第5章 第2节 第2课时 低温诱导植物细胞染色体数目的变化和染色体结构的变异(学用Word)-【优学精讲】2025-2026学年高中生物必修2 遗传与进化（人教版）

本高中生物学讲义聚焦低温诱导植物细胞染色体数目变化的实验及染色体结构变异两大核心知识点，先通过实验原理、步骤及试剂作用分析构建染色体数目变异认知，再系统归纳染色体结构变异的缺失、重复、易位、倒位类型及结果，形成实验与理论结合的学习支架。 该资料以科学思维和探究实践为特色，通过实验试剂作用对比、与有丝分裂实验比较等设计培养分析能力，结合辨析题及“看不到加倍细胞的原因”等拓展归纳提升探究能力，课中辅助教师实验教学，课后助力学生巩固知识、查漏补缺。

第2课时　低温诱导植物细胞染色体数目的变化和染色体结构的变异 1.通过低温诱导植物细胞染色体数目变化的实验，培养科学探究能力。 2.阐明染色体结构变异的类型和结果，培养归纳概括的科学思维。 知识点一　实验：低温诱导植物细胞染色体数目的变化 1.实验原理 处理：用　　　　处理植物的分生组织细胞 结果：植物细胞的　　　　　　发生变化 2.实验步骤与现象 （1）实验步骤 （2）现象：视野中既有正常的二倍体细胞，也有　　　　　　发生改变的细胞。 （1）制作根尖细胞的临时装片时，制作基本步骤是解离→漂洗→染色→制片。（　　） （2）低温处理和用秋水仙素处理材料的原理是相同的。（　　） （3）固定细胞后所用的冲洗试剂与解离后所用的漂洗试剂是一样的。（　　） （4）用显微镜观察时发现所有细胞中染色体数目均已加倍。（　　） 探究｜实验试剂过程与结果分析 1.分析实验中几种试剂的使用方法和作用 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 体积分数为95％的酒精 冲洗卡诺氏液处理过的根尖，与质量分数为15％的盐酸等体积混合，浸泡经固定处理的根尖 洗去卡诺氏液，　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 清水 漂洗解离后的根尖约10 min 甲紫溶液 把漂洗干净的根尖放进盛有甲紫溶液的玻璃皿中染色3～5 min 2.本实验是否温度越低效果越显著？为什么？ 3.蒜的体细胞中含16条染色体，低温诱导后可在显微镜下观察到含多少条染色体的细胞？（只考虑加倍一次） 1.两次漂洗的比较 项目 第一次漂洗 第二次漂洗 时间不同 在固定之后解离之前 在解离之后染色之前 试剂不同 用体积分数为95％的酒精漂洗 用清水漂洗 目的不同 洗去多余的卡诺氏液 洗去多余的解离液 2.该实验与观察细胞有丝分裂实验的比较 项目 低温诱导植物细胞染色体数目的变化 观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 培养 待洋葱长出1 cm左右不定根时，低温培养 适宜温度下培养 固定 解离前用卡诺氏液进行固定 不用固定 1.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粒分裂，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：甲紫溶液和醋酸洋红液都可以使染色体着色 D.观察：显微镜下可以看到细胞的染色体数目都发生了改变 2.（2024·黑龙江大庆期末）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.低温诱导大蒜根尖后，在显微镜视野中可观察到大多数细胞处于分裂间期 B.低温诱导植物细胞染色体数目的变化主要是作用于有丝分裂后期 C.选取大蒜根尖伸长区，可观察到分裂过程中染色体数量的动态变化 D.待蒜长出约5 cm长的不定根时，剪取根尖0.5 cm，放入冰箱冷藏室低温诱导 拓展归纳 看不到染色体数目加倍的细胞的五个原因 知识点二　染色体结构的变异 1.概念：由　　　　　　改变而引起的变异。 2.类型 图解 变化 名称 举例 染色体b片段缺失 果蝇缺刻翅的形成 染色体b片段增加 果蝇棒状眼的形成 染色体的某一片段（d、g）移接到另一条　　　　　上 易位 果蝇花斑眼的形成 同一条染色体上某一片段（a、b）位置颠倒 果蝇卷翅的形成 3.结果 （1）使排列在染色体上的　　　　　　　　发生改变，导致性状的变异。 （2）大多数染色体结构变异对生物体是　　　　的，有的甚至会导致生物体死亡。 （1）染色体之间发生的片段互换属于染色体结构变异。（　　） （2）猫叫综合征是人的5号染色体部分缺失引起的遗传病。（　　） （3）染色体增加某一片段可提高基因表达水平，是有利变异。