植物多倍体诱导及其观察实验报告
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一、实验目的1. 掌握化学诱导植物多倍体的原理和方法。
2. 学习利用秋水仙素诱导豌豆产生多倍体的实验操作。
3. 通过细胞学方法观察鉴定多倍体的特点,以及诱导染色体加倍后的细胞学表现。
二、实验原理1. 多倍体是指细胞中具有三个或三个以上染色体组的生物体。
在植物育种中,多倍体可以提高作物的经济性状,克服远缘杂交障碍等。
2. 秋水仙素是一种常用的化学诱导剂,能够抑制纺锤体的形成,导致染色体数目加倍,从而诱导植物产生多倍体。
三、实验材料与仪器1. 实验材料:豌豆种子、秋水仙素、蒸馏水、培养皿、镊子、剪刀、显微镜等。
2. 实验仪器:电子天平、高压蒸汽灭菌器、恒温培养箱、显微镜等。
四、实验步骤1. 种子处理:将豌豆种子浸泡在1%的氢氧化钠溶液中,室温下浸泡24小时,然后用蒸馏水冲洗干净。
2. 秋水仙素处理:将浸泡好的豌豆种子放入培养皿中,加入适量的秋水仙素溶液,使种子充分浸泡。
根据实验要求,调整秋水仙素浓度和浸泡时间。
3. 培养与观察:将处理过的豌豆种子放入恒温培养箱中,培养条件为温度25℃、光照12小时/天。
每隔一定时间观察种子发芽情况,记录数据。
4. 细胞学观察:选取长出的幼苗,用蒸馏水冲洗干净,取根尖分生组织区,制成临时装片。
5. 显微镜观察:在显微镜下观察细胞染色体的形态、数目等特征,分析多倍体诱导效果。
五、实验结果与分析1. 发芽情况:经过秋水仙素处理的豌豆种子,发芽率明显低于对照组。
随着秋水仙素浓度和浸泡时间的增加,发芽率逐渐降低。
2. 细胞学观察:在显微镜下观察发现,经秋水仙素处理的豌豆幼苗根尖分生组织区细胞染色体数目明显增多,部分细胞染色体数目为4倍体(二倍体细胞染色体数目为2倍)。
3. 多倍体诱导效果:秋水仙素处理对豌豆多倍体诱导效果明显,诱导出多倍体细胞。
六、实验结论1. 秋水仙素能够有效诱导豌豆产生多倍体。
2. 通过调整秋水仙素浓度和浸泡时间,可以控制豌豆多倍体诱导效果。
3. 细胞学观察结果表明,秋水仙素处理可以导致豌豆细胞染色体数目加倍,形成多倍体。
植物多倍体的诱发和鉴定一、实验目的通过实验,进一步了解人工诱导多倍体的原理,并初步掌握用秋水仙素诱发多倍体的一般方法及细胞学鉴定。
二、实验原理染色体是遗传物质的主要载体。
每一个物种都具有特定的形态特征。
各个物种细胞内染色体的数目都是相对恒定的,这是一个重要的生物学特征。
染色体数目和结构的改变,将会导致生物性状的改变。
遗传学中把二倍体生物配子中所具有的染色体成为一个染色体组,通常用n来表示。
而一个染色体组中包含的染色体数目成为染色体基数,用x表示。
同一个染色体组的各个染色体的形态、结构和连锁基因群都彼此不同,但它们构成一个完整而协调的体系。
细胞中染色体数目的变异类型有两类:整倍体变异和非整倍体变异。
整倍体变异指体细胞中染色体数目按染色体组的基数(x)成倍数增加或减少的现象。
具有两套染色体组的生物体成为二倍体,体细胞中含有三个或三个以上染色体组的整倍体为多倍体。
多倍体按其来源可以分为:同源多倍体和异源多倍体,同源多倍体是指具有三个或三个以上相同染色体组的细胞或个体:异源多倍体是体细胞中含有两个以上不同类型染色体组的多倍体。
自然界中的多倍体主要存在于植物中,动物中的多倍体很少。
多倍体可以在自然条件卞产生,也可以人工诱导形成。
人工诱导多倍体通常采用物理方法和化学方法。
物理方法有高温、低温、超声波、嫁接和切断等,化学方法是使用秋水仙素、异生长素、蔡骈乙烷来诱导多倍体。
