染色体加倍
使染色体加倍的方式
使染色体加倍的方式
染色体加倍是指细胞中染色体数目增加为原来的两倍。
在生物学领域中，染色体加倍被广泛应用于育种、基因组学研究以及生物医学研究等方面。
那么，如何使染色体加倍呢？
1. 药物诱导法
药物诱导法是一种常用的使染色体加倍的方法。
该方法通过给细胞暴露于一定浓度的药物，诱导细胞发生有丝分裂异常，从而使细胞的染色体数目增加。
常用的药物包括霉素、可待因、钙离子离合剂等。
2. 电击法
电击法是一种利用电场来使细胞染色体加倍的方法。
该方法将细胞暴露在一定电场中，使细胞发生有丝分裂异常，从而使细胞染色体数目加倍。
电击法具有操作简便、效率高等优点，但由于操作条件较为苛刻，需要一定的技术和设备支持。
3. 自然加倍法
自然加倍法是指某些植物和动物自身具有染色体加倍的能力。
例如，某些植物可以通过自主加倍产生多倍体，从而形成多倍体种类。
而某些昆虫和脊椎动物也可以通过无性生殖和杂交等方式产生多倍体。
总之，染色体加倍在生物学研究中具有重要意义，同时也是育种学和生物医学研究的重要手段之一。
不同的加倍方式适用于不同的研究对象和目的，因此需要根据实际情况选择合适的方法。
- 1 -。
低温诱导植物细胞染色体数目加倍
低温诱导植物细胞染色体数目加倍一、实验目的1．了解人工诱导植物多倍体的原理、方法及其在植物育种中的作用。
2．应用植物染色体制片技术，鉴别诱导后染色体数目变化。
3．学会探究性实验的设计方法。
二、实验原理通过低温阻碍细胞内酶促反映的进行，从而导致细胞分裂时形成纺锤体所需ATP的供应途径受阻，使细胞分裂过程中完成染色体加倍而细胞不能分裂，达到染色体数目加倍。
从理论上讲，观察染色体数目的最佳时期是分列中期，可当纺锤体的行成受到抑制时，细胞分裂就停止在了前期，不再出现中期、后期，只有当细胞分裂进入到第二周期的中期时，才能确保低温诱导染色体数目变化的成功。
因此，低温处理的时间至少要有一个半周期的时间。
低温抑制了纺锤体的形成，同时也降低了酶的活性，细胞分裂的速度减慢，细胞周期会延长。
三、实验仪器与试剂1.材料：蚕豆2.试剂：秋水仙素3.仪器：超低温冰箱四、实验步骤与方法（1）培养根尖蚕豆种子于 30℃～ 40℃水浴中浸种 3 ～ 4h 后，取出放入带有湿润纱布的培养皿中于10℃培养，每 2d 换一次水。
注意水要浸过蚕豆种子体积的 1/3。
(2)低温诱导处理待实验材料长出约 1cm 左右根时，将实验材料平均分两组: 实验组于2℃的冰箱中进行低温诱导培养 36h 后( 换水时注意用 2℃的水，减小实验的误差) ，于15℃～20℃恢复常温培养 10 ～12h( 即小于实验材料一个细胞周期的时间) 。
对照组于15℃～ 20℃常温进行培养，注意经常换水。
(3)取材、固定、解离、漂洗与染色常规“植物细胞有丝分裂”制片方法［1］。
(4)显微观察与数据统计分析随机观察并统计10 个视野中分裂期和非分裂期细胞，计算分裂指数( mitotic index，MI) 。
细胞分裂指数 = 分裂期细胞数/全部细胞数×100%。
统计数据进行卡方检验。
五、实验记录( 1) 培养根尖蚕豆种子于 30℃～ 40℃水浴中浸种 3 ～ 4h 后，取出放入带有湿润纱布的培养皿中于10℃培养，每 2d 换一次水。
染色体数目变异与特点
染色体的数目变异和特点
1. 四倍体的产生—--自然产生
➢ 体细胞有丝分裂过程中偶然的染色体加倍
➢ 有性多倍体化（sexual polyploidization） --------自然界发生多倍体的主要途径
如果 A 对 a 为完全显性
AAaa × aaaa
AAaa × AAaa
1 AAaa : 4 Aaaa : 1 aaaa
5A : 1a 染色体的数目变异和特点
35A : 1a
同源四倍体后代的预期显隐性比例
4n 遗 传 组 合
AAAA AAAa AAaa Aaaa aaaa
依染色体随机分离
测 交 A:a
Gm n=RB=18
萝卜甘蓝属间杂种
染色体的数目变异和特点
普通小麦的产生过程
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
一粒小麦
×
拟斯尔脱山羊草
2n=2x=AA=14=7 Ⅱ
2n=2x=BB=14=7 Ⅱ
F1 2n=2x=AB=14=14Ⅰ
方穗山羊草
2n=4x=AABB =28=14 Ⅱ
× 2n=2x=DD=14=7 Ⅱ
2n=3x=AB D=21=21 Ⅰ
倍体孢母细胞减数分裂时的联会情况，可以了解染色体组之间 的同源或部分同源关系。染色体的数目变异和特点
二、同源四倍体的遗传
杜鹃花
矮脚苏州青
甘蔗
染色体的数目变异和特点
四倍体高梁
巨峰葡萄
马铃薯
染色体的数目变异和特点
染色体变异
• A．图a和图b均为染色 体结构变异
• B．图a为基因重组， 图b为染色体结构变异
• C．图a为染色体结构 变异，图b为基因重组
• D．图a和图b均为基因 重组
• 1.染色体数目变异类型
（1）个别染色体的增加或减少 如：21三体综合征，性腺发育不良等。
常染色体异常遗传病
香蕉的培育
