 一是花
药大 、 雄蕊较多 , 在 同一花序上有 6 、 10 朵桔红色的花或发育程度不 同的花蕾 , 所 以在
同一时间内能观察到不 同阶段发育的花药 ; 二是栽培广 , 开 花 期 长 。 全国各地均能栽
培 , 开花期为 6 、 8 三个月 。 因此 取材较为方便 , 制片容易操作 。
一 、 取材与方法
1
、 样品 : 校园露地栽培的营草 。
2
、 采样时间 : 早上九点 、 下午二点 。
3
、 花蕾大小 : 正常营养条件下 , 花蕾的长度为 6 二 m 、 1 3 m m 。
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、 固定 : 取样后立即去掉花被 , 将花药固定在卡诺固定液中2婆小时后 , 经托肠酒精、
B S肠酒精处理 , 保存在 70 肠酒精里 , 置冰箱中备用 。
5
、 染色制片 : 选用经固定的大小合适的花蕾 , 用镊子取出一枚花药 , 放在载玻片上 ,
加一滴改良的碱性品红 , 用小刀将花药从中间切开 , 慢慢挤出花粉母细胞 , 除去药壁组
织的残渣 , 再滴一滴 45 肠醋酸 , 加上盖片 , 稍放一会后 , 进行镜检 , 这时可见细胞质无
色透明 , 染色体清晰 , 呈紫红色 。 并可按下列程序制成永久玻片标本 。
①将制成的临时涂片倒放入 ( 盖片朝下 ) 盛有告药务醋酸十士肠肠酒精的 培 养 皿
中 , 一端垫上一小玻璃棒 , 使涂片稍成倾斜 , 几分钟后盖片脱落于上液中 。
②将盖片和载玻片 (按原来 的位置 ) , 沾有材料的一面朝上分别移托肠酒精溶液中 1
、 2 分钟 。
③换入含无水酒精十告叔丁醇的培养皿中 1 ~ 3 分钟 。
④移入纯叔丁醇液 。
⑤用油派胶封片 .
二 、 观察结果
管草和其它有性生殖的植物一 样 , 在性成熟时进行减数分裂 , 产生染色体减半 的抱
一 8 0一
子 、 然后形成配子 , 雌雄配子结合时 , 染色体的数目加倍 。 减数分裂过程中 , 具有二倍
染色体数目的抱子母细胞连续两次分裂 , 而染色体只复制一次 。 第一次分裂同源染色体
配对 , 成为 n对 , 然后再 自一分为二 , 每细胞中含有 n个 ; 第二次分裂时 , 每个染色体的
两个已纵裂的子染色休分配到子细胞中 , 结果 由一个抱子母细胞形成了四个抱子 , 小泡
是单位体 。
减数分裂的全过程可分为减数分裂的前间期 、 减数分裂 I 和减数分裂 I 。
前间期是进行分裂前的准备 , 它可分为 G : 期 、 S期和 G : 期 。 前间期是 有丝分 裂 的
细胞进入减数分裂之前经过 的一个较长约间期 , 主要有染色体的复制 , 核分裂的同步分
化 , 以及有丝分裂向减数分裂的转化 , D N A 的复制主要在前斌期的 S欺进行 。
第一次分裂可分前期 I 、 中期 I 、 后期 I 和未期 I 。
1
、 前期 I : 时间较长 , 染色体变化复杂 , 一可分为细处 、 偶戮 、 粗线 、 双线 、 终变
五个时期 。
①细线期 : 少数的染色体呈念珠状的小颊粒 , 称染色粒 , 大部分染色休呈细长的线状结
构 , 染色休为细浅密集在一起 , 大部分位 于细胞的一侧 , 个别位干细胞妙 六央 , 每条染
色体由两条染色单休构戍 , 但一般辩认不清两条染色单体 。
匆 厂熊线期 : 双双同源染 色体联会配对 , 形状多样 , 有的弯曲 、 有的平列 。 染色 ; : . 汤力细
长的线状 , 但已由细胞的一 测扩展到细胞桩的整个腔内 , 纵横交错 , 因此还看不清染色
单炸的数日 , 核仁在核膜的一侧 。
①粗线期 : 染色体凝聚显著 , 缩短变粗 , 松散的充满整个细胞核腔内 。 同源染色单体互
相扭合井发生某些片段互换 , 导致核基因的重组 ,但染色体数 目仍讲认不清 , 核 仁明显 。
④双线加 : 联会的两条同源染色休出现不等的交叉 , 由放相瓦排斥而逐汀趋干今商 , 但
并不分开 , 着丝点仍连在一起 。
⑤终变切 : 染色体显著编板成棒状 , 并向核的四 周边缘移功 , 欢孩 内为 匀伙分欲开常准
成 V形 、 X 形 , 比期是观察染色体数 目的透宜时担 。 核仁开始消失 。
中期 I : 棒伏的染色体成对地排列在赤道板上 , 形成纺锤体 , 维八虹彩 努困 可流
约地看见坊锤丝 , 核膜解体 , 核仁消失 。
3
、 后期一 : 在赤道板上的成对同源染色体由于纺锤丝的牵 的 , ;下始向两极称价斌
时住一极的染色体数目只有原来的一半 。 每对同源染色体醉分离并不是 同步进行 , 石先
后之别 。
4
、 末期 I : 到达两极的子染色体紧缩一团 , 在赤道部位 出现州脑板 , 把细胞分刽
为二 , 并逐步形成折壁 , 成为二分体 。
第二次分裂分为前期 夏、 中期 互、 后期 亚和末期 亚。
l
、 前期 l : 时间很短 , 染色体又呈现细丝状 。
2
