高考生物必考教材实验(十)——低温诱导植物染色体数目的变化

实验03 低温诱导植物细胞染色体数目的变化目的要求通过观察低温诱导植物染色体数目的变化，了解自然界出现多倍体的原因实验原理用低温处理植物分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，以致影响染色体被拉向两极，使细胞也不能正常分裂。

结果，植物细胞染色体数目发生变化。

材料用具洋葱或大葱、蒜均为二倍体，卡诺氏液，改良苯酚品红染液，盐酸溶液，体积分数为95%的酒精溶液载玻片、盖玻片培养皿、滤纸、纱布、烧杯、镊子、剪刀实验步骤1）培养根尖：将洋葱放在装满清水的广口瓶，让洋葱的根尖接触水面。

（2）低温诱导：待洋葱长出1cm左右的不定根时，将整个装置放入冰箱的低温室（4℃），诱导培养36小时。

（3）固定细胞形态：剪去诱导处理的根尖约0.51cm，放入卡诺氏液中浸泡0.51小时，以固定细胞形态，然后用体积分数约95％的酒精冲洗2次。

（4）制作装片：取固定好的根尖，进行解离、漂洗、染色和制片4个步骤，具体操作方法与“观察根尖有丝分裂”实验相同。

（5）观察装片：先用低倍镜寻找染色体形态较好的分裂相。

视野中既有正常的二倍体细胞，也有染色体数目发生改变的细胞，发生染色体数目变化的细胞中染色体数目可能为正常细胞的二倍。

确认某个细胞发生染色体数目变化后、再用高倍镜观察。

(1)低温和秋水仙素诱导染色体数目加倍的原理：有丝分裂前期，低温和秋水仙素都能抑制纺锤体的形成；后期，着丝粒分裂后染色体数目加倍；末期，由于没有纺锤体，染色体不能被牵拉到细胞两极，细胞无法实现一分为二，从而使得细胞内的染色体数目加倍。

当温度恢复正常或秋水仙素被细胞代谢消耗完全之后，染色体数目加倍的细胞又通过正常的有丝分裂产生更多的染色体数目加倍的子代细胞。

(2)两次漂洗的对比：①时间不同：第一次漂洗在固定之后解离之前，第二次漂洗在解离之后染色之前；②试剂不同：第一次用95%酒精漂洗，第二次用清水漂洗；③目的不同：第一次是为了洗去多余的卡诺氏液，第二次是为了洗去多余的解离液。

【高中生物】高中生物知识点：实验：低温诱导植物染色体数目的变化实验低温诱导植物染色体数目的变化:一、实验目的：（1）学习低温诱导植物染色体数目变化的方法（2）了解低温诱导植物细胞染色体数目变化的机制二、实验原理：（1）在正常有丝分裂的植物分生组织细胞中，在有丝分裂后期，染色体着丝粒分裂，子染色体在绢丝的作用下分别向两极移动，最后均匀分布在两个子细胞上。

