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低温诱导染色体加倍实验—高考生物一轮实验专题复习
一、选择题
1．（2024高二上·广西壮族自治区开学考）某同学探究了低温诱导洋葱根尖细胞染色体数目的变化。下列相关叙述正确的是（　　）
A．切取根尖分生组织，放入冰箱冷藏室诱导培养48~72h
B．固定细胞后，装片制作流程为解离→染色→漂洗→制片
C．高倍显微镜下可观察到细胞从二倍体变为四倍体的过程
D．低温抑制纺锤体的形成，导致细胞不能分裂成两个子细胞
【答案】D
【知识点】低温诱导染色体加倍实验
2．（2024高一下·韶关期末）下列关于利用洋葱（2n=16）根尖为材料进行低温诱导染色体数目变化实验的叙述，错误的是（　　）
A．原理：低温抑制着丝粒分裂，使染色单体不能移向两极
B．解离：用酒精冲洗卡诺氏液后，用盐酸酒精混合液浸泡洋葱根尖
C．染色：甲紫溶液和醋酸洋红液都可以使染色体染成深色
D．观察：在显微镜视野中可观察到染色体数为16或32或64的细胞
【答案】A
【知识点】低温诱导染色体加倍实验
3．（2024高一下·成都月考）关于低温诱导洋葱染色体数目变化实验的叙述，正确的是（　　）
A．用卡诺氏液固定细胞形态后需用清水冲洗2次
B．洋葱鳞片叶内表皮细胞体积大且无色素，是理想的实验材料
C．实验步骤：4℃放置→25℃培养→4℃培养→固定→制作装片→显微观察
D．在高倍显微镜下，可以看到大多数细胞的染色体数目加倍
【答案】C
【知识点】低温诱导染色体加倍实验
4．（2024高一下·汕尾期末）“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验的方法步骤为：根尖培养→固定细胞→制作装片→观察现象。下列叙述错误的是（　　）
A．根尖培养：剪取根尖0.5~1.0cm放入冰箱冷藏室内诱导
B．固定细胞：将剪取的根尖放入卡诺氏液中浸泡
C．制作装片：包括解离、漂洗、染色和制片4个步骤
D．观察现象：先用低倍镜寻找染色体形态较好的分裂象
【答案】A
【知识点】低温诱导染色体加倍实验
5．（2024高一下·中山期末）下列有关“低温诱导洋葱细胞染色体数目的变化”实验的说法中，正确的是（　　）
A．卡诺氏液处理后，需要用体积分数为95%的酒精进行冲洗
B．为使组织中的细胞相互分离，应选用卡诺氏液处理洋葱组织切片
C．将洋葱根尖制成装片后进行低温处理，然后在高倍镜下观察染色体变化
D．低温处理洋葱根尖后，会引起成熟区细胞染色体数目的变化
【答案】A
【知识点】低温诱导染色体加倍实验
6．（2024高一下·祥云月考）下列关于“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验的叙述，正确的是（　　）
A．实验中的“低温”是指零上4℃左右
B．植物细胞指洋葱的外表皮细胞
C．卡诺氏液的作用是解离组织细胞
D．直接用高倍镜观察染色体数目发生变化的细胞
【答案】A
【知识点】低温诱导染色体加倍实验
【解析】【解答】A、实验中将根尖放入零上4℃左右的条件下，使根尖细胞染色体数目加倍，由此可知“低温”是指零上4℃左右，A正确；
B、实验选择的是根尖分生区细胞，因为洋葱的外表皮细胞不能分裂，B错误；
C、卡诺氏液的作用是固定细胞形态，而不是解离组织细胞，C错误；
D、需要先在低倍镜下找到细胞，再使用高倍镜观察，不可直接使用高倍镜观察，D错误。
故答案为：A。
【分析】低温诱导染色体数目实验是一个重要的生物学实验，用于观察和研究低温对植物染色体数目的影响。以下是该实验的主要内容和步骤：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，从而导致染色体数目发生变化。
实验材料与用具：
实验材料：通常选用具有分裂能力的植物组织，如洋葱的根尖分生区细胞。
实验用具：培养皿、滤纸、布、杯子、剪刀、显微镜、玻片、盖玻片、卡诺氏液（用于固定细胞形态）、改良苯酚品红染液（或其他碱性染液）、体积分数为15%的盐酸、体积分数为95%的酒精等。
实验步骤：
1.诱导培养：将植物（如洋葱）置于装满清水的广口瓶上，让洋葱底部接触瓶中的水面，诱导其生长不定根。待洋葱长出约1cm长的不定根后，进行低温诱导处理。
2.低温诱导：将长出不定根的洋葱放入冰箱中，在4℃条件下培养36小时。
3.固定细胞形态：剪取低温诱导后的根尖0.5~1cm，放入卡诺氏液中浸泡0.5~1小时，以固定细胞形态。然后用体积分数为95%的酒精冲洗2次，洗去附着在根尖表面的卡诺氏液。
4.制作装片：经过解离（使细胞分离开）、漂洗（洗去解离液，便于染色）、染色（用碱性染液进行染色）等步骤后，将细胞制成装片。
5.观察：使用显微镜先低倍镜寻找染色体形态较好的分裂相，再换用高倍镜观察。视野中应既有正常的二倍体细胞，也有染色体数目发生改变的细胞。
实验结果与分析：
通过观察和计数，可以发现低温诱导后植物细胞的染色体数目发生了明显变化。这种变化是植物对寒冷环境的一种适应机制，有助于提高植物的抗寒能力。
7．（2024高一下·成都期末）生物学的发展与实验密不可分。下列关于“低温诱导植物细胞染色体数目变化”实验的相关说法，正确的是（　　）
A．菠菜叶肉细胞可作为低温诱导染色体加倍的实验材料
B．低温通过抑制着丝粒分裂，导致染色体不能移向两极，从而引起染色体数目加倍
C．低温诱导植物细胞染色体数目变化实验中用到了两种不同浓度的酒精，且作用不同
D．实验材料需通过解离、漂洗、染色、制片等实验步骤才能用于观察
【答案】D
【知识点】低温诱导染色体加倍实验
【解析】【解答】A、菠菜叶肉细胞属于高度分化的细胞，这意味着他们已经完成了细胞分裂的过程，不能再进行细胞分裂，故不适合作为低温诱导染色体数目加倍的实验材料，A错误；
B、低温通过抑制纺锤体的形成，使染色体不能移向两极，以引起染色体数目加倍，B错误；
C、低温诱导植物细胞染色体数目变化实验中用到的酒精均为95%，作用分别为①洗去卡诺试剂染液；②与15%盐酸按1：1比例混合配制解离液，C错误；
D、该实验制作临时装片，包括解离、漂洗、染色、制片等4个实验步骤，具体操作方法与观察植物细胞有丝分裂的实验相同，D正确；
故答案为：D。
【分析】低温诱导植物细胞染色体数目变化实验原理和步骤
1、原理：用低温处理植物的分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，以致影响细胞有丝分裂中染色体被拉向两极，导致细胞不能分裂成两个子细胞，于是植物细胞的染色体数目发生变化。
2、实验步骤
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（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48~72小时；
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%的酒精冲洗两次；
③制作装片包括解离、漂洗、染色和制片四个步骤，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。
8．（2024高二上·湖北月考）在“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”的实验中常用蒜(2N=16)的根做实验材料。下列关于该实验的叙述正确的是（　　）
A．制作装片的步骤为解离、染色、漂洗、制片
