遗传学实验设计模板

乙醇对大蒜根尖细胞有丝分裂及染色体畸变的影响

一、实验目的

1、探究乙醇对植物根尖细胞的毒理作用。

2、掌握植物根尖细胞有丝分裂及染色体制片方法。

二、实验原理

乙醇分子是由是由C、H、O 三种原子构成（乙基本和羟基两部分组成），可以看成是乙烷分子中的一个氢原子被羟基取代的产物，也可以看成是水分子中的一个氢原子被乙基取代的产物。乙醇分子中的羰键（碳氧键）和羟键（氢氧键）比较容易断裂。

而乙醇在生物体内会被还原为乙醛可引起植物及低等动物染色体畸变。

有丝分裂是细胞均等增殖的过程, 是体细胞分裂的主要方式。植物根尖是有丝分裂最旺盛的部位，但在分裂期如果受破坏因子的干扰，细胞的分裂将会受到影响，染色体的形态也可能会变化。染色体畸变类型有: 染色体桥、染色体断片、落后、染色体粘连及微核。本实验以观察细胞分裂的变化和染色体畸变情况，并做定量处理，用有丝分裂指数和染色体畸变率来说明蓝黑墨水对植物根尖细胞分裂的影响。有丝分裂指数用根尖中分裂期细胞占根尖分生区细胞总数的百分率表示；染色体畸变率以有丝分裂中期和后期产生的畸变细胞百分率表示。

三、材料和试剂

1、材料大蒜根尖

2、器具载玻片、盖玻片、显微镜、镊子、滴管、解剖针、吸水纸、小烧杯、培养箱、水浴锅、纱布

3、试剂改良品红染液、1mol/L盐酸、卡诺固定液、不同浓度的蓝黑墨水

四、方法和步骤

1、试剂的配置用蒸馏水将乙醇其配成0、5%、10%、15%、20%，5个不同的浓度。

2、挑选饱满健康的种子100粒用5% NaClO消毒10min, 去离子水反复冲洗干净, 蒸馏水浸种24h后,均匀播于铺有2层滤纸的培养皿中30℃恒温培养, 每12h换一次水。

3、待胚根长1～2cm 时, 选取根长一致的幼苗分别转移到5不同浓度的乙醇溶液中, 以蒸馏水作对照。处理24h后，从每一处理组随机切取10个根尖, 迅速用卡诺氏固定液(甲醇/冰乙酸= 3 /1,V /V)室温下固定24 h, 蒸馏水浸洗3 次后, 转入70%的乙醇中, 4℃冰箱中保存备用。

4、制片取固定根尖,用蒸馏水浸洗3次,1mol/L盐酸60℃水浴解离8～10min, 改良品红染液染色后切取根尖分生区1mm 左右, 加1滴蒸馏水, 常规压片后镜检。

5、每个处理观察约1000个细胞(范围980～1035) , 统计有丝分裂指数、染色体畸变百分率。

五、结果记录与分析

1、结果统计

酒精浓度（%）

0 5 10 15 20 20以上

染色体畸变类型/个染色体

落后

3

根尖细胞

致死

微核2（伪）

分裂相观察1个浓度的视野，发现只有30几个细胞处于有丝分裂后期和末期，其余均不分裂。

【注】

1、染色体落后：落后染色体是由于分裂的细胞受到损伤（多半是由于纺锤体被破坏），而引起染色体不同步移动或者不移动造成的。多见于分裂中期和后期。这种现象有可能导致染色体数目的丢失。

2、微核：是染色体畸变的一种表现形式，为有丝分裂后期丧失着丝粒的染色体片段，在间期细胞的细胞质中形成的一个或多个圆形或杏仁状结构。

2、分析讨论

本次试验进行了3周时间，共进行3次实验。第一次为预实验，我们设置了20%、40%、60%、80%4个梯度对乙醇的毒理进行初步测试。在染毒24h后按预定步骤制作了临时切片对细胞进行了观察。但是，出乎意料之外的是我们这4个梯度的切片均无法用苯酚-品红进行染色。对显微镜进行调整可观察到此时细胞的情况：细胞中充满了细胞器的碎片，无法观察到细胞核。我们认为此次实验中的高浓度乙醇对蚕豆根尖产生了致死的影响，根尖细胞受到很强的毒性的影响无法生存因此死亡，细胞器被解离。

第二次实验我们将黄豆置于0、5%、10%、15%、20%的条件下培养48h，发现20%条件下黄豆没有霉变，其余条件均由霉变。说明20%以上浓度乙醇对一般生命有很大影响。因此我们决定用0、5%、10%、15%、20%浓度进行最终的实验。

而在最终的实验中，我们发现设计的5个浓度中均有疑似微核的极少量物质产生，但经确认此物质并非微核（此现象仅在3-7个细胞中发生，不符合微核发生的规律）。

综上，我们得出结论，蚕豆根尖在在20%及以上浓度乙醇中处理24h后其中的细胞受很大影响而死亡。而在20%以下浓度乙醇处理下，蚕豆根尖并不会产生微核。虽有乙醛对植物根尖产生影响而产生根尖的报道，但此次试验证明乙醇不会令植物产生微核等影响。

试验中我们发现高浓度处理的乙醇无法用苯酚-品红染色；有报道乙醛可以影响植物产生微核，而乙醇可以在植物体内转化为乙醛，为什么不会影响植物，这些都需要我们去探索和验证的。