秋水仙素作用后染色体数目加倍的机理和细胞的同步化

高三生物基因突变及其他变异试题答案及解析1.生物的某些变异可通过细胞分裂某一时期染色体的行为来识别。

甲、乙两模式图分别表示细胞减数分裂过程中出现的“环形圈”、“十字形结构”现象，图中字母表示染色体上的基因。

下列有关叙述正确的是()A．甲、乙两种变异类型分别属于染色体结构变异和基因重组B．甲图是由于个别碱基对的增添或缺失，导致染色体上基因数目改变的结果C．乙图是由于四分体时期同源染色体非姐妹染色单体之间发生交叉互换的结果D．甲、乙两图常出现在减数第一次分裂的前期，染色体与DNA数之比为1∶2【答案】D【解析】甲图是由于染色体片段的增添或缺失，导致染色体结构改变，乙图是由于四分体时期非同源染色体的非姐妹染色单体之间发生易位的结果；联会出现在减数第一次分裂的前期，染色体数与DNA数之比为1：2，选D。

【考点】本题考查减数分裂异常的知识。

意在考查能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系，能用文字、图表以及数学方式等多种表达形式准确地描述生物学方面的内容的能力。

2.下图表示番茄植株（HhRr）作为实验材料培育新品种的途径，请据图分析回答。

（1）途径1、4依据的遗传学原理分别、。

（2）通过途径2、3获得幼苗的过程都应用了植物组织培养技术，该技术依据的生物学原理是。

（3）通过途径2获得新品种的方法是，其中能稳定遗传的个体占。

（4）品种A与途径3中幼苗基因型相同的概率为，品种C的基因型是，该过程中秋水仙素的作用机理是。

【答案】（1）基因重组基因突变（2）植物细胞的全能性（3）单倍体育种 100%（4）1／4 HHhhRRrr 抑制细胞分裂时纺锤体的形成，使染色体数目加倍【解析】（1）由图可知途径1是杂交育种原理是基因重组，途径4是诱变育种原理是基因突变。

（2）植物组织培养的原理是植物细胞的全能性。

（3）途径2中先通过花药离体培养后获得单倍体植株，然后对其进行染色体数目加倍处理是单倍体育种，因染色体加倍后都是纯合子，故后代全部都能稳定遗传。

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。

染色体数目加倍的方法
嘿，朋友们！今天咱就来聊聊染色体数目加倍的那些事儿！
你知道吗，就像搭积木一样，染色体也有办法让它们的数目变多呢！一种常见的方法就是利用秋水仙素。

这秋水仙素就像是个神奇的魔法药水，当它作用在细胞上时，就可能让染色体数目翻倍啦！比如说，在植物培养中，我们就可以用它来搞点小惊喜呀！
还有低温处理呢！就好像冬天来了，给细胞来了个“大冷冻”，这一冻，染色体也可能出些奇妙的变化，数目也许就增加啦！想象一下，把细胞放在冷库里，是不是很有意思？
另外呢，细胞融合技术也能做到哦！这就好像两个不同的队伍合并在一起，染色体的队伍也壮大啦！比如在一些实验里，通过细胞融合就能实现染色体数目的增加。

咋样，是不是很神奇呀？这些方法就像一把把钥匙，能打开染色体数目加倍的神秘大门！没有什么是做不到的，只要我们勇于尝试和探索！所以，赶紧去发现更多关于染色体数目加倍的奇妙之处吧！。

在染色体加倍过程中,0.3%~0.5%秋水仙碱水溶液在20~25的条件下浸种棉花单倍体植株芽24 h,加倍率可达40%以上,效果较好[棉花]。

在对小麦与玉米杂交诱导产生的小麦单倍体中,以0.5%浓度的秋水仙碱加倍处理效果最好,可获得98.2%加倍率[玉米]。

若把带秋水仙碱溶液的脱脂棉盖在油菜的顶芽、腋芽上,或用0.45 mm针头把0.2%秋水仙碱注射到植株中加倍染色体;初花期把单倍体植株挖出,用0.2%~0.34%秋水仙碱溶液浸根1.5~8.0 h也可进行染色体加倍;15~20日龄的胚状体可用0.1%~0.2%秋水仙碱处理8~20 h进行加倍。