B．使用卡诺氏液的目的是使蒜的根尖细胞分散开
C．显微镜下可观察到染色体数目为8、16和32的细胞
D．显微镜下可观察到部分根尖细胞中含有4个染色体组
【答案】D
【知识点】低温诱导染色体加倍实验
9．（2024高一下·乐山期末）以洋葱（2N=16）作为实验材料，下列有关“低温诱导植物细胞染色体数目变化的实验”的说法，错误的是（　　）
A．通过光学显微镜可观察到细胞中可能含有2N、4N 或8N条染色体
B．低温诱导会抑制纺锤体的形成，但着丝粒仍可分裂
C．该实验中根尖表面的卡诺氏液用清水冲洗，解离液用体积分数为95%的酒精清洗
D．低温诱导与用秋水仙素诱导染色体数目变化的原理相同
【答案】C
【知识点】低温诱导染色体加倍实验
【解析】【解答】A、光学显微镜可以观察到染色体并统计染色体数目，2N生物细胞有丝分裂后期着丝粒分裂，染色体数目加倍为4N，低温诱导该生物细胞染色体数目加倍后，细胞中染色体数目为4N，进行有丝分裂后期时染色体数目为8N，A正确；
B、低温处理可导致染色体加倍，因为低温诱导会抑制纺锤体的形成，但着丝粒仍可分裂，B正确；
C、该实验中解离是用清水清洗，而根尖表面的卡诺氏液是用体积分数为95%的酒精冲洗，C错误；
D、低温诱导和秋水仙素诱导原理都是抑制纺锤体的形成，故二者原理相同，D正确。
故答案为：C。
【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：选材→固定→解离→漂洗→染色→制片。
10．（2024高一下·西昌期末）洋葱根尖分生组织细胞可用于“低温诱导植物细胞染色体数目变化”实验。下列说法正确的是（　　）
A．制片前要用解离液浸泡根尖以固定细胞形态
B．低温处理的原理是抑制纺锤体形成和促进着丝粒分裂
C．在高倍显微镜下可观察到二倍体细胞和四倍体细胞
D．在高倍显微镜下可观察到四倍体细胞数目逐渐增多的过程
【答案】C
【知识点】低温诱导染色体加倍实验
【解析】【解答】A、用解离液浸泡根尖目的不是固定细胞形态，而是使组织中的细胞相互分离开来，A错误；
B、低温诱导染色体数目变化的原理是低温能抑制纺锤体的形成，不是促进着丝粒分裂，B错误；
C、如果观察的细胞处于前期、中期，则细胞内含二个染色体组；如果观察的细胞处于后期，则细胞内含四个染色体组。由此可得在显微镜视野内可以观察到二倍体细胞和四倍体细胞，C正确；
D、由于在制作装片过程中要使用盐酸和酒精进行解离，细胞已死亡，所以在显微镜下不可能观察到细胞从二倍体变为四倍体的过程，D错误。
故答案为：C。
【分析】低温诱导染色体数目变异是一种实验手段，其原理与秋水仙素处理相似，都是通过影响细胞分裂过程中纺锤体的形成来导致染色体数目发生变化。具体来说，低温处理能够抑制植物分生组织细胞有丝分裂前期纺锤体的形成，使得在分裂后期，染色体的着丝点虽然会正常分裂，但形成的子染色体无法被纺锤丝拉向细胞的两极，因此细胞不能分裂成两个子细胞。这样一来，细胞中的染色体数目就会加倍。
在实验操作中，通常会将植物的根尖或芽等分生组织置于低温（如4℃）环境中处理一段时间（如36小时），然后取出进行固定、解离、染色和制片等步骤，最后在显微镜下观察染色体的数目变化。在视野中，除了可以看到正常的二倍体细胞外，还可以观察到染色体数目发生改变的细胞。
需要注意的是，低温诱导染色体数目变异是一种实验条件下的现象，它在自然界中并不常见。此外，由于染色体数目变异可能导致生物体遗传信息的改变和性状的不稳定，因此在育种和生产实践中需要谨慎使用这种技术。
11．（2023高三上·泸州模拟）科研人员选取150株长势相同的二倍体西瓜幼苗，均分为三组后用不同质量分数的秋水仙素溶液处理它们的幼芽，结果如图所示。下列有关叙述正确的是（　　）
A．该实验的自变量是秋水仙素浓度，因变量是四倍体西瓜诱导率
B．可以通过观察根尖分生区细胞中的染色体数来鉴定四倍体西瓜
C．秋水仙素诱导形成四倍体西瓜的最适宜的质量分数是0.1%
D．将四倍体西瓜与二倍体西瓜杂交可获得高度不育的三倍体西瓜
【答案】D
【知识点】低温诱导染色体加倍实验
12．（2023高三上·长春月考）下列关于“低温诱导植物细胞染色体数目变化”的实验，叙述正确的是（　　）
A．低温诱导染色体数目加倍实验的原理是分裂间期低温能抑制纺锤体的形成
B．使用卡诺氏液解离细胞后需用95%的酒精冲洗2次
C．制作装片的过程和“观察植物根尖细胞有丝分裂”实验中的不相同
D．多倍体细胞的形成过程无完整的细胞周期
【答案】D
【知识点】低温诱导染色体加倍实验
【解析】【解答】A、低温诱导染色体数目加倍实验的原理是低温能抑制分裂前期纺锤体的形成，使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 ，A错误；
B、卡诺氏液的作用是固定细胞，B错误；
C、“低温诱导植物染色体数目的变化”的实验和“观察植物根尖细胞有丝分裂”实验中的制作装片的过程相同，即解离→漂洗→染色→制片，C错误；
D、低温诱导多倍体细胞形成过程中，低温能抑制纺锤体的形成，使细胞不能分裂，故无完整的细胞周期，D正确。
故答案为：D。
【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：低温抑制有丝分裂前期纺锤体的形成，使染色体不能移向两极，进而导致染色体数目加倍； （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）。
13．（2023高一下·石家庄期末）关于低温诱导洋葱根尖染色体数目变化的实验，下列叙述正确的是
A．观察时应先用低倍镜在视野中找到分生区细胞
B．低温处理能抑制纺锤体的形成，但不影响细胞分裂
C．实验中盐酸的作用是使DNA和蛋白质分离，便于着色
D．显微镜视野中观察到的绝大多数细胞含有四个染色体组
【答案】A
【知识点】低温诱导染色体加倍实验
14．（2022高二上·河南开学考）关于“低温诱导植物染色体数目的变化”的实验，下列说法错误的是（　　）
A．大葱可作为实验材料，其原因是根尖分生区细胞有丝分裂旺盛
B．用体积分数95%的酒精冲洗固定的细胞2次
C．剪取根尖约0.5～1cm放置于冰箱的低温室内诱导染色体数目加倍
D．低温（4℃）处理植物分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成
【答案】C
【知识点】低温诱导染色体加倍实验
【解析】【解答】A、大葱根尖分生区细胞分化程度较低，有丝分裂旺盛，因此大葱可作为实验材料，A正确；
B、卡诺氏液固定后，需要用95%的酒精冲洗2次，洗去多余的卡诺氏液，B正确；
C、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1 cm长的不定根时，将整个装置放入冰箱冷藏室内，诱导培养48~72 h，C错误；
D、低温（4℃）诱导能抑制细胞有丝分裂时纺锤体的形成，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，D正确。
故答案为：C。
【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（卡诺氏液）→解离（体积分数为15%的盐酸溶液和体积分数为95%的酒精溶液）→漂洗（清水）→染色（改良苯酚品红染液）→制片。
15．（2022·深圳模拟）多倍体植物常出现在高寒地区。某生物兴趣小组探究低温对洋葱根尖细胞染色体数目加倍的影响，下图是显微镜下观察的两个视野照片。下列相关叙述正确的是（　　）