在诱导多倍体的方法中,以应用化学药剂更为有效,其中以秋水仙素效果最好,使用广泛。
秋水仙素阻碍有丝分裂中细胞纺锤体的形成,这样细胞不能分离,产生染色体加倍的核。
本实验用适当浓度的秋水仙素处理洋葱或大蒜根尖,待根尖膨人后制片观察,可诱发多倍体。
三、实验材料大蒜根尖四、实验方法与步骤(一)根尖多倍体的诱发将人蒜去掉老根,置于盛水的培养皿上,25°C条件卞培养发根,待不定根长出1cm时取出洗净,把水晾干后移到0.1%秋水仙素溶液中,根尖朝下,使根部浸没在药液中,于10°C 培养箱中低温培养,直到根尖膨大为止。
植物多倍体的诱导及细胞学鉴定摘要多倍体即细胞中具有三个或三个以上染色体组的细胞或个体,多倍体在生物进化中有很重要的意义,其诱发突变在农业育种上有重要应用,本次实验利用大蒜作为材料,通过秋水仙素诱导,然后经过一系列的染色制片技术,最终成功观察到了大蒜根尖多倍体。
1.引言多倍体是指细胞中具有3个或3个以上染色体组的细胞或个体,染色体组指的是二倍体生物一个配子的染色体总和,也叫基因组,用n表示。
如本次实验所用的材料大蒜的染色体即可表示为2n=16。
在自然界中,多倍体的产生大多是因为温度骤变,紫外线辐射导致细胞分裂时染色体不分离,导致体细胞染色体加倍。
在生物学研究中中,诱导多倍体的方法则有很多,如物理方法:温度剧变、机械损伤、各种射线处理等;化学方法:各种植物碱、麻醉剂、植物生长激素等。
其中,秋水仙素[处理是诱导多倍体的最有效的方法之一。
秋水仙素(colehicine)是一种生物碱,昧苦,有毒。
在农业领域,秋水仙素常用于多倍体诱变育种。
[1]多倍体植株具有许多特性:如巨大性,随着染色体加倍,细胞核和细胞变大,组织器官也变大;可孕性低,多倍体特别是三倍体是高度不孕的,可用于培养无籽蔬菜;适应性强,植物多倍化不仅使植株基因活性及酶的差异性增强,而且还增强了植株的生态适应性、对逆境的抗耐性,可用于开发易于种植的品种;有机合成速率增加,多倍体有多套基因,新陈代谢旺盛,酶活性加倍,提高了有机物的合成速率,客服远缘杂交不亲和的问题。
使得多倍体在农业育种中具有很大的应用。
另外,随着科学的发展,动物多倍体诱变也逐渐引起人们的兴趣,最显著的应用便是鲍的诱变。
鲍的多倍体个体具有生长速度快、抗病力强、个体大等优点,具有明显的增产效果,极具推广价值,而利用咖啡因加热休克法诱导鲍多倍体也取得了许多成效。
[2]本次实验选择大蒜根作为实验材料,通过秋水仙素处理再经过一系列的染色制片过程,最后利用直接法在显微镜下观察其染色体数目确定其是否形成了多倍体。
实验五植物多倍体的诱导及细胞学鉴定一、实验目的(1)掌握人工诱导多倍体的方法和技术,观察多倍体的特点及染色体加倍后的细胞学表现。
(2)了解染色体数目变异的鉴定方法二、实验原理生物体的细胞核中都有相对稳定的染色体数目,但在特定的条件下,染色体的数目变异可分为整倍体变异和非整倍体变异,以体细胞中的染色体数(2n)为基础增减了个别染色体就是非整倍体变异,如单体2n-1、缺体2n-2(1)、三体2n+1、双三体2n+1+1、四体2n+2(1)等。
以染色体组或组内染色体基数(x)为基础成倍地增减,这是整倍体变异,如一倍体x、二倍体2x、三倍体3x四倍体4x等。
三倍体以上的生物体统称多倍体。
多倍体又可分为同源多倍体和异源多倍体。
同源多倍体是指具有三个或三个以上相同染色体组的细胞或个体,其增加的染色体组来自同一物种,一般是由二倍体的染色体直接加倍产生的。
异源多倍体是指增加的染色体组来自不同物种,一般是由不同种属间的杂交种通过染色体加倍而形成。
