有丝分裂及植物多倍体地诱导

遗传学实验有丝分裂及植物多倍体的诱导实验目的通过洋葱根尖的制片，初步学习植物根尖压片法的技术基础。了解细胞有丝分裂的整个过程以及染色体在各个时期的变化。学习染色体简易永久的制片技术。了解和掌握秋水仙素溶液诱导多倍体的一般方法。了解植物多倍体的一般形态及多倍体的细胞学特点。实验原理有丝分裂是体细胞分裂的主要方式，一般发生在植物根尖或茎尖的分生组织。在有丝分裂时，细胞核与细胞质有很大变化，但一盒内染色体的变化最为明显，而且与规律的进行。各种生物染色体在数目上和形态上是相对恒定的，并随科属种的不同而具有一定的特征。在洋葱细胞中有8对共16条染色体，在有丝分裂过程中，每个染色体都能复制一份，然后分到两个子细胞中，所以两个子细胞与母细胞所含的染色体在数目、形态和性质上都是相同的。从染色体的这种特异性、恒定性、连续性和在分裂过程中的准确复制，表明染色体是遗传物质的载体，是遗传传递规律的细胞基础。在细胞遗传学研究中，常常需要知道生物的染色体数目，而观察有丝分裂的中期，能得到较准确的结果。有丝分裂的过程大致可以分成五个连续的时期。、间期细胞两次连续分裂之间的时期称为间期。根据蛋白质和脱氧核糖核酸的合成，该期又可分为三个时期：合成前期（G1），合成期（S），合成后期（G2），染色体间期也完成了复制，但光学显微镜下还看不出染色体，更看不到一个染色体含有两个染色单体。此时，细胞核经固定染色后是网状结构。、前期染色质由网状的结构逐渐变成线状的染色体。前期染色体由成双存在的两个染色单体构成，由两个着丝粒将它们连在一起，该期染色体逐渐由长变短，由细变粗，核仁逐渐消失，染色体在核腔中的分散程度随之增加，并向核膜内缘移动，接着核膜逐渐消失。、中期核仁核膜全部消失，染色体随机排列在赤道板上。从细胞分裂的极面观察，染色体的数目和形态比较清楚，纺锤体已形成纺锤丝一端连接在染色体的着丝粒上，另一端集中在细胞的“极端”。染色体上的着丝粒准确地排列在赤道板上，其余部分可留在赤道板的外面。、后期由于纺锤丝的收缩牵拉作用，每个染色体的着丝粒分开。两个染色单体分别向两极移动，每个染色单体都有自己的着丝粒，染色单体已经成为子染色体。由于着丝粒在染色体上的位置不同，染色体就出现不同的形状，有“V”形，“L”形，杆形等。、末期细胞膜内陷，胞质分离，染色体被均等的分到两个子细胞中去。 用秋水仙素溶液处理植物的种子或幼苗，是人们常用的人工诱导多倍体的有效方法。秋水仙素是从百合科植物秋种番红花秋水仙的器官和种子中提取出来的。秋水仙素的作用在于防止有丝分裂细胞的纺锤丝的形成，而对染色体的结构和复制无显著影响。若浓度适合，药剂在细胞中扩散后，不至于发生严重的毒害，这样纵裂为二的染色体不能向两极分开，因而便产生了染色体数目加倍的重组核。当药剂的作用消除后，由于多倍体细胞继续分裂，便得到多倍体组织。如果这种变化继续到产生配子的阶段，经过多倍性的配子进行受精以后，使产生新的多倍体植株。植物多倍体由于染色体加倍，遗传性也发生相应的变化。在栽培植株中，多倍体往往具有某些优良的特性可能被利用。因此，用人为的方法诱导多倍体，已成为植物育种中的有效方法之一。 鉴定多倍体可以直接鉴定和间接鉴定，直接鉴定是将经过秋水仙素溶液处理的根尖、茎尖进行染色体计数，多倍体植株的染色体数目是加倍的。间接鉴定是根据多倍体植株外部形态变化的主要特征是巨大性这一点来进行的。花粉粒和气孔的增大常作为染色体数目加倍的辅助性指标。 秋水仙素有剧毒，使用时，不可让它与皮肤、眼、口鼻等接触，以免造成危险。实验材料洋葱小烧杯，小刀片，剪刀，镊子，显微镜，载玻片，盖玻片，小试管，试管夹，水浴锅，吸水纸，固定液，1NHCl试剂，醋酸洋红染液，0.02%的秋水仙素，0.2%的秋水仙素，带盖的塑料小管实验步骤5月17日上午10点至12点到达实验室，找一个洋葱，稍稍去除洋葱外面干枯的鳞片，再用刀片稍微的削去干枯的须根，使其根部露出黄色的部分。将洋葱根部朝下架在盛有水的小烧杯上，使其下不接触水面。将洋葱带回寝室水培一周。使其萌发。5月24日上午10点至12点，将水培了一个星期的洋葱带回实验室。拿两个带盖的塑料小管，一个管倒入0.02%的秋水仙素，另一个倒入固定液。在12点时，将长出的洋葱根尖的一半的前端的1-2厘米剪下，放入0.02%的秋水仙素中，另一半不剪，直接连整个洋葱一起放入0.2%的秋水仙素中培养，洋葱根尖必须浸泡在0.2%的秋水仙素当中。将小烧杯贴上标签，写上自己名字，放在实验室的窗台上培养。将装了洋葱根尖的0.02%的秋水仙素与固定液带回寝室。4个小时以后，将洋葱根尖从秋水仙素中取出，用水清洗后，放入固定液当中。5月31日上午10点至12点，将浸泡在固定液当中的洋葱根尖带回实验室。从窗台上将贴有自己名字的烧杯拿回来，用剪刀剪下膨大的洋葱根尖的前端，与固定液中的分别清洗好放入两个小试管中。分别向两个小试管中倒入足够浸没根尖的1NHCl的溶液。再用试管夹将小试管夹好，放入60度的水浴锅中水解8分钟。8分钟后，从小试管中取出根尖，放在载玻片上，用刀片切除根尖上半透明的部分只留下发白的分生组织。滴入1滴醋酸洋红染色10分钟。染好色以后，将盖玻片以45°轻轻地盖在根尖上方，用一张吸水纸垫好后，用大拇指垂直摁压根尖，使细胞分开。再在显微镜下分别观察二倍体和多倍体的分裂过程。绘图，拍照。结束实验，整理实验台，将各种仪器放回原处。实验结果多倍体图片：二倍体图片：实验结论洋葱根尖分生区细胞在有丝分裂时染色体数目与形态有规律的变化。多倍体细胞中可观察到染色体的数目是二倍体的两倍。实验中的问题 1、0.02%的秋水仙素培养4小时的作用？答：使细胞质的粘度下降，并使微管蛋白解聚，抑制细胞分裂中纺锤体的形成，使细胞停留在分裂中期。增加中期分裂相的比例，并促使染色体缩短，使染色体轮廓更清晰。 2、