秋水仙素处理材料常用方法有:浸渍法、注射法、琼脂法、滴液法等。

浸根法。

将植株从土壤中拔出来,洗净根部泥土,然后将根浸泡在0.2%~0.34%秋水仙素溶液中1.5~3h,流水洗净根部的药液后,再把植株栽到土中。

此法多用于加倍远缘杂交产生的不孕杂种和用其它方法未能加倍而又必要的小孢子单位体苗[8]。

但浸根法所需药剂量大,成本较高,而且移栽后,幼苗成活率会受到影响。

浸种法。

运用秋水素溶液直接浸泡种子。

注射法。

茎尖生长点注射法,高效、省工、成本低,适合于大量材料的处理。

刘志增[14]用此法诱导的玉米单倍体加倍效果比对照提高了3.6倍;Chase用0.05%秋水仙素和10%甘油液0.5 mL采用注射法注射盾片节,发现处理比对照的结实率提高了3倍多。

琼脂法在刚展开的子叶生长点中央涂抹0.2%秋水仙素琼脂凝胶,罩玻璃杯保湿,以免琼脂干裂,处理后冲洗多次,消除残毒。

此方法诱变率很高,而以前采用浸种法、幼苗滴液法一直未获成功。

实验表明，有效的诱变浓度是0.0006～1.6%，以0.2%的浓度诱变效果最好。

此药剧毒，在应用时要特别注意。

秋水仙素是诱变多倍体效果最好的药剂之一。

1.0g/L秋水仙素溶液的配制：称取20 mg秋水仙素，加入8.5g/L NaCl溶液20mL，待完全溶解后，经5.516×104Pa，15min高压蒸汽灭菌后避光保存于4度冰箱中。

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。

2022届甘肃省玉门市高三上学期“研课标读教材”期中学业质量监测生物试题（一）题号一二总分得分一、选择题：（本题共30小题，每小题2分，共60分）。

在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1．下列关于细胞内蛋白质和核酸的叙述，正确的是（）A．核酸和蛋白质的组成元素相同B．核酸的合成需要相应蛋白质的参与C．蛋白质的分解都需要核酸的直接参与D．高温会破坏蛋白质和核酸分子中肽键2．下列关于人体中蛋白质功能的叙述，错误的是（）A．浆细胞产生的抗体可结合相应的病毒抗原B．肌细胞中的某些蛋白质参与肌肉收缩的过程C．蛋白质结合Mg2+形成的血红蛋白参与O2运输D．细胞核中某些蛋白质是染色体的重要组成成分3．哺乳动物的催产素具有催产和排乳的作用，加压素具有升高血压和减少排尿的作用。

两者结构简式如下图，各氨基酸残基用3个字母缩写表示。

下列叙述正确的是（）A．两种激素都是由八肽环和三肽侧链构成的多肽类化合物B．氨基酸之间脱水缩合形成的水分子中氢全部来自氨基C．肽链中游离氨基的数目与参与构成肽链的氨基酸种类无关D．两种激素间因2个氨基酸种类不同导致生理功能不同4．关于普通光学显微镜的使用，下列叙述正确的是（）A．在高倍镜下观察时，用粗准焦螺旋调整焦距B．高倍镜下无法观察到花生子叶中被染色的脂肪颗粒C．由低倍镜转到高倍镜前，将待观察目标移至视野中央D．高倍镜下可以观察到细胞膜清晰的暗－亮－暗三层结构5．下列关于糖类化合物的叙述，正确的是（）A．葡萄糖、果糖、半乳糖都是还原糖，但元素组成不同B．淀粉、糖原、纤维素都是由葡萄糖聚合而成的多糖C．蔗糖、麦芽糖、乳糖都可与斐林试剂反应生成砖红色沉淀D．蔗糖是淀粉的水解产物之一，麦芽糖是纤维素的水解产物之一6．无机盐对于维持生物体的生命活动具有重要作用。