自然界有许多植物是多倍体,是变异发生的重要途径之一。
多倍体可自然发生,也可人工诱导。
人工诱导多倍体可以采用物理方法(如高温、低温和射线等处理)和化学方法(如秋水仙碱、植物激素等处理)。
其中,应用最广泛的是秋水仙碱处理。
秋水仙碱处理的有效质量浓度为0.1~4g/L,常用2g/L秋水仙碱溶液浸泡、涂抹或点滴等方式处理植物的分生组织。
不同植物材料的最适处理质量浓度和时间不同,需通过试验来确定。
多倍体的鉴定方法主要有细胞学鉴定和形态学鉴定。
细胞学鉴定是观测根尖、茎尖分生组织或花粉母细胞的染色体数目,是一种直接的鉴定方法;形态学鉴定是观测叶片气孔保卫细胞的大小及其叶绿体数目,花、果实、种子的形态,花粉粒的大小和姓等性状的变异,是一种间接的鉴定方法。
通常多倍体植物的气孔、花器、花粉种子,果实等明显变大,气孔数目减少而密度变稀,同源多倍体可形成部分畸形的不育花粉粒,育性有一定的降低。
三、实验材料洋葱(2n= 16)、小麦( 2n= 42)、玉米(2n=40)、水稻(2n=24)、蚕豆(2n=12)等植物的种子均可作为实验材料。
实验六植物多倍体的诱导及其细胞学鉴定实验六植物多倍体的诱导及其细胞学鉴定实验六植物多倍体诱导和细胞学鉴定一、实验目的通过实验掌握植物多倍体的方法和技术,观察多倍体的特点和染色体加倍后的细胞学表现。
染色体分析用于准确判断多倍体细胞。
2、实验原理生物体的细胞核中都有相对稳定的染色体数目,这是物种的基本特征之一。
多倍体是细胞中具有3个或3个以上的染色体组的生物体。
自然界中有许多植物是多倍体,也是变异发生的重要途径之一。
多倍体在形态较二倍体植物个体大,叶片上的气孔也很大,较易辩认。
多倍体研究在育种具有重要的意义。
利用一些诱发因素可以人工诱导植物产生多倍体。
这些因素包括物理的因素、化学因素等。
其中最为有效是化学药品是秋水仙素,秋水仙素colchicine(c22h25o6n)是1937年发现的,是从百合科植物秋水仙的种子和球茎中提取出来的一种植物碱。
能够抑制细胞有丝分裂时形成的纺锤体,染色体虽然完成了复制,但是不能形成两个子细胞,因而使染色体的数目加倍。
含加倍的染色体的体细胞再分裂出来的子细胞,染色体数目都比原来的体细胞增加了一倍,就形成了一个多倍体植株。
三、实验试剂和用具秋水仙碱:浓度分别为0.02%、0.05%、0.1%。
卡诺固定液:3份95%酒精与1份冰醋酸配制而成。
龙胆紫溶液:将0.5g龙胆紫溶解于100ml和2%醋酸溶液中,制备0.5%龙胆紫溶液。
乙酸品红溶液:将1g品红与100ml冰醋酸混合,煮沸。
煮沸时,加入一颗生锈的钉子。
1%醋酸品红染料中加入少量铁,可提高染色效果。
搪瓷盘、镊子、剪刀、烧杯、培养皿、恒温水浴锅、纱布、试管。
四、实验材料促进发芽的玉米种子、幼苗等。
5、实验方法(一)玉米种子的处理和检测(1)玉米种子处理:浸种发芽的水稻种子秋水仙碱浓度分别为0.02%、0.05%和0.1%,浸种时间分别为12h、24h和48h。
浸泡后,用蒸馏水冲洗三次,并在皮氏培养皿中继续培养一周。
(2)、多倍体检测:剪取根尖(或胚芽)2-3mm,投入盛有10%hcl的培养皿中解离10min,再清水漂系2次。
实验6 植物多倍体的诱发及观察一、实验目的了解人工诱导多倍体的原理及一般方法,增加体细胞染色体加倍的感性认识。
二、实验原理植物多倍体是指每个细胞中的染色体数具有3套或更多套数的植物。
随着染色体组倍数的增加,有可能使一些作物的经济性状发生有利的变化。