A．使用卡诺氏液是对细胞中的染色体进行染色
B．统计发现处于有丝分裂中期的细胞数目最多
C．a细胞是较典型的染色体数加倍的细胞图像
D．b细胞的形成是低温处理在纺锤体形成之前
【答案】C
【知识点】低温诱导染色体加倍实验
【解析】【解答】A、 使用卡诺氏液是对细胞中的染色体进行固定，A不符合题意；
B、 在视野中看到的不同时期的细胞数目多少与其在有丝分裂过程中所占时间的长短比例一致，因为间期所占时长最长，故统计发现处于有丝分裂间期的细胞数目最多，B不符合题意；
C、a细胞染色体数目明显多于b细胞内的染色体数，故a细胞是较典型的染色体数加倍的细胞图像，C符合题意；
D、b细胞染色体数目正常，故进行了正常的细胞分裂，故应是低温处理在纺锤体形成后，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】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。

二、非选择题
16．（2023高二上·宁南开学考）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：
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。
（1）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－4℃、0℃、　 　、　 　、12℃的恒温箱中培养1h。
③取大蒜随机均分成　 　组，分别放入培养皿中诱导培养36小时。
④分别取根尖0.5～1cm，放入　 　中固定0.5～1h，然后用　 　冲洗2次。
⑤制作装片：解离→　 　→　 　→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。
实验结果：染色体数目加倍率最高的一组为最适温度。
（2）实验分析
①观察染色体形态和数目的最佳时期是　 　。
②除低温外，　 　也可以诱导染色体数目加倍，原理是　 　。
【答案】（1）4℃；8℃；5；卡诺氏液；体积分数95%酒精；漂洗；染色
（2）有丝分裂中期；秋水仙素；抑制纺锤体的形成
【知识点】低温诱导染色体加倍实验
【解析】【解答】( 1 )本实验的目的是探究诱导大蒜染色体数目加倍的最佳低温，所以温度应设置为变量，可设置-4℃、 0℃、 4℃、 8℃、12℃等温度，选取根尖0.5 cm~1 cm，不宜过长，主要取分生区的组织细胞，放入卡诺氏液中固定0.5-Ih，然后用体积分数为95%的酒精溶液冲洗2次，由于解离液中有盐酸，为防止解离过度，应在染色之前用清水漂洗10 min，低温并不能使所有细胞染色体加倍，所以要统计加倍率来确定最佳低温。
故填： 4℃； 8℃；5；卡诺氏液；体积分数95%酒精；漂洗；染色。
(2)有丝分裂中期染色体数目固定，形态清晰，是观察有丝分裂的最佳时期。 除低温外，秋水仙素可以抑制纺锤体的形成，而使染色体数目加倍。
故填：有丝分裂中期；秋水仙素；抑制纺锤体的形成。
【分析】用低温处理植物的分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，以致影响细胞有丝分裂中染色体被拉向两极，导致细胞不能分裂成两个子细胞，于是，植物细胞的染色体数目发生变化。实验过程中，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1 cm长的不定根时，将整个装置放入冰箱冷藏室内，诱导培养48~72 h。剪取诱导处理的根尖0.5~1 cm，放入卡诺氏液中浸泡0.5~1 h，以固定细胞的形态，然后用体积分数为95%的酒精冲洗2次。制作装片，包括：解离、漂洗、染色和制片4个步骤（解离：剪取洋葱根尖2~3 mm，立即放入盛有盐酸和酒精混合液( 1：1)的玻璃皿中，在室温下解离。漂洗：待根尖软化后，用镊子取出，放入盛有清水的玻璃皿中漂洗。染色：把根尖放入盛有质量浓度为0.01 g/mL或0.02 g/mL的甲紫溶液(或醋酸洋红液)的玻璃皿中染色。制片：用镊子将这段根尖取出来，放在载玻片上，加一滴清水，并用镊子尖把根尖弄碎，盖上盖玻片。然后，用拇指轻轻地按压盖玻片）。然后先用低倍镜寻找染色体形态较好的分裂象。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。
17．（低温诱导染色体加倍实验）用2%的秋水仙素溶液处理植物的分生组织，能够诱导细胞内染色体的数目加倍，那么，用一定时间的低温（例如4℃）处理水培的洋葱根尖时，是否能诱导细胞内染色体的数目加倍呢？请就低温对细胞内染色体数目的影响是否与秋水仙素作用相同这个问题进行实验探究．
（1）材料器具：长出根的洋葱（2n=16）若干、小烧杯、培养皿若干、清水、控温冰箱、2%的秋水仙素溶液、显微镜、载玻片、盖玻片、改良苯酚品红染液等．
实验步骤：
①选取大小　 　的带根洋葱3个，编号1、2、3．
②将1号洋葱在常温下放在　 　中培养洋葱根；
将2号洋葱放在等量的清水中，在　 　的冰箱中培养洋葱根；
将3号洋葱放在　 　培养洋葱根（对照组），其他条件均相同．
③分别取1、2、3号洋葱的根尖制成1、2、3号装片，放在显微镜下观察　 　．
（2）实验结果与预测结论：（以下每空一分）
①若　 　号与　 　号装片染色体数目相同，并且是　 　号的两倍，说明低温与秋水仙素的作用相同，低温能够诱导细胞内染色体数目加倍．
②若　 　号与　 　号装片染色体数目相同，并且是　 　号的一半，说明低温与秋水仙素的作用不同，低温不能诱导细胞内染色体数目加倍．
【答案】（1）相同；2%的秋水仙素溶液；4℃；常温等量清水；染色体的数目
（2）1；2；3；2；3；1
【知识点】低温诱导染色体加倍实验
【解析】【解答】解：（1）实验步骤：①选取大小相同的带根洋葱3个，编号1、2、3．②将1号洋葱在常温下放在2%的秋水仙素溶液中培养洋葱根；将2号洋葱放在等量的清水中，在4℃的冰箱中培养洋葱根；将3号洋葱放在常温等量清水培养洋葱根（对照组），其他条件均相同．③分别取1、2、3号洋葱的根尖制成1、2、3号装片，放在显微镜下观察染色体的数目．（2）实验结果与预测结论：
①若1号与2号装片染色体数目相同，并且是3号的两倍，说明低温与秋水仙素的作用相同，低温能够诱导细胞内染色体数目加倍．②若2号与3号装片染色体数目相同，并且是1号的一半，说明低温与秋水仙素的作用不同，低温不能诱导细胞内染色体数目加倍．
故答案为：（1）①相同 ②2%的秋水仙素溶液 4℃常温等量清水 ③染色体的数目（2）①1 2 3 ②2 3 1
【分析】实验过程中可以变化的因素称为变量．其中人为改变的变量称做自变量，随着自变量的变化而变化的变量称做因变量．除自变量外，实验过程中可能还会存在一些可变因素，对实验结果造成影响，这些变量称为无关变量．实验设计时要遵循对照原则和单一变量原则．要注意无关变量应该相同且适宜．
18．（人教版生物必修2第五章第二节染色体变异同步训练）某同学在做“低温诱导植物染色体数目的变化”实验时，将大蒜根尖随机分为12组，实验处理和结果如下表所示，请回答有关问题。
组别 实验处理及处理时间 染色体数目加倍的 细胞所占的百分比(%)
组1 0℃ 36小时 0
组2 72小时 0
组3 96小时 0
组4 2℃ 36小时 5
组5 72小时 20
组6 96小时 24
组7 4℃ 36小时 12
组8 72小时 30
