觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂實驗課

第2講觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂(實驗課)1．實驗原理原理選材高等植物的分生組織細胞有絲分裂較旺盛染色細胞核內(nèi)的染色質(zhì)(體)易被堿性染料(如龍膽紫溶液)染成深色時期擬定在同一分生組織中能夠通過觀察細胞內(nèi)染色體的存在狀態(tài)，判斷處在不同分裂時期的細胞2．實驗環(huán)節(jié)1．辨析有關(guān)細胞有絲分裂的三個易錯點(1)不清晰“解離”的作用原理，誤認為能夠觀察細胞有絲分裂的動態(tài)變化過程。(2)不清晰細胞含有的對應(yīng)構(gòu)造，誤認為赤道板也能觀察到。(3)對取材原理不清晰，誤認為根尖任何部位的細胞都可作為觀察對象，事實上只有分生區(qū)細胞才能夠作為觀察對象。2．觀察根尖分生組織細胞有絲分裂的核心及注意事項實驗材料的選擇類型選用分裂期占細胞周期比例相對較大的材料部位選用分裂旺盛的部位(如根尖、莖尖的分生區(qū))時間必須在分裂旺盛的時間操作注意事項解離時間太短細胞間質(zhì)未被完全溶解，壓片時細胞不易分散過長造成細胞解離過分、根尖酥軟，影響染色漂洗時間適宜洗去多出的鹽酸，避免解離過分而影響染色染色時間太短染色體或染色質(zhì)不能完全著色過長使其它部分也被染成深色，無法分辨染色體壓片過輕細胞未分散開過重將組織壓爛顯微鏡觀察細胞狀態(tài)顯微鏡觀察的都是死細胞，不能看到動態(tài)變化細胞數(shù)目間期的細胞數(shù)目最多，因素是間期歷時最長3．必記高中生物常見實驗中常見試劑的作用和應(yīng)用名稱作用實驗應(yīng)用甲基綠與DNA結(jié)合呈現(xiàn)綠色觀察DNA和RNA在細胞中的分布吡羅紅與RNA結(jié)合呈現(xiàn)紅色蘇丹Ⅲ染液蘇丹Ⅳ染液使脂肪染色檢測生物組織中的脂肪斐林試劑與還原糖反映檢測生物組織中的還原糖雙縮脲試劑與蛋白質(zhì)反映檢測生物組織中的蛋白質(zhì)酒精溶液體積分數(shù)為50%的酒精洗去浮色檢測生物組織中的脂肪體積分數(shù)為70%的酒精殺菌、消毒微生物的培養(yǎng)技術(shù)體積分數(shù)為95%的酒精與質(zhì)量分數(shù)為15%的鹽酸1∶1混合使用使細胞分離觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂無水乙醇溶解色素綠葉中色素的提取和分離層析液溶解并分離色素二氧化硅使研磨充足碳酸鈣避免色素受破壞澄清的石灰水與CO2反映探究酵母菌細胞呼吸的方式溴麝香草酚藍水溶液與CO2發(fā)生顏色反映重鉻酸鉀(酸性)與酒精反映命題點(一)考察實驗材料的選擇和試劑的作用1．(·海南高考)下列植物細胞中，適合觀察細胞有絲分裂的是()A．蠶豆葉肉細胞B．洋蔥鱗片葉表皮細胞C．蠶豆根尖分生區(qū)細胞D．洋蔥根尖伸長區(qū)細胞解析：選C在四個選項中只有C項的細胞含有分裂能力，其它細胞都不能進行細胞分裂。2．(·濟寧一模)下列有關(guān)觀察根尖分生組織細胞有絲分裂實驗的敘述，對的的是()A．使用50%的酒精能夠使組織中的細胞互相分離開來B．使用甲基綠能夠?qū)θ旧w著色，便于觀察染色體的行為和數(shù)目變化C．使用清水進行漂洗，可把多出的染液洗掉D．