下列相关叙述错误的是（）A．蔬菜中的草酸不利于机体对食物中钙的吸收B．缺铁会导致哺乳动物血液运输O2的能力下降C．和ATP一样，KH2PO4也能为生物体提供能量D．植物秸秆燃烧产生的灰烬中含有丰富的无机盐7．关于核酸的叙述，错误．．的是（）A．细胞核中发生的转录过程有RNA聚合酶的参与B．植物细胞的线粒体和叶绿体中均可发生DNA的复制C．双链DNA分子中一条链上磷酸和核糖是通过氢键连接的D．用甲基绿和吡罗红染色可观察DNA和RNA在细胞中的分布8．油菜种子成熟过程中部分有机物的变化如图2所示，将不同成熟阶段的种子匀浆后检测，结果正确的是（）9．下图为高等动物细胞结构示意图，下列相关叙述正确的是（）选项取样时间检测试剂检测结果A 第10天斐林试剂不显色B 第20天双缩脲试剂不显色C 第30天苏丹Ⅲ试剂橘黄色D 第40天碘液蓝色A．结构①的数量倍增发生于分裂前期的细胞中B．具有单层生物膜的结构③与细胞分泌活动有关C．RNA和RNA聚合酶穿过结构③的方向相同D．④、⑤处的核糖体均由RNA和蛋白质组成10．生物膜的结构与功能存在密切的联系。

(每日一练)(文末附答案)人教版2022年高中生物基因和染色体的关系知识点总结全面整理单选题1、人体的精细胞要经过复杂的变形才能成为精子，精细胞的变形对受精作用意义重大，下列相关叙述错误的是（）A．人体精子形成的场所是睾丸的曲细精管B．精细胞核变成精子头部的主要部分C．减数分裂和受精作用保证了所有的细胞生物前后代染色体数目的恒定D．变形后精子尾长能摆动，具备游向卵细胞进行受精的能力2、芦花鸡的羽毛有黑白相间的横斑条纹，控制芦花的基因在Z染色体上，芦花对非芦花是显性。

养鸡场为了多养产蛋母鸡，要大量淘汰公鸡，你建议如何配种来达到这个目的（）A．芦花母鸡×非芦花公鸡B．芦花公鸡×非芦花母鸡C．芦花母鸡×芦花公鸡D．非芦花母鸡×非芦花公鸡3、下列关于减数分裂过程的叙述，正确的是（）A．在减数分裂前的间期，会进行DNA的复制和有关蛋白质合成B．染色体复制的结果是DNA数目和染色体数目加倍C．基因分离定律发生在减数分裂I中期D．减数分裂Ⅱ的过程中，DNA的数量是染色体的两倍4、对下列相关数学模型的叙述正确的是（）A．图1中在b、d段时用x射线照射可诱发基因突变，在a、c段时用秋水仙素处理能抑制纺锤体的形成B．图2中的温度在b时酶分子结构没有改变，只是活性较低C．图3中bc段和de段的变化都会引起C3含量下降D．图4中造成cd段下降的原因在有丝分裂和减数分裂中是相同的5、下图为某动物体内细胞分裂的一组图像，下列有关叙述正确的是（）A．图中①②③细胞中染色体与DNA分子的数量比都为1：2B．细胞①②③⑤产生的子细胞中均有同源染色体C．图中表示有丝分裂的细胞及分裂的顺序是③→②→①D．④细胞中染色体与DNA分子的数量比为1：1多选题6、果蝇有突变型和野生型两种类型，其中野生型果蝇为灰体光身红眼长翅。