香蕉的祖先为野生芭蕉，个小而多种子， 无法食用。香蕉的培育过程如下：
C．四倍体，48
D．四倍体，24
3
——
、 多 倍 体 育 种 无 子 西 瓜 的 培 育
母本
父本
母本
去雄授粉
父本
四倍体
二倍体
有籽 西瓜
种下去
花粉刺激 （提供生长素）
三倍体 植株
普通西瓜植株 无籽西瓜
方法体验
三倍体无子西瓜的培育方法
1．无子西瓜培育过程中果实各部分染色体分析
类型
果实 第一年所结果实
变
突变
变异
结 果
产生新的基因，导致基因 种类增加，基因在染色体 上的位置和数量不变
导致基因的数量和排列顺 序改变，但基因种类不变 ，即未产生新基因
影 响
有的有害有的有利
一般是有害的，有的甚至 会致死
栏目 导引
第七单元 生物变异、育种和进化
⑵
变异类 型
结果
等位基 因分离 时期
基因突变 交叉互换(基因重组)
比较项目
Байду номын сангаас
果实位置
四倍体植株上
果皮染色体组数
4
种皮染色体组数
4
种子中染色体组数
3
第二年所结果实
染色体加倍的方法
染色体加倍的方法
染色体加倍的方法可以通过以下步骤实现：
1. 获取染色体序列：首先需要获取染色体的序列，可以通过DNA提取和测序等方法来获得。
2. 反复复制染色体：将染色体序列进行反复复制，可以采用PCR（聚合酶链式反应）等方法来进行复制。
在PCR过程中，通过不断重复加热、退火和延伸等步骤，可以将染色体序列逐渐复制为多个拷贝。
3. 高通量扩增：为了实现染色体的大规模扩增，可以利用高通量扩增技术，例如采用multiplex PCR的方法，同时扩增多个染色体的序列。
4. 提取增加的染色体：经过重复和高通量扩增后，可以使用染色体提取试剂盒等方法，从扩增的反应体系中提取增加的染色体序列。
5. 鉴定染色体复制的准确性：对提取的染色体进行测序鉴定，确认染色体复制的准确性。
需要注意的是，染色体加倍的方法可能会有一定的误差和局限性，因此在实际应用中需要进行进一步验证和分析。
关于同源多倍体与异源多倍体的有关问题
关于同源多倍体与异源多倍体的有关问题同一物种经过染色体加倍形成的多倍体，称为同源多倍体。
同源多倍体在植物界是比较常见的。
由于大多数植物是雌雄同株的，两性配子有可能同时发生减数分裂异常，结果使配子中染色体数目不减半，然后通过自交形成多倍体。
多倍体在动物中比较少见，这是因为动物大多数是雌雄异体，染色体稍微不平衡，就容易引起不育，甚至使个体不能生存，所以多倍体动物个体通常只能依靠无性生殖来传代。
例如，有一种甲壳动物，它的二倍体个体进行有性生殖，而四倍体个体则进行无性生殖。
此外，在蝾螈、蛙以及家蚕等动物中，也发现过三倍体和四倍体的个体，但是都没有能够连续传代。
同源多倍体中最常见的是同源四倍体和同源三倍体。
同源四倍体是正常二倍体通过染色体加倍形成的。
例如，马铃薯就是一个天然的同源四倍体。
人为地用化学药剂秋水仙素等处理发芽的水稻种子，可以获得人工同源四倍体水稻。
大麦、烟草、油菜等用化学药剂处理，也可以获得同源四倍体。
同源四倍体与二倍体相比，大多表现出细胞体积的增大，有时出现某些器官的巨型化。
这种巨型化一般都表现在花瓣、果实和种子等有限生长的器官上。
但是多倍体化却很少导致整个植株的巨型化，有时甚至相反。
这是因为植株的体积不仅取决于细胞的体积，还取决于生长期间所产生的细胞的数目。
通常情况下，同源多倍体的生长速率比其二倍体亲本低，因而大大限制了生长过程中细胞数目的增加。
在自然条件下，同源三倍体的出现，大多是因减数分裂不正常，由未经减数分裂的配子与正常的配子结合而形成的。
香蕉是天然的三倍体植物。
它一般只有果实，种子退化，以营养体进行无性繁殖。
采用人工手段使同种植物的四倍体与正常二倍体杂交，也可以获得同源三倍体植物。
在减数分裂过程中，三倍体植物由于染色体配对发生紊乱，通常很难正常分裂并形成有功能的配子。
例如，在分裂前期，每种染色体有三条，它们既可以组成三价体(三条染色体连在一起)，也组成二价体(两条染色体连在一起)和单价体(一条染色体单独存在)。
染色体加倍的方法
染色体加倍的方法
染色体加倍的途径有三种，即自发加倍、人工加倍和花粉愈伤组织的再生。
自然加倍
(1)核内复制：即染色体复制，细胞不分裂。
(2)核融合：单倍体核融合产生二倍体，二倍体和单核性核融合产生三倍体。
自然加倍发生的几率非常小。
人工加倍
人工加倍是指通过加入某些药物而使染色体加倍的技术。
常用的药物为秋水仙碱。
下面以烟草植物为例，介绍如下：将烟草花药培养中刚长出的小苗，浸入0.2%～0.4%的秋水仙碱溶液中，24-48h后再移到新的培养基上。
也可将0.4%浓度的秋水仙碱置羊毛脂中混匀，涂在成年植株的腋芽上。
经过秋水仙碱处理的幼苗，可使加倍频率提高到38%，成株处理的则可提高到58%。
但应注意的是，经秋水仙碱处理的植株可发生核畸变，多数花序不正常，有的只有少数花枝加倍，但也有整个花序都加倍的事例。
愈伤组织再生
具体步骤为：从单倍体植株切下茎段或叶柄等组织，置固体培养基上诱导愈伤组织，其后再移植到分化培养基上进行芽和根的分化生长。
愈伤组织细胞中核内有丝分裂频率提高，所以其再生植株中二倍体所占百分率也相应增加。
