实验七 植物染色体标本的制备与观察实验报告

实验十植物染色体标本的制备和观察 在生物学的研究领域中，植物染色体的研究具有极其重要的意义。通过对植物染色体的观察和分析，我们可以深入了解植物的遗传特性、进化历程以及物种之间的亲缘关系。本次实验的主要目的就是掌握植物染色体标本的制备方法，并对其进行详细的观察和分析。

一、实验材料与器具 （一）实验材料 选取了处于分裂旺盛期的植物根尖作为实验材料，如洋葱根尖。 （二）实验器具 显微镜、载玻片、盖玻片、镊子、解剖针、刀片、培养皿、滤纸、卡诺氏固定液、解离液（1mol/L 盐酸）、改良苯酚品红染液、乙醇等。

二、实验原理 细胞有丝分裂过程中，染色质会高度螺旋化形成染色体。通过对植物根尖进行预处理、固定、解离和染色等操作，可以使染色体清晰地显现出来，便于在显微镜下观察和分析。

三、实验步骤 （一）材料培养 提前培养洋葱，将洋葱放在装满水的培养皿中，使其根部朝下，置于温暖、避光的环境中，待根尖长至 1-2 厘米时进行取材。

（二）预处理 为了积累更多处于分裂期的细胞，将根尖放入 002%的秋水仙素溶液中处理 2-4 小时。

（三）固定 用镊子取出根尖，放入卡诺氏固定液中固定 24 小时，以保持细胞的形态结构。

（四）解离 将固定好的根尖用清水冲洗多次，然后放入解离液中解离 10-15 分钟，使组织细胞分散。

（五）漂洗 解离后的根尖用清水漂洗 10 分钟，以去除解离液，防止其对后续染色产生影响。

（六）染色 将根尖放在载玻片上，切取尖端 2-3 毫米，滴加改良苯酚品红染液染色 10-15 分钟。

（七）制片 用镊子将染色后的材料轻轻捣碎，盖上盖玻片，并用滤纸吸去多余的染液，然后用拇指轻轻按压盖玻片，使细胞分散均匀。

（八）观察 将制备好的染色体标本放在显微镜下观察，先在低倍镜下找到细胞分裂相较为清晰的区域，再转换到高倍镜下仔细观察染色体的形态和数目。

四、实验结果与分析 在显微镜下，我们可以观察到处于不同分裂时期的细胞。 （一）前期 染色体开始螺旋化，逐渐缩短变粗，核仁、核膜逐渐消失。 （二）中期 染色体排列在细胞中央的赤道板上，形态清晰，易于计数。 （三）后期 着丝粒分裂，姐妹染色单体分离，分别向细胞的两极移动。 （四）末期 染色体到达细胞的两极，重新解螺旋形成染色质，核仁、核膜重新出现，细胞分裂为两个子细胞。

实验七 植物有丝分裂过程中染色体行为的观察 一、实验目的 1. 学习并掌握根尖处理、染色、压片及制片观察的方法。 2. 观察有丝分裂各时期染色体的形态变化，了解有丝分裂全过程。 二、实验原理 有丝分裂也叫体细胞分裂。高等生物个体的生长发育是通过细胞的有丝分裂增殖而形成的。有丝分裂中，细胞质和细胞核都发生很大变化，但最明显的是核，特别是核内的染色体。根据细胞核分裂变化的特征，有丝分裂过程可分为前、中、后、末四个时期。两次细胞分裂之间的时期称为间期。有丝分裂的结果是产生了两个相同的子细胞核，每个子细胞精确地含有和亲代细胞一样数目的染色体，从而使遗传物质在物种内及亲子代间保持稳定。 用于有丝分裂制片的组织一般是处于活跃分裂状态的动植物组织，如动物的红骨髓、外周血细胞，植物的根尖、茎尖以及通过组织培养得到的愈伤组织等。制片方法多采用压片法，就是将经过处理的动植物材料放在载玻片与盖玻片之间，施加一定的压力使材料分散开来。此方法大体包括取材、预处理、固定、解离、染色和压片几个步骤。 三、实验材料 大蒜根尖（染色体数2n=16） 四、实验步骤 1．取材：将大蒜瓣掰开，大头朝下置于白瓷盘中，加上少许水，3-4天后根长到1cm左右，将根剪下，用蒸馏水洗几次。 2．预处理：根尖用0.05%的秋水仙素溶液或0.002mol/L8-羟基喹啉水溶液处理4h左右。目的是抑制纺锤丝的形成，收集更多中期分裂相，同时使染色体缩短，在细胞质内更加分散。 3．固定：预处理过的根尖用蒸馏水洗几次，在卡诺固定液（甲醇：冰醋酸＝3:1）中固定2～24h，之后用95％酒精冲洗，再转入70％酒精中，可于4℃冰箱保存。固定的目的是迅速杀死活细胞，同时使染色体的蛋白变性，保持其固有的形态， 4．解离：固定后的根尖用蒸馏水冲洗，加入解离液（1mol/L HCl）于60℃解离10分钟。之后用自来水换洗3次，每次5分钟，将解离液彻底洗净。解离的目的是将细胞分散开来，使组织软化，易于压片。 5．染色和压片：取一解离好的根尖置于载玻片间，切去根冠，从分生组织（酸解后根尖顶端一小段乳白色组织）中切取尽可能薄的一片，加一滴卡宝品红染液，染色5～10分钟，加上盖玻片，取吸水纸覆于盖玻片左侧，左手食指中指按在此处，右手持一火柴棍对准根尖切片敲击，再用铅笔的橡皮头将材料均匀敲散。在盖片上覆两张滤纸，以两个拇指垂直按压制片。 6．镜检：用低倍镜找到分裂期细胞，再转用高倍镜仔细观察。 五、注意事项 1. 切取分生组织时要使切片尽可能薄，不要将后面分生区的细胞一同切下来，影响分裂相细胞的寻找。 2．按压制片时注意不要移动盖片。 六、实验结果观察：绘制观察到的有丝分裂各个时期的分裂相并描述各个时期的细胞特点。