现有黑体（突变基因位于2号染色体上）、毛身（突变基因位于3号染色体上）、白眼（突变基因位于X染色体上）残翅四个单基因隐性突变果蝇品系。

秋水仙素诱导染色体数目加倍的机制秋水仙素是一种有效的抗癌药物，常用于治疗白血病和肺癌等恶性肿瘤。

除了其抗肿瘤活性外，秋水仙素还被广泛研究其诱导染色体数目加倍的机制。

以下是一种可能的机制的论述。

秋水仙素的染色体数目加倍作用主要是由于其干扰有丝分裂的过程。

有丝分裂是细胞周期中的重要阶段，包括纺锤体的形成、染色体的对分、对分后的染色体运动等。

秋水仙素通过抑制微管聚合作用，阻碍了有丝分裂的进行，导致染色体数目加倍。

根据研究，秋水仙素的主要靶点是微管聚合所依赖的蛋白质，特别是纺锤体微管动力蛋白和微管相关蛋白。

这些蛋白质在有丝分裂的不同阶段起着重要作用。

秋水仙素能够结合这些蛋白质，干扰它们的正常功能，从而影响有丝分裂的进行和染色体的正确分离。

具体而言，秋水仙素可以抑制微管的动力学稳定性。

微管聚合和解聚是有丝分裂早、中期的关键过程。

在早期的有丝分裂，纺锤体微管首先开始形成，为染色体的对分做准备。

秋水仙素的作用可以使纺锤体微管的延长速度减慢或停止，导致纺锤体微管的形成受到阻碍。

这使得染色体难以正确对分和分离，从而导致染色体数目加倍。

另外，秋水仙素还可以干扰微管的极化和稳定，进一步影响纺锤体的形成和功能。

纺锤体微管的极化是由于有丝分裂极化蛋白的调控，在纺锤体的极性形成过程中，纺锤体微管的正负朝向起到关键作用。

秋水仙素可能通过干扰这些极化蛋白的功能，破坏了纺锤体微管的极性，导致有丝分裂过程中染色体无法正确对分和分离。

此外，秋水仙素还可能通过影响染色体的结构和凝聚状态来进一步干扰有丝分裂过程。

染色体在分离过程中需要保持一定的结构和凝聚状态，而这一过程参与了多种蛋白质的调控。

秋水仙素可能影响这些蛋白质的功能，导致染色体难以正确对分和分离，从而导致染色体数目加倍。

总之，秋水仙素通过抑制微管聚合作用，干扰有丝分裂过程中的纺锤体形成、染色体对分和分离等关键步骤，最终导致染色体数目加倍。

这一机制为我们理解秋水仙素的抗癌作用提供了重要的指导，并为未来的抗肿瘤药物研发提供了新的思路和方向。

人工诱导多倍体的方法及原理嘿，咱今儿就来聊聊人工诱导多倍体的那些事儿！你知道不，这可是个挺神奇的领域呢！先来说说方法哈。

有一种常用的办法就是利用秋水仙素。

这秋水仙素就像是个魔法小助手，能让细胞里的染色体加倍呢！想象一下，细胞就像是一个小小的世界，染色体就是这个世界里的宝贝，秋水仙素一来，就把这些宝贝变多啦！还有物理方法呢，比如温度的变化。

就好像天气忽冷忽热会让人有点不适应一样，细胞在温度变化的刺激下也会发生奇妙的反应，可能就变成多倍体啦！再讲讲原理。

为啥这些方法能诱导出多倍体呢？其实啊，就像是搭积木，原本只有那么几块积木，突然给它多了一些，结构就不一样啦！细胞里的染色体本来是固定的一套，经过这些方法的作用，就多了一套或者几套，这不就成多倍体了嘛！你说这多神奇呀！就好比本来普普通通的一个东西，一下子变得特别了起来。

多倍体的植物有时候会长得更大更壮，果实也可能更丰硕呢！这不是很好嘛！还有啊，人工诱导多倍体在农业上可是有大用处的哟！可以培育出更优良的品种，让农作物产量更高，品质更好。

这对于我们的生活可是有很大影响的呢！咱吃的那些好吃的水果、蔬菜，说不定就有经过人工诱导多倍体技术改良的呢！你想想看，如果没有这些技术，我们的生活是不是会少很多精彩呀？那些又大又甜的水果可能就没那么容易吃到啦！所以说呀，这人工诱导多倍体可真是个了不起的技术呢！总之呢，人工诱导多倍体的方法和原理虽然有点复杂，但真的很有意思呀！它给我们的生活带来了很多的改变和惊喜，让我们的世界变得更加丰富多彩。

是不是很值得我们去深入了解和探索呢？相信随着科技的不断进步，这个领域还会有更多神奇的事情发生呢！让我们一起期待吧！。

秋水仙素作用后染色体数目加倍的机理和细胞的同步化教材中两次提到秋水仙素的作用，如单倍体育种，多倍体育种，机理都是抑制纺锤体的形成，结果引起染色体数目加倍。

试题中还会出现细胞分裂同步化，有时也会用秋水仙素处理，作用后往往停留在分裂中期。

当然，秋水仙素还有一个作用就是也会引起基因突变，可以算是化学诱变剂。

问题：秋水仙素能抑制纺缍体的形成，为什么会将细胞阻断在分裂中期？怎么会得到多倍体细胞？处理后，还能不能继续分裂下去？011820年，由两位法国化学家从百合科植物秋水仙的种子和球茎提取出了秋水仙素。