如烟草茎愈伤组织加倍率可达40%。
此法对F1花粉植株的加倍率可高达60%。
也有研究发现，由茎愈伤组织分化的苗中常有大量多倍体产生。
染色体结构变异类型
染色体 异常遗传病 不遵循孟
异常遗
德尔遗传 倒位、易位 (染色体数
减数分裂过程 目、结构
传病 染色体数目 规律
异常遗传病
中染色体异常 检测)
分离
3．调查人群中的遗传病 (1)原理
①人类遗传病是由遗传物质改变而引起的疾病。 ②遗传病可以通过社会调查和家系调查的方式了解发 病情况。
(2)调查流程图
(3)计算某种遗传病的发病率 某种遗传病的发病率＝
[例2] 如图所示细胞中所含的染色体，下列叙述不. 正确的是
A．①代表的生物可能是二倍体，其每个染色体组含有4条染色体 B．②代表的生物可能是二倍体，其每个染色体组含有3条染色体 C．③代表的生物可能是四倍体，其每个染色体组含有2条染色体 D．④代表的生物可能是单倍体，其每个染色体组含有4条染色体
三、人类常见遗传病的类型 1．人类遗传病：由于遗传物质 改变而引起的人类疾病，主
要可以分为单基因遗传病、多基因遗传病和 染色体异常遗传 病。
2．单基因遗传病
3．多基因遗传病 概念：受 两对以上等位基因 特点：在 群体
和青少年型糖尿病
4．染色体异常遗传病 概念：由 染色体异常 引起的遗传病 类型 染色体结构异常遗传病：如 猫叫综合征 染色体数目异常遗传病：如 21三体综合征
功能上各不相同，携带着控制生物生长发育的全部遗传 信息。 2．二倍体：由受精卵发育而来，体细胞 内含有两个染 色体组的个体。
3．多倍体 (1)概念：由受精卵发育而来，体细胞内含有 三个或三个以上
染色体组的个体。 (2)特点：植株茎秆粗壮，叶片、果实、种子 都比较大，糖类
和蛋白质等营养物质的含量相对高。
(3)人工诱导多倍体 ①方法：用 秋水仙素 处理萌发的种子或幼苗。 ②原理：秋水仙素能够抑制 纺锤体形成，导致染色体不 分离，引起细胞内染色体 加倍。
玉米单倍体雌雄育性的自然恢复以及染色体的化学加倍
第26卷第6期作 物 学 报V o l.26,N o.6 2000年11月A CTA A GRONOM I CA S I N I CA N ov.,2000玉米单倍体雌雄育性的自然恢复以及染色体的化学加倍X刘志增X X 宋同明(中国农业大学植物科技学院,北京,100094)提 要 本试验利用孤雌生殖诱导系所创造的单倍体为材料,对单倍体雌雄育性的自动恢复现象以及染色体的化学加倍方法进行了初步研究。
结果表明,平均有93.2%的单倍体雌穗是自然可育的,每穗结实粒数平均为25粒。
相比之下,雄穗的自然育性大大偏低,但从不同基因型中诱导出来的单倍体的雄穗自然育性存在巨大差异,其中散粉株率最低的为5%,最高的达40%。
单倍体雄穗育性的自然恢复与生长前期环境温度(或昼夜温差)的变化具有负(或正)相关的趋势。
在单倍体染色体的加倍处理中,以幼苗期注射秋水仙素的加倍效果最佳,散粉株率达到达23%,较对照提高了3.6倍。
关键词 玉米;单倍体;雌雄育性;温度;染色体加倍Fertil ity Spon taneously Restor i ng of I nf lorescence and Chrom osom e D oubl i ng by Chem ica l Trea t m en t i n M a ize Haplo idL I U Zh i2&eng SON G Tong2M ing(Colleg e of P lant S cience and T echnology,Ch ina A g ricu ltu ral U niversity,B eij ing,100094)Abstract T he fertility spon taneou sly resto ring(FSR)of inflo rescence and ch rom o som e doub ling m ethods of chem ical treatm en t w ere studied p reli m inarily w ith the hap lo id m aterials induced by p arthenogenesis hap lo id inducer.T he resu lts indicated that93.2%of hap lo id ears w ere natu rally fertile and there w ere25seeds setting p er ear in average.O n the con trary,the FSR of hap lo id tassel w as greatly reduced,bu t there w ere trem endou s differences am ong tassel FSR of hap lo id induced from differen t sou rce m aterials.T he low est p ercen tage of hap lo id p lan t that