（2）用低温处理植物组织细胞，使纺缍体的形成受到抑制，以致影响染色体被拉向两极，细胞也不能分裂成两个子细胞，于是，植物细胞染色体数目发生变化。

三、方法步骤：知识拓展：除了低温诱导外，秋水仙碱在生产中还常用于处理发芽的种子或幼苗，使染色体数量加倍。

其原理是，当秋水仙碱作用于分裂的细胞时，它可以抑制纺锤体的形成，导致染色体无法移动到两极，导致细胞中染色体数量加倍。

染色体数目加倍的细胞继续进行有丝分裂，将来可能发育成多倍体植物。

相关高中生物知识点：实验：体验制备细胞膜的方法细胞膜的制备方法1．实验原理：细胞中的物质有一定的浓度。

当将细胞放入蒸馏水中时，细胞会吸水并破裂，细胞内的物质会流出，从而获得细胞膜。

2．实验中选用哺乳动物成熟的红细胞作为实验材料的原因：（l）成熟的哺乳动物红细胞没有细胞壁。

(2)哺乳动物成熟的红细胞无各种细胞器（膜）和细胞核（核膜），可提取到较为纯净的细胞膜。

（3）红细胞是单独存在的，这便于制造悬浮液。

3．红细胞稀释液的制备：将少量新鲜血液注入生理盐水中，摇匀。

4.操作流程易错点拨：1.红细胞应用生理盐水稀释：① 使红细胞分散，不易凝集；② 使红细胞暂时保持其原始形状。

2、滴蒸馏水用吸水纸吸引时应该缓慢进行，防止把细胞吸跑。

科学家经常使用成熟的哺乳动物红细胞作为材料来研究细胞膜的组成，因为（）a．哺乳动物红细胞容易得到b、哺乳动物的红细胞在水中很容易破裂c．哺乳动物成熟的红细胞内没有细胞核和众多的细胞器d、哺乳动物红细胞的细胞膜在光学显微镜下很容易观察到答案c高中生物相关知识点：实验：用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体2.材料的选择(1)常用藓类叶片（或是菠菜叶稍带些叶肉的下表皮）。

实验十四低温诱导植物细胞染色体数目的变化知识总结材料用具蒜或洋葱（均为二倍体，体细胞中的染色体数目为16），培养皿，滤纸，纱布，烧杯，镊子，剪刀，显微镜，载玻片，盖玻片，冰箱，卡诺氏液，质量浓度为0.01g/mL的甲紫（旧称龙胆紫）溶液，质量分数为15%的盐酸，体积分数为95%的酒精。

方法步骤（1）将蒜（或洋葱）在冰箱冷藏室内（4℃）放置一周。

取出后，将蒜放在装满清水的容器上方，让蒜的底部接触水面，于室温（约25℃）进行培养。

待蒜长出约1cm长的不定根时，将整个装置放入冰箱冷藏室内，诱导培养48～72h。

（2）剪取诱导处理的根尖0.5～1cm，放入卡诺氏液中浸泡0.5～1h，以固定细胞的形态，然后用体积分数为95%的酒精冲洗2次。

（3）制作装片，包括解离、漂洗、染色和制片4个步骤，具体操作方法与观察植物细胞有丝分裂的实验相同。

（4）先用低倍镜寻找染色体形态较好的分裂图象。

视野中既有正常的二倍体细胞，也有染色体数目发生改变的细胞。

确认某个细胞发生染色体数目变化后，再用高倍镜观察。

注意事项（1）细胞已经被盐酸杀死，观察到的均为死细胞。

（2）选取分生区细胞。

（3）卡诺氏液用于固定细胞形态，维持染色体结构的完整性。

习题训练1．在某些真核细胞中，微管以中心体为核心组装延伸形成细胞骨架和纺锤体等结构，细胞内许多膜性细胞器和囊泡通过与微管结合从而分布在特定的空间或沿特定方向运动。

微管由微管蛋白构成，秋水仙素可以抑制微管的组装。

下列说法正确的是（）A．中心体由两个中心粒构成，是合成微管蛋白的细胞器B．中心体在洋葱根尖细胞有丝分裂前期参与形成纺锤体C．若用秋水仙素处理洋葱鳞片叶表皮可能会诱导细胞染色体数目加倍D．若用秋水仙素处理动物细胞，细胞的分泌、运动、分化会出现紊乱2．下列实验操作中不需要使用酒精的是（）A．提取叶绿体中的色素B．用花生子叶切片进行脂肪鉴定时，洗去浮色C．低温诱导植物染色体数目的变化实验中，冲洗卡诺氏液D．观察根尖分生区细胞有丝分裂的实验中，洗去解离液3．下列关于酒精的作用的描述，错误的是（）A．低温诱导植物细胞染色体数目变化实验中，用95%的酒精洗去卡诺氏液B．观察植物细胞有丝分裂需用体积分数为95%的酒精和质量分数为15%盐酸混合液进行解离C．用体积分数为95%的酒精和无水碳酸钠提取叶绿体中光合色素D．酵母菌无氧呼吸产生的酒精可用溴麝香草酚蓝溶液进行检测4．下图表示以某种作物中的℃和℃两个品种分别培育出℃℃℃三个新品种的过程，相关叙述正确的是（）A．用℃和℃培育成℃的过程中所采用的方法I和℃分别称为杂交和测交B．用℃培育出℃常用的方法℃是花药离体培养C．℃培育出℃常用的是化学或物理的方法进行诱变处理D．图中培育出℃所依据的原理是基因突变和基因重组5．紫色洋葱鳞片叶富含还原糖，鳞片叶外表皮呈紫色，内表皮无色透明，而管状叶呈绿色。

