低温诱导植物细胞染色体数目加倍
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1.卡诺氏液的作用是提前把处于分裂旺盛时期的细胞及时的固定下来,比如上午的8点到10点是根尖分生区分裂比较旺盛的时期,为了试验的安排方便,可以先在上午固定下来,下午或者之后再做有丝分裂个过程的观察。
而低温诱导也是同样的道理,低温诱导后,在分裂旺盛的时候固定下来,方便之后的观察。
2.用改良苯酚品红染液,不用龙胆紫的原因是,龙胆紫容易染色过深,不能很好的区分染色体数目的变化,而改良苯酚品红染液对细胞核有很好的染色效果,对细胞质在短时间内不能染色。
3.实验中,在染色前应该先将根尖压碎,这样能使得更多的细胞被染色,因为课堂时间有限,不能使得染色时间太长,所以采用这样的办法。
4.洋葱根尖的有丝分裂周期为12h,根尖分裂最旺盛的时间段在上午的8点到10点。
低温诱导植物细胞染色体数目加倍一、实验目的1.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作用。
2.应用植物染色体制片技术,鉴别诱导后染色体数目变化。
3.学会探究性实验的设计方法。
二、实验原理通过低温阻碍细胞内酶促反映的进行,从而导致细胞分裂时形成纺锤体所需ATP的供应途径受阻,使细胞分裂过程中完成染色体加倍而细胞不能分裂,达到染色体数目加倍。
从理论上讲,观察染色体数目的最佳时期是分列中期,可当纺锤体的行成受到抑制时,细胞分裂就停止在了前期,不再出现中期、后期,只有当细胞分裂进入到第二周期的中期时,才能确保低温诱导染色体数目变化的成功。
因此,低温处理的时间至少要有一个半周期的时间。
低温抑制了纺锤体的形成,同时也降低了酶的活性,细胞分裂的速度减慢,细胞周期会延长。
三、实验仪器与试剂1.材料:蚕豆2.试剂:秋水仙素3.仪器:超低温冰箱四、实验步骤与方法(1)培养根尖蚕豆种子于 30℃~ 40℃水浴中浸种 3 ~ 4h 后,取出放入带有湿润纱布的培养皿中于10℃培养,每 2d 换一次水。
注意水要浸过蚕豆种子体积的 1/3。
(2)低温诱导处理待实验材料长出约 1cm 左右根时,将实验材料平均分两组: 实验组于2℃的冰箱中进行低温诱导培养 36h 后( 换水时注意用 2℃的水,减小实验的误差) ,于15℃~20℃恢复常温培养 10 ~12h( 即小于实验材料一个细胞周期的时间) 。
对照组于15℃~ 20℃常温进行培养,注意经常换水。
(3)取材、固定、解离、漂洗与染色常规“植物细胞有丝分裂”制片方法[1]。
(4)显微观察与数据统计分析随机观察并统计10 个视野中分裂期和非分裂期细胞,计算分裂指数( mitotic index,MI) 。
细胞分裂指数 = 分裂期细胞数/全部细胞数×100%。
统计数据进行卡方检验。
五、实验记录( 1) 培养根尖蚕豆种子于 30℃~ 40℃水浴中浸种 3 ~ 4h 后,取出放入带有湿润纱布的培养皿中于10℃培养,每 2d 换一次水。
低温诱导染色体数目加倍的实验流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
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低温诱导植物染色体数目的变化1、白话原理细胞进行有丝分裂可以实现将亲代细胞的染色体经过复制以后,精确地平均分配到两个子细胞中去,有丝分裂后期,着丝点分离后,新的染色体在纺锤丝的牵引下移向细胞两极,这就保证了染色体的平均分配,但如果细胞未能形成纺锤体的话,新的染色体就无法分开,这样,细胞也就无法继续分裂,就会导致细胞内的染色体加倍。