组9 96小时 43
组10 6℃ 36小时 0
组11 72小时 0
组12 96小时 0
（1）低温 诱导植物染色体数目加倍的原理是低温会使细胞分裂过程中　 　的 形成受阻，从而使细胞分裂过程中染色体数目加倍而细胞不分裂。低温处理与秋水仙素处理相比，具有　 　等优点。
（2）实验中选择大蒜根尖　 　区细胞进行观察，效果最佳，原因是此处的细胞分裂比较　 　，在显微镜下观察，此处细胞的特点表现为　 　。
（3）实验过程中需要用　 　对大蒜根尖细胞的染色体进行染色。
（4）由实验结果可知，　 　的条件下，加倍效果最为明显。
【答案】（1）纺锤体；操作简单、安全无毒
（2）分生；旺盛；呈正方形，排列紧密
（3）碱性染料(或醋酸洋红或龙胆紫)
（4）4℃、96小时
【知识点】低温诱导染色体加倍实验
【解析】【分析】（1）低温能够抑制纺锤体的形成，实现染色体数目的加倍；用秋水仙素诱导染色体数目加倍，操作较为烦琐，且秋水仙素有毒，而低温诱导操作简单，安全无毒。（2）植物根尖分生区细胞呈正方形，排列紧密，且分裂较为旺盛，故观察时应选择根尖分生区细胞。（3）染色体可以被碱性染料(如醋酸洋红、龙胆紫等)着色。（4）由表中信息可知，在温度为4℃的条件下处理96小时，细胞中染色体数目加倍效果最佳。
【点评】本题主要考查低温诱导染色体加倍实验相关知识，意在考查考生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力。
19．青蒿素是治疗疟疾的重要药物．利用雌雄同株的野生型青蒿（二倍体，体细胞染色体数为18），通过生物技术可培育高青蒿素含量的植株．请回答以下相关问题：
（1）四倍体青蒿中青蒿素含量通常高于野生型青蒿，低温处理野生型青蒿正在有丝分裂的细胞会导致染色体不分离，从而获得四倍体细胞并发育成植株，推测低温处理导致细胞染色体不分离的原因是　 　 ．有研究者开展四倍体青蒿染色体核型分析实验，主要步骤如下：
实验过程中用1mol L﹣1HCl解离的目的是　 　 ．镜检时，应不断移动装片，以寻找处于　 　 期且染色体　 　 的细胞进行拍照．
（2）四倍体青蒿与野生型青蒿杂交后代体细胞的染色体数为　 　 ，杂交后代一般不育，原因是　 　 ．为了进一步验证上述推论，可以优先选用　 　 （①花萼 ②花瓣 ③雌蕊 ④花药 ⑤花芽，填序号）作为实验材料进行显微观察．
（3）从青蒿中分离了cyp基因，其编码的CYP酶参与青蒿素合成，利用基因工程技术可使大肠杆菌中表达CYP酶．其中cyp基因作为　 　 ，质粒作为　 　，二者通常需要用　 　 切割后连接成重组载体．
【答案】低温抑制纺锤体形成；使组织细胞相互分离；中；分散良好；27；减数分裂过程中联会紊乱，不能正常产生配子；④；目的基因；运载体；相同的限制酶
【知识点】低温诱导染色体加倍实验
【解析】【解答】（1）低温可以抑制有丝分裂过程中纺锤体的形成，使细胞内的染色体经过复制但不发生分离，从而使染色体数目加倍；实验过程中用1mol L﹣1HCl解离的目的是使组织细胞相互分离；镜检时，由于中期细胞染色体形态固定、数目清晰，所以应不断移动装片，以寻找处于中期且染色体分散良好的细胞进行拍照．
（2） 野生型青蒿为二倍体，体细胞染色体数为18；四倍体青蒿的体细胞染色体数为36，所以四倍体青蒿与野生型青蒿杂交后代体细胞的染色体数为27．由于杂交后 代的细胞中染色体为奇数，在减数分裂过程中联会紊乱，不能正常产生配子，所以一般不育．为了进一步验证上述推论，可以优先选用④花药作为实验材料进行显微 观察．
（3）从青蒿中分离了cyp基因，其编码的CYP酶参与青蒿素合成，利用基因工程技术可使大肠杆菌中表达CYP酶．其中cyp基因作为目的基因，质粒作为运载体，二者通常需要用相同的限制酶切割后连接成重组载体．
【分析】1、低温可以抑制纺锤体的形成，使细胞内的染色体经过复制但不发生分离，从而使染色体数目加倍，这属于染色体变异，染色体变异可以通过显微镜观察到．
2、基因工程的基本操作步骤主要包括四步：①目的基因的获取；②基因表达载体的构建；③将目的基因导入受体细胞；④目的基因的检测与表达．其中基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤，该过程需要限制酶和DNA连接酶．
20．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
（1）培养固定：将洋葱放在装满清水的广口瓶上，待根长出1cm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．
（2）装片制作：解离﹣→染色﹣→漂洗﹣→制片．
（3）观察：先用低倍镜寻找染色体形态较好的分裂图象，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　 　 ；③　 　 ．
（2）低温导致染色体加倍的原因是　 　 ．
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：　 　．
（3）洋葱体细胞的一个细胞周期约为12 h．某同学利用洋葱根尖观察细胞有丝分裂，得到了如下结果．
细胞周期 样本1 样本2 总数
间期 42 43 85
分裂期 前期 4 3 7
中期 1 0 1
后期 1 1 2
末期 2 3 5
计数细胞的总数 100
上述样本1和样本2表示　 　 ，间期为　 　 h．
（4）观察蝗虫精巢细胞分裂装片时，判断某细胞是处在减数第一次分裂后期而非有丝分裂后期的依据是　 　 ．
【答案】将整个培养装置放入冰箱的低温室内；解离﹣→漂洗﹣→染色﹣→制片；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；低温抑制纺锤体的形成；设置不同温度梯度的对照组，观察并比较结果；两个不同视野所看到的处在分裂各期的细胞数目；10.2；同源染色体彼此分离
【知识点】低温诱导染色体加倍实验
【解析】【解 答】（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，要将整个培养装置放入冰箱的低温室内；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，而且大多数细胞处理分裂间期，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变化，而不可能所有细胞染色体数目都加倍．
（2）低温导致染色体加倍的原因是抑制纺锤体的形成和细胞分裂，导致细胞中染色体数目加倍．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对照组，观察并比较结果．
（3）利用显微镜观察洋葱根尖细胞有丝分裂时，在不同的视野中，看到的细胞情况不相同．表中两个样本表示两个不同视野所看到的处在分裂各期的细胞数目；由于洋葱体细胞的一个细胞周期约为12h，所以间期为85÷100×12=10.2h．
（4）减数第一次分裂后期同源染色体分离，染色体数目不变，而有丝分裂后期着丝点分裂，染色体数目加倍．所以判断的依据是细胞中染色体数目是否相同或有无染色单体．
【分析】低温诱导植物染色体数目的变化的原理是低温抑制有丝分裂前期纺锤体的形成，已复制的染色体分开而没有形成两个子细胞，从而使染色体数目加倍．
1 / 1低温诱导染色体加倍实验—高考生物一轮实验专题复习
一、选择题
