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化生学院生物科学教研室一、实验目的1、了解多倍体植物及其在植物遗传与进化中的重要作用。2、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应用。3、应用植物染色体制片技术，鉴别诱导后染色体数目的变化。二、实验原理自然界各种生物的染色体数目一般是相当稳定的，这是物种的重要遗传学特征。n：配子中的染色体数目，也指一个配子带有的全部基因，所以在不同的场合也称作基因组。x：单倍体染色体数目，即染色体基数。（单倍体：细胞核内含有一套完整染色体组）同源多倍体生物体内染色体异源多倍体数目变化的途径对于二倍体生物来说，x＝n，对于多倍体生物来说，x≠n。染色体组(X)整倍的增减染色体组内个别染色体的增减—非整倍体多倍化是形成物种的一种重要方式，二倍体在自然界中较普遍，几乎全部的动物和过半数的高等植物均是二倍体，多倍体在植物中广泛存在，在动物中较少见。多倍体植物在形态上比二倍体植物个体大，叶片上的气孔也很大，容易辨认。多倍体的研究在育种中非常重要，可以改良作物的某些经济性状，还可利用多倍体克服远缘杂交过程中的障碍。利用一些诱发因素可以人工诱导植物产生多倍体，包括物理因素，如温度的剧变，射线处理，嫁接和切断等，还有化学因素，如植物碱，植物生长激素，秋水仙素、茶嵌戊烷、异生长素、富民农等等。秋水仙素的作用是抑制纺锤丝的形成，使细胞有丝分裂中期纺锤丝断裂或纺锤体的形成受到抑制，在有丝分裂后期染色体不能移向两极，细胞加大而不分裂，着丝粒分裂后的染色体仍在一个细胞中，故细胞中的染色体数目加倍。如果用秋水仙素处理根尖，则在根尖分生区内可以检测到大量染色体加倍的细胞，如处理植物幼苗的芽，则可以得到染色体加倍的植株。三、实验材料洋葱（2n=2x=16）、大蒜（2n=2x=16）四、实验仪器设备显微镜、恒温培养箱、恒温水浴锅、镊子、载玻片和盖玻片五、实验步骤1、大蒜幼根的培养：提前3~5天进行培养，将大蒜瓣剥去外边膜质枯皮，下端可见许多微微凸起的根原体，将蒜瓣架在烧杯（大小与蒜瓣适宜）口上，杯中盛满清水，使蒜瓣的下部浸入水中，置温暖处，注意每天换水，经3~5天后，即可长出嫩根。2、秋水仙素处理：根长2-3cm时，剪下根尖约1cm，用水洗净。吸干水，浸入0.02％的秋水仙素中，25℃处理24h。3、根尖的观察及固定：取膨大如鼓棰的根尖，用甲醛：冰醋酸（3：1）固定液固定6h后弃去固定液；4、根尖处理：弃去固定液，用清水漂洗2-3次，加入60℃预热的1M盐酸，于60℃水浴锅中解离10min，弃去盐酸，漂洗根尖2-3次，彻底洗净盐酸。5、压片：置载玻片上用解剖针压散根尖组织，用石炭酸品红染色5分钟后盖上盖玻片，用橡皮擦在盖玻片上轻轻压一下，使细胞均匀散开成一单细胞薄层，用吸水纸吸去溢出的染液，即可放在显微镜下观察。二倍体（2n＝2x＝16）多倍体（2n＝4x＝32）六、知识点补充固定是借助于物理方法或化学药物的作用，迅速渗入组织和细胞将之杀死，使其形态结构和内含物尽可能保持生活时的完整和真实状态。①秋水仙素为剧毒，使用时要特别小心，切勿使药液进入眼内或口中。②该药品价格昂贵，要节约使用，可将用过的秋水仙素溶液收集在棕色的瓶中密封，低温保存，以备再用。③由于秋水仙素是剧毒，使用时，秋水仙素溶液浓度不能过大，否则会杀死细胞，0.2%左右的浓度诱导效果最好。秋水仙素作用下，细胞中的染色体数目加倍，可以是增加一倍(2n＝4x＝32)，也可以是增加三倍(2n＝8x＝64)。视野中大量细胞为有丝分裂间期细胞，其特点为核膜核仁明显，核质呈均匀状态。移动载玻片，先低倍后高倍可观察到有丝分裂各个时期的细胞，尤其是中期和后期的细胞，染色体的形态和数目清晰可见。七、作业1．观察制片的多倍体细胞特点，绘制相应的示意图。2.分析自己制片操作过程中出现的问题及可能原因。