秋水仙1937年，美国学者布莱克斯利(A.F.Blakeslee)等，用秋水仙素加倍曼陀罗等植物的染色体数获得成功以后，秋水仙素就被广泛应用于细胞学、遗传学的研究和植物育种中。

秋水仙素是一种生物碱,所以又称秋水仙碱，能够与微管特异性结合。

秋水仙素同二聚体的结合,形成的复合物可以阻止微管的成核反应。

秋水仙素和微管蛋白二聚体复合物加到微管的正负两端,可阻止其它微管蛋白二聚体的加入或丢失(具体可以参考下列图示)。

02秋水仙素常被用作多倍体诱导剂，经处理的萌发种子或幼苗细胞染色体数会发生加倍。

其诱导加倍的机理与微管、着丝粒的结构和特性有关。

1.干扰微管装配，破坏纺锤体形成微管是广泛存在于各种真核细胞中的一种重要细胞结构，细胞分裂中纺锤体就是由微管组成的。

微管管壁由13条原丝纵向平行排列构成，主要成分为微管蛋白，而微管蛋白分a 微管蛋白和B微管蛋白两种。

a微管蛋白和B微管蛋白组成的异二聚体构成微管亚单位，若干个异二聚体相接连成原丝。

微管结构图冏J 仙™1GimwiIJdlYlIK 卜财|--4run A 麻卵傕诫起H 刑尙区辿血c 锻请54紳 GDPSiWE-fSTi-a'rP flfgsmn-瓶特略 GTPdtJa 微管蛋白与B 微管蛋白在化学结构上极为相似，两者相对分子质量均为50000，氨基酸数目分别为450和445个，两者42%序列相同。

问题：秋水素可以抑制纺锤体的形成，导致细胞不分裂，染色体数目加倍。

在进行染色体组型分析时，也用到秋水仙素，“用秋水仙素处理细胞，使分裂的细胞停止在有丝分裂的中期，形成典型的中期染色体结构”（教参P38）。

按前者，秋水仙应是不影响着丝点的分裂的，但按后者却是着丝点不分裂了。

怎么理解这两种不同的功能呢？观点：秋水仙素之所以造成两个方面的应用，是在于他们在利用时，秋水仙浓度的不同。

浓度较高时将停留在中期,可用于中期核型分析的，较低浓度时将作用于前期抑制或破坏纺锤体形成，导致染色体加倍而产生双倍体或多倍体。

秋水仙素（C22H25O6N）是1937年发现的，是从百合科植物秋水仙的种子和球茎中提取出来的一种植物碱。

它是白色或淡黄色的粉末或针状结晶，易溶于冷水、酒精和氯仿，难溶于热水、乙醚等，熔点155℃。

一般多使用它的水溶液。

实验表明，有效的诱变浓度是0.0006—1.6％，以0.2％的浓度诱变效果最好。

此药有剧毒，在应用时要特别注意。

秋水仙素是诱变多倍体效果最好的药剂之一。

它的作用机理是：当细胞进行分裂时，一方面能使染色体的着丝点延迟分裂，于是已复制的染色体两条单体分离，而着丝点仍连在一起，形成“X”形染色体图象（称为C-有丝分裂，即秋水仙效应有丝分裂）；另一方面是引起分裂中期的纺锤丝断裂，或抑制纺锤体的形成，结果到分裂后期染色体不能移向两极，而重组成一个双倍性的细胞核。

这时候，细胞加大而不分裂，或者分裂成一个无细胞核的子细胞和一个有双倍性细胞核的子细胞。

经过一个时期以后，这种染色体数目加倍了的细胞再分裂增长时，就构成了双倍性的细胞和组织。

秋水仙素不论是破坏还是抑制纺锤体的形成，作用都是一时的。

秋水素可以抑制纺锤体的形成，导致细胞不分裂，——然后过一段时间秋水仙素代谢掉，不再起作用，细胞继续分裂，——然后才是“染色体数目加倍”（着丝点的分裂）。

着丝点的分离与纺锤体无关，因为在用秋水仙素处理，破坏微管的情况下，两条单体也可以分开。

2020-2022全国高考真题生物汇编细胞工程一、单选题1．（2022·湖北·高考真题）某兴趣小组开展小鼠原代神经元培养的研究，结果发现其培养的原代神经元生长缓慢，其原因不可能的是（）A．实验材料取自小鼠胚胎的脑组织B．为了防止污染将培养瓶瓶口密封C．血清经过高温处理后加入培养基D．所使用的培养基呈弱酸性2．（2022·山东·高考真题）如图所示，将由2种不同的抗原分别制备的单克隆抗体分子，在体外解偶联后重新偶联可制备双特异性抗体，简称双抗。