1．（2024高二上·广西壮族自治区开学考）某同学探究了低温诱导洋葱根尖细胞染色体数目的变化。下列相关叙述正确的是（　　）
A．切取根尖分生组织，放入冰箱冷藏室诱导培养48~72h
B．固定细胞后，装片制作流程为解离→染色→漂洗→制片
C．高倍显微镜下可观察到细胞从二倍体变为四倍体的过程
D．低温抑制纺锤体的形成，导致细胞不能分裂成两个子细胞
2．（2024高一下·韶关期末）下列关于利用洋葱（2n=16）根尖为材料进行低温诱导染色体数目变化实验的叙述，错误的是（　　）
A．原理：低温抑制着丝粒分裂，使染色单体不能移向两极
B．解离：用酒精冲洗卡诺氏液后，用盐酸酒精混合液浸泡洋葱根尖
C．染色：甲紫溶液和醋酸洋红液都可以使染色体染成深色
D．观察：在显微镜视野中可观察到染色体数为16或32或64的细胞
3．（2024高一下·成都月考）关于低温诱导洋葱染色体数目变化实验的叙述，正确的是（　　）
A．用卡诺氏液固定细胞形态后需用清水冲洗2次
B．洋葱鳞片叶内表皮细胞体积大且无色素，是理想的实验材料
C．实验步骤：4℃放置→25℃培养→4℃培养→固定→制作装片→显微观察
D．在高倍显微镜下，可以看到大多数细胞的染色体数目加倍
4．（2024高一下·汕尾期末）“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验的方法步骤为：根尖培养→固定细胞→制作装片→观察现象。下列叙述错误的是（　　）
A．根尖培养：剪取根尖0.5~1.0cm放入冰箱冷藏室内诱导
B．固定细胞：将剪取的根尖放入卡诺氏液中浸泡
C．制作装片：包括解离、漂洗、染色和制片4个步骤
D．观察现象：先用低倍镜寻找染色体形态较好的分裂象
5．（2024高一下·中山期末）下列有关“低温诱导洋葱细胞染色体数目的变化”实验的说法中，正确的是（　　）
A．卡诺氏液处理后，需要用体积分数为95%的酒精进行冲洗
B．为使组织中的细胞相互分离，应选用卡诺氏液处理洋葱组织切片
C．将洋葱根尖制成装片后进行低温处理，然后在高倍镜下观察染色体变化
D．低温处理洋葱根尖后，会引起成熟区细胞染色体数目的变化
6．（2024高一下·祥云月考）下列关于“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验的叙述，正确的是（　　）
A．实验中的“低温”是指零上4℃左右
B．植物细胞指洋葱的外表皮细胞
C．卡诺氏液的作用是解离组织细胞
D．直接用高倍镜观察染色体数目发生变化的细胞
7．（2024高一下·成都期末）生物学的发展与实验密不可分。下列关于“低温诱导植物细胞染色体数目变化”实验的相关说法，正确的是（　　）
A．菠菜叶肉细胞可作为低温诱导染色体加倍的实验材料
B．低温通过抑制着丝粒分裂，导致染色体不能移向两极，从而引起染色体数目加倍
C．低温诱导植物细胞染色体数目变化实验中用到了两种不同浓度的酒精，且作用不同
D．实验材料需通过解离、漂洗、染色、制片等实验步骤才能用于观察
8．（2024高二上·湖北月考）在“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”的实验中常用蒜(2N=16)的根做实验材料。下列关于该实验的叙述正确的是（　　）
A．制作装片的步骤为解离、染色、漂洗、制片
B．使用卡诺氏液的目的是使蒜的根尖细胞分散开
C．显微镜下可观察到染色体数目为8、16和32的细胞
D．显微镜下可观察到部分根尖细胞中含有4个染色体组
9．（2024高一下·乐山期末）以洋葱（2N=16）作为实验材料，下列有关“低温诱导植物细胞染色体数目变化的实验”的说法，错误的是（　　）
A．通过光学显微镜可观察到细胞中可能含有2N、4N 或8N条染色体
B．低温诱导会抑制纺锤体的形成，但着丝粒仍可分裂
C．该实验中根尖表面的卡诺氏液用清水冲洗，解离液用体积分数为95%的酒精清洗
D．低温诱导与用秋水仙素诱导染色体数目变化的原理相同
10．（2024高一下·西昌期末）洋葱根尖分生组织细胞可用于“低温诱导植物细胞染色体数目变化”实验。下列说法正确的是（　　）
A．制片前要用解离液浸泡根尖以固定细胞形态
B．低温处理的原理是抑制纺锤体形成和促进着丝粒分裂
C．在高倍显微镜下可观察到二倍体细胞和四倍体细胞
D．在高倍显微镜下可观察到四倍体细胞数目逐渐增多的过程
11．（2023高三上·泸州模拟）科研人员选取150株长势相同的二倍体西瓜幼苗，均分为三组后用不同质量分数的秋水仙素溶液处理它们的幼芽，结果如图所示。下列有关叙述正确的是（　　）
A．该实验的自变量是秋水仙素浓度，因变量是四倍体西瓜诱导率
B．可以通过观察根尖分生区细胞中的染色体数来鉴定四倍体西瓜
C．秋水仙素诱导形成四倍体西瓜的最适宜的质量分数是0.1%
D．将四倍体西瓜与二倍体西瓜杂交可获得高度不育的三倍体西瓜
12．（2023高三上·长春月考）下列关于“低温诱导植物细胞染色体数目变化”的实验，叙述正确的是（　　）
A．低温诱导染色体数目加倍实验的原理是分裂间期低温能抑制纺锤体的形成
B．使用卡诺氏液解离细胞后需用95%的酒精冲洗2次
C．制作装片的过程和“观察植物根尖细胞有丝分裂”实验中的不相同
D．多倍体细胞的形成过程无完整的细胞周期
13．（2023高一下·石家庄期末）关于低温诱导洋葱根尖染色体数目变化的实验，下列叙述正确的是
A．观察时应先用低倍镜在视野中找到分生区细胞
B．低温处理能抑制纺锤体的形成，但不影响细胞分裂
C．实验中盐酸的作用是使DNA和蛋白质分离，便于着色
D．显微镜视野中观察到的绝大多数细胞含有四个染色体组
14．（2022高二上·河南开学考）关于“低温诱导植物染色体数目的变化”的实验，下列说法错误的是（　　）
A．大葱可作为实验材料，其原因是根尖分生区细胞有丝分裂旺盛
B．用体积分数95%的酒精冲洗固定的细胞2次
C．剪取根尖约0.5～1cm放置于冰箱的低温室内诱导染色体数目加倍
D．低温（4℃）处理植物分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成
15．（2022·深圳模拟）多倍体植物常出现在高寒地区。某生物兴趣小组探究低温对洋葱根尖细胞染色体数目加倍的影响，下图是显微镜下观察的两个视野照片。下列相关叙述正确的是（　　）
A．使用卡诺氏液是对细胞中的染色体进行染色
B．统计发现处于有丝分裂中期的细胞数目最多
C．a细胞是较典型的染色体数加倍的细胞图像
D．b细胞的形成是低温处理在纺锤体形成之前
二、非选择题
16．（2023高二上·宁南开学考）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：
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。
（1）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－4℃、0℃、　 　、　 　、12℃的恒温箱中培养1h。
③取大蒜随机均分成　 　组，分别放入培养皿中诱导培养36小时。
④分别取根尖0.5～1cm，放入　 　中固定0.5～1h，然后用　 　冲洗2次。
⑤制作装片：解离→　 　→　 　→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。
实验结果：染色体数目加倍率最高的一组为最适温度。
（2）实验分析
①观察染色体形态和数目的最佳时期是　 　。
②除低温外，　 　也可以诱导染色体数目加倍，原理是　 　。