（　　） （4）染色体片段的缺失和重复必然导致基因种类的变化。（　　） 探究｜辨析染色体结构变异的类型 观察下列变异图解，请分析回答下列问题： （1）图甲、图乙均发生了某些片段的交换，其交换对象分别是什么？它们属于哪种变异？ （2）图丙①～④的结果中哪些是由染色体变异引起的？能在光学显微镜下观察到的是哪几个？ （3）图丙①～④中哪种变异没有改变染色体上基因的数量和排列顺序？ （4）如图为显微镜观察的变异杂合子染色体联会异常现象，通过图示辨析染色体结构变异的类型。 1.染色体结构变异与基因突变的比较 项目 染色体结构变异 基因突变 变化实质 染色体上的基因片段缺失、重复、倒位及易位 基因发生碱基的替换、缺失、增添 对象 基因 碱基 结果 基因数目或排列顺序改变 碱基排列顺序改变 镜检 可见 不可见 2.易位与互换的区别 1.（教材P90“图5－7”改编）题图表示果蝇体细胞内一条染色体发生的变异，①②表示染色体，字母表示相关的基因。下列说法中正确的是（　　） A.果蝇的缺刻翅是基因中碱基缺失造成的 B.①和②构成一对非同源染色体 C.该变异能导致新基因的形成 D.①和②都能被甲紫溶液染色 2.（2024·陕西榆林期末）题图甲～丁分别表示细胞中发生的变异模式图，图甲中字母表示基因，图丙、丁中的阴影表示染色体片段。据图判断，下列相关叙述正确的是（　　） A.题图所示的几种变异都可以通过显微镜观察到 B.题图所示的几种变异都一定会导致生物性状的改变 C.图丁所示的变异属于基因重组，增加了后代的多样性 D.题图所示的几种变异都能为生物进化提供原材料 1.（2024·河北张家口期末）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，错误的是（　　） A.卡诺氏液浸泡材料0.5～1 h，以固定细胞的形态 B.体积分数为95％的酒精可以用来配制解离液，也可以用来冲洗卡诺氏液 C.4 ℃低温下处理装置，目的是抑制纺锤体的形成 D.用甲紫溶液染色后观察发现，绝大多数的细胞中染色体数目已加倍 2.（2025·湖北武汉期末）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）的根作为实验材料。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 3.（2024·河北廊坊期末）如图为细胞中几种染色体变异的模式图，阴影表示染色体片段。据图判断，下列相关叙述正确的是（　　） A.图甲变异会使染色体上基因数目增多，这将有利于生物生存 B.图乙变异只改变了基因的排列顺序，不影响生物性状 C.图丙变异后的染色体上仅个别基因内碱基减少，基因数目不变 D.图丁变异发生在非同源染色体之间，会导致同源染色体联会异常 4.（2024·安徽黄山月考）某研究小组培养获得二倍体和四倍体洋葱根尖后，分别制作有丝分裂装片、镜检、观察。如图为二倍体根尖细胞的照片。下列相关叙述错误的是（　　 ） A.获取四倍体洋葱可以利用低温或秋水仙素处理二倍体洋葱的幼苗或萌发的种子 B.装片中单层细胞区比多层细胞区更易找到理想的分裂期细胞 C.装片制备时，根尖经过漂洗后用甲紫溶液进行染色 D.四倍体中期细胞中的染色体数与①的相等，是②的4倍，③的2倍 提示：完成课后作业　第5章　第2节　第2课时 学科网（北京）股份有限公司 $ 第2课时　低温诱导植物细胞染色体数目的变化和染色体结构的变异 知识点一 1.低温　纺锤体　拉回两极　染色体数目 2.（1）􀀁卡诺氏液　􀀂95％　􀀃漂洗　􀀄染色 （2）染色体数目 概念辨析 （1）√　（2）√ （3）×　提示：固定细胞后用体积分数为95％的酒精冲洗，解离后用清水漂洗。 （4）×　提示：只有少数细胞染色体数目会加倍。 知识点二 1.染色体结构 2.缺失　重复　非同源染色体　倒位 3.（1）基因数目或排列顺序　（2）不利 概念辨析 （1）×　提示：染色体之间发生的片段互换若发生于同源染色体之间则属于基因重组；若发生于非同源染色体之间，则属于易位。 （2）√ （3）×　提示：大多数染色体结构变异对生物体是不利的。 （4）×　提示：染色体片段的重复会导致基因数目增加，基因种类不会变化；染色体片段缺失会导致基因数目减少，可能导致基因种类减少。 第2课时　低温诱导植物细胞染色体数目的变化和染色体结构的变异 知识点一 重难探究 1.固定细胞形态　解离根尖细胞　洗去解离液　使染色体着色 2.提示：不是；必须为“适当低温”，以防止温度过低对根尖细胞造成伤害。 3.