果蝇唾液腺细胞染色体 果蝇唾液腺

感悟:果蝇唾液腺细胞染色体经常用来作为染色体结构变异的好材料。

试题:果蝇幼虫唾液腺细胞在分裂间期,某一条染色体多次复制后而不分开,形成了一种特殊的巨大染色体(如右图所示)。若用3H标记的尿嘧啶掺入染色体,在胀泡中3H含量较高,而且随着幼虫发育的进行,胀泡在同一染色体不同位点出现或消失。下列相关推测最合理的是(C

A.胀泡的出现是DNA分子复制出现了差错

B.胀泡的出现表明同源染色体正在发生交叉互换

C.胀泡的出现与特定基因的表达有关

D.胀泡的出现是染色体结构变异的结果

分析:由题意知,尿嘧啶是RNA特有的碱基,不参与DNA的复制;同源染色体发生交叉互换是生殖细胞减数分裂过程中发生的,不可能出现在唾液腺细胞中;基因表达中的转录过程,合成mRNA,与尿嘧啶集中在胀泡有关;染色体结构变异与尿嘧啶无关,不可能导致胀泡的出现。

果蝇唾液腺染色体又叫多线染色体或巨染色体。果蝇唾液腺染色体是经过多次分裂纵向联合,彼此紧密盘绕形成的。它比其他细胞的染色体长100200倍,体积大10002000倍。这种染色体不仅在细胞分裂时能看到,在细胞不分裂时也能看到。

一、唾液腺细胞染色体的特征

1962年人们发现,当果蝇的培养温度从25提高到3030min后就可在其唾液腺染色体上看到蓬松现象,提示这些区带基因的转录加强,预示有新蛋白质合成增加。

1.形状为带状,宽达5微米,长达2000微米它相当于普通染色体的100200倍。

2.核不分裂,由于染色体不断复制,形成了多线性染色体,宽度增加,同时长度也增加,成为巨型染色体。

3.带的全长几乎都有明显的嗜碱性的横纹,横纹的宽度有大有小,密度有疏有密,但是它的数目,位置等等对于同源染色体来说却都是同样的。

二、唾液腺细胞染色体成为巨大染色体的原因

果蝇唾液腺染色体是永久性间期染色体,由于间期染色体不螺旋化,而且不断地进行复制,细胞并不进行分裂,这样就使唾液腺染色体变成了巨大的染色体(多线染色体),唾液腺染色体比果蝇的其它体细胞染色体要长100200倍,体积大上千倍。果蝇唾液腺染色体能进行配对(拟联会),配对时所有染色体的着丝点聚集在一起形成染色中心。同源染色体的两条臂紧密结合,自由伸展。因此唾液腺细胞染色体数看不出2n的染色体数,只能观察到从染色中心向空间伸展的染色体臂。

果蝇唾液腺细胞染色体 果蝇唾液腺

唾腺染色体的横纹被认为是染色小粒横向排列而成的。横纹是详细研究染色体的部分缺失、倒位、重复、反复、易位等现象的标记,唾腺染色体的一条或几条横纹常显著膨起,这部分称为Bal- biani环。

附:实验过程

1.材料的准备

1)野生型果蝇的招捕:准备几个干净的罐头瓶,把梨切成46块(腐烂发酵的水果也可以)放进一只瓶内,瓶口用塑料薄膜和橡筋圈扎紧,在薄膜的中央用铅笔穿一个小孔,然后把瓶子放在温暖的背风处(阳台或窗口外)。一两天内即可招捕到果蝇的成虫。当看到瓶内有几只雌雄果蝇活动时,立即用一团棉花,将瓶口薄膜中央的小孔堵住,以防成虫向外飞逃,带回实验室内。

2)肥大三龄幼虫的简易培养:培养肥大三龄幼虫两个要点为:

①培养温度应控制在1618℃为宜。

②饲料中应补加酵母菌。取洁净经消毒的培养瓶一个,将鲜酵母(副食店有出售)一块放在30ml清水中融化成乳状鲜酵母液,把切好的梨块的表面沾匀鲜酵母液,放在培养瓶里,可将此瓶放在2025℃的温暖处,待一两天后酵母菌就会大量繁殖起来,从瓶中散发出发酵的香味。这时将已招捕来的果蝇成虫510对放进瓶里繁殖。从此时起,温度应控制的1618℃为宜。15天后,瓶内陆续出现肥大三龄幼虫(成虫可放飞或移瓶)。为了让果蝇幼虫长得肥大更便于操作,在实验前的一天,将溶解好的酵母液添加在培养基里,添加的数量因培养基的情况而定,一般约0. 51ml

2.剥离果蝇幼虫的唾液腺

取一洁净的载玻片,滴上10.75%生理盐水。在瓶壁上挑选肥大的充分发育的三龄幼虫放在的生理盐水中,唾液腺位于幼虫食道的两侧,长度约占身体总长的13——14左右。解剖时把载玻片放在解剖镜或放大镜下,一手用解剖针压住头部(外型似一个黑色小点),压住的地方越小越好,同时,用镊子夹住幼虫身体12处,轻轻地将幼虫的头部自身体拉开。唾液腺随同内脏一起拉出。如果头部拉断,腺体没有拉出,可以用解剖针从镊子附近的腹部缓缓地向头端挤压,也可压出唾液腺。然后在镜下细心分离,理出双叉形半透明的囊状腺体即为唾液腺,在生理盐水中无论怎样触动它都不会发生形状改变。在显微镜下观察,由单层细胞构成,细胞形状不规则,细胞轮廓清晰,细胞大,细胞核也大,甚至可以看清细胞核是由染色体卷缩在一起形成的。唾液腺拉出后,剔除腺体周围乳白色的脂肪组织和身体的残留部分,只留唾液腺在载玻片上。

3.解离

用滤纸条吸净唾液腺周围的其它物质,然后将唾液腺放入1NHCl,解离23分钟,以松软组织利于细胞破裂,使染色体散开。

4.水洗

解离后的唾液腺用蒸馏水洗34次(或0.4%的生理盐水),水洗时要注意不要把唾液腺弄丢,水洗要彻底,目的是洗去盐酸,以免影响染色效果。另外水洗过程也是细胞低渗过程,使唾液腺细胞膨胀。

5.染色

水洗后,用滤纸条将唾液腺周围清洗

干净,然后在唾液腺上滴一滴石炭酸品红,染色5分钟,如果气温太低,可把载玻片放在酒精灯上来回移动加温(不可煮沸),以加速染色。

6.压片

在染色好的材料上,盖上盖玻片,再用二三层滤纸吸去盖片周围溢出的染液,最后在材料位点上用手掌用力压片,使细胞中染色体散开,压片时注意不能移动盖玻片,必要时再压一次。

7.显微镜观察

先用低倍镜观察,找到分散好的染色体图像后换高倍物镜观察。果蝇的体细胞染色体数为2n=12全部为端部着丝点,其中有5对染色体臂较长,一对染色体臂很小是点状染色体。唾液腺染色体是5条长臂,点状染色体附着在染色中心附近。另外在染色体臂上有明显深浅不同、宽窄不同、粗细也不同的带纹,在染色体臂的不同部位有时会出现疏松区(胀泡),这是转录活性区。

  

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