植物染色体的标本制备目前，国内外常用的植物染色体制片技术可以分为两种，即压片技术和去壁低渗技术。

Belling(1921)提出植物染色体压片技术后，压片已成为植物染色体研究中最广泛应用的常规技术；但是由于植物细胞有坚实的细胞壁，染色体很难象动物染色体那样平整地贴在载玻片上，Omura 和Kurata(1978)把植物原生质体技术应用到水稻染色体研究之中，用纤维素酶、果胶酶和0.075mol.L-1氯化钾处理取得了一定的进展，陈瑞阳等人（1979、1982）提出了植物染色体标本制备的酶解去壁低渗技术，并在多种植物上得到广泛应用，成为当今植物染色体研究中的重要方法。

压片技术和去壁低渗技术在取材和预处理要求及其操作都是相同的，即两者的材料基础条件是相同的，但它们所采用的染色体分散方法是不同的。

压片法是以人工外加机械压力使染色体分散，而去壁低渗法是用酶分解细胞壁，低渗液使细胞膜吸胀、水表面张力使染色体分开。

两种技术各有其优缺点，前者操作快速简便、省材省时，后者染色体易于展开、且真实不变形，尤其是对成熟细胞多的植物组织，如芽、愈伤组织等材料有独到效果，本实验主要介绍去壁低渗染色体制片技术。

一、实验原理植物根尖的分生细胞的有丝分裂，每天都有分裂高峰时间，此时把根尖固定，经过染色和压片，再置放在显微镜下观察，可以看到大量处于有丝分裂各时期的细胞和染色体。

二、实验目的根尖染色体压片法，是观察植物染色体最常用的方法，也是研究染色体组型、染色体分带、染色体畸变和姊妹染色单体交换的基础。

学习醋酸洋红染色的具体操作方法，掌握植物有丝分裂制片技术，通过大量的制片观察，能比较快速准确地判断细胞有丝分裂前、中、后、末期的染色体图象，并对其典型制片照像。

三、实验材料大蒜（Aillumsativum）、洋葱（Aillumcepa）的鳞基或蚕豆（Viciafaba）的种子。

四、实验内容1、植物染色体制片技术训练，独立完成植物根尖、茎尖及幼叶的取材、预处理、固定、制片、染色等染色体制片全过程，并获得图象清晰、完整、高度分散的染色体典型图象制片；2、染色体显微照相技术训练，用生物摄影显微镜，摄制某新资源植物种典型的染色体图象照片40张，并从中挑选确定清晰的图片；3、细胞有丝分裂典型时期识别技能训练，通过大量的染色体图象观察，能比较快速准确地判断细胞有丝分裂前、中、后、末各个时期的。

去壁低渗法制备植物染色体标本及染色体组型分析植物染色体的常规压片技术在植物细胞遗传学研究中发挥了重要作用，特别是许多植物的染色体计数和组型分析都是用这种方法完成的，但这种方法也存在一定缺陷，如染色体很难完全散开，容易产生重叠、变形、断裂，影响显带结果等，给核型分析增加了不少困难。

