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专题 09 低温诱导植物染色体数目的变化教材实验回顾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试剂使用方法作用卡诺氏液将根尖放入卡诺氏液中浸泡0.5〜1 h固定细胞形态体积分数为95%的酒精冲洗用卡诺氏液处理的根尖洗去卡诺氏液质量分数为15%的盐酸与体积分数为95%的酒精等体积混 合，作为解离液解离根尖细胞蒸馏水浸泡解离后的根尖约10 min洗去药液，防止解离过度改良苯酚品红染液把漂洗干净的根尖放进盛有改良苯酚 品红染液的玻璃皿中染色3〜5 min使染色体着色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项目低温诱导植物染色体数目的变化观察根尖分生组织细胞的有丝分裂培养待洋葱长出1 cm左右不定根时放入冰箱低温室(4 C)诱导培养36 h适宜温度下培养固定解离前用卡诺氏液进行固定，然后用体积分数为95%的酒精冲洗2次不用固定染色用改良苯酚品红染液用醋酸洋红液或龙胆紫溶液实验考点讲解考点一：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 °C)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 °C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 C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。

考点二 实验的拓展和应用例 1.以下材料选自某同学所做实验的部分记录实验名称：低温诱导植物细胞染色体数目的变化实验步骤：培养固定：将洋葱放在装满清水的广口瓶上，待根长出1 cm左右，剪取根尖0.5〜1 cm，置于盛有清水的培养皿内，并在冰箱的冷藏室诱导培养36 h，将诱导后的根尖放入卡 诺氏液中浸泡0.5〜1 h,然后用体积分数为95%的酒精冲洗两次装片制作：解离f染色f漂洗f制片观察：先用低倍镜寻找染色体形态较好的分裂图像，确认某个细胞染色体发生数目变化后， 再用高倍镜观察实验结论：低温条件下根尖所有细胞染色体数目都加倍问题：(1)请将上述内容中错误之处予以改正① ② ;② (2)低温诱导染色体数目加倍的原因是 如果要探究诱导染色体数目变化的最适温度，请写出简单的设计思路：【答案】(1)①将整个培养装置放入冰箱的低温室内 ②解离-漂洗-染色-制片 ③部 分细胞染色体数目发生变化或者没有细胞发生染色体数目变化 (2)低温抑制纺锤体的形成 设置不同温度梯度的实验组，观察并比较实验结果【解析】 (1)由于实验是低温诱导植物染色体数目的变化，所以在实验过程中，待根长出约1 cm的不定根时，要将整个培养装置放入冰箱的低温室内(4 °C),诱导培养36 h；细胞 有丝分裂装片制作过程为取材-解离-漂洗-染色-制片-观察，所以实验中将漂洗与染色 颠倒了；细胞在低温下不会都发生变异，而且大多数细胞处于分裂间期，所以低温条件下根 尖只有部分细胞染色体数目发生变化或者没有细胞发生染色体数目的变化，而不可能所有细 胞染色体数目都加倍。

2)低温诱导染色体数目加倍的原因是抑制纺锤体的形成，温度不同， 诱导的效果也不一样；要探究诱导染色体数目变化的最适温度，需要设置不同温度梯度的实 验组，观察并比较实验结果例 2．四倍体大蒜的产量比二倍体大蒜高许多，为探究诱导大蒜染色体数目加倍的最适温度， 设计了如下实验：(1) 实验主要材料：大蒜、培养皿、恒温箱、卡诺氏液、体积分数为 95%的酒精、质量分数 为 15%的盐酸、显微镜、改良苯酚品红染液等2) 实验步骤① 取 5 个培养皿，编号并分别加入纱布和适量的水② 将培养皿分别放入一4 C、0 C、 、 、12 C的恒温箱中培养1 ho③ 取大蒜随机均分成 组，分别放入5个培养皿中诱导培养36小时④ 分另H取根尖0.5〜1 cm,放入 中固定0.5〜1 h,然后用 冲洗 2 次⑤ 制作装片：解离ff —制片⑥ 低倍镜检测，统计每组视野中的染色体数目加倍率，并记录结果3） 实验结果：染色体数目加倍率最高的一组为最适温度4） 实验分析① 设置实验步骤②的目的是 ② 除 低 温 外 ， 也 可 以 诱 导 染 色 体 数 目 加 倍 ， 原 理 是 答案】（2）②4 °C 8 °C③5④卡诺氏液 体积分数为95%的酒精 ⑤漂洗 染色（4） ①将培养皿放在不同温度下恒温处理，是为了进行相互对照；恒温处理1h是为了在DNA 复制时尽可能使细胞处于设定温度中，以排除其他温度干扰 ②秋水仙素 抑制纺锤体的形 成【解析】 本实验的目的是探究诱导大蒜染色体数目加倍的最适温度，所以温度应设置为自 变量，不同温度处理是为了进行相互对照，恒温处理1h是为了在DNA复制时尽可能使细 胞处于设定温度中，以排除其他温度的干扰。

