洋葱多倍体的诱导 (最终修改版)

实验03 低温诱导植物细胞染色体数目的变化目的要求通过观察低温诱导植物染色体数目的变化，了解自然界出现多倍体的原因实验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，使细胞也不能正常分裂。

结果，植物细胞染色体数目发生变化。

材料用具洋葱或大葱、蒜均为二倍体，卡诺氏液，改良苯酚品红染液，盐酸溶液，体积分数为95%的酒精溶液载玻片、盖玻片培养皿、滤纸、纱布、烧杯、镊子、剪刀实验步骤1）培养根尖：将洋葱放在装满清水的广口瓶，让洋葱的根尖接触水面。

（2）低温诱导：待洋葱长出1cm左右的不定根时，将整个装置放入冰箱的低温室（4℃），诱导培养36小时。

（3）固定细胞形态：剪去诱导处理的根尖约0.51cm，放入卡诺氏液中浸泡0.51小时，以固定细胞形态，然后用体积分数约95％的酒精冲洗2次。

（4）制作装片：取固定好的根尖，进行解离、漂洗、染色和制片4个步骤，具体操作方法与“观察根尖有丝分裂”实验相同。

（5）观察装片：先用低倍镜寻找染色体形态较好的分裂相。

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，发生染色体数目变化的细胞中染色体数目可能为正常细胞的二倍。

确认某个细胞发生染色体数目变化后、再用高倍镜观察。

(1)低温和秋水仙素诱导染色体数目加倍的原理：有丝分裂前期，低温和秋水仙素都能抑制纺锤体的形成；后期，着丝粒分裂后染色体数目加倍；末期，由于没有纺锤体，染色体不能被牵拉到细胞两极，细胞无法实现一分为二，从而使得细胞内的染色体数目加倍。

当温度恢复正常或秋水仙素被细胞代谢消耗完全之后，染色体数目加倍的细胞又通过正常的有丝分裂产生更多的染色体数目加倍的子代细胞。

(2)两次漂洗的对比：①时间不同：第一次漂洗在固定之后解离之前，第二次漂洗在解离之后染色之前；②试剂不同：第一次用95%酒精漂洗，第二次用清水漂洗；③目的不同：第一次是为了洗去多余的卡诺氏液，第二次是为了洗去多余的解离液。

洋葱根尖染色体有丝分裂观察与多倍体诱导一、实验目的1、掌握洋葱培养的方法，掌握利用秋水仙素诱导植物多倍体的方法。

2、掌握洋葱根尖制片的方法，复习染色、压片的基本操作。

3、通过对于有丝分裂相的观察，统计洋葱染色体数目，加深对于细胞有丝分裂过程的理解。

4、对比进行多倍体诱导前后的洋葱根尖，理解四倍体与二倍体的区别。

二、实验原理（一）有丝分裂完整的有丝分裂相包括G1期（合成前期）、S期（合成期）、G2期（合成后期）和M期（分裂期），其中G1期、S期和G2期合称间期，细胞完成DNA的复制以及有丝分裂的准备，而M期又可以分为前期、中期、后期和末期，为了形态观察的方便，本实验采用后一种分法。

观察有丝分裂，重点在于观察染色体的形态。

在细胞分裂前期，细胞核解体，染色质凝聚显现出染色体的形态；在前中期，染色体散乱地分布于细胞的中部；在中期，纺锤体形成，染色体受到微管的牵引，着丝粒成行排列于赤道板上；在后期，染色体受到动粒微管的牵引，向细胞两级运动；在末期，染色体重新解螺旋，细胞核重新形成。

（二）洋葱的根尖洋葱根尖的整体结构如右图，其中只有分生区的初生分生组织由于细胞始终处于持久而强烈的有丝分裂之中而作为我们的观察对象，其余部分在制片时都应当尽量剔除来保证观察效果。

（三）多倍体的诱导多倍体的诱导使用秋水仙素，秋水仙素可以阻止微管蛋白的聚合，从而使有丝分裂中期纺锤体不能正常形成，但是姐妹染色单体照常想成，只是没有被拉向两级，于是染色体数目加倍。