、 中期 五 : 染色体比较松散分别地排在二分体的中部赤道板上 , 排列的士式有两
种 , 平列与交错 。
3
、 后期 亚: 两组染色单体开始从着丝点分离 , 离开赤道板向两极移动 , 形成四组
子染色体 , 它们交叉或者平列地排列在每小子细胞内 , 有时可清楚地看到染色体单桥 。
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4
、 末期 l :移向两极的染色单体各组成一个子核 , 并各自形成一个小饱子 。 四个
小抱子先是聚合在一起 , 称四分体 , 外面有一层很厚的脐肠质膜所包围 , 以后四个小抱
子各自分离形成单核花粉粒 。
背草在未期 I 所形成的四分体排列方式有三种 :
①两侧对称式 , 四分体彼此两侧对称排列在 同一平面内 , 其 大小及形态基本相同或
者两大两小 , 绝大部分四分体属于两侧对称式 。 ②交叉对生式 : 两个纺锤体袖 交 互 对
生 , 四核不在同一平面内 , 只 见在同一平面 内为三核 , 呈品字形排列 , 少数属于这种类
型 。 ③ T 形排列式 ; 两个纺锤体勾轴在同一平面旦互相垂直 , 四分 冰戍` r 形 排 列 , 极少
数四分体属于这种类型 。
三 、 讨论与小结
1
、 营草灼小抱子母细抱为减数分裂过程基本上是正常的 , 它的四分体绝大部分属
于两侧对称式排列 , 完全符合单子叶植物四分体 均排列方式 。 异常现象主要有三点 : 一
是在终变前和形成 四分体以后 比较同步 , ’ 在终变期到后 l 期极不同步 , 往往在一个花药
中可找到 4 ~ 5 个分裂期 , 而且可清楚地看到它们变化的过渡期 , 在观察中还发现 , 当
背草的花药在 4 m 。 ~ 4 . s m m 长时 , 分裂期最多 , 相当集中 , 有的还看到七个不同 的分
裂期 。 次对我们同时对 比观察小抱子母细胞减数分裂的各期染色体变化的规律是非常有
利的 ; 二是在末期 贾 , 细咆中不仅仅有四分体 , 而 _且出现了五分体 、 六分体甚 至 七 分
体 : 三仑具 一与早分离现象 。 在中期 I , 成对的染色体聚集在赤道板上 , 但有一对染色体
早离赤道板 。
乙 、 改草灼雄蕊是六枚 , 分内外两轮排列 , 但它们的分裂期往往是同步的 。
3
、 背草小泡子母细胞经减数分裂形成四分体灼方式属于连续型 , 即减数分裂的第
一次分裂绪束时 , 即生成新壁 , 出现一个二分体阶段 , 然后进行第二次分裂 。 所 以四分
体大都排列在同一平面 内 。
4
、 花蕾取材是观察减数分裂成功与失败的关键 。 通过反复取材观察 ,我将查草花蕾
长度 、 花药长度与小抱子母细胞分裂各期的关系小结如下表 :
卜一一 ~ 一一一
一单一末
第一次分裂 第二次分裂
后期I中期l前期、末期I后期I中期I形 裂 前 期
I
终变期双线期粗线期偶线期态 各
花药长度
7 …8 { 8 …8一…8一…8一 { 9变)
标一长
花`
3
. 。
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5
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一引 一 4 ) 4 · 5
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6
表 : 营草花蕾、 花药长度与小抱子母细胞减数分裂各期的关系
一 8 2一
从上表可看出 , 营草花蕾长度在 8 、 1 0 m m ,花药长度在 3 . 5、 4 . s m m时 ,分 裂 期 很
集中 , 是观察小抱子母细胞分裂期最多的极好时机 , 在一个涂片中 , 同时出现这样多的
分裂期 , 对于我们比较鉴别各期的特征 ,掌握染色体的变化规律 , 弄懂减数分裂的全过程
是有利的 。
5
、 茸草的初花期在每年的六月初 , 终花期在八月底 , 因此五月下旬即可取材 、 固
定和观察 .
附 : ①卡诺固定液的配制方法
冰醋酸 1份
无水酒精 3 分
② 45 肠醋酸的配制方法
冰醋酸 45 毫升
蒸馏水 5 毫升
③碱性品红的配制方法
a 、 取 3 克碱性品红 , 溶于 10 毫升 的70 肠酒精为母液 A ( 可长期保存 )
b
、 取母液 A 10 毫升加肠毫 升亡:: 5 肠苯酸 ( 石碳酸 ) 水溶液为 母 液 B ( 两 周 内 使
用 ) 。
C
、 取5 毫升的母液 B加 5 毫升的冰醋酸和 6 毫升 的3宁肠的 甲醛 , 此液为 苯 酸品
红 , 待用 。
d
、 取 10 毫升苯酸品红液加入 90 毫升的45 肠的冰醋酸 , 加 1 . 8克的山梨 醇 ( 也 可 不
加 ) , 此液即为改 良碱性品红液 .
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