染色体数目变异

一、实验目的

观察植物染色体数目的各种变异及其在有丝分裂过程中的细胞学特征。

二、实验原理

植物染色体数目一般为二倍体（2n），但是在自然条件下和人工条件下可以诱发染色体数目的变异。染色体数目变异分为整倍性变异和非整倍性变异。整倍性变异有同源多倍体变异和异源多倍体变异。非整倍性变异有单体、缺体、三体、四体等。由于染色体数目的变异可以导致有丝分裂和减数分裂过程出现不正常的细胞学行为以及形态特征的变化。

人工诱导多倍体的方法很多。用秋水仙碱诱发多倍体是常用而且是最有效方法。秋水仙碱是从秋水仙（Colchium autumnale. L.）器官和种子的提炼出来的一种植物碱，其化学分子式为C₂₂H₂₅O₆N，有剧毒。其作用是阻止分裂细胞形成纺锤丝，使复制了的染色体不能分向两极，细胞也不能分裂成二个细胞，仍处于同一个细胞中，于是每个细胞内的染色体数目发生了加倍。成为多倍性细胞，进一步发育成多倍体植物。

多倍体诱变结果鉴定：

1．多倍体植物的个别部分如气孔、花器、种子、果实等明显增大，叶片肥厚，植株比二倍体高大，叶表皮组织气孔明显增大。

2．多倍体植物在减数分裂时，由于同源染色体联会和分离不正常，导致育性降低。

3．经诱变的多倍体植物有丝分裂时，可以染色体数目成倍增加。

三、实验材料：

蚕豆（Vicia faba, 2n＝12）种子

洋葱（Allium cepa, 2n＝16）鳞茎

四、实验仪器及用具：

多媒体系统（带显微演示）、显微镜、培养箱、分析天平、水浴锅、酒精灯、剪刀（或刀片）、镊子、解剖针、载玻片、盖玻片、滤纸、铅笔、标签纸、胶水

五、药品和试剂

秋水仙碱、苏木精、水合三氯乙醛、铁铵矾、无水酒精、冰醋酸、1N盐酸、5％丙酸

六、实验步骤

（一）材料准备

取蚕豆干种子或洋葱鳞茎，经浸种催芽后，待根长1厘米左右时，吸干水分，将根部用0.1~0.2％秋水仙碱药液浸没，根尖朝下，20℃继续催芽生长，一直浸到根尖明显膨大时，（大约36~48小时），冲洗干净取下根尖0.5厘米部位，经卡诺氏固定液固定0.5~1小时，然后70％酒精保存。

（二）解离：

（1）取70％酒精保存的根尖，冲洗后置入1N的盐酸中，室温处理20分钟，将酸冲洗干净备用。

（2）取出经固定的备用根尖，切取具分生组织部分约1~2毫米，（去除根冠和伸长区细胞）置1NHCl中解离10分钟。然后用蒸馏水洗尽材料上盐酸，准备制片和染色

（三）染色制片

取一枚经解离的蚕豆根尖，置载玻片正当中，两片载玻片呈十字形对压，然后揭开，在有材料的部位各滴上一小滴丙酸―铁矾苏木精（见实验一）染色，再用盖玻片压片（见实验一）。

（四）镜检

观察有丝分裂中期和早后期细胞，并进行染色体计数。

七、作业

（1）交染色体数目变异的有丝分裂制片一张，

（2）绘制观察的染色体数目变异的形态并说明。