Question

11．研究表明：温度骤变等理化因素会使植物细胞染色体数目加倍．某同学为验证低温能诱导蚕豆（2n=12）根尖细胞染色体数目加倍，开展了相关研究．
（1）实验原理：低温处理根尖细胞，能够抑制根尖细胞有丝分裂有丝分裂前期纺锤体的形成，以致染色体不能被拉向两极，细胞也不分裂
（2）材料用具：蚕豆，冰箱，显微镜、盖玻片、载玻片等显微操作器材，另外还需的化学试剂有解离液和碱性染料等等．
方法步骤：培养根尖，待根长至1cm左右时，将其中的一半置于冰箱4℃下诱导培养36h→制作装片→显微观察并绘图．
（3）结果分析：常温下的装片中，分裂期细胞占细胞总数的10%，细胞周期总时间为20h，则分裂间期的时间为18h；该实验中处于分裂中期的细胞含有12或24条染色体．
农药等污染物有致畸、致癌和致突变效应，潜在危害大．致畸主要表现之一是细胞分裂间期的微核现象（如图），微核与主核有相同染色效果，但体积较小．可通过观测统计微核率的大小，认识和评估污染物对生物的影响．请就农药污染程度对植物细胞微核产生的效应开展研究．
材料用具：培养皿，5%、10%、15%、20%的磷胺（农药）溶液，蚕豆种子、蒸馏水，显微操作器材及必要的化学试剂．
（4）假设：农药污染程度与植物细胞的微核率呈正相关．
（5）主要方法步骤：
①对蚕豆种子浸种，在适宜条件下萌发生根；
②将萌发生根的蚕豆种子随机分成五等组、编号，每组40粒，分别浸泡在等体积的0、5%、10%、15%、20%的磷胺溶液中相同时间，取出后用蒸馏水冲洗，并移至蒸馏水中培养一定时间（约2个细胞周期）．
③按固定→解离→漂洗→染色→压片过程，制作根尖有丝分裂装片；
④镜检并记录、统计微核．

Answer 1

分析 低温诱导染色体数目加倍实验：
1、低温诱导染色体数目加倍实验的原理：低温能抑制纺锤体的形成，使子染色体不能移向细胞两极，从而引起细胞内染色体数目加倍．
2、该实验的步骤为选材→固定→解离→漂洗→染色→制片．
3、该实验采用的试剂有卡诺氏液（固定）、改良苯酚品红染液（染色），体积分数为15%的盐酸溶液和体积分数为95%的酒精溶液（解离）．

解答 解：（1）题干信息“温度骤变以及秋水仙素等理化因素会使植物细胞染色体数目加倍”，说明低温处理根尖细胞，能够抑制根尖细胞有丝分裂有丝分裂前期纺锤体的形成，以致染色体不能被拉向两极，细胞也不分裂．
（2）材料用具：蚕豆，冰箱，显微镜、盖玻片、载玻片等显微操作器材，另外还需的化学试剂有解离液和碱性染料等．
（3）细胞分裂各时期所用的时间和观察时该时期细胞数目是成正比的．分期期细胞占细胞总数10%，则分裂间期占90%，时间应该是20×90%=18小时．正常体细胞染色体数目为12条，用秋水仙素处理后，染色体数目加倍，则处于中期细胞含有12或24条染色体．
（4）根据题干信息“致畸主要表现之一是细胞分裂间期的微核现象”和“5%、10%、15%、20%的磷胺（农药）溶液”，可以假设农药污染程度与植物细胞的微核率呈正相关．
（5）主要方法步骤：①对蚕豆种子浸种，在适宜条件下萌发生根．②将萌发生根的蚕豆种子随机分成五等组、编号，每组10粒，分别浸泡在等体积的0、5%、10%、15%、20%的磷胺溶液中相同时间，取出后用蒸馏水冲洗，并移至蒸馏水中培养一定时间（约2个细胞周期）③一段时间后，取出已生根的种子后用蒸馏水冲洗，并移至蒸馏水中再培养一定时间，按“固定（卡诺固定液，冰醋酸：乙醇=1：3）→解离（20%盐酸）→漂洗（清水）→染色（醋酸洋红或2%龙胆紫）→压片”制作根尖有丝分裂装片．④镜检并记录、统计微核．由于农药等污染物有致畸、致癌和致突变效应，最可能的结果是微核率和微核细胞率随磷胺浓度增加而增大．
故答案为：
（1）低温处理根尖细胞，能够抑制根尖细胞有丝分裂有丝分裂前期纺锤体的形成，以致染色体不能被拉向两极，细胞也不分裂
（2）解离液和碱性染料等
（3）18           12或24
（4）农药污染程度与植物细胞的微核率呈正相关
（5）②将萌发生根的蚕豆种子随机分成五等组、编号，每组40粒，分别浸泡在等体积的0、5%、10%、15%、20%的磷胺溶液中相同时间，取出后用蒸馏水冲洗，并移至蒸馏水中培养一定时间（约2个细胞周期）

点评 本题考查低温诱导染色体数目加倍实验，对于此类试题，需要考生注意的细节较多，如实验的原理、实验采用的试剂及试剂的作用、实验现象等，需要考生在平时的学习过程中注意积累．