植物染色体标本的制备和观察

植物染色体标本的制备和观察
摘要：目的1、掌握常规压片法制备植物染色体标本的基本原理和方法；2、学会观察和统计植物细胞的染色体数目；3、了解和学习去壁低渗法进行植物染色体制片的基本原理和方法。

方法大蒜的根尖是分裂比较旺盛的，我们可以利用秋水仙素处理根尖使得大蒜根尖的细胞分裂处于分裂中期，然后经固定染色等处理将染色体染色固定，以便观察。

结果大蒜的染色体有16条，都被染色成红色的条状或细丝状物质。

结论大蒜染色体有16条。

关键词：植物染色体；大蒜；秋水仙素
前言
染色体是遗传物质的载体，本实验便是观察染色体的形态和数目。

植物染色体标本的制备，常用分生组织，如根尖、茎尖和嫩叶做材料。

常规压片法仍是当今观察植物染色体常用的方法。

其程序包括取材、预处理、固定、解离、染色和压片等步骤，即可观察到较多的、处于有丝分裂中期的细胞和染色体。

由于现在洋葱发根较难，我们采用的是大蒜根尖进行相关实验。

材料与方法
1.实验材料
大蒜根尖、白姜花的根尖、野百合的根尖等。

2.实验试剂：
0.02%秋水仙素；改良苯酚品红染液；卡诺氏固定液，1N盐酸，浓盐酸：95%乙醇（1:1）解离液。

3. 实验用具
显微镜、剪刀、镊子、刀片、培养皿、吸水纸、滴管、载玻片、盖玻片。

4.实验植物和试剂
大蒜根尖、 0.02%秋水仙素；改良苯酚品红染液；卡诺氏固定液，1N盐酸；70%酒精；95％乙醇；85％乙醇；蒸馏水
5.实验方法和步骤
5.1 取材先将大蒜浸泡若干小时，然后转入一个垫有湿润滤纸的培养皿中，置25℃恒温培养箱中萌发，待幼根长至1~2cm时，于上午9~11时剪下根尖。

5.2 预处理将剪下的根尖放进装有0.02%秋水仙素溶液的烧杯中，浸泡处理3～4小时。

5.3 固定将经过预处理或没有预处理的材料，放到卡诺氏固定液中固定（固定液的量约为材料的10倍，要求一个容器中所装的材料不能太多，温度不能太高）。

固定2～24h后分别在95％和85％乙醇中各30min ，再转入70%酒精中，于4℃冰箱内保存，保存时间最好不超过二个月。

5.4 去壁解离取固定好的各种植物根尖，倒去固定液，用蒸馏水漂洗2～3次，放入1N HCl 溶液中60℃水解8～12min，再用蒸馏水洗净。

适度的水解分离使材料呈白色微透明，状似豆腐，以解剖针能轻轻压碎为好。

5.5 后低渗用吸管小心吸去解离液，用蒸馏水慢慢冲洗3～5次，最后停留在蒸馏水中浸泡20~30min左右。

5.6 染色将根尖放在载玻片中央，用刀片将根冠和伸长区切除，只留乳白色的分生区，用镊子或解剖针将材料轻轻捣碎。

滴上一滴改良苯酚品红染液，染色8～15min后，盖上盖玻片。

5.7 压片在盖玻片上面铺上吸水纸，固定好盖玻片，用拇指垂直压片，然后用铅笔的橡皮头轻轻均匀地同一个方向敲打盖片，至肉眼见材料呈雾状即可。

敲打时，铅笔应垂直于玻片，勿使盖片移动。

5.8 镜检观察先在低倍镜下观察染色和细胞分散的情况，后用油镜（滴加香柏油）找到染色体轮廓清晰、染色适中、分散而不重叠的分裂中期。

仔细观察染色形态和计数，对典型分裂相细胞进行显微摄影。

对照组：不经过秋水仙素进行预处理这一步，其他的步骤相同。

观察大蒜根尖细胞的染色体。

结果
经过秋水仙素处理的大蒜染色体比较的粗，而且分散的比较开，大概能数清有16条左右（如图1所示）；没有经过秋水仙素预处理的细胞，大都比较的细长，且染色体都比较的集中，数起来比较的困难（如图2所示）。

1.分析
因为着丝点在分裂后期会自动分裂，两个染色单体分为两个染色体。

纺锤丝的作用是将分裂的染色体拉向细胞两极，然后细胞中间自动形成细胞板，最后变成两个细胞。

使用秋水仙素后，纺锤丝的合成被抑制，在后期染色单体分裂后，没有纺锤丝，不能被拉向细胞两极，使有丝分裂细胞停留于中期，最终导致染色体加倍或染色体非整倍体变异。

在这个实验中，秋水仙素作为染色体预处理剂，主要是为了积累较多的中期细胞，并使染色体高度浓缩变短以利分散。

所以，我们可以看到用秋水仙素预处理的组别的染色体都是比较粗的，并且那些细胞都是处于中期或中期以前。

而没有用秋水仙素进行预处理的组别，染色体都比较细长。

同时，染色体缩短变粗有利于观察和数数。

2.讨论
2.1预处理的目的是：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。

2.2固定的目的是：
2.2.1迅速防止细胞死亡后的变化，如自溶、腐败等，尽量保持生长状态结构。

2.2.2使细胞中的蛋白质、脂肪等成分转变为不溶性物质，以保持生前的形态；
2.2.3使组织内各种物质成分产生不同的折光率，便于观察和鉴定；
2.2.4使不同组织成分对燃料有不同的亲和力。

便于染色；
2.2.5防止细胞过度收缩或膨胀，失去原有的形态结构。

2.3解离的目的是：由于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。

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。

2.4后低渗的作用是使细胞吸收水分而膨胀，达到细胞壁破裂的目的，进而使细胞中已分散的染色体更加分散，便于数染色体，这是一个关键步骤。

但是，如果后低渗时间过长，会使细胞吸水过多而导致细胞胀破，使多个细胞的染色体混合在一起，影响我们对染色体的计数。

2.5制备植物细胞的染色体标本，在取材上必须选择细胞分裂比较旺盛，而且取材较为方便的组织作为实验材料，其原因主要是：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），其中根尖是常用材料，因为根尖取材容易，操作和鉴定也比其它器官与组织方便，同时可以根据植物生长情况，选取合适的植物进行发根，因而可以获得大量实验素材，有利于实验。

参考文献：
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[3]张羽，王勇，陈雪燕，等.植物染色体制片中疑难问题的解析[J].安徽农业科学，2010，38（35）：19001—19903
附图
图1
图2
图3
图4
图5
图6。