实验03 低温诱导植物细胞染色体数目的变化-【同步实验课】2023-2024学年高一生物教材实验大盘点（人教版2019必修2）

实验03 低温诱导植物细胞染色体数目的变化 目的要求 通过观察低温诱导植物染色体数目的变化，了解自然界出现多倍体的原因 实验原理 用低温处理植物分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，以致影响染色体被拉向两极，使细胞也不能正常分裂。结果，植物细胞染色体数目发生变化。 材料用具 洋葱或大葱、蒜均为二倍体，卡诺氏液，改良苯酚品红染液，盐酸溶液，体积分数为95%的酒精溶液载玻片、盖玻片培养皿、滤纸、纱布、烧杯、镊子、剪刀 实验步骤 1） 培养根尖：将洋葱放在装满清水的广口瓶，让洋葱的根尖接触水面。 （2） 低温诱导：待洋葱长出1cm左右的不定根时，将整个装置放入冰箱的低温室（4℃），诱导培养36小时。 （3）固定细胞形态：剪去诱导处理的根尖约0.5-1cm，放入卡诺氏液中浸泡0.5-1小时，以固定细胞形态，然后用体积分数约95％的酒精冲洗2次。 （4）制作装片：取固定好的根尖，进行解离、漂洗、染色和制片4个步骤，具体操作方法与“观察根尖有丝分裂 ”实验相同。 （5）观察装片：先用低倍镜寻找染色体形态较好的分裂相。视野中既有正常的二倍体细胞，也有染色体数目发生改变的细胞，发生染色体数目变化的细胞中染色体数目可能为正常细胞的二倍。确认某个细胞发生染色体数目变化后、再用高倍镜观察。 (1)低温和秋水仙素诱导染色体数目加倍的原理：有丝分裂前期，低温和秋水仙素都能抑制纺锤体的形成；后期，着丝粒分裂后染色体数目加倍；末期，由于没有纺锤体，染色体不能被牵拉到细胞两极，细胞无法实现一分为二，从而使得细胞内的染色体数目加倍。当温度恢复正常或秋水仙素被细胞代谢消耗完全之后，染色体数目加倍的细胞又通过正常的有丝分裂产生更多的染色体数目加倍的子代细胞。 (2)两次漂洗的对比：①时间不同：第一次漂洗在固定之后解离之前，第二次漂洗在解离之后染色之前；②试剂不同：第一次用95%酒精漂洗，第二次用清水漂洗；③目的不同：第一次是为了洗去多余的卡诺氏液，第二次是为了洗去多余的解离液。 1．低温诱导植物染色体数目变化的实验中的试剂及其作用 试剂 使用方法 作用 卡诺氏液 将根尖放入卡诺氏液中浸泡0.5～1 h 固定细胞形态 体积分数为95%的酒精 冲洗用卡诺氏液处理的根尖 洗去卡诺氏液 质量分数为15%的盐酸 与体积分数为95%的酒精等体积混合，作为解离液 解离根尖细胞 蒸馏水 浸泡解离后的根尖约10 min 洗去药液，防止解离过度 改良苯酚品红染液 把漂洗干净的根尖放进盛有改良苯酚品红染液的玻璃皿中染色3～5 min 使染色体着色 2.低温诱导染色体加倍实验与观察细胞有丝分裂实验的操作步骤基本相同，但也有不同。 项目 低温诱导植物染色体数目的变化 观察根尖分生组织细胞的有丝分裂 培养 待洋葱长出1 cm左右不定根时4 ℃低温培养 适宜温度下培养 固定 解离前用卡诺氏液进行固定，然后用体积分数为95%的酒精冲洗2次 不用固定 1．（2015·山东·高考真题）下列有关生物学实验的叙述，正确的是（ ） A．叶绿体色素滤液细线浸入层析液，可导致滤纸条上色素带重叠 B．低温诱导大蒜根尖时间过短，可能导致难以观察到染色体加倍的细胞 C．用显微镜观察洋葱根尖装片时，需保持细胞活性以便观察有丝分裂过程 D．将洋葱表皮放入0．3g/mL蔗糖溶液中，水分交换平衡后制成装片观察质壁分离过程 2．（2008·广东·高考真题）对于低温诱导洋葱染色体数目变化的实验，正确的描述是 A．处于分裂间期的细胞最多 B．在显微镜视野内可以观察到二倍体细胞和四倍体细胞 C．在高倍显微镜下可以观察到细胞从二倍体变为四倍体的过程 D．在诱导染色体数目变化方面，低温与秋水仙素诱导的原理相似 3．（2011·江苏·高考真题）洋葱(2n=16)为二倍体植物。为比较不同处理方法对洋葱根尖细胞分裂指数（即视野内分裂期细胞数占细胞总数的百分比）的影响，某研究性学习小组进行了相关实验，实验步骤如下： ①将洋葱的老根去除，经水培生根后取出。 ②将洋葱分组同时转入质量分数为0. 01%、0. 1%秋水仙素溶液中，分别培养24 h、36 h、 48 h；秋水仙素处理停止后再转入清水中分别培养0 h、12 h、24 h、36 h。 ③剪取根尖，用Carnoy固定液（用3份无水乙醇、1份冰乙酸混匀）固定8h，然后将根尖浸泡在1 mol/L盐酸溶液中5~8 min。 ④将根尖取出，放入盛有清水的培养皿中漂洗。 ⑤用石炭酸一品红试剂染色。 ⑥制片、镜检；计数、拍照。 实验结果：不同方法处理后的细胞分裂指数(%)如下表。 秋水仙素溶液处理 清水培养时间(h) 质量分数(%) 时间(h) 0 12 24 36 0. 0l[ 24 10. 71 13. 68