另外，在当前植物染色体Giemsa分带研究中，由于压片法很难完全除掉细胞质及细胞壁对染色体的覆盖，因而常常造成Giemsa带可重复性较低，使植物染色体Giemsa分带研究受到一定的影响。

其次，由于植物染色体处理方法尚不理想，影响到亚显微结构的研究。

因此改革植物染色体压片法是促进植物染色体的研究，特别是植物染色体Giemsa分带和亚显微结构研究的重要关键。

20世纪70年代以来，一些从事植物染色体研究的学者，参照动物及人类染色体标本制备技术，开展了对植物细胞去壁、低渗、火焰干燥方法的研究，取得了很好的结果，目前这种方法已广泛用于染色体计数、组型分析、显带、显微操作、原位杂交等分子细胞遗传学研究领域。

染色组通常是指生物体细胞染色体所有可测定的表型特征的总称，包括染色体的总数，染色体组的数目，组内染色体基数、每条染色体大小、形态等。

它是物种特有的染色体信息之一，具有很高的稳定性和再现性。

染色组型分析是对染色体进行分组，对核型的各种特征进行定量和定性的描述，如对染色体长度、着丝点位置、臂比和随体有无等。

为细胞遗传学、分类学和进化遗传学等研究提供实验依据。

【实验用品】1．材料：蚕豆（Viciafaba）2．器材和仪器：恒温培养箱，显微摄影设备，载玻片，酒精灯，冰箱，恒温水浴锅、135胶卷，剪刀，镊子，解剖针，刀片及毫米尺。

3．试剂：对二氯苯饱和溶液，甲醇，冰醋酸，70%酒精，纤维素酶，果胶酶，Giemsa原液，1/15mol/L(pH6.8—7.2)磷酸缓冲液，0.075mol/LKCl。

【方法步骤】1．制片(1)．取材：先将种子浸泡若干小时，然后转人一垫有湿润滤纸的培养皿中，置25℃恒温培养箱中萌发，待幼根长至1—2cm取材。

常规压片法制作植物染色体玻片标本一、实验目的1、了解植物细胞周期中染色体的动态变化。

2、学习植物染色体常规压片技术。

二、实验原理植物染色体的常规压片技术是观察染色体常用的方法。

该技术以生长、分裂比较旺盛的植物根尖细胞为材料，经预处理、固定、解离、染色、压片等程序，就可以观察到较多的处于有丝分裂中期的细胞和染色体。

三、实验材料洋葱鳞茎或蚕豆种子。

四、实验器具及药品恒温培养箱，恒温水浴锅，显微镜，解剖器，载玻片及盖玻片，白瓷盘，秋水仙素，甲醇，冰醋酸，盐酸，乙醇，改良石炭酸品红（卡宝品红）。

卡宝品红染色液的配制：先配母液A 和B。

母液A：称取3 克碱性品红，溶解于100 毫升的70％酒精中（此液可长期保存）。

母液B：取母液A10 毫升，加入90 毫升的5％石碳酸水溶液，充分混匀，置37℃温箱温溶2-4小时（2 周内使用）。

母液C：取母液B55 毫升，加入6 毫升冰醋酸和6 毫升37％的甲醛。

充分混匀。

染色液：取母液C10—20 毫升，加入80—90 毫升45％的醋酸和1.0 克山梨醇（sorbitol）。

此染色液初配好时颜色较浅，放置二周后，染色能力显著增强，在室温下不产生沉淀而较稳定。

常温下可保存2年。

五、实验说明1.根尖由于取材方便，是观察植物染色体最常用的材料，有些植物种子难以发芽，或仅有植株而无种子，也可以用茎尖作为材料。

2.植物细胞分裂周期的长短不尽相同，通常在十到几十小时之间，温度明显地影响分裂周期，对于一个不太熟悉的实验材料，最好在特定温度下长根，掌握有丝分裂高峰期，以便得到更多的有丝分裂的细胞。

3.前处理的目的是降低细胞质的粘度，使染色体缩短分散，防止纺锤体形成，让更多的细胞处于分裂中期，一般在分裂高峰前，把根尖放到药剂中处理3—4 小时。

可处理的药剂很多，如秋水仙素、对二氯苯、8-羟基喹啉等。

4.解离的目的是使分生组织细胞间的果胶质分解，细胞壁软化或部分分解，使细胞和染色体容易分散压平，解离方法有酸解法和酶解法。

实验报告学生姓名： 学号： 专业: 年级、班级： 课程名称： 遗传学实验 实验项目：植物细胞染色体制片及有丝分裂观察实验目的1.学习和掌握植物根尖细胞有丝分裂染色体压片技术2.观察有丝分裂过程中染色体的形态特征和动态变化实验原理1. 在有丝分裂过程中，细胞核内染色体能准确地复制，并能有规律地均匀分配到两个子细胞中去，使子细胞遗传组成与母细胞完全一样，从而保证了性状的发育和遗传的稳定性。