因此,植物多倍体的研究和利用是育种工作中值得重视的途径之一。
人工诱导多倍体的方法很多,分为物理的(温度剧变、机械损伤、各种射线处理等)和化学方法的(各种植物碱、麻醉剂、植物生长激素等)诱导方法。
其中,秋水仙素是诱导多倍体的最有效的方法之一。
秋水仙素是从百合科秋水仙素属的一个种,秋水仙(Colchicum autumnale. L.)的器官和种子内提炼出来的一种植物碱。
它的化学分子式为C22H25O6N。
因有剧毒,故使用时要特别注意,切勿使药液进入眼内或口中。
秋水仙素的作用在于阻止分裂细胞形成纺锤丝,而对染色体的结构和复制无显著影响。
若浓度适合,药物在细胞中扩散后,不致发生严重的毒害,细胞经一定时期后仍可恢复正常,继续分裂,只是染色体数目加倍成为多倍性细胞,并在此基础上进一步发育成为多倍体植物。
三、实验材料、器具及试剂豌豆种子显微镜、酒精灯、水浴锅、培养皿、镊子、剪刀、解剖针、刀片、载片、盖片。
0.2-0.4%秋水仙素水溶液,FAA固定液,1%醋酸洋红,70%酒精,0.1-0.2%升汞、蒸馏水。
四、实验步骤(步骤1已完成)1.处理种子:这种方法适用于发芽快、或能在数天内发芽的种子。
先将豌豆种子洗净用水浸一天或干燥种子用0.1-0.2%升汞溶液消毒8-10分钟,再用清水洗净,然后摆放在铺有湿滤纸的一些培养皿中,其中一部分培养皿中加入0.2%秋水仙素溶液,另一部分培养皿中注入清水作为对照。
为了避免蒸发可加盖,置于培养箱中保持25℃左右使种子发芽。
种子萌发后,应继续处理24小时。
在处理过程中,仍注意药液的蒸发随时添加清水,保持原处理药液浓度。
处理后,用清水冲。
植物多倍体的诱导及细胞学鉴定实验时间:4月6日摘要一个物种细胞中染色体形态结构和数目的恒定性是这个种的重要特征。
我们把二倍体个体中能维持配子或配体正常功能的、最低数目的一套染色体称为染色体组或基因组。
当生物体内细胞染色体组数达到3组或3组以上者,称为多倍体。
多倍体在植物进化中有很重要的意义。
本实验利用大蒜作为试验材料,利用秋水仙素诱导,使生长出多倍体根尖。
然后通过制作大蒜根尖压片,观察染色体的数目,以鉴定大蒜根尖细胞是否为多陪细胞。
(本实验报告主要从多倍体的鉴定方面展开,而多倍体培育方面,将在下次报告中给出。
)1.引言生物体的细胞核中都有相对稳定的染色体数目,这是物种的基本特征之一。
遗传学中,将二倍体生物一个配子的染色体总和称为染色体组,也叫基因组,用n表示。
以下是几种常见模式生物的染色体组数目:玉米,2n=20;拟南芥,2n=10;果蝇,2n=8;小鼠,2n=40;水稻,2n=24。
又如,小麦染色体组可表示为2n=6x=42。
其中x表示每一个染色体组的染色体数,称为染色体基数,它是物种演化过程中的染色体倍数性的关系。
多倍体是指细胞中具有3个或3个以上染色体组的细胞或个体,而多倍体可以分为:同源多倍体(具有3个以上相同染色体组的细胞或个体,且染色体组来源于同一物种(AAA,AAAA))、异源多倍体(具有3个以上染色体组且染色体组来源于不同物种,通常由不相同的种杂交的杂种再经过染色体加倍而来(AABB,AABBDD))。
在自然界中许多植物都是多倍体,大约有30%~35%的被子植物,其中70%的禾本科植物属于多倍体,它们在植物进化中起了重要的作用,也是植物发生变异的重要途径之一。
多倍体植物,一般被认为是适应恶劣自然环境的结果,如我国西南部地区,温度变化激烈,紫外线辐射强,许多植物产生了多倍体类型。
在自然界中,大多是因为温度骤变,导致细胞分裂时染色体不分离,从而形成了多倍体。