2020届高考生物实验突破专题09 低温诱导植物染色体数目的变化1．实验原理用低温处理植物分生组织细胞，能够抑制细胞分裂时纺锤体的形成，使染色体不能被拉向两极，以致细胞不能分裂成两个子细胞，染色体的数目发生变化。

提示着丝点分裂与纺锤体无关，没有纺锤体的牵引，着丝点也能正常分裂。

2．实验步骤与现象（1）(2)现象：视野中既有正常的二倍体细胞，也有染色体数目发生改变的细胞。

3．注意事项(1)在显微镜下观察到的细胞已经死亡，不能持续观察到细胞中染色体的数目变化。

(2)选材只能是分生区细胞，不能进行细胞分裂的细胞不会出现染色体数目的变化。

4．低温诱导植物染色体数目变化的实验中的试剂及其作用5．低温诱导染色体数目变化的实验与观察细胞有丝分裂实验的比较考点一：实验的基本原理和操作步骤例1．用质量分数为2%的秋水仙素处理植物分生组织5～6 h，能够诱导细胞内染色体加倍。

某生物小组为了探究用一定时间的低温(如 4 ℃)处理水培的洋葱根尖是否也能诱导细胞内染色体加倍进行了相关实验设计。

下列关于该实验的叙述中，错误的是()A．本实验的假设是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色体加倍B．本实验可以在显微镜下观察和比较经过不同处理后根尖细胞内的染色体数目C．本实验需要制作根尖细胞的临时装片，制作步骤是解离→漂洗→染色→制片D．本实验可以看到一个细胞完整的染色体数目加倍的过程【答案】D【解析】由于在装片制作过程中已经将细胞杀死，所以用显微镜观察时看不到一个细胞完整的染色体数目加倍的过程，故D项错误。

例2．将洋葱(2n＝16)放在装满清水的广口瓶上，让洋葱底部接触水面。

待洋葱长出约1 cm 左右的不定根时，再将整个装置放入4 ℃环境下继续培养36 h，然后取根尖制作成临时装片在显微镜下观察。

下列与此相关的叙述中，正确的是()A．卡诺氏液的作用是使洋葱根尖的组织细胞相互分离开来B．显微镜视野中可以观察到16、32或64条染色体的细胞C．显微镜视野中可以观察到四分体和同源染色体分离现象D．4 ℃的低温通过抑制着丝点的分裂而使细胞染色体数目加倍【答案】B【解析】卡诺氏液的作用是固定细胞形态，解离液的作用是使组织细胞相互分离开来，A 错误；由于低温诱导，有的细胞中染色体数目加倍，有的仍为正常二倍体，加倍后染色体数目为32条，或没有加倍的细胞中染色体数目在有丝分裂后期为32条，加倍后的染色体在有丝分裂后期为64条，而正常细胞染色体数目为16条，B正确；同源染色体联会形成四分体及分离是减数第一次分裂的特征，有丝分裂没有此现象，C错误；低温抑制细胞分裂过程中纺锤体的形成，而不是抑制着丝点的分裂，无纺锤体的牵引，染色体无法向两极移动而保留在一个细胞中，从而使染色体数目加倍，D错误。

低温诱导植物染色体数目的变化一、实验目的：1．学习低温诱导植物染色体数目变化的方法2．理解低温诱导植物细胞染色体数目变化的作用机制二、实验原理：进行正常有丝分裂的植物分生组织细胞，在有丝分裂后期,染色体的着丝点分裂,子染色体在纺锤丝的作用下，分别移向两极，最终被平均分配到两个子细胞中去。