（四）各步骤的作用1.固定液可以迅速杀死细胞，保持细胞形态在有丝分裂相。

2.解离可以破坏细胞的胞间层（果胶），使细胞之间的联系变松散，有利于压片和染色。

3.漂洗可以洗去过量的盐酸，防止解离过度破坏细胞结构或影响染色效果（盐酸是酸性，而醋酸洋红是碱性染料）。

三、实验材料新鲜、健康的洋葱鳞茎一个；0.02%秋水仙素、1M HCl、醋酸洋红染液、卡诺氏固定液实验器材：显微镜、载玻片、盖玻片、试管、烧杯、小塑料管、滤纸、刀片、解剖针等四、实验步骤（一）材料的培养1.选择新鲜、健康、根原基发育较为完整的洋葱鳞茎，用刀片适当削去根部的木栓组织，置于清水中培养（水的高度要求与洋葱底部正好接触），每天换一次水，保证水的清洁2.待根尖长度达到1.5-2.0cm时，若要观察二倍体，则直接于正午12:00左右剪下根尖投入固定液中，之后换0.02%秋水仙素，继续培养约24h3.秋水仙素培养完成，根尖部位胀大后，与正午12:00左右剪下洋葱根尖，投入固定液中固定2-72h（二）装片的制作与观察4.从固定液中取出洋葱根尖，清水冲洗干净，取一支试管，加入适量1M HCl，投入根尖，在60℃恒温水浴下解离5—10min，此时根尖整体应呈半透明状，仅分生区部分为白色。

洋葱根尖有丝分裂及诱导多倍体的观察121140083 朱琪璋一实验目的1通过洋葱根尖的制片，初步学会植物根尖压片法的基本技术2通过洋葱根尖制片，了解细胞分裂的整个过程及染色体在各个时期的变化3学会并掌握染色体简易永久片的制片技术4了解和掌握秋水仙素溶液诱导多倍体的一般方法5了解植物多倍体的一般形态特征及多倍体的细胞学特点6对比进行多倍体诱导前后的洋葱根尖，理解四倍体与二倍体的区别。

7通过对于有丝分裂相的观察，统计洋葱染色体数目，加深对于细胞有丝分裂过程的理解。

二实验原理1有丝分裂完整的有丝分裂相包括G1期（合成前期）、S期（合成期）、G2期（合成后期）和M期（分裂期），其中G1期、S期和G2期合称间期，细胞完成DNA的复制以及有丝分裂的准备，而M期又可以分为前期、中期、后期和末期，为了形态观察的方便，本实验采用后一种分法。

观察有丝分裂，重点在于观察染色体的形态。

在细胞分裂前期，细胞核解体，染色质凝聚显现出染色体的形态；在前中期，染色体散乱地分布于细胞的中部；在中期，纺锤体形成，染色体受到微管的牵引，着丝粒成行排列于赤道板上；在后期，染色体受到动粒微管的牵引，向细胞两级运动；在末期，染色体重新解螺旋，细胞核重新形成。

2洋葱的根尖洋葱根尖的整体结构如右图，其中只有分生区的初生分生组织由于细胞始终处于持久而强烈的有丝分裂之中而作为我们的观察对象，其余部分在制片时都应当尽量剔除来保证观察效果。

3多倍体的诱导多倍体的诱导使用秋水仙素，秋水仙素可以阻止微管蛋白的聚合，从而使有丝分裂中期纺锤体不能正常形成，但是姐妹染色单体照常想成，只是没有被拉向两级，于是染色体数目加倍。

4各步骤的作用1.固定液可以迅速杀死细胞，保持细胞形态在有丝分裂相。

2.解离可以破坏细胞的胞间层（果胶），使细胞之间的联系变松散，有利于压片和染色。

3.漂洗可以洗去过量的盐酸，防止解离过度破坏细胞结构或影响染色效果（盐酸是酸性，而醋酸洋红是碱性染料）。

实验十四低温诱导植物细胞染色体数目的变化知识总结材料用具蒜或洋葱（均为二倍体，体细胞中的染色体数目为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，质量浓度为0.01g/mL的甲紫（旧称龙胆紫）溶液，质量分数为15%的盐酸，体积分数为95%的酒精。

