细胞分裂对生物的个体发育和生存，对种族繁衍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。减数分裂是一种特殊方式的细胞分裂，染色体复制一次，细胞连续分裂两次。在分裂过程中包含了同源染色体的配对、交换、分离和非同源染色体的自由组合，减数分裂结束后形成了4个具有不同遗传物质、染色体数目减半的子细胞，是产生遗传多样性的基础。减数分裂仅在配子形成过程中发生，经过受精作用，染色体数目又恢复体细胞的水平。这在物种延续的过程中确保了染色体数目的恒定，从而使物种在遗传上具有相对的稳定性。
一、实验目的
（1）掌握用小鼠睾丸制作减数分裂染色体标本的方法。
（2）掌握减数分裂过程的分期和特征。
二、实验原理
减数分裂由两次分裂组成，分别称为第一次减数分裂（或减数分裂Ⅰ）和第二次减数分裂（或减数分裂Ⅱ），每次分裂同样包含前期、中期、后期、末期。两次分裂细胞变化最复杂的是减数分裂Ⅰ的前期Ⅰ，根据其染色体变化又分为细线期、偶线期、粗线期、双线期及终变期5个时期。在这个过程中同源染色体将发生配对（联会）和交换等现象，逐渐凝缩为二价体，到了中期，排列于赤道板上。第一次分裂的后期，成对的同源染色体分开，分别移向两极，形成2个子细胞。接着第二次分裂开始，很快地进入中期和后期，每一染色体的2个染色单体以均等方式分开，分布在末期子细胞中。故在两次分裂完成之后，形成4个子细胞，子细胞的染色体数目只有母细胞的1/2。
三、实验用品
（1）材料：18～20g雄性小鼠。
（2）器材和仪器：光学显微镜、解剖盘、解剖剪、解剖针、镊子、注射器、培养皿、恒温水浴箱、离心机、10ml刻度离心管、染色缸、试管架、吸管、冷冻的载玻片、擦镜纸、吸水纸。
（3）试剂：秋水仙素、2%柠檬酸钠溶液、0.075mol/L KCl低渗液、甲醇（AR）、冰醋酸（AR）、60%醋酸、Giemsa染液。
四、实验内容
（1）秋水仙素处理：取性成熟的雄性小鼠，在处死前3～4h给药（向腹腔注入0.3ml秋水仙素，浓度达10μg/ml）。
（2）取曲细精管：用颈椎脱臼法处死小鼠，在解剖盘中剖开腹腔，取出白色椭圆形睾丸放入培养皿中加入2%柠檬酸钠溶液，其量以没过睾丸为准。用剪刀和镊子剥离包在睾丸外层的白膜，挑出线状的曲细精管。更换柠檬酸钠溶液洗涤曲细精管2次。将曲细精管移入10ml刻度离心管内。
（3）低渗处理：加10ml 37℃预温0.075mol/L KCl于离心管内，将曲细精管吹打混匀，静置低渗15min后，轻轻吸去上清液，保留1ml低渗液及沉淀物。
（4）预固定：加9ml新配制的Carnoy固定液固定20min，吸去上清液，保留1ml固定液及沉淀物。
（5）软化：加60%醋酸1ml，软化2min至绝大部分曲细精管已软化成混浊状（时间不能太长）。
（6）再固定：加5ml固定液，用吸管反复吹打，使处于减数分裂过程中的各期细胞脱落，用吸管吸掉肉眼可见的膜状物。
（7）制备细胞悬液：将剩余悬液平衡，1 000r/min离心1min，去上清液。所得沉淀物除少部分精子外，即是处于减数分裂各期的细胞。加入新鲜固定液3～4滴（视沉淀物多少适当增减滴数），用吸管轻轻吹打成细胞悬液。
（8）滴片：用镊子取预先冷冻的干净载玻片，迅速滴上1～2滴细胞悬液，立即用吸管轻轻吹散细胞，空气干燥。
（9）染色：将晾干的玻片平放在洁净的支架上，细胞面朝上，用Giemsa染液3～4ml，染色10min，自来水缓缓冲洗干净Giemsa染液，晾干。