植物多倍体有许多特性,其中一些特性也为农业经济发展提供了帮助。
植物多倍体的诱导及其鉴定一、实验目的1、通过实验,掌握化学诱导植物多倍体的原理以及方法,学习利用秋水仙素诱导植物多倍体的一般方法及多倍体诱导在植物育种上的意义。
2.学习利用细胞学方法观察鉴定多倍体的特点以及诱导染色体加倍后的细胞学表现,利用染色体分析的方法对多倍体的细胞做出准确判断。
二、实验原理生物体的细胞核中都有相对稳定的染色体数目,这是物种的基本特征之一。
多倍体是细胞中具有3个或3个以上的染色体组的生物体。
在植物育种上,利用多倍体可以改良作物的经济性状,同时还可以利用多倍体克服远缘杂交过程中的障碍。
利用一些化学因素诱导植物产生多倍体,秋水仙素是诱导多倍体形成最有效和常用的药品之一,利用秋水仙素处理正在进行有丝分裂的细胞,可以抑制纺锤丝的形成,使细胞有丝分裂中期纺锤丝断裂或纺锤体形成受抑制,有丝分裂后期,复制的染色体无法移向两级,细胞内的染色体加倍,形成多倍体。
因此在适宜浓度的秋水仙素作用下,它既可以有效的阻止纺锤体的形成,又不至于对细胞发生较大的毒害,因此,细胞经一定时期后仍可恢复正常,继续分裂,只是染色体数目加倍成为多倍性细胞,并在此基础上进一步发育成为多倍体植物。
将秋水仙素处理的植物根尖,制成临时装片,利用显微镜观察根尖分生区细胞中的染色体数目而确定是否形成染色体。
三、实验材料、器具及试剂1、实验材料:发芽的蚕豆,蚕豆幼苗2、实验器具:显微镜、解剖针、小试管、刀片、镊子、载玻片、盖玻片、吸水纸、试管、培养皿、烧杯。
3、实验试剂:秋水仙素: 0.1%浓度。
卡诺固定液:3份95%酒精与1份冰醋酸配制而成。
1mol/l盐酸,45%醋酸,改良苯酚品红,70%酒精。
四、实验步骤1、取材:将种子消毒,并于无菌水中浸泡24小时后,将蚕豆种子(2n=16)培养在培养皿内的湿滤纸上,室温或28℃发芽,待胚根长达1~2cm时,取出萌发的种子,用自来水洗2~3次,备用。
2、预处理:将胚根长到1~2cm的蚕豆种子移到盛有0.1%秋水仙素的润湿的的吸水纸的培养皿内,室温下处理48h,待观察到根部有膨大时取出固定,与在水中进行培养的蚕豆种子(一般植物生长周期为17~18h)做对照。
同时,将实验组蚕豆根尖的生长情况与对照组的蚕豆根尖生长情况拍照做对比。
3、固定: 取出秋水仙素处理的蚕豆种子,用清水洗净萌发的蚕豆种子上的秋水仙素溶液,剪取约0.5cm长的根尖,投入carnoy固定液中固定24h,清水洗净固定液,再移入70%酒精中保存,对照组的蚕豆根尖也需取0.5cm长的根尖投入carnoy固定液固定24h,再移至70%的乙醇中保存。
4、解离:将蚕豆根尖放入小试管中,加入1mol/L的盐酸,量没过根尖0.5mm,在室温下解离8~15min(解离可以使细胞之间的果胶层软化,经解离的组织可以使压片步骤顺利进行)5、染色:倒掉解离液,用清水反复冲洗根尖,将根尖置于干净的载玻片上,滴加改良苯酚品红少许,染色20~30min.6、压片:用蒸馏水冲洗干净根尖上的染液,置干净载玻片上,滴加45%醋酸,盖上盖玻片,其上放一片吸水纸,吸干多余染液的水分,左手指压住吸水纸的左边,右手指从吸水纸的左端向右方轻轻抹去,再用铅笔擦头从垂直均匀的轻轻敲打盖玻片,将材料压成一层细胞(薄雾状),使细胞均用散开。
8、镜检:把压好的片子放在显微镜下,先观察细胞分散状况和中期分裂相的多少,再检查分裂中期细胞中染色体是否完全散开。
如若染色体分散不好而难以分辨和计数,可取下片子,平放桌面上,用手指隔着吸水纸在盖玻片上稍施压力,如果操作细心,用力适度,便可很容易得到染色体分散良好的压片标本,然后观察染色体的数目,统计染色体组的数量,以确定染色体是否加倍。