低温以及秋水仙素处理均可抑制纺锤体的形成。
2、拨云见日(1)低温处理必须在培养出1cm左右不定根之后。
如若生根前就送进冰箱,低温抑制新陈代谢也就抑制了根尖分生区的形成,不会发生根尖分生区的有丝分裂受低温影响的过程。
(2)剪取根尖时间一般在中午10点左右,此时分裂旺盛,受低温影响较大,实验效果明显。
(3)染色时间要严格控制,如染色不足染色体看不清,染色过度,会导致视野中染色体一团糟,无法分辨。
1. 有关“低温诱导大蒜根尖细胞染色体加倍”的实验,正确的叙述是A. 可能出现三倍体细胞B. 多倍体细胞形成的比例常达100%C. 多倍体细胞形成过程无完整的细胞周期D. 多倍体形成过程增加了非同源染色体重组的机会释疑:形成多倍体细胞的原因是低温阻止了纺锤体的形成,使加倍后的染色体无法进入两个细胞中,导致细胞分裂不能继续进行,因此无法完成完整的细胞周期。
答案:C2. 对于低温诱导洋葱染色体数目变化的实验,正确的描述是A. 处于分裂间期的细胞最多B. 在显微镜视野内可以观察到二倍体细胞和四倍体细胞C. 在高倍显微镜下可以观察到细胞从二倍体变为四倍体的过程D. 在诱导染色体数目变化方面,低温与秋水仙素诱导的原理相似答案:ABD3. 下列实验中,需要使用显微镜的是A. 探究影响酶活性的因素B. 模拟尿糖的检测C. 低温或化学物质诱导染色体加倍实验D. 土壤中大型动物类群丰富度的研究释疑:染色体肉眼不可见,要观察染色体是否加倍需要使用显微镜,探究影响酶活性的因素、模拟尿糖的检测、土壤中大型动物类群丰富度的研究都没有必要使用显微镜。
低温诱导加倍的原理哎,说到低温诱导加倍,这事儿可真有点意思。
你可能会想,低温不就是冷嘛,怎么还能诱导加倍呢?别急,听我慢慢道来。
首先,咱们得明白,低温诱导加倍,这其实是一种植物学上的术语。
简单来说,就是通过降低温度,让植物的染色体数量加倍。
这听起来是不是有点神奇?其实,这背后的原理,和我们日常生活中的一些现象还挺相似的。
想象一下,你把一块面团放在冰箱里,过一会儿拿出来,你会发现面团变硬了。
这是因为低温让面团里的蛋白质结构发生了变化。
植物细胞里的染色体,其实也是蛋白质的一种。
当温度降低时,染色体的结构也会发生变化,变得更紧密,更难以分离。
这就好比你在冬天穿了很多层衣服,虽然暖和,但行动起来就没那么灵活了。
染色体也是一样,低温让它们变得“僵硬”,在细胞分裂时,就不容易正常分开,结果就是染色体数量加倍了。
但是,这事儿也不是那么简单。
你得控制好温度,太低了,细胞可能会冻伤;太高了,染色体又恢复了原来的“灵活”。
所以,这就需要精确的温度控制,和对植物生长周期的深入了解。
我记得有一次,我在实验室里做这个实验。
我们用的是一种叫“矮牵牛”的植物。
这种植物对温度特别敏感,稍微有点变化,就能看到明显的效果。
我们把矮牵牛的种子放在不同的温度下培养,有的放在常温下,有的放在低温下。
过了几个星期,我们发现,放在低温下的矮牵牛,长出来的叶子明显比常温下的要大,而且颜色更深。
这说明,低温确实让矮牵牛的染色体加倍了,细胞分裂的速度也加快了。
但是,这事儿也有风险。
染色体加倍,虽然可以让植物长得更快,但同时也可能带来一些负面影响。
比如,染色体加倍的植物,可能会更容易受到病虫害的侵袭,或者在极端环境下生存能力下降。