17．（低温诱导染色体加倍实验）用2%的秋水仙素溶液处理植物的分生组织，能够诱导细胞内染色体的数目加倍，那么，用一定时间的低温（例如4℃）处理水培的洋葱根尖时，是否能诱导细胞内染色体的数目加倍呢？请就低温对细胞内染色体数目的影响是否与秋水仙素作用相同这个问题进行实验探究．
（1）材料器具：长出根的洋葱（2n=16）若干、小烧杯、培养皿若干、清水、控温冰箱、2%的秋水仙素溶液、显微镜、载玻片、盖玻片、改良苯酚品红染液等．
实验步骤：
①选取大小　 　的带根洋葱3个，编号1、2、3．
②将1号洋葱在常温下放在　 　中培养洋葱根；
将2号洋葱放在等量的清水中，在　 　的冰箱中培养洋葱根；
将3号洋葱放在　 　培养洋葱根（对照组），其他条件均相同．
③分别取1、2、3号洋葱的根尖制成1、2、3号装片，放在显微镜下观察　 　．
（2）实验结果与预测结论：（以下每空一分）
①若　 　号与　 　号装片染色体数目相同，并且是　 　号的两倍，说明低温与秋水仙素的作用相同，低温能够诱导细胞内染色体数目加倍．
②若　 　号与　 　号装片染色体数目相同，并且是　 　号的一半，说明低温与秋水仙素的作用不同，低温不能诱导细胞内染色体数目加倍．
18．（人教版生物必修2第五章第二节染色体变异同步训练）某同学在做“低温诱导植物染色体数目的变化”实验时，将大蒜根尖随机分为12组，实验处理和结果如下表所示，请回答有关问题。
组别 实验处理及处理时间 染色体数目加倍的 细胞所占的百分比(%)
组1 0℃ 36小时 0
组2 72小时 0
组3 96小时 0
组4 2℃ 36小时 5
组5 72小时 20
组6 96小时 24
组7 4℃ 36小时 12
组8 72小时 30
组9 96小时 43
组10 6℃ 36小时 0
组11 72小时 0
组12 96小时 0
（1）低温 诱导植物染色体数目加倍的原理是低温会使细胞分裂过程中　 　的 形成受阻，从而使细胞分裂过程中染色体数目加倍而细胞不分裂。低温处理与秋水仙素处理相比，具有　 　等优点。
（2）实验中选择大蒜根尖　 　区细胞进行观察，效果最佳，原因是此处的细胞分裂比较　 　，在显微镜下观察，此处细胞的特点表现为　 　。
（3）实验过程中需要用　 　对大蒜根尖细胞的染色体进行染色。
（4）由实验结果可知，　 　的条件下，加倍效果最为明显。
19．青蒿素是治疗疟疾的重要药物．利用雌雄同株的野生型青蒿（二倍体，体细胞染色体数为18），通过生物技术可培育高青蒿素含量的植株．请回答以下相关问题：
（1）四倍体青蒿中青蒿素含量通常高于野生型青蒿，低温处理野生型青蒿正在有丝分裂的细胞会导致染色体不分离，从而获得四倍体细胞并发育成植株，推测低温处理导致细胞染色体不分离的原因是　 　 ．有研究者开展四倍体青蒿染色体核型分析实验，主要步骤如下：
实验过程中用1mol L﹣1HCl解离的目的是　 　 ．镜检时，应不断移动装片，以寻找处于　 　 期且染色体　 　 的细胞进行拍照．
（2）四倍体青蒿与野生型青蒿杂交后代体细胞的染色体数为　 　 ，杂交后代一般不育，原因是　 　 ．为了进一步验证上述推论，可以优先选用　 　 （①花萼 ②花瓣 ③雌蕊 ④花药 ⑤花芽，填序号）作为实验材料进行显微观察．
（3）从青蒿中分离了cyp基因，其编码的CYP酶参与青蒿素合成，利用基因工程技术可使大肠杆菌中表达CYP酶．其中cyp基因作为　 　 ，质粒作为　 　，二者通常需要用　 　 切割后连接成重组载体．
20．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
（1）培养固定：将洋葱放在装满清水的广口瓶上，待根长出1cm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．
（2）装片制作：解离﹣→染色﹣→漂洗﹣→制片．
（3）观察：先用低倍镜寻找染色体形态较好的分裂图象，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　 　 ；③　 　 ．
（2）低温导致染色体加倍的原因是　 　 ．
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：　 　．
（3）洋葱体细胞的一个细胞周期约为12 h．某同学利用洋葱根尖观察细胞有丝分裂，得到了如下结果．
细胞周期 样本1 样本2 总数
间期 42 43 85
分裂期 前期 4 3 7
中期 1 0 1
后期 1 1 2
末期 2 3 5
计数细胞的总数 100
上述样本1和样本2表示　 　 ，间期为　 　 h．
（4）观察蝗虫精巢细胞分裂装片时，判断某细胞是处在减数第一次分裂后期而非有丝分裂后期的依据是　 　 ．
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】低温诱导染色体加倍实验
2．【答案】A
【知识点】低温诱导染色体加倍实验
3．【答案】C
【知识点】低温诱导染色体加倍实验
4．【答案】A
【知识点】低温诱导染色体加倍实验
5．【答案】A
【知识点】低温诱导染色体加倍实验
6．【答案】A
【知识点】低温诱导染色体加倍实验
【解析】【解答】A、实验中将根尖放入零上4℃左右的条件下，使根尖细胞染色体数目加倍，由此可知“低温”是指零上4℃左右，A正确；
B、实验选择的是根尖分生区细胞，因为洋葱的外表皮细胞不能分裂，B错误；
C、卡诺氏液的作用是固定细胞形态，而不是解离组织细胞，C错误；
D、需要先在低倍镜下找到细胞，再使用高倍镜观察，不可直接使用高倍镜观察，D错误。
故答案为：A。
【分析】低温诱导染色体数目实验是一个重要的生物学实验，用于观察和研究低温对植物染色体数目的影响。以下是该实验的主要内容和步骤：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，从而导致染色体数目发生变化。
实验材料与用具：
实验材料：通常选用具有分裂能力的植物组织，如洋葱的根尖分生区细胞。
实验用具：培养皿、滤纸、布、杯子、剪刀、显微镜、玻片、盖玻片、卡诺氏液（用于固定细胞形态）、改良苯酚品红染液（或其他碱性染液）、体积分数为15%的盐酸、体积分数为95%的酒精等。
实验步骤：
1.诱导培养：将植物（如洋葱）置于装满清水的广口瓶上，让洋葱底部接触瓶中的水面，诱导其生长不定根。待洋葱长出约1cm长的不定根后，进行低温诱导处理。
2.低温诱导：将长出不定根的洋葱放入冰箱中，在4℃条件下培养36小时。
3.固定细胞形态：剪取低温诱导后的根尖0.5~1cm，放入卡诺氏液中浸泡0.5~1小时，以固定细胞形态。然后用体积分数为95%的酒精冲洗2次，洗去附着在根尖表面的卡诺氏液。
4.制作装片：经过解离（使细胞分离开）、漂洗（洗去解离液，便于染色）、染色（用碱性染液进行染色）等步骤后，将细胞制成装片。
5.观察：使用显微镜先低倍镜寻找染色体形态较好的分裂相，再换用高倍镜观察。视野中应既有正常的二倍体细胞，也有染色体数目发生改变的细胞。
实验结果与分析：
通过观察和计数，可以发现低温诱导后植物细胞的染色体数目发生了明显变化。这种变化是植物对寒冷环境的一种适应机制，有助于提高植物的抗寒能力。
7．【答案】D
【知识点】低温诱导染色体加倍实验
【解析】【解答】A、菠菜叶肉细胞属于高度分化的细胞，这意味着他们已经完成了细胞分裂的过程，不能再进行细胞分裂，故不适合作为低温诱导染色体数目加倍的实验材料，A错误；