五、蚕豆幼苗的处理和多倍体间接鉴定(1)蚕豆幼儿苗的处理:在蚕豆幼苗的幼芽长到3-5mm时,用解剖刀在芽上作一纵切,然后用一浸有秋水仙素(0.05%浓度)溶液的纱布条包在切口处,纱布条的另端浸在一个盛有秋水仙素水溶液的小烧杯内, 烧杯的口用封口膜封好以防处理液蒸发,处理12h.隔天后再处理1次,然后将幼苗洗干净,种到花盆内或地里。
同时种植没有处理过的幼苗作为对照。
(2)形态观察和细胞学鉴定:比较处理与对照的外部形态有什么差异,将叶面的表皮撕下,在显微镜下观察,多倍体植物的气孔和花粉粒比二倍体大很多,叶片也比较肥厚。
用根尖压片法制成染色体载玻片标本,在显微镜下认真观察和计数,与对照进行对比。
六、实验注意事项:1、要保证植物种子的发芽成功,即要注意室内温度在28°C内,给予适当充足的水分,不能让种子干涸死亡。
若发芽条件不适宜,导致种子发芽结果不理想,最终将影响实验的观察结果。
2、取材:取根尖分生区,尽量要小。
3、秋水仙素液的浓度要在0.1%之内,不能过浓或稀,处理时间在24~28小时,若处理时间不够长,则有可能使抑制纺锤体失败,导致不能成功诱导染色体加倍。
4、解离要充分,(最好在50~60°C水浴锅内进行)水洗要彻底,否则不易着色。
不宜解离太长时间,以免根尖破碎,下一步处理材料时由于材料过软易丢失。
5、染色时,染色时间应在内,时间不宜过长,否则使染色过深为紫色,不易观察到染色体,染色师要注意添加染液,不要使染液变干,在吸取多余染液时小心操作不要吸走样品。
6、压片时不要移动盖玻片,不能留有气泡,否则影响镜检的效果,用铅笔擦头从盖玻片上轻轻敲打时,要用力适度,敲打均匀,若用力过猛,则容易将盖玻片压碎,同时使细胞均用散开,若染色体不完全分散开,则镜检时难以分辨和计数。
7、本实验所用的秋水仙素溶液具有强致癌性,请在使用过程中务必注意安全,尤其是不能乱倒废液。
8、由于本实验涉及的时间较长,应认真记录各时期植物变化情况。
七、实验前要注意思考的问题:1.什么是多倍体?答:体细胞中含有三个或三个以上染色体组的整倍体为多倍体。
2.秋水仙素诱导植物染色体加倍的原理是什么?答:秋水仙素可以抑制纺锤丝的形成,使细胞有丝分裂中期纺锤丝断裂或纺锤体形成受抑制,有丝分裂后期,复制的染色体无法移向两级,细胞内的染色体加倍,形成多倍体。
3、实验中为什么取2~3cm的根尖部分制作装片?答:因为在2~3cm的根尖部位,是细胞进行有丝分裂的分生区,制成装片易于实验观察。
4、为什么染色时间不能超过30min?答:因为染色时间过长,细胞核会被染成深紫色,颜色太深不易观察到染色体的具体数目和形态。
八、实验结果图1:用秋水仙素处理已发根至1~2cm的蚕豆种子48h之后,与未处理的蚕豆种子发根情况对照图。
实验组对照组图2:把用秋水仙素处理的发芽的蚕豆根尖制成临时装片,镜检如下图所示:实验组的分生区40倍对照组的分生区40倍六、实验结果分析一、从图1:用秋水仙素处理已发根至1~2cm的蚕豆种子48h之后,与未处理的蚕豆种子发根情况对照图中,可以明显的看到,用秋水仙素处理过的蚕豆种子根尖明显膨大变粗,而未处理过的蚕豆根尖则正常形态,并未加粗,相对较长而细。
这是因为用秋水仙素处理蚕豆根尖之后,在细胞的分裂中期抑制纺锤体的形成,从而导致在有丝分裂后期,复制的染色体无法移向两级,细胞内的染色体加倍,形成多倍体,即具有多个染色体组,具有多套遗传物质,所以合成的蛋白质等营养物质更多,因此,细胞体积膨大,又因为秋水仙素进入细胞后,使细胞的渗透压增大,导致细胞大量吸水,细胞体积膨大。