用低温处理植物分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，以致影响染色体被拉向两极，使细胞也不能分裂成两个子细胞.结果，植物细胞染色体数目发生变化。

三、材料用具:洋葱或大葱、蒜均为二倍体，体细胞中染色体数为16,培养皿、滤纸、纱布、烧杯、镊子、剪刀、显微镜，载玻片、盖玻片、冰箱，卡诺氏液，改良苯酚品红染液，体积分数为15％的盐酸溶液，体积分数为95％的酒精溶液四、实验步骤:试剂及用途：（1）卡诺氏液:固定细胞形态.（2）95％酒精：冲洗附着在根尖表面的卡诺氏液。

（3)解离液:(质量分数为15%HCI和体积分数为95%酒精1:1混合）使组织中的细胞分离开（4）清水：洗去解离液，防止解离过度，便于染色。

（5）改良苯酚品红染液：使染色体着色。

五、注意事项:造成看不到染色体数加倍且无仿锤体的细胞原因较多，常见原因有：1）没有培养出分生区或没有剪取到分生区2)低温诱导时间不足3)解离不充分或漂洗不干净造成染色不足4)染色时间控制不当,看不清染色体5）没有低倍镜寻找过程六、实验结论：_________________________________________________________________________如没有观察到染色体加倍，分析可能原因。

七、秋水仙素与低温都能诱导染色体数目加倍，两者在原理上有什么相似之处？八、课后作业导与练课后作业，P116,9九、作业拓展—-—--—实验能力考查例题考试说明要求的实验与探究能力(1）能独立完成“生物知识内容表”所列实验。

包括实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握有关的操作技能，并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合的运用。

第52天低温诱导植物染色体数目的变化高考频度：★★★☆☆难易程度：★★★☆☆下列有关“低温诱导植物染色体数目的变化”实验的叙述，错误的是A．低温处理植物分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成B．制作装片，包括解离、漂洗和制片3个步骤C．在低倍镜视野中既有正常的二倍体细胞，也有染色体数目发生改变的细胞D．把根尖放在卡诺氏液中浸泡，以固定细胞的形态【参考答案】B【试题解析】低温处理植物的分生组织细胞，能够抑制细胞有丝分裂前期纺锤体的形成，A 正确；制作装片的顺序是解离→漂洗→染色→制片，B错误；在低倍镜视野中既有正常的二倍体细胞，也有染色体数目发生改变的细胞，C正确；卡诺氏液适用于一般植物组织和细胞的固定，所以把根尖放在卡诺氏液中浸泡，以固定细胞的形态，D正确。

低温诱导染色体数目变化实验的6个问题（1）选材①选用的实验材料既要容易获得，又要便于观察。

②常用的观察材料有蚕豆（染色体较洋葱少故首选）、洋葱、大蒜等。

（2）试剂及用途①卡诺氏液：固定细胞形态。

②改良苯酚品红染液：使染色体着色。

③解离液【质量分数为15% 的盐酸和体积分数为95%的酒精混合液（1∶1）】：使组织细胞相互分离开。

（3）根尖培养①培养不定根：要使材料湿润以利生根。

②低温诱导：应设常温、低温4℃、0℃三种，以作对照，否则实验设计不严密。

（4）固定：用卡诺氏固定液（无水酒精3份∶冰醋酸1份或无水乙醇6份∶氯仿3份∶冰醋酸1份）是为了杀死固定细胞，使其停留在一定的分裂时期以利于观察。

（5）制作装片：按观察有丝分裂装片制作过程进行。

（6）观察：换用高倍镜观察材料，只能用细准焦螺旋进行调焦，切不可动粗准焦螺旋。

1．下列有关“低温诱导植物染色体数目的变化”实验的叙述中，正确的是A．洋葱的不定根在冰箱的低温室内诱导36 h，可抑制细胞分裂中染色体的着丝点分裂B．改良苯酚品红染液的作用是固定和染色C．体积分数为95%的酒精可用于洗涤细胞固定过程中使用的卡诺氏液和解离细胞D．经过解离、漂洗、染色和制片，在显微镜下观察，发现所有细胞的染色体数目都加倍2．洋葱是二倍体植物，某同学用低温诱导洋葱根尖细胞染色体加倍并获得成功。