B、低温通过抑制纺锤体的形成，使染色体不能移向两极，以引起染色体数目加倍，B错误；
C、低温诱导植物细胞染色体数目变化实验中用到的酒精均为95%，作用分别为①洗去卡诺试剂染液；②与15%盐酸按1：1比例混合配制解离液，C错误；
D、该实验制作临时装片，包括解离、漂洗、染色、制片等4个实验步骤，具体操作方法与观察植物细胞有丝分裂的实验相同，D正确；
故答案为：D。
【分析】低温诱导植物细胞染色体数目变化实验原理和步骤
1、原理：用低温处理植物的分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，以致影响细胞有丝分裂中染色体被拉向两极，导致细胞不能分裂成两个子细胞，于是植物细胞的染色体数目发生变化。
2、实验步骤
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（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48~72小时；
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%的酒精冲洗两次；
③制作装片包括解离、漂洗、染色和制片四个步骤，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。
8．【答案】D
【知识点】低温诱导染色体加倍实验
9．【答案】C
【知识点】低温诱导染色体加倍实验
【解析】【解答】A、光学显微镜可以观察到染色体并统计染色体数目，2N生物细胞有丝分裂后期着丝粒分裂，染色体数目加倍为4N，低温诱导该生物细胞染色体数目加倍后，细胞中染色体数目为4N，进行有丝分裂后期时染色体数目为8N，A正确；
B、低温处理可导致染色体加倍，因为低温诱导会抑制纺锤体的形成，但着丝粒仍可分裂，B正确；
C、该实验中解离是用清水清洗，而根尖表面的卡诺氏液是用体积分数为95%的酒精冲洗，C错误；
D、低温诱导和秋水仙素诱导原理都是抑制纺锤体的形成，故二者原理相同，D正确。
故答案为：C。
【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：选材→固定→解离→漂洗→染色→制片。
10．【答案】C
【知识点】低温诱导染色体加倍实验
【解析】【解答】A、用解离液浸泡根尖目的不是固定细胞形态，而是使组织中的细胞相互分离开来，A错误；
B、低温诱导染色体数目变化的原理是低温能抑制纺锤体的形成，不是促进着丝粒分裂，B错误；
C、如果观察的细胞处于前期、中期，则细胞内含二个染色体组；如果观察的细胞处于后期，则细胞内含四个染色体组。由此可得在显微镜视野内可以观察到二倍体细胞和四倍体细胞，C正确；
D、由于在制作装片过程中要使用盐酸和酒精进行解离，细胞已死亡，所以在显微镜下不可能观察到细胞从二倍体变为四倍体的过程，D错误。
故答案为：C。
【分析】低温诱导染色体数目变异是一种实验手段，其原理与秋水仙素处理相似，都是通过影响细胞分裂过程中纺锤体的形成来导致染色体数目发生变化。具体来说，低温处理能够抑制植物分生组织细胞有丝分裂前期纺锤体的形成，使得在分裂后期，染色体的着丝点虽然会正常分裂，但形成的子染色体无法被纺锤丝拉向细胞的两极，因此细胞不能分裂成两个子细胞。这样一来，细胞中的染色体数目就会加倍。
在实验操作中，通常会将植物的根尖或芽等分生组织置于低温（如4℃）环境中处理一段时间（如36小时），然后取出进行固定、解离、染色和制片等步骤，最后在显微镜下观察染色体的数目变化。在视野中，除了可以看到正常的二倍体细胞外，还可以观察到染色体数目发生改变的细胞。
需要注意的是，低温诱导染色体数目变异是一种实验条件下的现象，它在自然界中并不常见。此外，由于染色体数目变异可能导致生物体遗传信息的改变和性状的不稳定，因此在育种和生产实践中需要谨慎使用这种技术。
11．【答案】D
【知识点】低温诱导染色体加倍实验
12．【答案】D
【知识点】低温诱导染色体加倍实验
【解析】【解答】A、低温诱导染色体数目加倍实验的原理是低温能抑制分裂前期纺锤体的形成，使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 ，A错误；
B、卡诺氏液的作用是固定细胞，B错误；
C、“低温诱导植物染色体数目的变化”的实验和“观察植物根尖细胞有丝分裂”实验中的制作装片的过程相同，即解离→漂洗→染色→制片，C错误；
D、低温诱导多倍体细胞形成过程中，低温能抑制纺锤体的形成，使细胞不能分裂，故无完整的细胞周期，D正确。
故答案为：D。
【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：低温抑制有丝分裂前期纺锤体的形成，使染色体不能移向两极，进而导致染色体数目加倍； （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）。
13．【答案】A
【知识点】低温诱导染色体加倍实验
14．【答案】C
【知识点】低温诱导染色体加倍实验
【解析】【解答】A、大葱根尖分生区细胞分化程度较低，有丝分裂旺盛，因此大葱可作为实验材料，A正确；
B、卡诺氏液固定后，需要用95%的酒精冲洗2次，洗去多余的卡诺氏液，B正确；
C、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1 cm长的不定根时，将整个装置放入冰箱冷藏室内，诱导培养48~72 h，C错误；
D、低温（4℃）诱导能抑制细胞有丝分裂时纺锤体的形成，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，D正确。
故答案为：C。
【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（卡诺氏液）→解离（体积分数为15%的盐酸溶液和体积分数为95%的酒精溶液）→漂洗（清水）→染色（改良苯酚品红染液）→制片。
15．【答案】C
【知识点】低温诱导染色体加倍实验
【解析】【解答】A、 使用卡诺氏液是对细胞中的染色体进行固定，A不符合题意；
B、 在视野中看到的不同时期的细胞数目多少与其在有丝分裂过程中所占时间的长短比例一致，因为间期所占时长最长，故统计发现处于有丝分裂间期的细胞数目最多，B不符合题意；
C、a细胞染色体数目明显多于b细胞内的染色体数，故a细胞是较典型的染色体数加倍的细胞图像，C符合题意；
D、b细胞染色体数目正常，故进行了正常的细胞分裂，故应是低温处理在纺锤体形成后，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】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。

16．【答案】（1）4℃；8℃；5；卡诺氏液；体积分数95%酒精；漂洗；染色
（2）有丝分裂中期；秋水仙素；抑制纺锤体的形成
【知识点】低温诱导染色体加倍实验
【解析】【解答】( 1 )本实验的目的是探究诱导大蒜染色体数目加倍的最佳低温，所以温度应设置为变量，可设置-4℃、 0℃、 4℃、 8℃、12℃等温度，选取根尖0.5 cm~1 cm，不宜过长，主要取分生区的组织细胞，放入卡诺氏液中固定0.5-Ih，然后用体积分数为95%的酒精溶液冲洗2次，由于解离液中有盐酸，为防止解离过度，应在染色之前用清水漂洗10 min，低温并不能使所有细胞染色体加倍，所以要统计加倍率来确定最佳低温。
