石门中学人教版新教材中高中生物实验创新性使用研究课题组
一、实验目的：1．学习低温诱导植物染体数目变化的方法
二、实验原理：
思考题1、进行正常有丝分裂的植物分生组织细胞，在有丝分裂后期，染体的着丝点分裂，子染体在 的作用下分别移向两极，最终被 到两个子细胞中去。
思考题2、用低温处理植物组织细胞，使 受到抑制，以致影响染体被拉向两极，细胞也不能分裂成两个子细胞，于是，植物细胞染体数目发生变化。
思考题3、除低温外，你还知什么因子会引起染体数量变化？
三、方法步骤：
1、低温诱导：培养洋葱根。待洋葱根长出1cm左右时，将整个装置放入冰箱的低温室内（40C）。诱导培养36h。
2、固定形态：
思考题4、剪取诱导处理的根尖约0.5-1cm，放入 中浸泡0.5-1h，以固定细胞的形态，然后用体积分数为95%的酒精冲冼2次
3、制作装片：
思考题5、制作装片需要哪些环节？
思考题6、体积分数为15%的盐酸溶液，改良苯酚品红染液在这个实验中分别起什么作用？
低温诱导染体加倍
二、实验流程 | 三、注意事项 |
4、冲洗根尖（用体积分数为______，再用______保存于低温下） 1、培养根尖(常用材料_________\_________\__________) 2、低温诱导（温度______，时间_______） 3、固定根尖（取根尖______cm，放入________内浸泡0.5－1h） 5、制作装片（操作同实验_____________________________， 包括________、_________、__________、__________） 6、观察（先低倍镜后高倍镜，视野中会有 细胞,也有__ ___的细胞） | 根的培养应保持在 ℃左右，以促使生根。 也可多设置几种 。 |
| |
上述填空题参考答案：
实验流程：洋葱 大葱 大蒜 4℃ 36h 0.5-1 卡诺氏固定液 95%的酒精 75%酒精 观察植物细胞有丝分裂 解离 漂洗 染 制片 正常二倍体 染体数目发生改变
注意事项：25 温度
思考题7、体积分数为95%的酒精溶液在这个实验中起什么作用？
4、观察：用显微镜观察，并寻发生了染体数目变化的细胞。
思考题8、先用低倍镜观察的目的是什么？
思考题9、有人认为通过上述实验可以得出“低温能诱导植物细胞染体数目发生变化”这一结论，你同意吗？为什么？
思考题10、秋水仙素与低温都能诱导染体数目加倍，这两种方法在原理上有什么相似之处？
四、课堂练习：
1．下列有关“低温诱导植物染体数目的变化”实验的叙述，正确的是
A．低温诱导能抑制分裂时纺锤体的形成 B．改良苯酚品红液的作用是固定和染
C．固定和解离后的漂洗液都是95%酒精 D．该实验的目的是了解纺锤体的结构
2．用浓度为2％的秋水仙素，处理植物分生组织5～6小时，能够诱导细胞内染体加倍。那么，用一定时间的低温(如4 ℃)处理水培的洋葱根尖时，是否也能诱导细胞内染体加倍呢?请对这个问题进行实验探究。
(1)针对以上问题，你作出的假设是： 。
你提出此假设的依据是 。
(2)低温处理植物材料时，通常需要较长时间才能产生低温效应，根据这个提示将你设计的实验组合以表格形式列出来。
(3)按照你的设计思路，以 作为鉴别低温是否诱导细胞内染体加倍的依据。为此，你要进行的具体操作是：
第一步：剪取根尖2～3mm。
抗震床 第二步：按照 → → →
步骤制作 。
3．现有甲乙两种可能有一定毒性的化学物质，实验室研究人员欲通过动物细胞培养的方法来鉴定它们是否有毒性并比较二者毒性的强弱。请你以一个研究人员的身份参与此项研究，完成下列实验报告并回答有关问题。
Ⅰ．实验原理： 。根据这种变异细胞占全部培养细胞的百分数（以下称Q值），可判断该化学物质的毒性。
Ⅱ．实验材料：活的小白鼠胚胎。
Ⅲ．药品用具：胰蛋白酶液、动物细胞培养液、动物细胞固定液、适宜浓度的龙胆紫溶液、滴管、培养皿、剪刀、锥形瓶、培养瓶、恒温箱、载玻片、盖玻片、显微镜、小白鼠正常体细胞有丝分裂各时期高倍显微照片。
Ⅳ．实验步骤：
（1）制备细胞悬浮液：把活的小白鼠胚胎放在培养皿中剪碎，转入锥形瓶中，加入胰蛋白酶液处理，使胚胎组织离散成单个细胞，再加入动物细胞培养液，制成细胞悬浮液。