所以,虽然低温诱导加倍听起来很神奇,但实际操作起来,还是需要很多专业知识和实践经验的。
这就像做饭一样,你得知道什么时候加调料,加多少,才能做出美味的菜肴。
总的来说,低温诱导加倍,是一种利用温度变化,来改变植物染色体数量的技术。
低温诱导染色体加倍实验步骤1. 引言:为何低温诱导?说到低温诱导染色体加倍,很多人可能会觉得这听起来有点高深莫测,但其实它就像是在为植物“施魔法”。
咱们知道,植物的生长和繁殖都跟它的基因有很大关系,而染色体就是基因的载体。
简单来说,染色体越多,潜力越大,这就好比给你的小店铺增加了更多的货品,生意自然也会火爆!那么,怎样利用低温来让这些染色体加倍呢?下面就来聊聊具体的实验步骤。
2. 实验准备2.1 材料准备首先,我们得准备好一些必需的材料。
没错,实验就像做菜,得有好食材。
你需要选择一个生长迅速的植物,比如洋葱或豌豆。
它们的染色体结构比较清晰,很适合我们这个实验。
接着,还要准备一些低温环境设备,比如冰箱或冷藏箱。
最后,别忘了显微镜,这可是观察染色体的“秘密武器”哦。
2.2 工具与设备此外,别小看实验工具。
我们需要一些基本的实验器材,比如试管、培养皿,还有一些化学试剂,比如秋水仙碱。
这种药物能帮助抑制细胞分裂,保持细胞在特定阶段,从而便于我们观察到染色体的加倍状态。
再加上实验手套和防护眼镜,安全第一,毕竟咱们要是做了实验出点意外,那可真是得不偿失了!3. 实验步骤3.1 低温处理接下来,正式进入实验环节。
首先,把你选好的植物根尖剪下来,别担心,这并不会对植物造成大伤害。
然后,把这些根尖放在冰箱里,通常需要冷藏24小时。
低温环境就像给植物一个小休息,调调它的状态。
你可以想象,植物在冰箱里缩着小身子,心里想着:“我又要变得厉害了!”3.2 染色体观察一天后,拿出根尖,接下来得进行染色处理。
把根尖放入秋水仙碱的溶液中,浸泡大约2到4小时。
这样做的目的是让细胞停留在分裂的某个阶段,方便我们后续观察。
然后,把根尖取出,切成小段,放到显微镜下观察。
此时,你会看到一幅幅美丽的染色体图案,真是让人感叹大自然的神奇!这就像揭开了植物的“秘密”,每一条染色体都在告诉你,它的基因故事。
3.3 记录与分析观察完之后,别忘了做记录。
低温诱导植物染色体数目的变化一、实验目的:1.学习低温诱导植物染色体数目变化的方法2.理解低温诱导植物细胞染色体数目变化的作用机制二、实验原理:进行正常有丝分裂的植物分生组织细胞,在有丝分裂后期,染色体的着丝点分裂,子染色体在纺锤丝的作用下,分别移向两极,最终被平均分配到两个子细胞中去。
用低温处理植物分生组织细胞,能够抑制纺锤体的形成,以致影响染色体被拉向两极,使细胞也不能分裂成两个子细胞.结果,植物细胞染色体数目发生变化。
三、材料用具:洋葱或大葱、蒜均为二倍体,体细胞中染色体数为16,培养皿、滤纸、纱布、烧杯、镊子、剪刀、显微镜,载玻片、盖玻片、冰箱,卡诺氏液,改良苯酚品红染液,体积分数为15%的盐酸溶液,体积分数为95%的酒精溶液四、实验步骤:试剂及用途:(1)卡诺氏液:固定细胞形态.(2)95%酒精:冲洗附着在根尖表面的卡诺氏液。
(3)解离液:(质量分数为15%HCI和体积分数为95%酒精1:1混合)使组织中的细胞分离开(4)清水:洗去解离液,防止解离过度,便于染色。
(5)改良苯酚品红染液:使染色体着色。