故填： 4℃； 8℃；5；卡诺氏液；体积分数95%酒精；漂洗；染色。
(2)有丝分裂中期染色体数目固定，形态清晰，是观察有丝分裂的最佳时期。 除低温外，秋水仙素可以抑制纺锤体的形成，而使染色体数目加倍。
故填：有丝分裂中期；秋水仙素；抑制纺锤体的形成。
【分析】用低温处理植物的分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，以致影响细胞有丝分裂中染色体被拉向两极，导致细胞不能分裂成两个子细胞，于是，植物细胞的染色体数目发生变化。实验过程中，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1 cm长的不定根时，将整个装置放入冰箱冷藏室内，诱导培养48~72 h。剪取诱导处理的根尖0.5~1 cm，放入卡诺氏液中浸泡0.5~1 h，以固定细胞的形态，然后用体积分数为95%的酒精冲洗2次。制作装片，包括：解离、漂洗、染色和制片4个步骤（解离：剪取洋葱根尖2~3 mm，立即放入盛有盐酸和酒精混合液( 1：1)的玻璃皿中，在室温下解离。漂洗：待根尖软化后，用镊子取出，放入盛有清水的玻璃皿中漂洗。染色：把根尖放入盛有质量浓度为0.01 g/mL或0.02 g/mL的甲紫溶液(或醋酸洋红液)的玻璃皿中染色。制片：用镊子将这段根尖取出来，放在载玻片上，加一滴清水，并用镊子尖把根尖弄碎，盖上盖玻片。然后，用拇指轻轻地按压盖玻片）。然后先用低倍镜寻找染色体形态较好的分裂象。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。
17．【答案】（1）相同；2%的秋水仙素溶液；4℃；常温等量清水；染色体的数目
（2）1；2；3；2；3；1
【知识点】低温诱导染色体加倍实验
【解析】【解答】解：（1）实验步骤：①选取大小相同的带根洋葱3个，编号1、2、3．②将1号洋葱在常温下放在2%的秋水仙素溶液中培养洋葱根；将2号洋葱放在等量的清水中，在4℃的冰箱中培养洋葱根；将3号洋葱放在常温等量清水培养洋葱根（对照组），其他条件均相同．③分别取1、2、3号洋葱的根尖制成1、2、3号装片，放在显微镜下观察染色体的数目．（2）实验结果与预测结论：
①若1号与2号装片染色体数目相同，并且是3号的两倍，说明低温与秋水仙素的作用相同，低温能够诱导细胞内染色体数目加倍．②若2号与3号装片染色体数目相同，并且是1号的一半，说明低温与秋水仙素的作用不同，低温不能诱导细胞内染色体数目加倍．
故答案为：（1）①相同 ②2%的秋水仙素溶液 4℃常温等量清水 ③染色体的数目（2）①1 2 3 ②2 3 1
【分析】实验过程中可以变化的因素称为变量．其中人为改变的变量称做自变量，随着自变量的变化而变化的变量称做因变量．除自变量外，实验过程中可能还会存在一些可变因素，对实验结果造成影响，这些变量称为无关变量．实验设计时要遵循对照原则和单一变量原则．要注意无关变量应该相同且适宜．
18．【答案】（1）纺锤体；操作简单、安全无毒
（2）分生；旺盛；呈正方形，排列紧密
（3）碱性染料(或醋酸洋红或龙胆紫)
（4）4℃、96小时
【知识点】低温诱导染色体加倍实验
【解析】【分析】（1）低温能够抑制纺锤体的形成，实现染色体数目的加倍；用秋水仙素诱导染色体数目加倍，操作较为烦琐，且秋水仙素有毒，而低温诱导操作简单，安全无毒。（2）植物根尖分生区细胞呈正方形，排列紧密，且分裂较为旺盛，故观察时应选择根尖分生区细胞。（3）染色体可以被碱性染料(如醋酸洋红、龙胆紫等)着色。（4）由表中信息可知，在温度为4℃的条件下处理96小时，细胞中染色体数目加倍效果最佳。
【点评】本题主要考查低温诱导染色体加倍实验相关知识，意在考查考生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力。
19．【答案】低温抑制纺锤体形成；使组织细胞相互分离；中；分散良好；27；减数分裂过程中联会紊乱，不能正常产生配子；④；目的基因；运载体；相同的限制酶
【知识点】低温诱导染色体加倍实验
【解析】【解答】（1）低温可以抑制有丝分裂过程中纺锤体的形成，使细胞内的染色体经过复制但不发生分离，从而使染色体数目加倍；实验过程中用1mol L﹣1HCl解离的目的是使组织细胞相互分离；镜检时，由于中期细胞染色体形态固定、数目清晰，所以应不断移动装片，以寻找处于中期且染色体分散良好的细胞进行拍照．
（2） 野生型青蒿为二倍体，体细胞染色体数为18；四倍体青蒿的体细胞染色体数为36，所以四倍体青蒿与野生型青蒿杂交后代体细胞的染色体数为27．由于杂交后 代的细胞中染色体为奇数，在减数分裂过程中联会紊乱，不能正常产生配子，所以一般不育．为了进一步验证上述推论，可以优先选用④花药作为实验材料进行显微 观察．
（3）从青蒿中分离了cyp基因，其编码的CYP酶参与青蒿素合成，利用基因工程技术可使大肠杆菌中表达CYP酶．其中cyp基因作为目的基因，质粒作为运载体，二者通常需要用相同的限制酶切割后连接成重组载体．
【分析】1、低温可以抑制纺锤体的形成，使细胞内的染色体经过复制但不发生分离，从而使染色体数目加倍，这属于染色体变异，染色体变异可以通过显微镜观察到．
2、基因工程的基本操作步骤主要包括四步：①目的基因的获取；②基因表达载体的构建；③将目的基因导入受体细胞；④目的基因的检测与表达．其中基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤，该过程需要限制酶和DNA连接酶．
20．【答案】将整个培养装置放入冰箱的低温室内；解离﹣→漂洗﹣→染色﹣→制片；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；低温抑制纺锤体的形成；设置不同温度梯度的对照组，观察并比较结果；两个不同视野所看到的处在分裂各期的细胞数目；10.2；同源染色体彼此分离
【知识点】低温诱导染色体加倍实验
【解析】【解 答】（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，要将整个培养装置放入冰箱的低温室内；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，而且大多数细胞处理分裂间期，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变化，而不可能所有细胞染色体数目都加倍．
（2）低温导致染色体加倍的原因是抑制纺锤体的形成和细胞分裂，导致细胞中染色体数目加倍．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对照组，观察并比较结果．
（3）利用显微镜观察洋葱根尖细胞有丝分裂时，在不同的视野中，看到的细胞情况不相同．表中两个样本表示两个不同视野所看到的处在分裂各期的细胞数目；由于洋葱体细胞的一个细胞周期约为12h，所以间期为85÷100×12=10.2h．
（4）减数第一次分裂后期同源染色体分离，染色体数目不变，而有丝分裂后期着丝点分裂，染色体数目加倍．所以判断的依据是细胞中染色体数目是否相同或有无染色单体．
【分析】低温诱导植物染色体数目的变化的原理是低温抑制有丝分裂前期纺锤体的形成，已复制的染色体分开而没有形成两个子细胞，从而使染色体数目加倍．
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