人教版高中生物教材有低温诱导染色体加倍的实验,如下所示实验步骤。实验步骤中有一步是低温冷藏室内的放置一周。
新教材的实验建议优先使用大蒜作为材料,参考意见可能来自于《生物学通报》(年第41卷第3期)的文章《用大蒜做有丝分裂实验的材料更好》。我在培养洋葱根生长的时候确实碰到一个难题,很难培养得到较多的根。
人教版教材实验
问题:用大蒜做植物有丝分裂的实验材料好在哪里?将大蒜在冰箱冷藏室内的放置一周的作用是什么?
典型试题解析
试题:下列关于低温诱导染色体加倍的实验叙述正确的是(
)
A.显微镜下可以看到大多数细胞染色体数目加倍
B.使用卡诺氏液固定细胞形态后,要用清水冲洗2次
C.多倍体细胞形成过程中无完整的细胞周期
D.制作装片步骤:解离→染色→漂洗→制片
解析:
显微镜下可以看到少数细胞染色体数目加倍,A错误;使用卡诺氏液固定细胞形态后(固定液的重要特性是能迅速穿透细胞,将其固定并维持染色体结构的完整性,还能够增强染色体的嗜碱性,达到优良染色效果),要用体积分数为95%的酒精冲洗2次,固定后用95%酒精冲洗至不含冰醋酸为止,B错误;由于子染色体不能移向两极,导致细胞不能正常分裂,所以多倍体细胞形成过程无完整的细胞周期,C正确;实验步骤是:固定(卡诺氏液)→解离(盐酸酒精混合液,盐酸起解离作用,酒精有固定作用,可以只用盐酸)→漂洗→染色(改良苯酚品红溶液或醋酸洋红溶液)→制片→观察,D错误。故答案为C。
材料的选择和处理
1.材料的选择问题
实验的成功与否与实验材料的选择密不可分,原教材上是采用洋葱在实验前几天培养生根,用洋葱最好挑选个小、无腐烂且老根少的洋葱,发根前将洋葱放入冰箱中进行低温处理(7d左右),从冰箱中取出后,将老鳞片剥去,用刀子削去根基部的老根,再放入清水中发根。水以稍稍浸没根基部为宜,每天换一次清水(以防缺氧进行无氧呼吸导致烂根),3-4d后,根基部长出了大量的根。
新教材认为大蒜是一种更好的实验材料,因为大蒜具有生长快、生根较多、可取材的时间较多、实验效果较好等优点,而且大蒜根尖分生区细胞比洋葱根尖分生区细胞大,染色体更清晰可见。若用大蒜应选择饱满、粗壮、鳞茎座大的蒜剥去蒜外层干枯的鳞叶(即蒜的膜),使鳞叶间每个肥厚的腋芽(俗称“蒜瓣”)分离。蒜的鳞茎过厚,往往使根难以生长,需用刀片将其割开(从中央往四周削),注意不要削掉四周的根芽。
要使大蒜发根快、齐、多,就得设法打破大蒜的休眠期:将大蒜种放在冰箱内冷藏一天(冷藏温度为4-5℃左右),然后拿出来再进行培养。
参考文献:《低温和赤霉素解除大蒜蒜种休眠的效应》(湖南农业大学学报年6月第34卷第3期)确实有低温处理打破休眠的说法。摘录如下:
大蒜栽植前种蒜低温处理对鳞芽分化和肥大有促进作用。樊治成等研究表明,种蒜的低温处理促进了鳞芽分化,但抑制了生长;高温处理虽使鳞芽分化较晚,但促进了生长。为了打破大蒜休眠,促进大蒜提早出苗,达到提早采收的目的,文中作者肖杰等对早熟品种玉林大蒜采用mg/L赤霉素处理,打破休眠的效果最佳;对迟熟品种成都大蒜用mg/L赤霉素处理,打破休眠的效果最佳。
在上述研究基础上,增设不同处理时间和低温下不同处理温度2个因素,研究了赤霉素处理的最佳浓度及处理时间、低温处理的最佳温度和处理时间对大蒜出苗率及生长发育的影响,以期为大蒜早熟栽培提供科学依据。
蒜种在不同低温处理及时间的出苗率
不同处理温度及时间对蒜种出苗率的影响由上表中可以看出,玉林大蒜以10℃处理效果最好,出苗率最高达45.33%;成都大蒜以15℃处理效果最好出苗率最高达12.67%。玉林大蒜低于或高于10℃处理,成都大蒜低于或高于15℃处理,效果都比较差。随着温度的升高,处理效果也随着变差,但对玉林大蒜的处理效果好于成都大蒜,主要可能是在这样的温度条件下有利于解除休眠,但不利于蒜种的萌动发芽。
在常温下进行沙培的蒜种腐烂特别严重,达95%以上,在25℃的处理中有2%左右的蒜种腐烂,在20℃及以下的温度处理中没有蒜种腐烂。2个品种都是处理30d以上时效果才明显表现出来。
2.取材的时间问题
洋葱根尖细胞有丝分裂的时间是有规律的。通常在每天上午10时至下午2时分裂活跃,尤其以下午2时最活跃,可在这时取材。教师可在实验前将培养好的根尖用卡洛氏固定液固定起来备用。
这样既能迅速杀死细胞,使其保持生活状态的结构,还能为分组实验节约大量时间并及时提供足够实验材料,因为培养一次洋葱根不容易。当然如果用大蒜取材时间会更多些。
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