shed po llen s w as5%,w h ile the h ighest w as40%.A negative(o r po sitive)co rrelati on tendency w as show n betw een FSR of hap lo id tassel and tem p eratu re(o r tem p eratu re difference betw een day and n igh t)change du ring early grow th p eri od of hap lo id p lan t.In ch rom o som e doub ling treatm en t of hap lo id,the best effect w as ach ieved by in jecting seedlings w ith co lch icine.U sing th is m ethod to treat hap lo ids,the p ercen tage of po llen shedding p lan ts cou ld reach23%,3.6ti m es h igher than that of un treated CK.Key words M aize;H ap lo id;Inflo rescen t fertilizati on;T em p eratu re;Ch rom o som e doub ling我们通过对玉米孤雌生殖诱导材料Stock6的改良,育成了多标记,高频孤雌生殖诱导系——农大高诱1号[1]。
染色体变异》经典试题附解析
染色体变异》经典试题附解析1、下列是对a～h所示的细胞图中各含有几个染色体组的叙述，正确的是()A．细胞中含有一个染色体组的是h图B．细胞中含有两个染色体组的是g、e图C．细胞中含有三个染色体组的是a、b图D．细胞中含有四个染色体组的是f、c图2、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3、图1显示出某物种的三条染色体及其上排列着的基因(图中字母所示)。
试判断图2中列出的(1)、2)、(3)、(4)如变化依次属于下列变异中的()5、如图是四种生物的体细胞示意图，A、B中的字母代表细胞中染色体上的基因，C、D代表细胞中染色体情况，那么最可能属于多倍体的细胞是()6、某些类型的染色体结构和数目的变异，可通过对细胞有丝分裂中期或减数第一次分裂时期的观察来识别。
a、b、c、d为某些生物减数第一次分裂时期染色体变异的模式图，它们依次属于()①染色体结构变异②染色体数目变异③基因重组④基因突变A.①①④③B．①③④①C．④②④①D．②③①①4、下图中不属于染色体结构畸变的是()A．三倍体、染色体片段增加、三体、染色体片段缺失B．三倍体、染色体片段缺失、三体、染色体片段增加C．三体、染色体片断增长、三倍体、染色体片断缺失D．染色体片段缺失、三体、染色体片段增加、三倍体7、下列关于染色体变异和基因突变的首要区此外叙述中，毛病的选项是()A．染色体结构变异是染色体的一个片段增加、缺失或交流等，而基因突变则是DNA份子中碱基对的替换、增加或缺失B．原核生物和真核生物均能够发生基因突变，但只要真核生物能发生染色体变异C．基因突变一般是微小突变，其对生物体影响较小，而染色体布局变异是较大的变异，其对生物体影响较大D．多数染色体结构变异可通过显微镜观察进行鉴别，而基因突变则不能8、下列有关单倍体的叙述中，不正确的是()①未经受精的卵细胞发育成的植物，一定是单倍体②含有两个染色体组的生物体，一定不是单倍体③生物的或卵细胞肯建都是单倍体④基因型为aaaBBBCcc的植株肯定不是单倍体⑤基因型为Abcd的生物体平日为单倍体A．③④⑤。
高中生物必修课----染色体变异知识讲解及巩固练习题(含答案解析)
高中生物必修课----染色体变异知识讲解及巩固练习题（含答案解析）【学习目标】1、简述染色体结构变异和数目变异。
2、概述染色体组、二倍体、多倍体及单倍体的概念及联系。
【要点梳理】要点一、染色体变异的概念和类型【高清课堂：染色体变异高清未发布染色体变异的概念和类型】1、概念：细胞内染色体数目、结构发生变化。
2、类型：变异类型主要原因结构变异染色体断裂——复合出现差错整倍体染色体组的倍性变化数目变异非整倍体个别染色体的增减变化要点二、染色体结构的变异1、概念：染色体结构的改变，使排列在染色体上的基因的数目和排列顺序发生改变，从而导致性状的变异。
2、类型：缺失、重复、倒位、易位四种缺失重复倒位易位易位要点诠释：①染色体易位是非同源染色体之间的片段交换。
在减数分裂四分体时期，同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换，是基因重组。
②染色体变异，可以用显微镜直接观察，属细胞水平变异。
3、结果：引起染色体上基因的数目或排列顺序发生改变，对生物个体往往是不利的，有的甚至导致生物个体死亡。
要点三、染色体数目的变异1、非整倍体变异：细胞内个别染色体数目的增加或减少。
