植物細胞有絲分裂 壹、實驗目的 （1）學習並掌握植物根尖細胞壓片技術。(2）觀察植物細胞有絲分裂過程中染色體的形態特征和動態變化。二、實驗原理 有絲分裂是植物細胞增殖的主要方式，在有絲分裂過程中，細胞核內的染色體能準確復制，並能有規律地均勻分布到兩個子細胞中，使子細胞的遺傳組成與母細胞的遺傳組成完全相同。由此可以推斷，生物性狀的遺傳與染色體的準確復制和平均分配有關，而支配生物性狀的遺傳物質主要存在於細胞核中的染色體上。在高等植物中，有絲分裂主要發生在根尖、莖生長點和幼葉等分生組織中。根尖取材容易，便於操作和鑒定。通過對根尖的固定、染色和按壓，可在顯微鏡下觀察到大量處於有絲分裂各個時期的細胞和染色體，並可看到染色體的變化特征和染色體的形態特征，從而進行染色體計數。為了獲得更多中期染色體的圖像，可采用藥物處理或冷凍處理的方法，阻止紡錘體的形成，使細胞分裂停止在中期，同時也使染色體縮短，易於分散，便於觀察和研究。此外，通過酸水解或酸處理細胞組織，除去細胞間的果膠層，使細胞軟化，細胞之間易於分離，有利於壓片和染色。三、實驗材料 小麥（Triticum Spp ．）、玉米（Zea mays）、大蒜（Aillumsativum）、洋蔥（Aillum cepa）、蠶豆（Vicia faba）等。四、實驗儀器和藥品 1．儀器 冰箱、恒溫器、顯微鏡、水浴鍋、分析天平、扭力天平、電爐、溫度計、剪刀、鑷子、刀片、量筒、量杯、三角燒瓶、燒杯、漏鬥、培養皿、酒精燈、滴瓶、載玻片、蓋玻片、濾紙、標簽、膠水等。2 藥品：無水乙醇、95%酒精、70%酒精、45%酒精、0.5%醋酸洋紅、0.5%蘇木精、4%鐵礬、苯酚、亞硫酸、二甲苯、秋水仙堿、對二氯苯、8-羥基喹啉、α-溴萘、lmol/L 鹽酸、25%纖維素酶和 2.5%果膠酶混合物、加拿大膠。五、實驗步驟 1.培養 （1）大蒜和洋蔥根尖的培養：將大蒜或洋蔥放在盛有水的小燒杯口上，使根莖與水接觸，然後移至25-28℃條件下培養。當根尖長到約 2cm 時，於上午 9-10 時剪去約 lcm 的根尖。 2）玉米或小麥、蠶豆根尖：用溫水將蠶豆種子浸泡 2 天，玉米和小麥種子浸泡 1 天，服後吸水膨脹轉入有幾層吸水紙的培養皿或塘盤，蓋上雙層濕紗布並加少許水，置於 25-28 ℃條件下培養。當根尖長到 2 厘米左右時。在上午 9:00 或下午 3:00 或 5:00 將根尖取出備用。2.預處理 為了便於有絲分裂中染色體的觀察和計數，切下的根尖在固定前要進行預處理，預處理可以改變細胞質的粘度，抑制和破壞紡錘絲的形成。這可以改變細胞質的粘度，抑制和破壞紡錘絲的形成。預處理方法包括低溫預處理和藥物預處理。(1）低溫預處理：將切下的根尖浸入盛有蒸餾水的燒杯中，置於 4 ℃冰箱中進行 24 小時的低溫處理。這種方法非常有效。它對染色體沒有破壞作用，而且染色體被均勻縮短。簡單易行，多種作物均適用。(2）藥物預處理：常用藥物有秋水仙堿溶液、對二氯苯溶液、8-羥基喹啉等。3.固定 借助物理方法或化學藥物的作用，迅速滲入組織細胞內將其殺死，使其形態、結構和內含物盡可能保持完整和真實的生命狀態。固定時，將預先處理過的根尖用蒸餾水沖洗兩次（約 5 分鐘）。然後將根尖轉移到卡諾固定液中，在 4-15 ℃ 下固定 20-24 小時，再用 70% 的酒精沖洗兩次，然後轉移到 70% 的酒精中。在 4 ℃冰箱中保存，保存期最好不超過兩個月。材料保存時間較長後，觀察前可更換固定劑，再處理壹次效果更好。或將預處理後的根尖放入 0.075mol/L KCI 低滲溶液中浸泡 20 分鐘。然後用蒸餾水沖洗根尖 2-3 次（約 10 分鐘），待用。4.分生組織細胞間的果膠分解。細胞壁軟化或部分解體。細胞和染色體很容易分散並變平。解離方法有兩種：（1）酸解：將根尖從固定液中取出，用蒸餾水沖洗。然後將根尖放入已在 60 ℃ 水浴中預熱的 1 mol/L HCI 中，在 60 ℃ 恒溫下解離 10-15 分鐘。待根尖呈米黃色透明狀時，取出用蒸餾水沖洗 2-3 次。(2) 酶解法：將根尖從固定液中取出，用 0.1 mol/L 醋酸鈉中沖洗，用刀片去除根冠和伸展區（根尖較粗的豆類，可將分生組織切成 2-3 片），將根尖的分生組織放入用醋酸鈉配制的纖維素酶和果膠酶的等量混合液中，在 25 - 28 ℃ 溫在 25 - 28 ℃ 下處理 4 - 5 個小時。此時組織已被酶溶液浸透並呈淺褐色，質地柔軟，仍可用鑷子夾起，用滴管將酶溶液吸掉。然後滴入 0.1 mol/L 的醋酸鈉，使組織中的酶液逐漸滲出，再滴入 45% 的醋酸中。5.熱解後 將解離後的根尖用蒸餾水沖洗 2-3 次（約 10 分鐘）。酶解離的根尖應在蒸餾水中浸泡 10-15 分鐘，然後沖洗 2-3 次。壹定要沖洗幹凈，否則會影響染色效果。低滲根尖用 70% 的酒精配制。6.染色和壓片 (1) 醋酸洋紅染色：取處理好的根尖放在載玻片中間，用吸水紙吸去多余的保存液，用刀片將根尖分生組織切成 1 ：。切成薄片，滴入壹小滴醋酸洋紅染色液。蓋上玻片約 5 分鐘。在蓋玻片上放壹張吸墨紙，左手握住玻片，右手拇指壓住吸墨紙上的根尖。或者用鉛筆的橡皮頭輕敲蓋玻片，使材料均勻分散，使細胞分離平整。壓力應適當，並註意不要移動蓋玻片。為增強染色效果，可在酒精燈上稍微加熱玻片，但不要煮沸。這是為了避免染料沈澱。加熱的作用不僅會軟化材料，使其易於著色。而且可以破壞部分細胞質，使細胞核和染色體的背景更加清爽。如果整個細胞染色較淺，可沿蓋玻片的壹側，滴加壹小滴染色液，使其慢慢滲入． 靜置片刻後再加熱，如此反復進行染色。醋酸洋紅常用於染色體的臨時制作，其著色性不強，分色效果不是很好，所以不適於制作永久性膠片 7．境界檢查 首先在低倍鏡下觀察壓片，可觀察到有絲分裂過程中不同分裂時期的染色體。選擇不同分裂時期的典型細胞，改用高倍鏡觀察，註意細胞核和染色體、紡錘體等的動態變化。