五、注意事项:造成看不到染色体数加倍且无仿锤体的细胞原因较多,常见原因有:1)没有培养出分生区或没有剪取到分生区2)低温诱导时间不足3)解离不充分或漂洗不干净造成染色不足4)染色时间控制不当,看不清染色体5)没有低倍镜寻找过程六、实验结论:_________________________________________________________________________如没有观察到染色体加倍,分析可能原因。
七、秋水仙素与低温都能诱导染色体数目加倍,两者在原理上有什么相似之处?八、课后作业导与练课后作业,P116,9九、作业拓展—-—--—实验能力考查例题考试说明要求的实验与探究能力(1)能独立完成“生物知识内容表”所列实验。
包括实验目的、原理、方法和操作步骤,掌握有关的操作技能,并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合的运用。
高中生物低温诱导实验:低温诱导染色体加倍低温诱导染色体加倍P88原理:用低温处理植物分生组织细胞,能够抑制纺锤体的形成,以致影响染色体被拉向两极,细胞也不能分裂成两个子细胞,于是,植物细胞染色体数目发生变化。
方法步骤:洋葱长出约1cm左右的不定根时,放入冰箱的低温室内(4℃),诱导培养36h。
剪取诱导处理的根尖约0.5~1cm,放入卡诺氏液中浸泡0.5~1 h,以固定细胞的形态,然后用体积分数为95%的酒精冲洗2次。
制作装片:解离→漂洗→染色→制片(过程同观察细胞的有丝分裂的制片方法一样)观察,比较:视野中既有正常的二倍体细胞,也有染色体数目发生改变的细胞.讨论:秋水仙素与低温都能诱导染色体数目加倍,这两种方法在原理上有什么相似之处?实验原理:DNA绿色,RNA红色分布:真核生物DNA主要分布在细胞核中,线粒体和叶绿体内也含有少量的DNA;RNA主要分布在细胞质中。
观察叶绿体和细胞质流动材料:新鲜藓类叶、黑藻叶或菠菜叶,口腔上皮细胞临时装片原理:叶绿体在显微镜下观察,绿色,球形或椭球形。
用健那绿染液染色后的口腔上皮细胞中线粒体成蓝绿色,细胞质接近无色。
考点提示:为什么可直接取用藓类的小叶,而不能直接取用菠菜叶?因为藓类的小叶很薄,只有一层细胞组成,而菠菜叶由很多层细胞构成。
取用菠菜叶的下表皮时,为何要稍带些叶肉?表皮细胞除保卫细胞外,一般不含叶绿体,而叶肉细胞含较多的叶绿体。
怎样加快黑藻细胞质的流动速度?最适温度是多少?进行光照、提高水温、切伤部分叶片;25℃左右。
对黑藻什么部位的细胞观察,所观察到的细胞质流动的现象最明显?叶脉附近的细胞。
考点提示:为何要选新鲜的肝脏?因为在不新鲜的肝脏中,过氧化氢酶的活性会由于细菌的破坏而降低。
该实验中所用试管应选较粗的还是较细的?为什么?应选用较粗的,因为在较细的试管中容易形成大量的气泡,而影响卫生香的复燃。
为何要选动物的肝脏组织来做实验,其他动植物的组织的研磨液能替代吗?因为肝脏组织中过氧化氢酶含量较丰富;其它动植物组织也含有少量的过氧化氢酶,所以能够替代。
低温诱导植物细胞染色体数目加倍
一、实验目的
1.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作用。
2.应用植物染色体制片技术,鉴别诱导后染色体数目变化。
3.学会探究性实验的设计方法。
二、实验原理
通过低温阻碍细胞内酶促反映的进行,从而导致细胞分裂时形成纺锤体所需ATP的供应途径受阻,使细胞分裂过程中完成染色体加倍而细胞不能分裂,达到染色体数目加倍。