例如：人类21号染色体正常情况下只有一对同源染色体，而由于某种原因变成了3条，导致21三体综合征；女性由于缺少了1条X染色体，导致性腺发育不良。
机理：减数分裂时，某对同源染色体没有分开或者姐妹染色单体没有分开，导致产生含有(n+1)、(n-1)等配子（如下图所示）。
2、整倍体变异：体细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少（1）染色体组的概念染色体组是指细胞中形态和功能各不相同，但是携带着控制一种生物生长、发育、遗传和变异的全部信息的一组非同源染色体。
要点诠释：要构成一个染色体组应具备以下几条：①一个染色体组中不含同源染色体。
②一个染色体组中所含的染色体形态、大小和功能各不相同。
③一个染色体组中含有控制物种生物性状的一整套基因，但不能重复。
（2）体细胞中染色体组数目的判断要确定某生物体细胞中染色体组的数目，可从以下几个方面考虑：①细胞中同种形态的染色体有几条，细胞内就含有几个染色体组。
染色体数目变异与特点
2. 四倍体的效应
➢ 外部形态——巨大性 ➢ 化学成分——降低 ➢ 生理功能——生长缓慢 ➢ 代谢产物——某些产物含量增加 ➢ 对生态环境的要求 ➢ 引起二倍体自交不亲和系统的改变
——变弱或完全消失
染色体的数目变异和特点
代谢产物——某些产物含量增加
4n蔬菜 4n烟草 4n黑麦草
染色体的数目变异和特点
一倍体的主要特点：高度不育（不产生后代）。
原因：减数分裂紊乱。
玉米：2n = 20条， 一倍体X = n = 10条
10条全分到上极的机率为（1／2）10
1 2 3 ┅ 10
10条全分到下极的机率为（1／2）10
10条全分到上极或下极的机率为（1／2）10＋（1／2）10＝1／512
单体：比正常合子的染色体数少一条的个体。 表示方法：2n－1=（n－1）Ⅱ＋Ⅰ
双单体：2n－1－1=（n－2）Ⅱ＋Ⅰ1＋Ⅰ2 如普通小麦2n=42条＝21Ⅱ 普通小麦的单体2n－1=20Ⅱ＋Ⅰ 普通小麦的双单体2n－1－1=19Ⅱ＋Ⅰ＋Ⅰ （二）缺体 缺体：比正常染色体数少一对（两条成对）的个体。 表示方法：2n－2=（n－1）Ⅱ 普通小麦的缺体2n－2=20Ⅱ
小孢子母细胞 大孢子母细胞
2n的孢子或配子 2n的孢子或配子
4n个体
染色体的数目变异和特点
四倍体的产生—--人工产生
➢ 愈伤组织 ➢ 高温或低温处理授粉后的幼胚 ➢ 秋水仙素等化学药品 ➢ 加倍药剂：除莠剂、杀虫剂、化学诱
变剂、生物碱、富民农、有机汞杀菌 剂 ➢ 组织培养结合秋水仙素处理 ➢ 体细胞杂交
染色体的数目变异和特点
单倍体的利用
1、通过染色体加倍，使基因全部纯合 F1花粉培养获单倍体植株，单倍体内染色体组是成单的，
染色体加倍
实验13 低温诱导染色体加倍石门中学人教版新教材中高中生物实验创新性使用研究课题组一、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：思考题1、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，子染色体在的作用下分别移向两极，最终被到两个子细胞中去。
思考题2、用低温处理植物组织细胞，使受到抑制，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。
思考题3、除低温外，你还知什么因子会引起染色体数量变化？三、方法步骤：1、低温诱导：培养洋葱根。
待洋葱根长出1cm左右时，将整个装置放入冰箱的低温室内（40C）。
诱导培养36h。
2、固定形态：思考题4、剪取诱导处理的根尖约0.5-1cm，放入中浸泡0.5-1h，以固定细胞的形态，然后用体积分数为95%的酒精冲冼2次3、制作装片：思考题5、制作装片需要哪些环节？思考题6、体积分数为15%的盐酸溶液，改良苯酚品红染液在这个实验中分别起什么作用？上述填空题参考答案：实验流程：洋葱大葱大蒜4℃36h 0.5-1 卡诺氏固定液95%的酒精75%酒精观察植物细胞有丝分裂解离漂洗染色制片正常二倍体染色体数目发生改变注意事项：25 温度思考题7、体积分数为95%的酒精溶液在这个实验中起什么作用？4、观察：用显微镜观察，并寻找发生了染色体数目变化的细胞。
思考题8、先用低倍镜观察的目的是什么？思考题9、有人认为通过上述实验可以得出“低温能诱导植物细胞染色体数目发生变化”这一结论，你同意吗？为什么？思考题10、秋水仙素与低温都能诱导染色体数目加倍，这两种方法在原理上有什么相似之处？四、课堂练习：1．下列有关“低温诱导植物染色体数目的变化”实验的叙述，正确的是A．低温诱导能抑制分裂时纺锤体的形成B．改良苯酚品红液的作用是固定和染色C．固定和解离后的漂洗液都是95%酒精D．该实验的目的是了解纺锤体的结构2．用浓度为2％的秋水仙素，处理植物分生组织5～6小时，能够诱导细胞内染色体加倍。
秋水仙素作用后染色体数目加倍的机理和细胞的同步化
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α微管蛋白和β微管蛋白两种。
α微管蛋白和β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α微管蛋白与β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。
其中β微管蛋白肽链中第201位为半胱氨酸，为秋水仙素结合部位。
α微管蛋白和β微管蛋白彼此间具有很强的亲和力，常呈二聚体形式存在。
每一微管蛋白异二聚体上尚有秋水仙素与之结合的部位，如果结合的部位被其结合，微管不仅不能继续聚合，而且会引起原有微管解聚。
在有丝分裂后期着丝点分裂染色体组数目加倍-成化高中
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• 确，选项C错误，F组细胞变成E组细胞的 过程，即减数第一次分裂到减数第二次分 裂的过程发生在乙～丙段。
• [点评] 直方图解题思路与坐标曲线图基本相 同，但对分析染色单体非常重要。一般是 把要比较的细胞分裂各时期的染色体、 DNA、染色单体放入同一坐标系中加以比
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• 变式题 某生物兴趣小组观察了几种生物不 B 同分裂时期的细胞，并根据观察结果绘制 出如下图形。下列与图形有关的说法中正 确的是( )
图3－5－5
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• A．甲图所示细胞处于有丝分裂后期，在此 时期之前细胞中央出现了赤道板 • B．乙图所示细胞可能处于减数第一次分裂 后期，此阶段发生同源染色体的分离 • C．乙图所示细胞可能处于有丝分裂中期， 此阶段染色体着丝点发生分裂 • D．如果丙图表示精巢内的几种细胞，则C 组细胞可发生联会并产生四分体
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①有丝分裂过程中染色体复制一次 ，细胞分裂一次，同源染色体不 分离，因此子细胞与母细胞遗传 物质保持不变。 ②减数分裂中染色体复制一次，细 细胞分裂 胞连续分裂两次，减数第一次分 与遗传信 裂，同源染色体分离，染色体、 息的传递 DNA数目减半，两个子细胞中的 遗传物质不相同；
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①水分减少、体 积变小，代谢 速率减慢 涉及一系 ②多种酶的活性 列基因 ①无限增殖 降低 的激活 、 ②形态结构发 ③色素积累 生显著变化 ④呼吸速率减慢 表达及调 特 点 ③细胞表面变 控作用 ，细胞核体积 ，是个
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对机 对机体 体的 有害 影响
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细胞分 裂与 生物 的变 异
染色体数目加倍的原因
染色体数目加倍的原因
染色体是染色质的载体，它存在于每一个细胞的核中，是细胞遗传的载体。
染色体的数量一般是动物和植物中的细胞数量的一半，染色体的数量的变化会影响生物的进化和发育。
染色体数目加倍是指一个物种的染色体数从原来的一半增加到两倍，也就是说，一个物种的染色体数从原来的2n变成4n。
染色体数目加倍的原因很复杂，通常是由于物种的遗传变异所致。
遗传变异可以由两种不同的染色体组合形成，这种组合方式叫做染色体重组。
而染色体重组又可以分为两种：正常重组和不正常重组。
正常重组指的是在染色体的组合过程中，染色体的结构没有改变，只是染色体的位置发生了变化，而不正常重组指的是染色体结构发生了变化，染色体数目发生了变化。
另外，染色体数目加倍也可能是由于染色体本身的突变引起的，染色体突变是指染色体的结构在遗传过程中发生变化，这种变化可能会引起染色体数目的增加。
此外，染色体数目加倍也可能是由于环境因素引起的，比如放射性物质的暴露和某些化学物质的作用。
染色体数目加倍对生物的进化有重要的影响，它可以增强物种的遗传多样性，优化物种的遗传组合，从而促进物种的进化。
它还可以提高物种的适应性，使物种能够适应环境的变化。
染色体数目加倍还可以改变物种的性状，改善物种的生存能力。
总之，染色体数目加倍是由复杂的遗传变异、染色体突变和环境因素引起的，它会影响生物的进化和发育，同时也会改变物种的性状和改善物种的生存能力。
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实验13 低温诱导染色体加倍石门中学人教版新教材中高中生物实验创新性使用研究课题组一、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：思考题1、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，子染色体在的作用下分别移向两极，最终被到两个子细胞中去。
思考题2、用低温处理植物组织细胞，使受到抑制，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。
思考题3、除低温外，你还知什么因子会引起染色体数量变化？三、方法步骤：1、低温诱导：培养洋葱根。
待洋葱根长出1cm左右时，将整个装置放入冰箱的低温室内（40C）。
诱导培养36h。
2、固定形态：思考题4、剪取诱导处理的根尖约0.5-1cm，放入中浸泡0.5-1h，以固定细胞的形态，然后用体积分数为95%的酒精冲冼2次3、制作装片：思考题5、制作装片需要哪些环节？思考题6、体积分数为15%的盐酸溶液，改良苯酚品红染液在这个实验中分别起什么作用？上述填空题参考答案：实验流程：洋葱大葱大蒜4℃36h 0.5-1 卡诺氏固定液95%的酒精75%酒精观察植物细胞有丝分裂解离漂洗染色制片正常二倍体染色体数目发生改变注意事项：25 温度思考题7、体积分数为95%的酒精溶液在这个实验中起什么作用？4、观察：用显微镜观察，并寻找发生了染色体数目变化的细胞。
思考题8、先用低倍镜观察的目的是什么？思考题9、有人认为通过上述实验可以得出“低温能诱导植物细胞染色体数目发生变化”这一结论，你同意吗？为什么？思考题10、秋水仙素与低温都能诱导染色体数目加倍，这两种方法在原理上有什么相似之处？四、课堂练习：1．下列有关“低温诱导植物染色体数目的变化”实验的叙述，正确的是A．低温诱导能抑制分裂时纺锤体的形成B．改良苯酚品红液的作用是固定和染色C．固定和解离后的漂洗液都是95%酒精D．该实验的目的是了解纺锤体的结构2．用浓度为2％的秋水仙素，处理植物分生组织5～6小时，能够诱导细胞内染色体加倍。
那么，用一定时间的低温(如4 ℃)处理水培的洋葱根尖时，是否也能诱导细胞内染色体加倍呢?请对这个问题进行实验探究。
(1)针对以上问题，你作出的假设是：。
你提出此假设的依据是。
(2)低温处理植物材料时，通常需要较长时间才能产生低温效应，根据这个提示将你设计的实验组合以表格形式列出来。
(3)按照你的设计思路，以作为鉴别低温是否诱导细胞内染色体加倍的依据。
为此，你要进行的具体操作是：第一步：剪取根尖2～3mm。
第二步：按照→ → →步骤制作。
3．现有甲乙两种可能有一定毒性的化学物质，实验室研究人员欲通过动物细胞培养的方法来鉴定它们是否有毒性并比较二者毒性的强弱。
请你以一个研究人员的身份参与此项研究，完成下列实验报告并回答有关问题。
Ⅰ．实验原理：。
根据这种变异细胞占全部培养细胞的百分数（以下称Q值），可判断该化学物质的毒性。
Ⅱ．实验材料：活的小白鼠胚胎。
Ⅲ．药品用具：胰蛋白酶液、动物细胞培养液、动物细胞固定液、适宜浓度的龙胆紫溶液、滴管、培养皿、剪刀、锥形瓶、培养瓶、恒温箱、载玻片、盖玻片、显微镜、小白鼠正常体细胞有丝分裂各时期高倍显微照片。
Ⅳ．实验步骤：（1）制备细胞悬浮液：把活的小白鼠胚胎放在培养皿中剪碎，转入锥形瓶中，加入胰蛋白酶液处理，使胚胎组织离散成单个细胞，再加入动物细胞培养液，制成细胞悬浮液。
（2）进行细胞培养：①取A、B、C三个洁净的培养瓶，。
②向A培养瓶中加入化学物质甲，向B培养瓶中加入等量的化学物质乙，并将培养瓶摇匀。
③。
（3）制作临时装片：①当细胞增殖到大约第8代左右时，同时从恒温箱中取出三个培养瓶，用胰蛋白酶液处理，使培养的细胞从瓶壁上脱落，再加入动物细胞固定液以迅速杀死细胞并固定细胞分裂相。
②静置一段时间后，分别从各培养瓶底部吸取适量的细胞悬浮液，滴在与培养瓶有相同编号的载玻片的中央，，3~5 min后，盖上盖玻片。
（4）镜检和统计：把临时装片放在显微镜下，先用低倍镜后用高倍镜，寻找处于期的细胞，并与对比以确认发生变异的细胞，同时统计该期变异的细胞占该期细胞总数的百分数（Q值）。
Ⅴ．结果与结论：经研究人员实验得知，A、B、C三个培养瓶的Q值依次为：QA=1．3%、QB=12．5%、QC=0．1%，由此可知该实验的结论是Ⅵ．回答问题：在实验中，C培养瓶起什么作用与小白鼠正常体细胞有丝分裂各时期高倍显微照片有何不同？。
低温诱导染色体加倍参考答案思考题：思考题1：纺缍丝、平均分配思考题2：纺缍体的形成思考题3：秋水仙素思考题4：卡诺氏液（注：它由无水乙醇3份，冰醋酸1份或无水乙醇6份，氯仿3份，冰醋酸1份配制而成）思考题5：解离→漂洗→染色→制片思考题6：解离；染色；思考题7：冲洗卡诺氏液；与盐酸溶液一起参与解离。
思考题8：寻找染色体形态较好的分裂相，确认某个细胞发生染色体数量变化。
思考题9：不同意；应还要设置对照组（正常气温处理），否则不严密。
思考题10：两者都是通过抑制分裂细胞内纺锤体的形成，使染色体不能移向细胞两极，而引起细胞内染色体数目加倍。
课堂练习：1、A；2、(1)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。
依据是低温能够影响酶的活性(或纺锤丝的形成、着丝点的分裂)，使细胞不能正常进行有丝分裂。
(学生也以提出其它假设，只要能够运用所学的生物知识进行合理的解释，也可得分。
)(2)只要学生设计的表格达到以下两个要求，均给分：A．至少作两个温度的对照(常温和时间)；B．间隔相等的培养时间进行取样。
以下表格仅作参考。
在显微镜下观察和比较经过不同处理后根尖细胞内染色体数目(或染色体计数) 解离漂洗染色制片细胞有丝分裂装片。
3、Ⅰ．有毒物质加入细胞培养液后，培养的动物细胞会发生染色体结构和数目的变异（答“染色体变异”亦可）Ⅳ．（2）①分别加入等量的细胞悬浮液（无“等量”扣分）③把三个培养瓶放在37 ℃（或适宜温度）的恒温箱中培养（无“37 ℃”又无“适宜温度”扣分）（3）②加1—2滴适宜浓度的龙胆紫溶液染色（无“染色”不扣分）（4）有丝分裂中（无“中”无分）；小白鼠正常体细胞有丝分裂各时期高倍显微照片Ⅴ．甲乙两种化学物质均有毒性，且乙的毒性比甲的毒性大Ⅵ．C瓶作为A、B两瓶的对照组，起对照作用对人教版低温诱导植物染色体数目变化实验的改进延庆一中王利艳内容摘要：在人教版必修二《遗传与进化》模块中，变异来源染色体畸变后安排了一个实验《低温诱导植物染色体数目变化》的实验，教材中写到将洋葱4℃低温处理36h即可观察到染色体数目发生改变的细胞，但经过实践按照教材所示的方法很难观察到染色体加倍的现象。
在理论上用低温处理分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，以致影响染色体被拉向两极，细胞也不能分裂成两个字细胞，于是植物细胞染色体数目发生变化。
在中国的帕米尔高原已发现有大量的天然多倍体植物存在,但在实验室低温诱导方面还是少有报道,因为条件不太好摸，也不稳定,重复性不好,出现率也不高。
因此设计了一组不同低温和处理时间的实验，对低温诱导能否使植物形成多倍体进行探究，旨在为人教版低温诱导植物染色体数目变化实验提供改进措施。
主题词：人教版低温诱导多倍体改进正文：对人教版低温诱导植物染色体数目变化实验的改进引言：多倍体植物具有很多优点，比如三倍体植物的不孕性，可降低植物生殖生长所需能量从而提高产量；还有多倍体植物基因剂量效应，使得多倍体植物具有较大的营养器官和生殖器官，也可提高产量等等。
因此如何获得多倍体植物已成为农业技术中的焦点，同时也是难点。
诱发多倍体的方法主要有物理法和化学法两种。
物理的方法包括各种射线、异常温度、高速离心力、高温处理等。
化学法是用秋水仙素、对二氯苯等化学药剂处理等。
被广泛应用的主要是秋水仙素，成功率最高，经秋水仙素处理后，正处于有丝分裂的植物细胞，其纺锤体的产生受到抑制，这样染色体虽然进行了分裂，但细胞并未分开，因此，细胞内的染色体数成倍增加。
此后，细胞再进行分裂就形成了多倍体。
虽然秋水仙素被广泛使用，但如果应用于中学教学，秋水仙素属于有毒物品购买需向公安局备案，除此之外成本也较高，这个时候就必须选择其他的方法来诱导多倍体了，低温是个不错的选择。
低温是物理因素，也能使微管解聚，即与秋水仙素有同样的作用。
在动物（较低等）的多倍体诱导上已取得广泛成功，鲍鱼卵受精在3℃水温下可获三倍体；诱导率为70%。
扇贝为78%，牡蛎低温诱导率是72%。
虽然已在中国的帕米尔高原发现有大量的天然多倍体植物存在，但在植物的多倍体人工诱导方面则鲜有报道。
故设计本实验对低温诱导能否使植物形成多倍体进行探究，旨在为低温诱导植物多倍体育种可行性提供科学依据。
一. 材料与方法1实验材料1.1实验材料：大蒜（Allium sativum）（2n=16)，购于北京市延庆县恒生市场市场。
人教版教材中选用的是洋葱，洋葱和大蒜都属于百合科葱属，并且大蒜个体小、出根多、好培养，因此选择大蒜替代洋葱。
1.2实验试剂：0.1%秋水仙素、卡诺氏固定液（无水乙醇3份、冰乙酸1份混合即可）、解离液（95%乙醇3份、浓盐酸1份混合即可）改良品红。
2实验方法本实验设置两个对照组：对照组一：用清水培养大蒜3-5天，待根长至约0.5厘米长后再在室温下连续培养72h，然后再放入4摄氏度的培养箱中24h作取材前处理。
对照组二：用清水培养大蒜3-5天，待根长至约0.5厘米长时转入0。
1%秋水仙素溶液中培养36h取出，再转入清水中继续培养48h，然后用0.1%秋水仙素溶液处理3h作取材前处理。
2.2多倍体诱导用清水培养大蒜3-5天，待根长至约0.5厘米长时，分别放入0℃、2℃、4℃、8℃的培养箱中培养48h取材染色镜检。
用清水培养大蒜3-5天，待根长至约0.5厘米长时，分别放入0℃、2℃、4℃、8℃的培养箱中培养72h，取出在室温下培养24h，然后再分别放入0℃、2℃、4℃、8℃的培养箱中培养24h，然后取材进行染色镜检。
2.3生物学形态观察观察根尖形态是否发生变化，若发生变化及时记录变化情况。
2.4染色体鉴定2.4.1取材：剪取处理好的的根尖，长约5mm，3-5条(重复)。
放入小瓶中用清水冲洗2~3遍。
2.4.2固定：加入卡诺氏固定液于瓶中，加盖。
固定时间以2h为宜。
固定液应为材料的15倍体积以上。
2.4.3解离：吸出固定液，加入解离液。
在25℃下处理30分钟，然后吸去解离液，清水洗3次，洗去酸性解离液有利于下一步的染色。
2.4.4染色：以浸染一下为好，加少许染液于瓶中，染15分钟以上。
用镊子取根尖于玻片中央，滴半滴染液，盖上盖玻片。
用带橡皮头的铅笔轻轻压敲，使根尖细胞分散成雾状。