低温诱导植物染色体数目的变化【摘要】本文介绍了在植物的染色体的研究中的几个重要的问题：有丝分裂、减数分裂、多倍体诱发和染色体畸变。

具体包括以下四个实验：第一，大蒜根尖细胞有丝分裂的制片与观察；第二，玉米花粉母细胞减数分裂制片与观察；第三，大蒜根尖细胞多倍体诱发；第四，玉簪花染色体结构变异的观察。

细胞增殖是生物体的重要生命特征，细胞以分裂的方式进行增殖。

细胞增殖是生物体生长、发育繁殖的基础。

真核细胞的分裂方式有三种：有丝分裂、无丝分裂和减数分裂。

本实验主要介绍有丝分裂和减数分裂。

在大蒜根尖细胞有丝分裂实验中，通过将生长旺盛的大蒜根尖分生组织进行取材、固定、解离、染色和压片，我们可以清楚地在显微镜下观察到有丝分裂前期、中期、后期和末期；在玉米花粉母细胞减数分裂的实验中，我们可以清楚地看到减数分裂各个时期的不同特点。

多倍体是指细胞核内具有三个或三个以上染色体组，如3n、4n、6n等的植物。

多倍体广泛地存在于自然界中，例如，小麦是异源六倍体，棉花是4倍体等。

我们同样可以利用人工的方法进行多倍体诱发。

通过用秋水仙素处理大蒜的根尖细胞，进行多倍体诱发，我们可以在光学显微镜下清楚地数出大蒜四倍体细胞的染色体数目——4n=32。

染色体畸变也叫染色体变异，指染色体数目的改变和结构的改变。

染色体结构变异是自然界中存在的一种生物进化和新物种形成的重要因素之一。

染色体结构变异主要有缺失、重复、倒位、易位四种。

这些改变一般可在显微镜下看到。

在对紫萼玉簪花的花粉母细胞的减数分裂的观察中，我们能够看到：染色体桥、落后的断片、微核等。

【关键词】有丝分裂减数分裂秋水仙素染色体畸变微核染色体桥生命体的遗传信息是通过细胞的有丝分裂和减数分裂向下一代传递的，有丝分裂和减数分裂是遗传的基础。

有丝分裂是将亲代细胞的染色体经过复制后，精确地平均分配到两个子细胞中去。

由于染色体上有遗传物质，因而在生物的亲代和子代之间保持了遗传物质的稳定性。

细胞的有丝分裂对于生物的遗传有重要的意义。

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低温诱导植物染色体数目的变化1、白话原理细胞进行有丝分裂可以实现将亲代细胞的染色体经过复制以后，精确地平均分配到两个子细胞中去，有丝分裂后期，着丝点分离后，新的染色体在纺锤丝的牵引下移向细胞两极，这就保证了染色体的平均分配，但如果细胞未能形成纺锤体的话，新的染色体就无法分开，这样，细胞也就无法继续分裂，就会导致细胞内的染色体加倍。

低温以及秋水仙素处理均可抑制纺锤体的形成。

2、拨云见日（1）低温处理必须在培养出1cm左右不定根之后。

如若生根前就送进冰箱，低温抑制新陈代谢也就抑制了根尖分生区的形成，不会发生根尖分生区的有丝分裂受低温影响的过程。

（2）剪取根尖时间一般在中午10点左右，此时分裂旺盛，受低温影响较大，实验效果明显。

（3）染色时间要严格控制，如染色不足染色体看不清，染色过度，会导致视野中染色体一团糟，无法分辨。

1. 有关“低温诱导大蒜根尖细胞染色体加倍”的实验，正确的叙述是A. 可能出现三倍体细胞B. 多倍体细胞形成的比例常达100%C. 多倍体细胞形成过程无完整的细胞周期D. 多倍体形成过程增加了非同源染色体重组的机会释疑：形成多倍体细胞的原因是低温阻止了纺锤体的形成，使加倍后的染色体无法进入两个细胞中，导致细胞分裂不能继续进行，因此无法完成完整的细胞周期。