使用高倍鏡也觀察不到后期時著絲點的斷裂解析：選D在觀察植物細胞有絲分裂實驗過程中用15%的鹽酸和95%的酒精等比例混合，使組織中的細胞互相分離開來，A錯誤；甲基綠用于DNA的染色，而染色體應(yīng)當(dāng)用龍膽紫溶液或醋酸洋紅溶液染色，B錯誤；漂洗應(yīng)當(dāng)在染色之邁進行，目的是洗去多出的解離液，C錯誤；在觀察細胞有絲分裂實驗的解離過程中，細胞已經(jīng)被固定殺死了，因此不可能觀察到著絲點分裂的過程，D對的。命題點(二)考察實驗操作過程3.下列有關(guān)“觀察洋蔥根尖分生區(qū)細胞有絲分裂”實驗的敘述，對的的是()①解離的目的是用藥液使組織細胞彼此分離開來②制片之前要通過漂洗洗去堿性染料，便于顯微鏡下觀察③壓片是為了將根尖細胞壓成薄層，避免互相重疊影響觀察④一種細胞中染色體的動態(tài)持續(xù)變化是觀察的重要內(nèi)容A．①③ B．②③C．①②③ D．①③④解析：選A解離后需要漂洗洗去解離液，便于染色；解離后細胞已經(jīng)死亡，不能觀察到細胞中染色體的動態(tài)變化。4.(·安徽模擬)有一位同窗做根尖有絲分裂實驗，在顯微鏡中觀察到的圖像如圖所示，造成這種狀況的因素可能是()①取材位置不適宜②取材時間不適宜③制片時壓片力量不適宜④解離時間不適宜⑤視野選擇不適宜A．②③ B．②⑤C．①③④ D．①②⑤解析：選D根尖分生區(qū)細胞呈正方形，而圖中有些細胞呈長方形，可能是取材位置不適宜，①對的；圖中細胞多處在未分裂狀態(tài)，可能是取材時間不適宜，②對的；圖示細胞均分散開，闡明制片時壓片力量適宜，③錯誤；解離的目的是使細胞分散開，而圖示細胞已經(jīng)分散開，闡明解離時間適宜，④錯誤；圖示細胞有些呈長方形，可能是伸長區(qū)細胞，因此可能是視野選擇不適宜，⑤對的。一、選擇題1．(·日照調(diào)研)某小組進行觀察洋蔥根尖分生組織細胞有絲分裂的實驗，下列敘述對的的是()A．鹽酸和酒精混合液重要起固定作用B．用堿性染料吡羅紅對染色體染色C．觀察到細胞分裂后期細胞板逐步形成新的細胞壁D．細胞內(nèi)染色體的存在狀態(tài)可作為判斷分裂時期的根據(jù)解析：選D鹽酸和酒精混合液重要起解離作用；使用堿性染料龍膽紫溶液或醋酸洋紅液對染色體進行染色；在解離時細胞已經(jīng)死亡，因此，不能觀察到細胞板逐步形成新的細胞壁，另外，細胞板是在末期形成的；在分裂期的前期、中期、后期和末期，染色體的存在狀態(tài)不同，因此，細胞內(nèi)染色體的存在狀態(tài)可作為判斷分裂時期的根據(jù)。2．(·沈陽一模)人蛔蟲是觀察細胞有絲分裂的適宜材料，受精后的蛔蟲其子宮中游離著許多處在有絲分裂不同時期的受精卵。某同窗進行“觀察人蛔蟲受精卵有絲分裂”的實驗，下列有關(guān)敘述錯誤的是()A．與觀察根尖細胞有絲分裂相比，不需要用龍膽紫等進行染色B．與觀察根尖細胞有絲分裂相比，不需要解離、漂洗實驗操作C．與觀察根尖細胞有絲分裂不同，實驗過程中可能用到生理鹽水D．與觀察根尖細胞有絲分裂相比，觀察過程仍需要先使用低倍鏡解析：選A觀察有絲分裂需要對染色體進行染色，需要用龍膽紫或醋酸洋紅液進行染色；由題干信息可知，人蛔蟲子宮中處在不同時期的受精卵處在游離狀態(tài)，因此不需要解離和漂洗；觀察動物細胞有絲分裂，滴加生理鹽水能夠維持細胞的正常形態(tài)；用顯微鏡觀察需先用低倍鏡后用高倍鏡。3．下列有關(guān)“觀察洋蔥根尖分生組織細胞的有絲分裂”實驗的敘述，對的的是()A．制片流程為：解離→染色→漂洗→制片B．觀察中期細胞可清晰地看到染色體且隨即染色體著絲點分裂C．顯微鏡下絕大多數(shù)細胞中能觀察到染色體D．