但低温并不能使所有细胞染色体数目加倍，所 以要统计加倍率来确定最适温度易错点击破易错点一：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、洋葱、大蒜等易错点二：归纳实验中各种液体的作用① 卡诺氏液：固定细胞形态② 体积分数为 95%的酒精：冲洗附着在根尖表面的卡诺氏液③ 解离液（质量分数为15%的盐酸溶液和体积分数为95%的酒精为1 ： 1混合）:使组织中的细胞相互分离④ 清水：洗去解离液，防止解离过度影响染色⑤ 改良苯酚品红染液：使染色体着色，便于观察染色体的形态、数目、行为易错点三：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 °C、0 °C三种，以作对照，否则实验设计不严 密易错点四：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 粗准焦螺旋显微镜下观察到的细胞是已被杀死的细胞实练挑战挑战真题：（2014・四川卷，5）油菜物种甲（2〃=20）与乙（2〃=16）通过人工授粉杂交，获得的幼胚经离体培 养形成幼苗丙，用秋水仙素处理丙的顶芽形成幼苗丁，待丁开花后自交获得后代戊若干下 列叙述正确的是（ ）A. 秋水仙素通过促进着丝点分裂，使染色体数目加倍B. 幼苗丁细胞分裂后期，可观察到36或72条染色体C. 丙到丁发生的染色体变化，决定了生物进化的方向D. 形成戊的过程未经过地理隔离，因而戊不是新物种【答案】 B【解析】 秋水仙素通过抑制纺锤体的形成，使染色体加倍， A 错误；丙的染色体数为 18 条，用秋水仙素处理顶芽形成幼苗丁，并不是所有细胞的染色体都能加倍，在幼苗丁细胞分 裂后期，可观察到：不加倍的为36条染色体，加倍的为72条染色体，B正确；丙到丁发生 的染色体变化仅为生物进化提供材料，而自然选择才决定生物进化的方向，C错误；地理隔 离并非新物种形成的必经途径，而生殖隔离才是新物种形成的标志，D错误。

挑战模拟题：一、选择题1. （2019 •湖北荆州第一次质检）下列有关“低温诱导植物染色体数目的变化”的实验条件和试剂使用的叙述中，错误的一组是（ ）① 低温：与“多倍体育种”中“秋水仙素”的作用机理相同② 酒精：与在“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”中的使用方法相同③ 卡诺氏液：与'探究酵母菌细胞呼吸的方式'中“NaOH溶液”的作用相同④ 改良苯酚品红染液：与“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”中“醋酸洋红液”的使用目的相 同A. ①② B.①④C.②③ D.③④【解析】 低温和秋水仙素都可抑制纺锤体的形成，①正确；检测生物组织的脂肪的实验中 酒精的作用是洗去浮色，在低温诱导染色体数目变化的实验中，使用酒精的目的是冲洗残留 的卡诺氏液及酒精与盐酸混合用于解离根尖细胞，②错误；卡诺氏液用于固定细胞的形态, 在探究酵母菌细胞呼吸方式实验中，NaOH溶液的作用是吸收空气中的CO2，③错误；改良 苯酚品红染液和醋酸洋红液的使用目的都是将染色体着色，④正确答案】 C2. （2019・福建龙岩期末）低温诱导植物（洋葱根尖）染色体数目变化的实验，以下相关叙述正确的是（ ）A. 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B. 洋葱根尖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C. 用卡诺氏液固定细胞的形态，用甲基绿染液对染色体染色D. 低温处理洋葱根尖分生组织细胞，作用的时期是细胞有丝分裂中期【答案】 A【解析】低温能抑制细胞有丝分裂前期纺锤体的形成,使细胞内染色体数目加倍,D错误； 低温能够抑制纺锤体的形成，但不影响着丝点分裂， B 错误；染色体的染色使用龙胆紫溶液 或醋酸洋红液等碱性染料，甲基绿只能用于DNA的染色，C错误。

3．洋葱是二倍体植物，体细胞中有16条染色体，某同学用低温诱导洋葱根尖细胞染色体数 目加倍获得成功下列相关叙述不正确的是( )A. 该同学不会观察到染色体加倍的过程B. 低温诱导细胞染色体数目加倍时不可能发生基因重组C. 分生区同时存在染色体数为8、16、32、64的细胞D. 低温诱导染色体数目加倍的原理是抑制纺锤体的形成【答案】 C【解析】 制片时经过解离的细胞已经死亡，不会观察到染色体数目加倍的过程，A正确； 低温诱导染色体数目加倍发生在有丝分裂过程中，。