Заняття 2

„МЕЙОЗ. ГАМЕТОГЕНЕЗ”

План:

1. Виготовлення тимчасових препаратів молодих пиляків, пофарбованих ацетокарміном

2. Спостереження за різними фазами мейозу на постійних або тимчасових препаратах, виготовлених з молодих пиляків

Мета:

Навчитися фіксувати і фарбувати хромосоми в клітинах молодих пиляків рослин та розрізняти фази мейозу в клітинах молодих пиляків різних культур;

Матеріали, обладнання та реактиви: 1) молоді пиляки різних декоративних рослин різного віку; 2) спирто-оцтовий фіксатор (спирт 96 % - 3 частини, крижана оцтова кислота – 1 частина); 3) ацетокармін (1 % розчин карміну на 45 % оцтовій кислоті; кип'ятиться протягом 3-4 годин, після чого фільтрується гарячим); 4) 70 % етиловий спирт; 5) дистильована вода; 6) мікроскопи; 7) предметні і покривні скельця; 8) препарувальні голки і пінцети; 9) фільтрувальний папір; 10) окуляр-мікрометр; 11) спиртівки; 12) 45 % оцтова кислота; 13) загострені сірники.

Хід роботи

1. Виготовлення тимчасових препаратів молодих пиляків, пофарбованих ацетокарміном

Щоб знайти правильно усі стадії мейозу, треба бутони зафіксувати протягом 24 годин через кожні 2 години в спирто-оцтовому фіксаторі. Через 6-10 годин фіксовані бутони переносять в 70 % етиловий спирт, де фіксований матеріал може знаходиться досить тривалий час.

Потім з одного з бутонів вичленувати пиляк довжиною 2-3 мм за допомогою препарувальної голки та пінцету і поміщають на предметне скло в краплю ацетокарміну. Розрізати пиляк навпіл та, притримуючи голкою, вичавити іншою голкою його вміст. Додати на скло декілька крапель ацетокарміну і підігрівати над полум'ям пальника майже до кипіння близько 3 хвилин, проносячи декілька разів над полум‘ям спиртівки.

Після цього фільтрувальним папером видалити зайвий ацетокармін. Усі тканини покривів пиляка також видалити.

Препарат накривають покривним склом і рівномірно розподіляють матеріал постукуванням по покривному склу загостреним сірником.

Через 10-15 хвилин замінюють розчин ацетокарміну під покривним склом на 45 % розчин оцтової кислоти для фарбування цитоплазми і додаткової мацерації. Заміну проводять таким чином: з одної сторони від покривного скла капають краплю 45 % оцтової кислоти, а з другого боку шматочком фільтрувального паперу відсасують ацетокармін, при цьому 45 % розчин оцтової кислоти поступає під покривне скло і вимиває барвник з цитоплазми клітин корінців, хромосоми при цьому залишаються забарвленими. Цю процедуру повторюють кілька разів, до тих пір, поки барвник повністю не вимиється з препарату.

Після цього препарат розглядають під мікроскопом при збільшенні об'єктиву 40 або 90. В останньому випадку використовують імерсійне масло.

2. Спостереження за різними фазами мейозу на постійних або тимчасових препаратах, виготовлених з молодих пиляків

В основі формування гамет лежить інший механізм, відмінний від мітозу, - мейоз (від грецького „мейозис” – зменшую). Мейозу піддаються не всі клітини, а незрілі соматичні полові клітини, що досягли певної диференціації: на ранніх етапах розвитку пиляка його меристемні клітини мало чим відрізняються одна від одної за зовнішнім виглядом, тобто формою та розмірами. Пізніше з‘являються більш крупні клітини – первинні клітини археоспорію. Вони діляться і дають початок паріетальними та вторинним клітинам археоспорію. Клітини, які вступають в мейоз, називають материнськими клітинами мікроспор, або мікроспороцитами.

На препаратах можна побачити, що кожне гніздо пиляка має комплекс мікроспороцитів з великими диплоїдними ядрами. У злакових ці клітини за формою дуже часто нагадують багатокутники, які щільно прилягають один до одного. Саме вони вступають в мейоз.

Мейоз складається з двох поділів, слідуючих одне за одним: редукційного (I) і екваційного (II), кожен з яких складається з 4 фаз. В результаті цих двох поділів з однієї вихідної клітини з диплоїдним набором хромосом утворюються чотири гаплоїдні клітини.

1. Профаза I – складна і складається з наступних стадій: лептотени, зиготени, пахітени, диплотени та діакінезу. На стадії лептотени хромосоми представлені у вигляді тонких слабо конденсованих ниток, які мають невеликі здуття – хромомери. В зиготені помітне попарне зближення хромосом. В наступній стадії – пахітені – гомологічні хромосоми вкорочені та потовщені. Хромомерна будова хромосом проявляється дуже чітко. При роботі з імерсійним об‘єктивом видно, що кон‘югація хромосом проходить у відповідності до хромомерної будови. Хромосоми лежать парами. До кінця цієї фази виявляється, що кожна хромосома біваленту складається з двох хроматид. Диплотена відрізняється тим, що хромосоми утворюють петлі; на цій стадії помітні хіазми. В діакінезі біваленти ще більш вкорочені, мають мінімум хіазм і розкидані по всьому ядру. Форма їх не однакова.

На всіх розглянутих стадіях профази І видно ядерце, яке пов‘язано з конкретною парою хромосом; зберігається і ядерна оболонка.

2. Метафаза І – відсутня ядерна оболонка, біваленти збираються в екваторіальній зоні і прикріплені до ниток веретена двома центромерами. Ядерце відсутнє. Біваленти короткі і потовщені, інтенсивно забарвлені.

3. Анафаза І – біваленти розпадаються на дві гомологічні хромосоми, які прямують до різних полюсів.

4. Телофаза І – хромосоми конденсовані. В кінці цієї фази у злакових проходить цитокінез. З однієї клітини утворюються дві, які значно відрізняються за формою від вихідної. Обидві клітини (діода) вступають в інтеркінез.

Слід звернути увагу, що під час першого поділу мейозу змінюється форма клітин, які вступають в мейоз. Вони поступово округлюються, особливо в метафазі, анафазі та телофазі.

5. Метафаза ІІ – відрізняється від метафази І тим, що одночасно в двох клітинах помітно веретено поділу. В екваторіальній площині кожного веретена знаходиться група хромосом. Хромосоми метафази ІІ більш довгі, ніж метафази І.

6. Анафаза ІІ – хроматиди розходяться, і коли розходження завершується, то в обох клітинах одночасно чітко помітні полюси з хромосомами.

7. Телофаза ІІ – хромосоми на полюсах втрачають свою форму, поступово формуються ядро і ядерце.

Завдання: розглянути препарат пиляків та замалювати клітини, що знаходяться на різних стадіях мейозу; розглянути схеми мікро- та макроспорогенезу, оо- та сперматогенезу.