下列说法错误的是（）A．双抗可同时与2种抗原结合B．利用双抗可以将蛋白类药物运送至靶细胞C．筛选双抗时需使用制备单克隆抗体时所使用的2种抗原D．同时注射2种抗原可刺激B细胞分化为产双抗的浆细胞3．（2022·浙江·高考真题）下列关于菊花组织培养的叙述，正确的是（）A．用自然生长的茎进行组培须用适宜浓度的乙醇和次氯酸钠的混合液消毒B．培养瓶用专用封口膜封口可防止外界杂菌侵入并阻止瓶内外的气体交换C．组培苗锻炼时采用蛭石作为栽培基质的原因是蛭石带菌量低且营养丰富D．不带叶片的菊花幼茎切段可以通过器官发生的途径形成完整的菊花植株4．（2022·浙江·高考真题）农作物秸秆的回收利用方式很多，其中之一是将秸秆碎化后作为食用菌的栽培基质。

碎化秸秆中纤维所起的作用，相当于植物组织培养中固体培养基的（）A．琼脂+蔗糖B．蔗糖+激素C．激素+无机盐D．无机盐+琼脂5．（2021·江苏·高考真题）下列关于哺乳动物胚胎工程和细胞工程的叙述，错误的是（）A．细胞培养和早期胚胎培养的培养液中通常需要添加血清等物质B．早期胚胎需移植到经同期发情处理的同种雌性动物体内发育成个体C．猴的核移植细胞通过胚胎工程已成功地培育出了克隆猴D．将骨髓瘤细胞和B淋巴细胞混合，经诱导后融合的细胞即为杂交瘤细胞6．（2021·江苏·高考真题）植物组织培养技术常用于商业化生产：其过程一般为:无菌培养物的建立→培养物增殖→生根培养→试管苗移栽及鉴定。

第一章试题名词解释细胞学说:细胞是一切生命有机体结构与功能的基本单位。

二、选择题三、填空题四、是非题五、简答题1. 原核细胞和真核细胞的主要区别是什么?六、问答题第二章试题名词解释端粒，telomere，末端特化的染色较深的部位，是染色体的天然末端，对染色体的稳定起着非常重要的作用着丝粒, centromere是真核生物细胞在进行有丝分裂(mitosis)和减数分裂(meiosis)时，染色体分离的一种“装置”。

也是姐妹染色单体在分开前相互联结的位置，在染色体的形态上表现为一个缢痕组成型异染色质（constitutive heterochromation）在任何情况下均表现异固缩特征。

一般位于着丝粒、核仁组织形成区和端粒附近。

也可出现在其它区域。

同源异形染色体，G-分带，G-banding，染色质（chromatin）:在尚未分裂的细胞核中，显微镜下可见的可被碱性染料染色较深的、纤细的网状物。

异固缩（heteropycnosis）在细胞周期中，某些染色体的某些部分在固缩程度和染色性质上与其他染色体或染色体其他部分不同步的现象。

常染色质（Euchromatin）固缩化过程与细胞周期一致的染色质异染色质（Heterochromatin），具有异固缩特性的染色质结构或组成型异染色质（constitutive heterochromatin）在任何情况下均表现异固缩特征。

一般位于着丝粒、核仁组织形成区和端粒附近。

也可出现在其它区域功能或兼性异染色质（facultative heterochromatin）异染色质花的常染色质具有常染色质的组成，但在特定的组织细胞中表现异染色质的固缩性和染色特性，一般在某一特定的发育时期出现。

染色体（chromosome）是遗传物质(DNA)与蛋白质按一定方式结合成核小体，由核小体相连成丝状染色质(Chromatin)再经多重螺旋化形成的具有特定形态结构的一种细胞器。