（10）镜检：在显微镜下先用低倍镜寻找处于减数分裂各期的细胞，再转换高倍镜和油镜仔细观察。
【附录】 各分裂时期要点
1.减数分裂Ⅰ
（1）前期Ⅰ：前期Ⅰ时间较长且复杂，一般分为下列5个时期，各时期特征如下。
1）细线期（lepone）：细胞核膨大，染色质浓缩、凝聚成细而长的细线，每一条细线代表一个染色体，染色丝上有许多染色粒。DNA虽然已经复制，但还看不出双线结构。染色体间往往难以区分，染色丝绕成一团。在这种细丝的局部，可见到念珠状的染色粒，核仁明显。
2）偶线期（zygotene）：细胞核更大，染色体的形态与细线期没有多大变化。同源染色体配对（联会）。起初每对同源染色体在核的同一侧开始配对，另一侧仍散开未配对，配对的结果，染色体由n对变成n个二价体（bivalent）。这种染色体细长，数不清其数目。
3）粗线期（pachytene）：染色体缩短变粗，每个二价体含有4条染色单体（chromatid），叫四分体（tetrad）。每条染色体的两条染色单体互称为姐妹染色单体。同源染色体的染色单体间互称为非姐妹染色单体。姐妹染色单体间的交换是在这时期完成的，但在形态上难以见到。
4）双线期（dplotene）：染色体缩得较短较粗，同源染色体开始分离，不过在染色体发生互换的地点仍然连在一起，构成交叉结，且交叉逐渐向端部移动（称为端化）。
5）终变期（diarinesis）染色体继续缩短变粗，并向核的四周移动，交叉端化明显。此时染色体最清楚，便于计数。核膜、核仁消失。
（2）中期Ⅰ：该期核膜和核仁消失，二价体排列在赤道板上，成对染色体的着丝点朝向两极，纺锤丝出现，把着丝点拉向两极。从侧面看来，各二价体成排横列在纺锤体中部。从极面来看，二价体呈分散排列在赤道面上，这时也是鉴别染色体的适当时期。
（3）后期Ⅰ：该期二价体中的两条同源染色体分开，分别向两极移动。此时每个染色体的着丝点尚未分裂，带着两条染色单体，每极各有n个染色体数，所以说在后期Ⅰ时染色体发生减半了。
（4）末期Ⅰ：该期移向两极的染色体又聚合起来，核膜重建，核仁重新形成，接着进行胞质分裂，成为2个子细胞，染色体渐渐解开螺旋，纤丝螺旋折叠程度降低，又变成细丝状。这里要注意到，末期Ⅰ与有丝分裂末期的区别：末期Ⅰ的染色体只有n条，但每条染色体具有2个染色单体；而有丝分裂末期的染色体有2n条，每条只有一个染色单体（子染色体）。
2.减数分裂Ⅱ
在末期Ⅰ后，通常紧接着进入减数第二分裂前期，也有的经过一个短暂的间期。减数第二分裂和一般有丝分裂相似，也可分以下4个时期。
（1）前期Ⅱ：前期Ⅱ的情况完全和有丝分裂前期一样，也是每一染色体具有两条染色单体，所不同的是只有n条染色体了。着丝点还连在一起，染色体臂张开。
（2）中期Ⅱ：可以看到缩短了的具有2个染色单体的染色体又整齐地排列在各个分裂细胞的赤道板上。
（3）后期Ⅱ：每个染色体的着丝点纵裂，姐妹染色单体开始分向两极。
（4）末期Ⅱ：趋向两极的染色体形成新的细胞核，形成4个子细胞，每个子细胞只有n条染色单体（图12－1）。
图12－1 减数分裂染色体示意图
五、作业与思考题
（1）简述有丝分裂与减数分裂的异同。
（2）绘图示小鼠减数分裂各时期，并叙述其典型特征。
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