方法步骤（1）将蒜（或洋葱）在冰箱冷藏室内（4℃）放置一周。

取出后，将蒜放在装满清水的容器上方，让蒜的底部接触水面，于室温（约25℃）进行培养。

待蒜长出约1cm长的不定根时，将整个装置放入冰箱冷藏室内，诱导培养48～72h。

（2）剪取诱导处理的根尖0.5～1cm，放入卡诺氏液中浸泡0.5～1h，以固定细胞的形态，然后用体积分数为95%的酒精冲洗2次。

（3）制作装片，包括解离、漂洗、染色和制片4个步骤，具体操作方法与观察植物细胞有丝分裂的实验相同。

（4）先用低倍镜寻找染色体形态较好的分裂图象。

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。

确认某个细胞发生染色体数目变化后，再用高倍镜观察。

注意事项（1）细胞已经被盐酸杀死，观察到的均为死细胞。

（2）选取分生区细胞。

（3）卡诺氏液用于固定细胞形态，维持染色体结构的完整性。

习题训练1．在某些真核细胞中，微管以中心体为核心组装延伸形成细胞骨架和纺锤体等结构，细胞内许多膜性细胞器和囊泡通过与微管结合从而分布在特定的空间或沿特定方向运动。

微管由微管蛋白构成，秋水仙素可以抑制微管的组装。

下列说法正确的是（）A．中心体由两个中心粒构成，是合成微管蛋白的细胞器B．中心体在洋葱根尖细胞有丝分裂前期参与形成纺锤体C．若用秋水仙素处理洋葱鳞片叶表皮可能会诱导细胞染色体数目加倍D．若用秋水仙素处理动物细胞，细胞的分泌、运动、分化会出现紊乱2．下列实验操作中不需要使用酒精的是（）A．提取叶绿体中的色素B．用花生子叶切片进行脂肪鉴定时，洗去浮色C．低温诱导植物染色体数目的变化实验中，冲洗卡诺氏液D．观察根尖分生区细胞有丝分裂的实验中，洗去解离液3．下列关于酒精的作用的描述，错误的是（）A．低温诱导植物细胞染色体数目变化实验中，用95%的酒精洗去卡诺氏液B．观察植物细胞有丝分裂需用体积分数为95%的酒精和质量分数为15%盐酸混合液进行解离C．用体积分数为95%的酒精和无水碳酸钠提取叶绿体中光合色素D．酵母菌无氧呼吸产生的酒精可用溴麝香草酚蓝溶液进行检测4．下图表示以某种作物中的℃和℃两个品种分别培育出℃℃℃三个新品种的过程，相关叙述正确的是（）A．用℃和℃培育成℃的过程中所采用的方法I和℃分别称为杂交和测交B．用℃培育出℃常用的方法℃是花药离体培养C．℃培育出℃常用的是化学或物理的方法进行诱变处理D．图中培育出℃所依据的原理是基因突变和基因重组5．紫色洋葱鳞片叶富含还原糖，鳞片叶外表皮呈紫色，内表皮无色透明，而管状叶呈绿色。