染色粒（chromomere）部分染色质在细胞分裂前期，尤其是粗线期聚集而成的大大小小的颗粒，呈念珠状，直线排列在染色体上。

植物多倍体的诱导与鉴定摘要本试验以大蒜鳞茎作为试验材料，通过使用不同浓度的秋水仙素进行诱变处理，以期获得多倍体的植株。

之后通过植株的形态指标测定，干湿重测定，气孔鉴定，染色体计数等鉴定倍性。

结果表明，0.05%和0.1%浓度的秋水仙素处理24h，有使植物染色体加倍的作用，达到诱导植物多倍体的目的。

相比较而言0.05%浓度的秋水仙素致突变率较高。

且结果显示，0.1%浓度秋水仙素具一定毒害作用，抑制植株的生长。

本次试验使个人掌握了人工诱导多倍体的原理与方法。

倍性育种作为一种快捷的育种方法，创造出的多倍体植物通常具有植株粗壮，花朵硕大，花期长适宜性增强等特点，而且同源多倍体还可以克服远源杂交不育的弊端，形成性状稳定的新品种。

因此，倍性育种在现代植物育种中具有主要地位和广阔前景。

天然多倍体发生频率低，数量有限，不易发现和选择，难以挖掘利用。

随着植物育种技术和多倍体诱导技术的发展，人们常利用人工诱导的方法提高多倍体的发生频率，从而创造植物多倍体类型。

目前，已有研究的有植物多倍体人工诱导技术，各种植物诱导的最好的诱导技术与条件，植物各特征与倍性的关系等等。

[1]本实验以不同浓度秋水仙素为诱变剂，对大蒜鳞茎进行诱变处理。

植物多倍体人工诱导方法主要可分为物理诱导法、化学诱变法、胚乳培养法和细胞融合法等。

其中秋水仙素是应用最广且效果最好的化学诱变剂。

秋水仙素的作用在于当它与正在分裂的细胞接触后，可抑制微管的聚合过程，使细胞中的纺锤丝合成受阻，从而阻止染色体向两极移动，形成染色体加倍的核。

适宜浓度的秋水仙素能阻碍正在分裂的细胞纺锤丝形成，但对染色体的构造无明显影响，仍然保持细胞的活性，细胞经处理后在一定时间内即可恢复正常分裂能力。

对植株的倍性鉴定，本试验采用中期染色体计数，生理生化指标的测定，植株形态指标测量进行。

本试验通过秋水仙素诱导植物多倍体，各方法鉴定倍性，研究了不同浓度诱变剂对植物的诱变作用，秋水仙素的毒害作用。

2017年高考全国卷Ⅲ理综生物试题一、选择题(每小题6分)1．下列关于真核细胞中转录的叙述，错误的是A．tRNA、rRNA和mRNA都从DNA转录而来B．同一细胞中两种RNA合成有可能同时发生C．细胞中的RNA合成过程不会在细胞核外发生D．转录出的RNA链与模板链的相应区域碱基互补2．下列与细胞相关的叙述，错误的是A．动物体内的激素可以参与细胞间的信息传递B．叶肉细胞中光合作用的暗反应发生在叶绿体基质中C．癌细胞是动物体内具有自养能力并快速增殖的细胞D．细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程3．植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应（如O2的释放）来绘制的。

下列叙述错误的是A．类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中A TP的合成B．叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制C．光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示D．叶片在640~660 nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的4．若给人静脉注射一定量的0.9%NaCl溶液，则一段时间内会发生的生理现象是A．机体血浆渗透压降低，排出相应量的水后恢复到注射前水平B．机体血浆量增加，排出相应量的水后渗透压恢复到注射前水平C．机体血浆量增加，排出相应量的NaCl和水后恢复到注射前水平D．机体血浆渗透压上升，排出相应量的NaCl后恢复到注射前水平5．某陆生植物种群的个体数量减少，若用样方法调查其密度，下列做法合理的是A．将样方内的个体进行标记后再计数B．进行随机取样，适当扩大样方的面积C．采用等距取样法，适当减少样方数量D．采用五点取样法，适当缩小样方的面积6．下列有关基因型、性状和环境的叙述，错误的是A．两个个体的身高不相同，二者的基因型可能相同，也可能不相同B．某植物的绿色幼苗在黑暗中变成黄色，这种变化是由环境造成的C．O型血夫妇的子代都是O型血，说明该性状是由遗传因素决定的D．高茎豌豆的子代出现高茎和矮茎，说明该相对性状是由环境决定的二、非选择题：29．（8分）利用一定方法使细胞群体处于细胞周期的同一阶段，称为细胞周期同步化。