所以,综上两个原因,用秋水仙素处理的蚕豆根尖就膨大而粗,而对照组则无此变化。
二、图2:用秋水仙素处理的发芽的蚕豆根尖制成临时装片的镜检图中,可以明显的看到,用秋水仙素处理过的蚕豆根尖的分生区细胞的细胞体积、细胞核都比对照组的要大的多,实验组伸长区的细胞明显比对照组的细胞更长,细胞核大而明显,细胞质浓,这是因为秋水仙素处理根尖细胞之后,染色体加倍,形成多倍体,即具有多个染色体组,具有多套遗传物质,所以合成的蛋白质、糖类等营养物质更多,因此,细胞体积膨大,又因为秋水仙素进入细胞后,使细胞的渗透压增大,导致细胞大量吸水,细胞膨胀。
最终导致细胞体积膨大,细胞核变大,质浓的结果。
同时,从细胞内染色体数目的变化来看,对照组中正常的蚕豆根尖染色体共有12条6对(2n=12),在图2中,经过用秋水仙素处理以后,可以明显的看到大量的细胞中的染色体数目加倍,即具有3个或3个以上的染色体组,因此,说明蚕豆根尖经过秋水仙素处理之后,成功的形成了多倍体。
另外,从制片中染色体的形态来看,图2中的染色体制片质量是比较好的,因为在一张染色体制片中,可以明显的观察到较多的中期分裂相,染色体分散而不重叠;染色体不扭曲,不断裂,主缢痕,随体都比较清晰;且制片基本上为一层平展的细胞,视野内的细胞都在一个平面上;染色体着色较深,而细胞质不着色或着色很浅,背景清晰,无过多的杂质。
因此,能十分清楚地观察细胞内染色体形态,并且对染色体的数目进行计数,以确定是否形成多倍体。
七、实验出现的问题一、出现问题:在实验组和对照组的蚕豆根尖制成的装片内,只能观察到细胞膜,细胞质,细胞核,但都没有观察到核内的染色体。
(如图3所示)可能原因:1、取材时,没有取到根尖分生区的细胞,所以处于分裂期的细胞很少,所以不易观察到染色体。
2、解离时只在常温下进行,没有在50~60℃的水浴锅内进行解离,且解离时间仅为10min。
由于解离的时间不够长,温度也不够高,所以解离不够充分,压片时细胞不易分散,有可能使导致染色体不能分散开来,所以观察不到染色体;3、染色时间不够长,滴加的染色液的量不够多,导致染色太浅,细胞核内的染色体没有着上颜色,所以无法清楚的观察到染色体;4、由于解离不够,加上压片不够均匀和充分,导致细胞没有完全分散开来,进而可能使细胞核内的染色体没有分散开来,所以只能观察到细胞核的形态,而不能清晰的观察到核内的染色体形态和数目。
二、出现问题:视野中许多染色体缠绕成团。
可能原因:压片时用力小,没有完全打散。
三、出现问题:局部染色浅。
且多出现在分生区。
(如下图所示)可能原因:染色不均匀;分生区不易着色,可能与其分裂时产生某些物质有关,不排除秋水仙素的干扰。
八、【思考题】1.什么是多倍体?答:体细胞中含有三个或三个以上染色体组的整倍体为多倍体。
2.秋水仙素诱导植物染色体加倍的原理是什么?答:秋水仙素可以抑制纺锤丝的形成,使细胞有丝分裂中期纺锤丝断裂或纺锤体形成受抑制,有丝分裂后期,复制的染色体无法移向两级,细胞内的染色体加倍,形成多倍体。
3、实验中为什么取2~3cm的根尖部分制作装片?答:因为在2~3cm的根尖部位,是细胞进行有丝分裂的分生区,制成装片易于实验观察。
4、为什么染色时间不能超过30min?答:因为染色时间过长,细胞核会被染成深紫色,颜色太深不易观察到染色体的具体数目和形态。
讨论:植物染色体标本的制备与观察的实验要获得成功,关键要注意哪几个问题?1、要保证植物种子的发芽成功,即要注意室内温度在28°C内,给予适当充足的水分,不能让种子干涸死亡。