实验背景单倍体诱导技术在植物育种中具有重要作用，能够加速基因分离、提高育种效率。

本实验旨在探究化学诱导法在植物单倍体诱导中的应用，观察并分析单倍体植物的生长发育情况。

实验材料1. 植物材料：小麦种子、拟南芥种子、番茄种子等。

2. 试剂：秋水仙素、蒸馏水、甲醇、盐酸等。

3. 仪器：恒温培养箱、显微镜、解剖镜、天平等。

实验方法1. 种子处理：将小麦、拟南芥、番茄种子分别用70%乙醇消毒5分钟，再用无菌水冲洗干净。

2. 诱导处理：将消毒后的种子浸泡在0.01%秋水仙素溶液中，处理时间为24小时。

3. 播种：将处理后的种子播种于含有适量营养基质的培养皿中，置于恒温培养箱中培养。

4. 观察与记录：定期观察植株的生长发育情况，包括株高、叶片颜色、叶片形状等。

同时，利用显微镜观察植株的染色体数目，以鉴定单倍体植物。

实验结果1. 小麦单倍体诱导：在诱导处理24小时后，小麦植株的株高明显降低，叶片颜色变浅，叶片形状呈细长状。

显微镜观察结果显示，部分植株的染色体数目为奇数，说明诱导成功。

2. 拟南芥单倍体诱导：在诱导处理24小时后，拟南芥植株的株高和叶片颜色无明显变化，但叶片形状呈细长状。

显微镜观察结果显示，部分植株的染色体数目为奇数，说明诱导成功。

3. 番茄单倍体诱导：在诱导处理24小时后，番茄植株的株高和叶片颜色无明显变化，但叶片形状呈细长状。

显微镜观察结果显示，部分植株的染色体数目为奇数，说明诱导成功。

1. 秋水仙素诱导效果：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，从而诱导染色体加倍。

本实验结果表明，秋水仙素在小麦、拟南芥、番茄种子中均具有较好的诱导效果。

2. 诱导时间：本实验中，诱导时间为24小时。

根据不同植物种类的特点，诱导时间可适当调整。

例如，小麦的诱导时间可适当延长至48小时。

3. 单倍体鉴定：显微镜观察是鉴定单倍体的有效方法。

通过观察染色体数目，可以判断植物是否为单倍体。

结论本实验成功利用秋水仙素诱导小麦、拟南芥、番茄种子形成单倍体植物。

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。

洋葱数学高一诱导公式常用的诱导公式有以下几组：公式一：设α为任意角，终边相同的角的同一三角函数的值相等：sin（2kπ＋α）＝sinα（k∈Z）cos（2kπ＋α）＝cosα（k∈Z）tan（2kπ＋α）＝tanα（k∈Z）cot（2kπ＋α）＝cotα（k∈Z）公式二：设α为任意角，π+α的三角函数值与α的三角函数值之间的关系：sin（π＋α）＝－sinαcos（π＋α）＝－cosαtan（π＋α）＝tanαcot（π＋α）＝cotα公式三：任意角α与-α的三角函数值之间的关系：sin（－α）＝－sinαcos（－α）＝cosαtan（－α）＝－tanαcot（－α）＝－cotα公式四：利用公式二和公式三可以得到π-α与α的三角函数值之间的关系：sin（π－α）＝sinαcos（π－α）＝－cosαtan（π－α）＝－tanαcot（π－α）＝－cotα公式五：利用公式一和公式三可以得到2π-α与α的三角函数值之间的关系：sin（2π－α）＝－sinαcos（2π－α）＝cosαtan（2π－α）＝－tanαcot（2π－α）＝－cotα公式六：π/2±α及3π/2±α与α的三角函数值之间的关系：sin（π/2＋α）＝cosαcos（π/2＋α）＝－sinαtan（π/2＋α）＝－cotαcot（π/2＋α）＝－tanαsin（π/2－α）＝cosαcos（π/2－α）＝sinαtan（π/2－α）＝cotαcot（π/2－α）＝tanαsin（3π/2＋α）＝－cosαcos（3π/2＋α）＝sinαtan（3π/2＋α）＝－cotαcot（3π/2＋α）＝－tanαsin（3π/2－α）＝－cosαcos（3π/2－α）＝－sinαtan（3π/2－α）＝cotαcot（3π/2－α）＝tanα(以上k∈Z)注意：在做题时，将a看成锐角来做会比较好做。

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植物多倍体的一般方法。

3. 了解多倍体在植物育种上的意义。

4. 学习利用细胞学方法观察鉴定多倍体的特点。

5. 利用染色体分析的方法对多倍体的细胞做出准确判断。

二、实验原理多倍体是指由受精卵发育而来并且体细胞中含有三个或三个以上染色体组的生物体。

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。

秋水仙素是一种常用的化学诱导剂，可以抑制纺锤体的形成，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。

三、实验材料与仪器实验材料：1. 大蒜根尖分生组织区2. 秋水仙素溶液3. 氯化钠溶液4. 碘液5. 显微镜实验仪器：1. 烧杯2. 移液器3. 显微镜4. 显微摄影仪1. 预处理：将大蒜根尖分生组织区用蒸馏水清洗，并浸泡在氯化钠溶液中，以促进根尖生长。

2. 诱导处理：将处理过的大蒜根尖分生组织区浸泡在秋水仙素溶液中，处理时间为48小时。

3. 漂洗：将处理过的大蒜根尖分生组织区用蒸馏水清洗，去除多余的秋水仙素。

4. 固定：将漂洗过的大蒜根尖分生组织区用95%乙醇固定，时间为24小时。

5. 染色：将固定过的大蒜根尖分生组织区用碘液染色，时间为15分钟。

6. 制片：将染色过的大蒜根尖分生组织区用蒸馏水漂洗，并制成临时装片。

7. 观察：利用显微镜观察制片，观察大蒜根尖分生组织区的染色体数目变化。

五、实验结果与分析1. 正常细胞：在显微镜下观察，正常细胞的染色体数目为2n，即每个细胞含有两个染色体组。

2. 多倍体细胞：在显微镜下观察，部分细胞的染色体数目为4n，即每个细胞含有四个染色体组，表明秋水仙素成功地诱导了植物多倍体的形成。

六、实验结论通过本实验，我们成功掌握了化学诱导植物多倍体的原理和方法，并利用秋水仙素成功地诱导了植物多倍体的形成。

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。