实验三植物多倍体的人工诱导实验三植物多倍体的人工诱导一、实验目的1、掌握人工诱导多倍体的原理，及其在遗传育种中的意义。

2、掌握用秋水仙素诱发多倍体的方法。

3．观察植物多倍体的特点，鉴别植物染色体数目的变化及引起植物其他器官的变异情况。

二、实验原理：秋水仙素溶液的主要作用是抑制细胞分裂时纺锤体的形成，使染色体向两极的移动被阻止，而停留在分裂中期的分布，这样细胞不能继续分裂，从而产生染色体数目加倍的核。

若染色体加倍的细胞继续分裂，就形成多倍性的组织．由多倍性组织分化产生的性细胞，可通过有性繁殖方法把多倍体繁殖下去。

如果将种子用秋水仙素浸渍，也可诱导多倍体植株产生。

三、实验材料大蒜根尖（2n=16）四、实验器具和药品l．用具：显微镜、载玻片、盖玻片、培养皿、镊子、刀片、滴管、吸水纸。

2．药品：0.1％秋水仙素溶液、卡诺固定液、1mol／L HCl溶液、改良石炭酸品红溶液。

五、实验步骤1 诱导：先剪去大蒜的老根，然后置于盛满水的烧瓷盘中，等新长出的不定根长约1.5－2cm 左右时，移到盛有0.1％秋水仙素中，直到根尖膨大为止。

诱导后细胞为多倍体细胞；（根长2-3cm时，剪下根尖约1cm，用水洗净。

吸干水，浸入0.02％的秋水仙素中，25℃处理24h。

）2 固定：切下已膨大的根尖，水洗后用卡诺固定液固定12h；3 冲洗：用70%酒精冲洗三次，保存在70%酒精中备用；4 解离：取保存的根尖用1mol/L HCl 60℃解离8min；5 捣碎：将解离好的捣碎；6 染色：用改良石炭酸品红溶液染色10min；7 压片；8 镜检：显微镜下观察。

六、作业绘制显微镜下观察的二倍体和四倍体的图像。

题说细胞周期同步化在细胞培养过程中，细胞多处于不同的细胞周期时相中，其中有少数细胞在进行有丝分裂活动，其余细胞分别处于G1、S和G2各期。

不同时相的细胞对药物干预存在不同反应，会影响实验的重复性，因此，需要获得周期一致性的细胞。

利用细胞同步化技术可使细胞大量的处于同一细胞时期，并可获得该时期大量的物质，如细胞中期时的染色体。

细胞周期同步化(synchronization)是指为了研究某一时相细胞的代谢、增殖、基因表达或凋亡，借助某种自然或人为的实验手段,使细胞群体中处于细胞周期不同时相的细胞停留在同一时相( 除了G0期的细胞)的现象。

细胞同步化本质上包括用一定的方法获得一定数量的同步化细胞群和使细胞进入同步化生长的两层含义。

例：（2017·新课标Ⅲ卷.29）利用一定方法使细胞群体处于细胞周期的同一阶段，称为细胞周期同步化。

以下是能够实现动物细胞周期同步化的三种方法。

回答下列问题：（1）DNA合成阻断法：在细胞处于对数生长期的培养液中添加适量的DNA合成可逆抑制剂，处于_____________期的细胞不受影响而继续细胞周期的运转，最终细胞会停滞在细胞周期的______________期，以达到细胞周期同步化的目的。

（2）秋水仙素阻断法：在细胞处于对数生长期的培养液中添加适量的秋水仙素，秋水仙素能够抑制_________________，使细胞周期被阻断，即可实现细胞周期同步化。

经秋水仙素处理的细胞______________（填“会”或“不会”）被阻断在间期。

（3）血清饥饿法：培养液中缺少血清可以使细胞周期停滞在间期，以实现细胞周期同步化，分裂间期的特点是________________（答出1点即可）。

【答案】（1）分裂间（或答：S）（2）纺锤体形成不会（3）完成DNA复制和有关蛋白质的合成，为分裂期准备物质【解析】（1）DNA复制发生在细胞分裂间期；DNA合成被阻断后，分裂期不受影响，分裂间期受影响。