细胞分裂的形态观察

实验十　细胞分裂的形态观察

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3种：无丝分裂、有丝分裂和减数分裂。

一、实验目的

（1）掌握动、植物细胞有丝分裂过程及异同点。

（2）初步掌握植物细胞有丝分裂临时压片方法。

（3）了解细胞无丝分裂过程。

二、实验用品

（1）材料：蛙血涂片、马蛔虫子宫切片和洋葱根尖切片、洋葱根。

（2）器材和仪器：显微镜、水浴锅、镊子、小烧杯、刀片、吸水纸、载玻片、盖玻片、表面皿、酒精灯、吸管、带橡皮头铅笔、解剖针、眼科镊子。

（3）试剂：改良苯酚品红染液、1mol/L HCl溶液、甲醇、蒸馏水、Carnoy固定液、70%乙醇、醋酸洋红染液、45%醋酸、二甲苯。

三、实验内容

A.动物细胞无丝分裂的观察——蛙血涂片

（一）原理

无丝分裂是原核生物增殖的方式。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）方法

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2个相似的子细胞；子细胞较成熟的红细胞小。

B.细胞有丝分裂的观察

（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，染色体和纺锤体的出现，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）方法

【方法一】　植物细胞有丝分裂的观察——洋葱根尖纵切片

1.洋葱切片观察

取洋葱根尖纵切片，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。

2.洋葱根尖压片制作

（1）取材：取洋葱鳞茎，剪去老根，置于盛满清水的小烧杯上，气温30℃左右，3～4d后，根茎部长出不定根，待长至1～2cm时，剪下根尖约0.5cm，置于甲醇固定液中固定。3h转入70%乙醇中，冰箱保存备用。

（2）消化：将根尖取出，水洗后放入盛有少量1mol/L HCl的小烧杯中，并置于60℃恒温水浴锅中软化约10～15min，直至根尖发白变软。

（3）染色：将材料取出，水洗后置于载玻片上，滴数滴改良苯酚品红染液，用解剖针将组织分散，染色15～20min。

（4）压片：见材料染成红色时，吸去多余染液，盖上盖玻片，在盖玻片上放两层吸水纸，用铅笔橡皮对准标本扣压（不要挪动标本），使细胞和染色体铺展开来。

3.镜检

观察洋葱根尖压片，先在低倍镜下观察，选择分裂相较多的部位，转至视野中央，再转高倍镜观察，可见分散的分裂间期及有丝分裂各期的细胞。

（1）间期（interphase）：有明显的细胞核，染色质分布较均匀。由于染色质易与碱性染料结合，细胞核的颜色比细胞质深。核中可见到1～3个染色较浅呈球状的核仁。

（2）前期（prophase）：核膨大，染色质逐渐螺旋化变为丝状的染色线，其后染色线进一步缩短变粗，形成染色体，染色单体纵裂为二（光镜下一般不易见到），同时核仁逐渐消失、核膜破裂。

（3）中期（metaphase）：核膜完全崩解。染色体排列于细胞中部的赤道面上（即纺锤体中央，在压片标本上纺锤体不易见），正面观成一直线称赤道板。每条染色体着丝点与纺锤丝相连。此时，染色体形态最典型，每条染色体都已纵裂为两条染色单体，由一个着丝粒相连。

（4）后期（anaphase）：着丝粒纵裂为二，2条染色单体分开，形成2组染色体，分别移向细胞两极。

（5）末期（telophase）：染色体移到两极并解旋为染色质。核膜核仁出现，细胞中部出现隔膜，并逐步向两边缘发展形成细胞板，将一个细胞分裂成2个子细胞，每个细胞，各包含一个细胞核（图10－1）。

图10－1　洋葱根尖细胞（示有丝分裂各期）

【方法二】　动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。

1.间期（interphase）

细胞质内有2个近圆形的细胞核，一为雌原核，另一为雄原核。2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。

2.分裂期（mitosis）

（1）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，2个中心粒分别向细胞两极移动，纺锤体开始形成。

（2）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，6条染色体清晰可数。此时的染色体已纵裂为二，但尚未分离。

（3）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。

（4）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，2个子细胞形成（图10－2）。

图10－2　马蛔虫的子宫切片标本（示有丝分裂各期）

四、作业与思考题

1.绘制洋葱根尖细胞有丝分裂各期图，注意体现各期的主要形态特征。

2.动物细胞与植物细胞有丝分裂有什么不同？