2. 有丝分裂是一个连续的过程，可分为前期、中期、后期和末期。

高等植物的有丝分裂主要发生在根尖、茎尖及幼叶等部位的分生组织。

经过适当的取材处理、固定、离析、染色、压片等步骤，可获得清晰的植物细胞有丝分裂染色体动态变化的装片。

实验材料无水乙醇、70%乙醇、冰乙酸、饱和对二氯苯水溶液、0.1%秋水仙素、0.1N 盐酸、洋葱根尖实验步骤材料培养 取材 预处理固定 解离（酸解）实验结果醋酸洋红染色染色 改良品红染色压片镜检图1 染色后低倍镜下洋葱根尖细胞全视野图图2 处于分裂间期的洋葱根尖细胞图3 处于有丝分裂前期的洋葱根尖细胞图4 处于有丝分裂中期的洋葱根尖细胞图5 处于有丝分裂后期的洋葱根尖细胞图6 处于有丝分裂末期的洋葱根尖细胞思考与分析根据你的实验情况总结出制备好一张优良的细胞分裂标本应注意哪些问题？ 预处理方面由于正常情况下细胞分裂中期持续的时间很短，且分裂现象较少，因此在预处理时可采用化学或物理方法使细胞分裂停止于中期，从而获得更好的观察效果。

解离方面在酸解过程中一定要掌握好温度和时间，若解离不够，则压片不易分散，若解离过长则在下一步处理时由于材料过软而易将根尖丢失。

3.取材方面只取2mm ～3mm 长的分生区要细心区别根尖的前端和后端，若误取了根尖的后端，在观察时，则只会见到长方形的成熟区细胞，见不到方形的分生区细胞。

材料经解离、冲洗后根尖前端分生区部分呈乳白色、比较圆滑，后端部分则较透明和粗糙（取根时不用剪刀而改用镊子夹取则更明显）。

期末实验孚尔根染色法和植物染色体标本的制备207.12.1 6.结果与分析6.1结果（1）孚尔根染色结果图1.洋葱根尖分生区孚尔根DNA染色结果（10×10倍）图2.洋葱根尖分生区孚尔根DNA染色结果（10×40倍）①结果描述：在光学显微镜下，洋葱根尖细胞被均匀地压成了单层细胞，细胞分布较为均匀，变形细胞较少。

DNA成功被染上紫色，染色较深，视野背景为白色无红色颗粒较为清晰，视野中无气泡。

处于分裂时期的细胞约占10％，分裂期的细胞染色体染色较深，而分裂间期的染色较浅，中间有1-3个白斑为核仁。

②结果评价：较成功③结果分析：在物镜10倍观察下可以清晰反映出压片的结果与染色的情况。

在压片前要注意用亚硫酸水把染液冲洗干净，防止背景一片红，不利于观察，压片时先把根尖捣碎，防止细胞堆积；在压片时要固定好盖玻片防止盖玻片与载玻片之间发生摩擦，防止细胞变形，同时也要注意力度的把握和敲击的方向，垂直敲打，且从中间到边缘。

染色的时间要足够长，这是我实验时制作的第二张装片，染色时间为18min,第一张为10min，染色较浅，不利于观察。

视野中，由于分裂期的染色质高度螺旋为染色体，DNA浓度较高，所以分裂期的染色体染色较深，而分裂间期的细胞，DNA分裂较为均匀，所以染色较为均匀且相对浅，中间的白斑为核仁，因为核仁中主要为rRNA，所以不被染成紫色。

A B C DE F G HI J K LM N O P图2.洋葱根尖分生区孚尔根DNA染色有丝分裂过程（10×40倍）①结果描述：A间期:DNA均匀分部于细胞核中，核仁明显，为透明发亮圆形，可见1—3个。