答案：C2. 对于低温诱导洋葱染色体数目变化的实验，正确的描述是A. 处于分裂间期的细胞最多B. 在显微镜视野内可以观察到二倍体细胞和四倍体细胞C. 在高倍显微镜下可以观察到细胞从二倍体变为四倍体的过程D. 在诱导染色体数目变化方面，低温与秋水仙素诱导的原理相似答案：ABD3. 下列实验中，需要使用显微镜的是A. 探究影响酶活性的因素B. 模拟尿糖的检测C. 低温或化学物质诱导染色体加倍实验D. 土壤中大型动物类群丰富度的研究释疑：染色体肉眼不可见，要观察染色体是否加倍需要使用显微镜，探究影响酶活性的因素、模拟尿糖的检测、土壤中大型动物类群丰富度的研究都没有必要使用显微镜。

高考必考教材实验(十)——低温诱导植物染色体数目的变化(国考5年未考)(地方卷：2018天津卷；2014江苏卷)【师说考问】考问1 完善实验原理、步骤和现象考问2 选材的时候必须选用能够进行分裂的分生组织的原因是：不分裂的细胞染色体不复制，不会出现染色体数目加倍的情况。

实验过程中，低温诱导时，应设常温、低温4_℃、0_℃三种，以作对照，否则实验设计不严密。

【题组跟进】高考题组——研考向考向实验原理的考查[经典高考]下列关于低温诱导染色体加倍实验的叙述，正确的是( )A．原理：低温抑制染色体着丝点分裂，使子染色体不能分别移向两极B．解离：盐酸酒精混合液和卡诺氏液都可以使洋葱根尖解离C．染色：改良苯酚品红溶液和醋酸洋红溶液都可以使染色体着色D．观察：显微镜下可以看到大多数细胞的染色体数目发生改变解析：低温诱导染色体加倍的原理：低温抑制纺锤体的形成，使子染色体不能分别移向两极；卡诺氏液用于染色体的固定，解离液为盐酸酒精混合液；低温诱导染色体加倍的时期是前期，显微镜下观察大多数细胞处于间期；改良苯酚品红溶液和醋酸洋红溶液都可以用于染色体的染色。

答案：C易错警示与低温诱导植物染色体数目变化实验有关的3个注意问题(1)显微镜下观察到的细胞是已被盐酸杀死的细胞。

(2)选材应选用能进行分裂的分生组织细胞，否则不会出现染色体数目加倍的情况。

(3)对低温诱导植物染色体数目变化的实验原理的理解关键信息：低温处理分生组织细胞、抑制纺锤体形成、染色体不能被拉向两极、不能形成两个子细胞。

错误理解：将“抑制纺锤体形成”等同于“着丝点不分裂”，将低温处理“分生组织细胞”等同于“任何细胞”。

模拟题组——预趋势预测一实验步骤及结果分析1．[经典模拟]选取生理状况相同的二倍体草莓(2N＝14)幼苗若干，随机分组，每组30株，用不同浓度的秋水仙素溶液处理幼芽，得到实验结果如图所示。

下列有关叙述中错误的是( )A．该实验的自变量有两个B．高倍镜下观察草莓茎尖细胞的临时装片，发现有的细胞分裂后期的染色体数目为56 C．秋水仙素与龙胆紫一样属于碱性染料，能对染色体着色，从而诱导染色体加倍D．实验表明：用质量分数为0.2%的秋水仙素溶液处理草莓幼苗的幼芽1d，诱导成功率最高解析：理解实验过程和染色体加倍机理是解题关键。