“低溫誘導植物染色體數(shù)目變化”實驗的改進

林荔 肖義軍 詹曉梅

“低溫誘導植物染色體數(shù)目的變化”是高中生物課程中重要的實驗之一。其原理是低溫破壞微管的裝配，因此用低溫處理植物分生組織細胞，能夠抑制紡錘體的形成，使染色體分裂加倍后停留在赤道板上而不向兩極移動，也不形成新的隔膜，而結(jié)合在同一個細胞內(nèi)形成染色體加倍的細胞，因此植物染色體數(shù)目發(fā)生變化。但按教材步驟進行實驗操作，實驗效果往往不理想，主要存在兩方面的問題：(1)視野中染色體數(shù)目發(fā)生變化的細胞較少，不易找到；(2)染色體分散不好，很難看清染色體的具體數(shù)目。筆者對實驗進行一些改進，改善了實驗效果?，F(xiàn)將改進的實驗方法報告如下。

1取材及處理

建議實驗材料采用大蒜(2n=16)。大蒜不僅根萌發(fā)量大，根尖細胞分裂旺盛，分裂指數(shù)高，而且大蒜細胞染色體長度相差不大，為中部或亞中部著絲粒染色體，便于計數(shù)。因此選用大蒜作為實驗材料，除便于染色體計數(shù)外，還節(jié)約實驗成本。

大蒜有休眠期，因此在發(fā)根前，可先把其放入4℃冰箱1d以打破休眠期，這樣可增加大蒜的出根數(shù)目而且根生長較為整齊。具體做法是：選取健壯的蒜瓣，剝?nèi)タ萜?，?～4個蒜瓣用牙簽并排穿起，放入盛有清水的燒杯中，以水浸沒大蒜根部為宜，室溫培養(yǎng)，如果室溫較低，可放入恒溫培養(yǎng)箱(溫度25℃左右)，3～4d即可得到合適長度的蒜根。待根生長到2～3cm時，把整個裝置轉(zhuǎn)入4℃的冰箱中，低溫處理36h。移入室溫培養(yǎng)24h左右，再剪取根尖用于實驗。低溫處理后再轉(zhuǎn)入室溫培養(yǎng)一段時間，這一步驟對改善觀察效果非常重要。因為低溫處理破壞紡錘體的形成后，導致大部分分裂期細胞停滯于中期，這時候的染色單體尚未分開，只有極少量在低溫處理前處于后期的細胞這時候才有染色體數(shù)目的變化，能看到染色體數(shù)目變化的細胞是非常少的。由于低溫處理時間較長，滯留在分裂中期的細胞可直接進入間期，這時細胞染色體的數(shù)目加倍。通過再轉(zhuǎn)入室溫培養(yǎng)，這些染色體數(shù)目加倍的細胞從間期進入分裂期，染色體數(shù)目發(fā)生變化的細胞增多，視野中能看到染色體數(shù)目變化的細胞數(shù)大大增加。

2固定

固定的作用是將根尖細胞殺死，使根尖分生組織的細胞固定在有絲分裂的不同時期。但在實驗中發(fā)現(xiàn)，用卡諾氏液(無水酒精：冰醋酸=3：1)固定根尖24h(教材中是固定0.5～1h)，根尖細胞分散程度較好，有利于染色體數(shù)目的觀察。

3制作裝片

3.1解離

解離是實驗成功的關(guān)鍵步驟之一。解離可以除去細胞間的果膠，使細胞壁纖維素軟化，從而使得細胞在壓片時容易分散，適當延長解離時間有助于細胞分開。解離中，關(guān)鍵是時間的把握。教材中提到常溫下在解離液中解離3～5min，時間太短，觀察時細胞重疊在一起，可以適當延長為8～10min，效果較好。為了縮短時間，也可將盛有解離液和根尖的小燒杯放在60℃左右的溫水中3～5min，同樣可以觀察到較好的實驗結(jié)果。

3.2漂洗

漂洗最好用蒸餾水，除了洗去解離液防止解離過度外，也可起到低滲作用，使細胞體積有一定的膨脹，便于以后染色體形態(tài)的觀察。

3.3染色

用改良苯酚品紅溶液進行制片染色，結(jié)果可使其染色體部分染色較深，而細胞質(zhì)部分基本不染色，色差很明顯，利于觀察。為了提高染色效果，可先將根尖用鑷子搗碎后再染色。充分搗爛后，細胞完全分散，細胞核內(nèi)的染色體容易被堿性染液染色，又縮短了染色時間，為8～10min左右。

3.4制片

染色后，蓋上蓋玻片。在蓋玻片上面鋪上吸水紙，用拇指垂直壓片，稍用力。用力不可太輕，否則細胞分散不好。壓片后，拿走吸水紙，用左手把蓋玻片固定住，右手持鑷子，用鈍端輕輕傾斜敲擊蓋玻片(操作時要防止蓋玻片與載玻片間發(fā)生滑動)，促使材料呈霧狀均勻分散。教科書上采用蓋玻片上再加載玻片的方法容易滑動，操作不方便，效果也不好。

4總結(jié)

通過增加低溫處理后恢復常溫短時間培養(yǎng)這一步驟，大大增加了染色體數(shù)目發(fā)生變化的細胞數(shù)量，方便觀察。通過增加解離時間或提高解離溫度，使細胞分散更好。而在漂洗、制片過程中采用蒸餾水處理使得細胞體積膨脹，有利于染色體的分散。通過這三個方面對原實驗的改進，使得染色體數(shù)目變化的細胞數(shù)增多，細胞中染色體形態(tài)更加清晰，分散程度更好，能清楚地計算染色體數(shù)目。