B-E前期：细胞核膨大，染色质缩短变粗，晚前期（D、E）核仁、核膜消失。

F-G中期：染色体缩短变粗，形成姐妹染色单体，整齐排列与赤道板上。

H-L后期：着丝粒分裂，姐妹染色单体分离，分别移向细胞两极。

M-P末期：染色体解旋为染色质，核仁核膜重新出现，细胞中间形成细胞板。

普通生物学实验课须知1.新生进实验室之前要认真阅读实验室基本知识。

2.每次进入实验室的时间为以课表为准，提前10分钟进入实验室。

3.应严格按照实验平台上预约时间进入实验室进行实验，不来者，视为旷课。

如因特殊情况请假，需在实验开始前至少三天向指导教师说明，在选课平台系统中取消原预约时间，重新预约，一次不做实验或一次不交报告，即按不及格论处。

4.预习实验内容和有关知识，写好预习报告（手写）,前四部分内容（一、实验目的，二、实验原理，三、实验器材与试剂，四、实验步骤与操作方法），无预习报告者扣10分。

5. 实验过程中应认真操作，仔细观察实验现象，做好原始记录(三个实验需要用相机或手机拍照，DNA指纹图谱实验需用U盘拷贝实验结果，请自备拍照工具和U盘)。

6. 预习、课堂操作、课堂纪律、善后处理、实验报告是评分的依据。

7. 实验完毕，要将自己使用的仪器刷洗干净，药品按序恢复原位，台面擦净，把自己做实验的一套东西找齐，经指导老师检查合格并签字后方可离开。

8. 值日生要认真清扫地面、水槽、台面，检查水、电、门窗是否关好。

9. 实验讲义：实验预约系统中可以下载，也可到生命科学与技术学院网站下载。

10. 实验报告模板见附件，需注明姓名、学号、组号、做实验具体时间。

植物细胞染色体标本的制作与观察上课地点：化学楼120 上课时间：选课时任课教师：陈丽杰办公地点：生化楼215 电话：课程要求：预习实验内容，掌握实验目的及原理、仪器和试剂、实验步骤；手写完成预习报告（实验名称、实验目的、实验原理、实验器材与试剂、实验方法与步骤），课堂检查预习报告情况。

实验注意事项：1、实验台上物品按实验室管理老师要求摆放整齐；2、实验废物按实验室管理老师要求收集；3、实验结束后，经老师检查后方可离开。

实验纪律：1、按时上课2、穿实验服（白大衣）3、不许吃东西，课堂严禁大声喧哗4、手机静音实验成绩：预习报告： 20分实验操作： 40分报告内容：结果和讨论 40分植物细胞染色体标本的制作与观察1. 实验背景与原理染色体的研究在生物进化、发育、遗传和变异中都有十分重要的作用。

一、实训背景随着生物科学的不断发展，染色体研究已成为生命科学研究的重要领域。

染色体显微镜实训旨在通过实际操作，让学生掌握染色体观察和鉴定的基本技能，加深对染色体结构和功能的理解。

本次实训在我校生物实验室进行，实训时间为两周。

二、实训目的1. 掌握染色体制备的基本方法。

2. 学会使用显微镜观察染色体。

3. 了解染色体的结构、功能及其在遗传学中的应用。

4. 培养学生的实验操作能力和科学思维。

三、实训内容1. 染色体制备2. 显微镜观察染色体3. 染色体结构分析4. 染色体功能探讨四、实训过程（一）染色体制备1. 实验材料：洋葱根尖、卡诺氏液、改良苯酚品红染液、盐酸、酒精、蒸馏水等。

2. 实验步骤：（1）取洋葱根尖，用卡诺氏液固定；（2）将固定后的根尖放入70%酒精中浸泡；（3）用盐酸和酒精混合液解离根尖；（4）用蒸馏水漂洗根尖；（5）将根尖放入改良苯酚品红染液中染色；（6）制作临时装片。

（二）显微镜观察染色体1. 实验材料：染色体临时装片、显微镜、载玻片、盖玻片等。

2. 实验步骤：（1）将临时装片放置于载玻片上；（2）盖上盖玻片，滴一滴蒸馏水；（3）将载玻片置于显微镜载物台上，调整焦距；（4）观察染色体形态、结构及数目。

（三）染色体结构分析1. 实验材料：显微镜观察结果、染色体结构图等。

2. 实验步骤：（1）分析染色体的形态、大小、着丝粒位置等；（2）对比染色体结构图，确定染色体类型；（3）总结染色体结构特点。

（四）染色体功能探讨1. 实验材料：相关文献、染色体功能图等。

2. 实验步骤：（1）查阅文献，了解染色体的功能；（2）分析染色体在遗传、变异、发育等过程中的作用；（3）总结染色体功能。

五、实训结果通过本次实训，我们掌握了染色体制备、显微镜观察、染色体结构分析和染色体功能探讨等基本技能。

以下是部分实训结果：1. 成功制备了洋葱根尖染色体临时装片；2. 学会了使用显微镜观察染色体，并识别了染色体形态、结构及数目；3. 分析了染色体的结构特点，如形态、大小、着丝粒位置等；4. 了解染色体的功能，包括遗传、变异、发育等。