提示：16条、32条或64条 即学即练 1.C　低温能抑制有丝分裂过程中纺锤体的形成，但着丝粒能正常分裂，没有纺锤丝牵引，使子染色体不能移向两极，导致细胞中染色体数目加倍，A错误；卡诺氏液的作用是固定细胞形态，不是使洋葱根尖解离，B错误；在显微镜下可以看到大多数细胞处于间期，看不到染色体，因此只能看到少数细胞染色体会加倍，D错误。 2.A　低温诱导染色体变异时，因分裂间期时间远大于分裂期，故在显微镜视野中可观察到大多数细胞处于分裂间期，A正确；低温诱导染色体变异的原理是：当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞的两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。因此，低温诱导植物细胞染色体数目的变化主要是作用于有丝分裂前期，B错误；该实验解离过程中，细胞已经死亡，无法观察到分裂过程中染色体数量的动态变化，C错误；将实验材料在冰箱冷藏室内（4 ℃）放置一周。取出后，将其放在装有清水的容器上方，让它的底部接触水面，于室温（约25 ℃）进行培养。待实验材料长出约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，D错误。 知识点二 重难探究 （1）提示：图甲发生了非同源染色体间片段的交换，图乙发生的是同源染色体非姐妹染色单体间相应片段的交换。图甲属于染色体结构变异中的易位，图乙则属于染色体互换（基因重组）。 （2）提示：①②④均为染色体结构变异。①②④可在光学显微镜下观察到，③为基因突变，在光学显微镜下观察不到。 （3）提示：图丙①～④中③属于基因突变，只是产生了新基因，即改变了基因碱基序列，基因的数量和排列顺序均未发生改变。 （4）提示：缺失　重复　易位　倒位 即学即练 1.D　据图可知，果蝇的缺刻翅是染色体片段缺失造成的，属于染色体结构的变异，而基因中碱基的缺失属于基因突变，A错误；①和②是同一条染色体发生缺失变化前后的情况，它们不属于非同源染色体，B错误；该变异可造成基因数目减少，不能导致新基因的形成，C错误；①和②都是染色体，都能被甲紫溶液染色，D正确。 2.D　图甲所示的变异属于基因突变，图乙所示的变异属于染色体数目变异，图丙所示的变异属于染色体结构变异中的缺失，图丁所示的变异属于染色体结构变异中的易位，只有染色体变异可以通过显微镜观察到，基因突变不能通过显微镜观察到，A错误。由于密码子具有简并性，基因突变也未必导致生物性状发生改变；易位可能导致基因位置的改变，但如果没有影响到关键基因的表达或调控，也可能不引起性状变化，B错误。图丁表示非同源染色体之间的易位，属于染色体结构变异，不属于基因重组，C错误。可遗传变异包括基因突变、基因重组和染色体变异，题图所示的几种变异都属于可遗传变异，都能为生物进化提供原材料，D正确。 【随堂热练】 1.D　剪取诱导处理的根尖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；制作装片时，解离液由质量分数为15％的盐酸和体积分数为95％的酒精配制而成，A、B正确；低温处理的目的是抑制纺锤体的形成，C正确；经过低温处理之后，只有少数细胞中染色体数目加倍，D错误。 2.D　制作装片的步骤为解离、漂洗、染色、制片，A错误；将低温诱导处理的根尖放入卡诺氏液浸泡0.5～1 h，以固定细胞的形态，B错误；在显微镜下不能观察到染色体数为8的细胞，C错误；实验材料蒜有16条染色体，在实验中部分细胞染色体数目加倍，能观察到部分根尖细胞中含有4个染色体组，D正确。 3.D　图甲变异属于染色体结构变异中的重复，但染色体变异一般对生物是不利的，A错误；图乙变异为倒位，只改变了基因的排列顺序，会影响生物的性状，B错误；图丙变异属于染色体的缺失，会导致基因的数量减少，C错误；图丁变异属于染色体的易位，会导致同源染色体联会异常，可在显微镜下观察到染色体的异常联会，D正确。 4.D　低温或秋水仙素处理可以抑制纺锤体的形成，从而使染色体数加倍，获得四倍体洋葱，A正确。多层细胞相互遮挡不容易观察细胞，所以装片中单层细胞区比多层细胞区更易找到理想的分裂期细胞，B正确。制作装片时，对根尖的操作步骤包括：解离、漂洗、染色和制片4个步骤，C正确。四倍体中期细胞中的染色体数是4N，图中①处于二倍体根尖细胞有丝分裂后期，染色体数目加倍，染色体数目为4N；②处于二倍体根尖细胞分裂间期，染色体数目为2N；③处于二倍体根尖细胞有丝分裂前期，染色体数目为2N。所以四倍体中期细胞中的染色体数与①的相等，是②的2倍，③的2倍，D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $