植物染色体的常规压片技术

植物细胞染色体标本的制作与观察-教案第一篇：植物细胞染色体标本的制作与观察-教案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。

因此，染色体标本的制备技术是遗传学、细胞生物学、染色体工程、分类学等众多学科的基本实验技术。

物种细胞内染色体数目、形态、长度等信息的总和根据实验的观察和测量绘制成的模式图称为核型（karyotype）。

核型分析在物种亲缘鉴定，染色体变异分析，杂种分析，细胞分裂过程分析，孤雌生殖等研究中均有重要的作用。

染色体标本的常规制片方法有切片法、涂片法、压片法、滴片法（空气干燥法）等。

压片法操作简单，是常用的植物染色体标本制备的方法。

不过，该法在制备中要注意避免压片所造成的染色体的扭曲、变形和丢失的现象。

染色体制备的重要环节如下：（1）取材：应取分生旺盛的组织或细胞。

在植物中通常取根尖，在分裂高峰时取材，可得到大量分裂相细胞。

而在动物细胞中通常选取骨髓等分裂活跃的细胞，或是植物血球凝集素等刺激下的淋巴细胞，也可选取分裂旺盛的体外培养的癌细胞或转化细胞等。

（2）预处理：使用秋水仙胺等药品破坏纺锤体形成，不但可得到大量分裂相细胞，而且可使染色体缩短变粗，有利于观察。

（3）固定：渗透力强的固定液将细胞迅速杀死，蛋白质沉淀，并可尽量保持细胞原有状态。

（4）解离或低渗：植物细胞要除去细胞间的果胶层，并使细胞壁软化，从而使细胞得以膨胀，为染色体的分散提供了空间。

常用解离方法有酸解法和酶解法。

动物细胞无细胞壁，通常不需解离，而是用低渗液使细胞膨胀。

（5）染色体分散：通过压片、滴片等机械力量使染色体分散, 有利于观察。

2.实验目的（1）掌握常规压片技术制作植物染色体标本的一般方法。

（2）了解显微镜下常规显色的植物细胞染色体的形态特点,熟练掌握显微镜的使用。

（3）理解染色体与生命遗传的意义及染色体核型检查的应用。

3.实验材料与试剂（1）材料：市售大蒜、洋葱。

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。

因此，染色体标本的制备技术是遗传学、细胞生物学、染色体工程、分类学等众多学科的基本实验技术。

物种细胞内染色体数目、形态、长度等信息的总和根据实验的观察和测量绘制成的模式图称为核型（karyotype）。

核型分析在物种亲缘鉴定，染色体变异分析，杂种分析，细胞分裂过程分析，孤雌生殖等研究中均有重要的作用。

染色体标本的常规制片方法有切片法、涂片法、压片法、滴片法（空气干燥法）等。

压片法操作简单，是常用的植物染色体标本制备的方法。

不过，该法在制备中要注意避免压片所造成的染色体的扭曲、变形和丢失的现象。

染色体制备的重要环节如下：（1）取材：应取分生旺盛的组织或细胞。

在植物中通常取根尖，在分裂高峰时取材，可得到大量分裂相细胞。

而在动物细胞中通常选取骨髓等分裂活跃的细胞，或是植物血球凝集素等刺激下的淋巴细胞，也可选取分裂旺盛的体外培养的癌细胞或转化细胞等。

（2）预处理：使用秋水仙胺等药品破坏纺锤体形成，不但可得到大量分裂相细胞，而且可使染色体缩短变粗，有利于观察。

（3）固定：渗透力强的固定液将细胞迅速杀死，蛋白质沉淀，并可尽量保持细胞原有状态。

（4）解离或低渗：植物细胞要除去细胞间的果胶层，并使细胞壁软化，从而使细胞得以膨胀，为染色体的分散提供了空间。

常用解离方法有酸解法和酶解法。

动物细胞无细胞壁，通常不需解离，而是用低渗液使细胞膨胀。

（5）染色体分散：通过压片、滴片等机械力量使染色体分散, 有利于观察。

2. 实验目的（1）掌握常规压片技术制作植物染色体标本的一般方法。

（2）了解显微镜下常规显色的植物细胞染色体的形态特点,熟练掌握显微镜的使用。

（3）理解染色体与生命遗传的意义及染色体核型检查的应用。

3. 实验材料与试剂（1）材料：市售大蒜、洋葱。

（2）设备与用品：普通光学显微镜，水浴锅，盖玻片，载玻片，异物针，镊子，平皿，滤纸等。

第一部分植物染色体压片法一实验目的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。

二实验原理高等植物有丝分裂主要发生在根尖、茎尖生长点及幼叶等器官的分生组织(分生区)，其中根尖是最常用的材料：①根尖取材容易，操作和鉴定也比其它器官与组织方便；②实验室内采用种子萌发后所长出的新鲜幼嫩根尖，不受植物生长季节的影响和限制，并且可以大量获得；③对于某些珍贵而又稀少的试验材料，取用自然条件下生长植株的根尖，比取用茎尖、花器等对材料的伤害要小得多；④采用实验室内种子发根，切取根尖后的种苗通常还可以进行正常种植，利于后续研究进行。

有丝分裂期在整个细胞周期中所占的时间相对较短，有丝分裂制片的主要目的是进行染色体鉴定，希望观察到更多分裂相，尤其是分裂中期相，通常要对材料进行不同的预处理。

预处理主要通过抑制和破坏纺锤丝的形成来获得更多的中期分裂相；同时，预处理还可改变细胞质的粘度，促使染色体缩短和分散，便于压片和观察。

常用的预处理有物理法、化学法、混合处理法等。

植物细胞的细胞壁对细胞形态和结构起支撑和保护作用，分生组织的细胞壁结构将分生细胞结合成一个整体，因此在压片之前需要采用适当方法软化或部分分解细胞壁使细胞间易于分离，这一操作称为解离。

同时，解离也可适当清除部分细胞质，使细胞质背景趋于透明化，便于观察染色体。

常用的解离方法主要有酸解法和酶解法。

酸解法：步骤简便、容易掌握。

根尖分生组织经过酸解和压片后，呈单细胞。

酸解法广泛用于染色体计数、核型分析和染色体畸变的观察及相关分析。

酶解法：常用于染色体显带技术或姊妹染色单体交换研究。

通过解离和压片，分生细胞的原生质体能够从细胞壁里压出，使染色体周围不带有细胞质或仅有少量细胞质，让后续制片处理直接作用于染色体。

在普通光学显微镜下观察染色体形态结构还需要对材料进行染色，通常采用染色体染色效果好而细胞质着色少的碱性染料、酸性染料或孚尔根试剂染色。

实验2 植物染色体压片法
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
通过实验，掌握根尖染色体压片法。

三、实验材料
小麦的种子。

四、实验步骤
（1）催芽：5-20粒种子放入培养皿（铺两层滤纸），有一薄层水。

室温下浸种24h左右。

（2）低温预处理：待种子刚萌发时（露白），放入4℃冰箱处理1-2天（一般为1天，24～36h也可）。

（3）生根：将培养皿中的水吸干。

种子腹沟朝下。

放入25℃培养箱中17～20h，不光照。

一般在头一天的早上10点左右放，第二天10点左右取根。

一天中取根较好的时间在早上10点左右，下午4点左右。

（4）取材：当根生长到0.5-2cm时，取根尖0.5cm左右，放入盛水试管中（取根时速度尽量快）。

（5）预处理：在1-4℃下，离体处理24-36小时，最好放在冰浴中，置4℃冰箱。

（6）固定：用卡诺氏Ⅰ（C arnoy’sⅠ）固定液，无水乙醇或95%乙醇：冰乙酸(体积比)=3：1，固定2—7天，4℃冰箱中存放或冰浴中。

（7）转入70%乙醇中保存（-20℃可长期保存）。

第（8）可以不要：（8）根尖处理：将根尖从保存液（70%乙醇）中取出，清水冲洗，加入1N盐酸适量，65℃水浴7-8分钟，取出清水冲洗，
放入锡夫试剂，20分钟后观察（制片观察）。

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。

植物染色体常规分析技术植物染色体常规分析技术是一种用于研究植物基因组结构与功能的重要手段。

在植物遗传学和分子生物学研究中，通过对植物染色体的观察和分析，可以揭示植物的遗传特性、染色体的结构与功能，并为植物育种和基因工程提供实验依据。

本文将重点介绍植物染色体常规分析技术的原理、方法和应用。

染色体制片是最基本的植物染色体常规分析技术。

它通过对植物组织进行处理和解离，将解离的细胞制作成染色体悬滴或薄片，再通过染色体标记技术进行染色和观察。

染色体制片的制备方法有多种，如固定-解离-染色法、醋酸不敏感-解离-染色法、花草植物花蕾组织研磨法等。

G-显带和C-显带染色技术是常用的染色体染色技术，可用于对植物染色体的结构和功能进行分析。

G-显带染色技术主要通过染色体在酸性条件下的显色性质差异来观察和比较染色体的组织型结构，得到染色体的G-带。

C-显带染色技术则通过对染色体进行DNA硫酸基蛋白酶酶解和碱处理，使DNA与染色体分离，再通过DNA染色剂进行染色，得到染色体的C-带。

染色体定位可通过显微术观察染色体位置和形态的变化，以及采用染色体标记和探针技术的方法，精确定位和描绘染色体的分布情况。

常用的方法有细胞核型分析、Fluorescence In Situ Hybridization (FISH) 技术等。

染色体行为观察是研究染色体变化和功能的重要手段。

通过观察染色体在有丝分裂和减数分裂过程中的行为，可以揭示染色体的形态变化、染色体的遗传性状等。

常用的方法有染色体标记和染色体芯片技术。

基因组分析是通过对植物基因组的染色体进行分析，揭示植物基因组的组成、结构和功能，并进一步阐明基因功能和基因组演化规律。

常用的方法有荧光原位杂交（FISH）、光学显微镜观察、超高分辨率的二次离子反射质谱成像技术等。

植物染色体常规分析技术在植物遗传学研究和育种实践中得到广泛应用。

通过对植物染色体的观察和分析，可以解决植物遗传问题、揭示植物遗传基础、鉴定染色体缺陷和异常等。

实验一植物染色体压片技术一、实验原理:植物染色体压片技术是利用化学或物理的方法,将具有分裂能力的细胞保持原有的分裂状态,并对其染色体进行染色,压片后观察它的染色体分裂的一种方法。

二、实验目的:植物染色体压片技术是细胞遗传学和细胞分类学等研究中应用最为普遍的基本技术,是其他新技术所不能完全取代的,是从事染色体研究的工作者首先应该掌握的一项基本的实验方法。

三、材料的制备:黑麦根尖(2n=14根尖材料的制备:1.浸泡:大、油、壳→浸泡24h(23~25℃;小、裸的不浸泡。

2. 发根:将材料放入具有团粒结构条件的土壤中培养(锯木屑、土壤、砾石、麦杆、谷草;最适温度(23~32℃;培养24h→再放入0~4℃冰处理1~7天。

目的:(1使分裂速度减慢,根尖长度整齐一致;(2调节工作时间。

再将材料从冰箱中取出又放回最适温度条件下培养1~2天;待根尖长度为1.5~2Cm即可处理。

3. 愈伤材料的制备:(适合春、夏两季用刀片将树杆割去保护组织露出伤口,用75﹪乙醇消毒包裹一天,再用50~75ppm赤霉素处理;几天后长出白色幼嫩的愈伤组织即可固定。

四、预处理:1. 方法:(化学和物理两种(1 化学方法:(适合所有生物a. 秋水仙素0.05~0.2﹪(白色粉末,易溶于水的巨毒药品;b. 0.002M 8-羟基喹啉(淡黄色晶体,用少量的乙醇溶解再稀释,对禾本科植物的随体表现很清楚;C.а-溴萘饱和液(淡黄色的乳浊液,易溶于乙醇和苯;难溶于水,100ml水中倒入1~2滴剧烈的振动5分钟;(以上abc三种药剂在15~18℃温度下处理3~5hd. 对二氯苯饱和液(淡黄色的晶体,难溶于水;具有强烈的腐蚀性,只能处理1~1.5h。

(2 物理方法:(适合禾本科作物,本次实验所采用冰水混合物在0~4℃温度下处理24h。

预处理的目的破坏或抑制纺锤体形成;增加中期图象,改变细胞质的粘度,使染色体缩短变粗,易于染色体的显带及研究。

五、固定:卡诺氏Ⅰ 3︰1 (乙醇︰醋酸;卡诺氏Ⅱ 6︰3︰1 (5︰3︰2(乙醇︰氯仿︰醋酸;固定的目的利用药剂迅速杀死正在分裂的细胞,使之保持细胞中的染色体处于被固定前的原有状态。

实验3、植物染色体标本制备及核型分析目前，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、实验目的1、掌握植物根尖、茎尖及叶片去壁低渗染色体制片技术，通过3周开放性实验教学，进行植物染色体制片技能训练；2、掌握植物染色体显微照象技术及组型分析技术，通过大量的制片观察，能获得图象清晰、完整、高度分散的染色体典型制片；通过显微摄影，获得某植物染色体自然核型图，并能用国内外通用的植物核型分析标准，确定该植物染色体模型图、核式公式及类型；3、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，收集核型分析及有丝分裂过程观察的染色体制片素材；4、结合实验，对某一新资源植物进行染色体组型分析，获得该物种染色体组型公式、类型、核型图及核型模式图。