06-实验三多倍体教学

化生学院生物科学教研室一、实验目的1、了解多倍体植物及其在植物遗传与进化中的重要作用。2、了解人工诱导植物多倍体的原理、方法及其在植物育种中的应用。3、应用植物染色体制片技术，鉴别诱导后染色体数目的变化。二、实验原理自然界各种生物的染色体数目一般是相当稳定的，这是物种的重要遗传学特征。n：配子中的染色体数目，也指一个配子带有的全部基因，所以在不同的场合也称作基因组。x：单倍体染色体数目，即染色体基数。（单倍体：细胞核内含有一套完整染色体组）同源多倍体生物体内染色体异源多倍体数目变化的途径对于二倍体生物来说，x＝n，对于多倍体生物来说，x≠n。染色体组(X)整倍的增减染色体组内个别染色体的增减—非整倍体多倍化是形成物种的一种重要方式，二倍体在自然界中较普遍，几乎全部的动物和过半数的高等植物均是二倍体，多倍体在植物中广泛存在，在动物中较少见。多倍体植物在形态上比二倍体植物个体大，叶片上的气孔也很大，容易辨认。多倍体的研究在育种中非常重要，可以改良作物的某些经济性状，还可利用多倍体克服远缘杂交过程中的障碍。利用一些诱发因素可以人工诱导植物产生多倍体，包括物理因素，如温度的剧变，射线处理，嫁接和切断等，还有化学因素，如植物碱，植物生长激素，秋水仙素、茶嵌戊烷、异生长素、富民农等等。秋水仙素的作用是抑制纺锤丝的形成，使细胞有丝分裂中期纺锤丝断裂或纺锤体的形成受到抑制，在有丝分裂后期染色体不能移向两极，细胞加大而不分裂，着丝粒分裂后的染色体仍在一个细胞中，故细胞中的染色体数目加倍。如果用秋水仙素处理根尖，则在根尖分生区内可以检测到大量染色体加倍的细胞，如处理植物幼苗的芽，则可以得到染色体加倍的植株。三、实验材料洋葱（2n=2x=16）、大蒜（2n=2x=16）四、实验仪器设备显微镜、恒温培养箱、恒温水浴锅、镊子、载玻片和盖玻片五、实验步骤1、大蒜幼根的培养：提前3~5天进行培养，将大蒜瓣剥去外边膜质枯皮，下端可见许多微微凸起的根原体，将蒜瓣架在烧杯（大小与蒜瓣适宜）口上，杯中盛满清水，使蒜瓣的下部浸入水中，置温暖处，注意每天换水，经3~5天后，即可长出嫩根。2、秋水仙素处理：根长2-3cm时，剪下根尖约1cm，用水洗净。吸干水，浸入0.02％的秋水仙素中，25℃处理24h。3、根尖的观察及固定：取膨大如鼓棰的根尖，用甲醛：冰醋酸（3：1）固定液固定6h后弃去固定液；4、根尖处理：弃去固定液，用清水漂洗2-3次，加入60℃预热的1M盐酸，于60℃水浴锅中解离10min，弃去盐酸，漂洗根尖2-3次，彻底洗净盐酸。5、压片：置载玻片上用解剖针压散根尖组织，用石炭酸品红染色5分钟后盖上盖玻片，用橡皮擦在盖玻片上轻轻压一下，使细胞均匀散开成一单细胞薄层，用吸水纸吸去溢出的染液，即可放在显微镜下观察。二倍体（2n＝2x＝16）多倍体（2n＝4x＝32）六、知识点补充固定是借助于物理方法或化学药物的作用，迅速渗入组织和细胞将之杀死，使其形态结构和内含物尽可能保持生活时的完整和真实状态。①秋水仙素为剧毒，使用时要特别小心，切勿使药液进入眼内或口中。②该药品价格昂贵，要节约使用，可将用过的秋水仙素溶液收集在棕色的瓶中密封，低温保存，以备再用。③由于秋水仙素是剧毒，使用时，秋水仙素溶液浓度不能过大，否则会杀死细胞，0.2%左右的浓度诱导效果最好。秋水仙素作用下，细胞中的染色体数目加倍，可以是增加一倍(2n＝4x＝32)，也可以是增加三倍(2n＝8x＝64)。视野中大量细胞为有丝分裂间期细胞，其特点为核膜核仁明显，核质呈均匀状态。移动载玻片，先低倍后高倍可观察到有丝分裂各个时期的细胞，尤其是中期和后期的细胞，染色体的形态和数目清晰可见。七、作业1．观察制片的多倍体细胞特点，绘制相应的示意图。2.分析自己制片操作过程中出现的问题及可能原因。