从理论上讲,观察染色体数目的最佳时期是分列中期,可当纺锤体的行成受到抑制时,细胞分裂就停止在了前期,不再出现中期、后期,只有当细胞分裂进入到第二周期的中期时,才能确保低温诱导染色体数目变化的成功。
因此,低温处理的时间至少要有一个半周期的时间。
低温抑制了纺锤体的形成,同时也降低了酶的活性,细胞分裂的速度减慢,细胞周期会延长。
三、实验仪器与试剂
1.材料:蚕豆
2.试剂:秋水仙素
3.仪器:超低温冰箱
四、实验步骤与方法
(1)培养根尖蚕豆种子于30℃~40℃水浴中浸种3 ~4h 后,取出放入带有湿润纱布的培养皿中于10℃培养,每2d 换一次水。
注意水要浸过蚕豆种子体积的1/3。
(2)低温诱导处理待实验材料长出约1cm 左右根时,将实验材料平均分两组: 实验组于2℃的冰箱中进行低温诱导培养36h 后( 换水时注意用2℃的水,减小实验的误差) ,于15℃~20℃恢复常温培养10 ~12h( 即小于实验材料一个细胞周期的时间) 。
对照组于15℃~20℃常温进行培养,注意经常换水。
(3)取材、固定、解离、漂洗与染色常规“植物细胞有丝分裂”制片方法[1]。
(4)显微观察与数据统计分析随机观察并统计10 个视野中分裂期和非分裂期细胞,计算分裂指数( mitotic index,MI) 。
细胞分裂指数= 分裂期细胞数/全部细胞数×100%。
统计数据进行卡方检验。
五、实验记录
( 1) 培养根尖蚕豆种子于30℃~40℃水浴中浸种3 ~4h 后,取出放入带有湿润纱布的培养皿中于10℃培养,每2d 换一次水。
注意水要浸过蚕豆种子体积的1/3。
(2)低温诱导处理待实验材料长出约1cm 左右根时,将实验材料平均分两组: 实验组于2℃的冰箱中进行低温诱导培养36h 后( 换水时注意用2℃的水,减小实验的误差) ,于15℃~20℃恢复常温培养10 ~12h( 即小于实验材料一个细胞周期的时间) 。
对照组于15℃~20℃常温进行培养,注意经常换水。
3.取材:待蚕豆根尖长至2cm时取其根尖顶端(0.5-1cm)
4.预处理:将取下的根尖置于盛有对二氯笨饱和水溶液的青霉素瓶中,浸泡处理3-4 h。
5.固定:经过预处理的根尖,用水清洗,用甲醛-冰醋酸(3:1)固定溶液固定6-24h,固定材料可转入70%酒精中,于4℃冰箱中保存备用。
6.解离:倒去固定液,用蒸馏水漂洗2-3次。
7.染色:将根尖放在载玻片上,切下顶端1-2mm,滴加石炭酸品红溶液进行染色,5min 左右即可。
8.压片:盖上盖玻片,用镊子柄轻轻敲打盖玻片,分生组织细胞即铺成薄薄一层;然后用滤纸吸取多余染液,用铅笔的橡皮头敲打,使细胞和染色体分散。
9.镜检观察:在显微镜下仔细观察,寻找染色体轮廓清晰、适中、分散而不重叠的分裂中期相。
10.封片:拔压好的染色体标本放在冰箱冷冻室,然后用刀片将盖玻片快速掀开,盖玻片和载玻片同时于37℃左右的烘箱中烘干。
载玻片、盖玻片经二甲苯透明,滴中性树胶,即制成永久制片。
载玻片、盖玻片分别用新的盖玻片、载玻片封片。
六、实验结果与讨论
1.本实验根据低温诱导染色体加倍和细胞同步化原理进行改进,即在常规低温诱导后,恢复常温培养,时间小于实验材料一个细胞周期,再进行后续有丝分裂临时装片制作。
镜检结果显示,实验组有丝分裂指数明显高于对照组( 图1、表1) 。
结果提示低温处理抑制纺锤体形成,细胞分裂就停止在了分裂前期,相当于细胞同步化过程。
恢复常温培养一个细胞
周期内,原本阻滞在分裂前期的细胞继续进行分裂,便出现一个明显的细胞分裂高峰,可见数量较多的分裂期细胞。
图1 蚕豆根尖实验组有丝分裂图及分裂期细胞
表1 蚕豆根尖常温培养与低温诱导细胞的分裂指数
注: 经卡方数据检验得: P <0.05,蚕豆根尖实验组与对照组细胞分裂差异显著。
2. 讨论
(1)恢复常温培养步骤的改进根据上述低温诱导染色体加倍和细胞同步化原理[1 ~4],对本实验现有方案改进后,通过比较实验组和对照组的细胞分裂指数,使实验结果直观化、数据化,结果检验更加合理可信。
在中学教学中,学生通过该实验方案的操作,加深对低温诱导染色体数目变化本质的理解,并进一步延伸其在生产实践例如细胞同步化中的应用,从而在真正意义上达成知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三维目标。
(2)关于实验的细节问题具体讨论如下: ①选材前期工作通过比较多种实验材料,发现洋葱、蚕豆为本实验的理想材料。
首先两种常见植物为学生所熟知的,选取其作为实验材料,符合课程标准关于“注重与现实生活的联系”的课程理念; 其次蚕豆、洋葱的染色体数
目较少,染色体形态明显,易在显微镜下观察。
再者两者的根尖易培养,培养条件简单。
以蚕豆为实验材料的须注意:[5]①注意购买渠道。
建议从正规的种子公司购买当年的蚕豆种子,以保证种子的萌发率。
根据农作经验,蚕豆一般在暮春收种,当年入冬之后再次播种。
因此,在播种当年的秋天才可能购买到当年收获的新种。
教师应根据实验开展的时间,提前准备好蚕豆种子; ②注意培养温度。
蚕豆在初冬播种,因此其种子萌发的适宜温度大约是10℃。
而根据多数中学的教学进度,一般在入夏时开展本实验。
因此蚕豆培养需要在冷柜中保持10℃左右进行;③蚕豆在培养之前需要放在30℃~40℃的水浴锅中进行浸种,有利于蚕豆种子快速萌发。
待胚根萌发至1cm 左右,即根尖细胞分裂旺盛时,进行低温处理。
( 2) 低温诱导温度和时间及常温的恢复培养以洋葱和蚕豆为实验材料,低温处理的的最佳温度应控制在2℃~4℃。
关于低温诱导时间,应视具体实验材料而定。
现有资料对同一种材料说法也不一。
就本实验方案选用的蚕豆而言,低温诱导36h,细胞同步化效果最佳。
本实验方案关键步骤是低温诱导后恢复常温培养。
恢复培养的时间应严格控制在实验材料一个细胞周期以内。
这样,经前期低温处理同步化的细胞,在恢复常温培养后,才会出现一个明显的细胞分裂高峰。
如果恢复培养时间超过一个细胞周期,样品的细胞分裂指数将恢复为3% ~4%。
就本实验方案,由于蚕豆根尖分生区细胞细胞周期为17.3h[6],因此建议常温恢复培养时间为10 ~12h。
( 3) 取材、固定、解离和染色建议取材后将根尖固定。
固定液能迅速穿透细胞,将细胞的形态固定并维持染色体结构的完整性,达到优良的染色效果[1]。
用固定液固定之后的材料要用95%的酒精进行充分冲洗,否则会影响实验材料的解离。
解离充分但不能过度。
具体时间根据不同的实验材料区别对待。
例如,蚕豆的根尖由于细胞壁比较厚,解离的时间要25 ~30min,也可以在30℃左右的水浴锅中进行解离。
洋葱根尖细胞常温解离的时间为20min。
染色之前要用蒸馏水将解离液冲洗干净,必要时可用0.5mol/L 氢氧化钠略洗以中和解离液,再用蒸馏水充分冲洗,以确保染色的效果。
建议使用改良苯酚品红染液,能够特异对细胞核染色,而细胞质几乎无色透明,易于观察。
染色时间一般为5min。
七、参考文献
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