（2）进行细胞培养：
①取A、B、C三个洁净的培养瓶， 。
②向A培养瓶中加入化学物质甲，向B培养瓶中加入等量的化学物质乙，并将培养瓶摇匀。
③ 。
（3）制作临时装片：
①当细胞增殖到大约第8代左右时，同时从恒温箱中取出三个培养瓶，用胰蛋白酶液处理，使培养的细胞从瓶壁上脱落，再加入动物细胞固定液以迅速杀死细胞并固定细胞分裂相。
②静置一段时间后，分别从各培养瓶底部吸取适量的细胞悬浮液，滴在与培养瓶有相同编号的载玻片的中央， ，3~5 min后，盖上盖玻片。
（4）镜检和统计：
把临时装片放在显微镜下，先用低倍镜后用高倍镜，寻处于 期的细胞，并与 对比以确认发生变异的细胞，同时统计该期变异的细胞占该期细胞总数的百分数（Q值）。
Ⅴ．结果与结论：
经研究人员实验得知，A、B、C三个培养瓶的Q值依次为：QA=1．3%粽子机、QB=12．5%、QC=0．1%，由此可知该实验的结论是
Ⅵ．回答问题：
在实验中，C培养瓶起什么作用与小白鼠正常体细胞有丝分裂各时期高倍显微照片有何不同？ 。
低温诱导染体加倍参考答案
思考题：
思考题1：纺缍丝、平均分配 思考题2：纺缍体的形成
思考题3：秋水仙素 思考题4：卡诺氏液（注：它由无水乙醇3份，冰醋酸1份或无水乙醇6份，氯仿3份，冰醋酸1份配制而成）
思考题5：解离→漂洗→染→制片 思考题6：解离；染；
思考题7：冲洗卡诺氏液；与盐酸溶液一起参与解离。
思考题8：寻染体形态较好的分裂相，确认某个细胞发生染体数量变化。
思考题9：不同意；应还要设置对照组（正常气温处理），否则不严密。
思考题10：两者都是通过抑制分裂细胞内纺锤体的形成，使染体不能移向细胞两极，而引起细胞内染体数目加倍。
课堂练习： 1、A；
2、(1)用一定时间的低温处理水培的洋葱根尖能够诱导细胞内染体加倍。依据是低温能够影响酶的活性(或纺锤丝的形成、着丝点的分裂)，使细胞不能正常进行有丝分裂。(学生也以提出其它假设，只要能够运用所学的生物知识进行合理的解释，也可得分。)
(2)只要学生设计的表格达到以下两个要求，均给分：A．至少作两个温度的对照(常温和时间)；B．间隔相等的培养时间进行取样。以下表格仅作参考。
培养时间 培养温度 | 5 hrs | 10 hrs | 15 hrs |
常温 | | | |
4℃ | | | |
0钢架连栋大棚℃ | | | |
| | | | 电量控制
在显微镜下观察和比较经过不同处理后根尖细胞内染体数目(或染体计数) 解离 漂洗 染 制片 细胞有丝分裂装片。
3、Ⅰ．有毒物质加入细胞培养液后，培养的动物细胞会发生染体结构和数目的变异（答“染体变异”亦可）
Ⅳ．
（2）①分别加入等量的细胞悬浮液（无“等量”扣分）
③把三个培养瓶放在37 ℃（或适宜温度）的恒温箱中培养（无“37 ℃”又无“适宜温度”扣分）
（3）②加1—2滴适宜浓度的龙胆紫溶液染（无“染”不扣分）
（4）有丝分裂中（无“中”无分）；小白鼠正常体细胞有丝分裂各时期高倍显微照片
Ⅴ．甲乙两种化学物质均有毒性，且乙的毒性比甲的毒性大
Ⅵ．C瓶作为药物枕头A、B两瓶的对照组，起对照作用
对人教版低温诱导植物染体数目变化实验的改进
延庆一中 王利艳
内容摘要：在人教版必修二《遗传与进化》模块中，变异来源染体畸变后安排了一个实验《低温诱导植物染体数目变化》的实验，教材中写到将洋葱4℃低温处理36h即可观察到染体数目发生改变的细胞，但经过实践按照教材所示的方法很难观察到染体加倍的现象。在理论上用低温处理分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，以致影响染体被拉向两极，细胞也不能分裂成两个字细胞，于是植物细胞染体数目发生变化。在中国的帕米尔高原已发现有大量的天然多倍体植物存在,端子板外部接线但在实验室低温诱导方面还是少有报道,因为条件不太好摸，也不稳定,重复性不好,出现率也不高。因此设计了一组不同低温和处理时间的实验，对低温诱导能否使植物形成多倍体进行探究，旨在为人教版低温诱导植物染体数目变化实验提供改进措施。
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