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實驗四
有絲分裂和減數分裂
(Mitosis&Meiosis)
壹、貲驗目的及原理:
有絲分裂(叉稱無性分裂)是體細胞之細胞核分裂，其主要的目的在於產生遺傳物質完全相同的新細胞。細胞核分裂前，細胞處於中問期(interphase)?
在網目狀的細胞核內無法分辨出各個染色體，核內可見到一或多個核仁(nucleoli)DNA合成於本期之細胞核內。本期需時甚長。一旦核分裂開始，大致可分為四個階段:
(一)前期(Prophase):
核內網目狀之構造漸漸捲縮成可見的線狀染色體，核仁及核膜漸趨崩
解消失。本期稍後可觀察到各含兩條染色分體(cromatids)之棍狀染色體。
(二)中期(metaphase):
染色體較前者更縮短加粗，每一染色體內含兩條染色分體，而此兩條染
色分體於中節(centromere)處相連。染色體藉紡錘絲之助，移動至細胞中央之
赤道板。
(三)後期(anaphase):
染色體於中節處縱裂，使得兩條染色分體分開而成二獨立之子染色體。
此二子染色體藉紡錘絲之牽引，在細胞中向相反兩極移動。
(四)末期(telophase):
兩群子染色體在細胞中已移至相反兩極。染色體叉恢復成細絲狀。核
仁、核膜也逐漸形成，回復到中間期之外觀。
就大多數細胞而言，細胞核分裂後緊跟著行細胞質分裂(cytokinesis)。在
動物細胞，細胞中問凹陷，形成分裂溝(cleavage furrow)，使細胞切割成兩個
子細胞;在植物細胞，細胞中間出現小泡(vesicles)，內含果膠(pectin)，逐漸融
合，形成細胞板(cellplate)，此即將來中膠層(middle lamella)的構造，其兩側再
堆積纖維素(celIulose)，構成初級細胞壁(Primary cell waIl)，於是產生了兩個完整
的子細胞，此兩個子細胞之染色體組成都完全相同。
減數分裂是生殖細胞在產生配子前的一種細胞分裂，叉稱有性分裂，包
括二次連續之分裂。凡有性生殖的動、植物，無論雌雄，其減數分裂之步驟
大同小異。現以玉蜀委為例，說明在花藥中每一個具雙套染色體(diploid)之小
胞子母細胞(microsporocyte)經過減數分裂而產生四個具單套染色體(haploid)之
小胞子(microspores)之過程如下:
(一)第一前期(ProphaseI):叉可細分為以下各階段 :
1．細絲期(leptonema):
染色體非常細長，因此無法分辨出各個染色體。核內可見至叮核仁。
2．合絲期(zygonema):
細絲狀的同源染色體(homologous chromosome)開始配對。
3．粗絲期(Pachynema):
同源染色體已完成配對，而成兩價體(bivalent)。染色體繼續加粗縮短。
互換(crossover)發生於本期。染色粒(chromomeres)、中節及深、淺染色質
(heterochromatin和euchromatin)諸特徵皆可在本期染色體上觀察到。也可見到
核仁附著於核仁染色體(nucleolus associated chromosome)上之核仁組成區
(nucleous sorganizing region)。
4．雙絲期(diplonema):
兩價體內之二同源染色體開始相互排斥，而於交叉點(chiasmata)處仍相
纏繞。染色體繼續加粗縮短。
5．肥厚期(diakinesis):
染色體較前更為粗短，且兩價體中之二同源染色體 繼續相互排斥，致
使交叉點向兩價體之末端移動。於本期結束時，核仁和核膜亦隨之消失。
(二)第一中期(metaphaseI):
本期染色體已收縮至最粗短的程度。兩價體排列於細胞中央之赤道板。
(三)第一後期(anaphaseI)
兩價體中之二同源染色體開始相互分離，在細胞中，各自分向相反兩極
移動。
(四)第一末期(telophaseI)
兩群染色體已移到細胞兩極。每一極形成一個子核，在兩個子核之問開
始形成細胞膜和細胞壁，最後產生兩個子細胞。由於同源染色體配對後再分
離，各向相反兩極移動，故每一子細胞中之染色體數目較分裂前減少一半。
由於在第一後期同源染色體係遵循獨立分配(independent assortment)的原則互
相分離分配至兩極，故全部母系的染色體很難同至一極。同時由於粗絲期染
色體之互換，而使基因重新組合(recombination)。故減數分裂之第一次分裂所
產生的兩個子細胞之遺傳組成不完全相同。而且與分裂前之母細胞也不全相
同。
(五)問期(interkinesis):
為減數分裂之第二吹分裂的前奏期。第二次分裂之本質與有絲分裂相
同，經此分裂後染色體數目不減少。
(六)第二前期(Prophasen 2):
由於染色體的加粗縮短，可以清楚地看到每一染色體之二染色分體。
(七)第二中期(metaphase 2):
染色體排列於細胞中央之赤道板。
(八)第二後期(anaphase 2):
每一染色體於中節處縱裂，使得二染色分體分開成二子染色體，在細胞
中彼此向相反兩極移動。
(九)第二末期(telophasen):
至此，在一小抱子母細胞已形成四個子核，相互以細胞壁相隔而成四個
小胞子(microspores)，每一小胞子內含單套染色體。
貳、實驗材料:
1洋蔥根尖細胞縱切面玻片和塗抹玻片。
2玉米花粉母細胞減數分裂玻片。
3．經前處理(Pretreatment)及染色之洋蔥根尖細胞。
4．DNA鹽基對(base pairs)之卡片。
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