低倍鏡下尋找分生區(qū)的根據(jù)是細胞呈正方形、排列緊密解析：選D制片流程為：解離→漂洗→染色→制片；觀察中期細胞可清晰地看到染色體，但是看到的細胞均是死細胞，因此看不到動態(tài)變化；細胞分裂間期時間長，大多數(shù)細胞處在間期，因此顯微鏡下只有少數(shù)細胞中能觀察到染色體；分生區(qū)細胞分裂能力強，因此細胞呈正方形、排列緊密。4．(·正定中學(xué)段考)取生長強健的小麥根尖，通過解離、漂洗、染色、制片過程，制成臨時裝片，放在顯微鏡下觀察。欲觀察到細胞有絲分裂的前、中、后、末幾個時期()A．應(yīng)當(dāng)選一種處在間期的細胞，持續(xù)觀察它從間期到末期的全過程B．若在一種視野中不能看全各個時期，可移動裝片從周邊細胞中尋找C．如果在低倍鏡下看不到細胞，可改用高倍物鏡繼續(xù)觀察D．如果視野過暗，能夠轉(zhuǎn)動細準(zhǔn)焦螺旋增加視野的亮度解析：選B將根尖放入鹽酸和酒精中解離時，細胞已經(jīng)死亡，因此不可能繼續(xù)分裂，A錯誤；如果在一種視野中不能看全細胞分裂的各個時期，可移動裝片從周邊細胞中尋找，B對的；如果用低倍鏡看不到細胞，可能是光線太暗、物鏡與裝片間的距離不適宜等因素造成的，這時不能換用高倍鏡繼續(xù)觀察，C錯誤；如果視野太暗，可換用大的光圈或用凹面反光鏡，增加視野的亮度，D錯誤。5．(·漳州八校聯(lián)考)在“觀察植物細胞有絲分裂”實驗中，三位實驗人員制作洋蔥根尖裝片的操作環(huán)節(jié)(“＋”表達操作，“－”表達未操作)以下表所示：實驗人員操作取材解離漂洗染色壓片甲根尖1～3mm處－＋＋＋乙根尖1～3mm處＋－＋＋丙根尖5～7mm處＋＋＋＋則甲、乙、丙觀察到的實驗現(xiàn)象分別是()A．細胞重疊、染色體著色很淺不清晰、細胞分散染色體清晰B．細胞分散但看不到染色體、染色體著色清晰、細胞分散染色體清晰C．細胞重疊、染色體著色很淺不清晰、細胞著色清晰但看不到染色體D．染色體著色很淺不清晰、細胞分散染色體清晰、細胞分散染色體清晰解析：選C解離的目的是使細胞分散開，甲未解離，細胞互相重疊；漂洗的目的是洗去解離液，便于染色，乙未漂洗，影響染色效果，染色體著色很淺不清晰；根尖5～7mm處為伸長區(qū)，伸長區(qū)細胞已失去分裂能力，染色體呈染色質(zhì)狀態(tài)，觀察不到染色體。6．(·江西重點中學(xué)聯(lián)考)如圖是有關(guān)觀察洋蔥有絲分裂實驗的部分操作，下列敘述合理的是()A．剪取洋蔥根尖2～3mm，由于該區(qū)域?qū)儆诟珔^(qū)，細胞有絲分裂旺盛B．該實驗環(huán)節(jié)中唯一的錯誤是在②和③之間缺少用清水漂洗這一環(huán)節(jié)C．在觀察的圖像中，b屬于分生區(qū)的細胞，細胞已死亡D．若用圖中b區(qū)域的細胞觀察質(zhì)壁分離和復(fù)原，實驗現(xiàn)象明顯解析：選C根尖2～3mm的區(qū)域?qū)儆诜稚鷧^(qū)。在②和③之間應(yīng)增加清水漂洗這一環(huán)節(jié)，而③和⑤之間的清水漂洗環(huán)節(jié)應(yīng)刪除。分生區(qū)的細胞呈正方形，細胞經(jīng)解離已死亡。b區(qū)域的細胞屬于分生區(qū)細胞，其液泡較小，滲入作用不明顯。7．(·海南模擬)洋蔥是實驗室中慣用的材料，下列敘述錯誤的是()A．用蘇丹Ⅲ染液染洋蔥根尖細胞，在光學(xué)顯微鏡下可觀察到橘黃色顆粒B．用洋蔥根尖觀察植物細胞有絲分裂，能夠觀察到一種細胞的持續(xù)分裂過程C．選用紫色洋蔥鱗片葉表皮細胞觀察質(zhì)壁分離現(xiàn)象時，觀察不到染色體D．在葉綠體中色素的提取與分離實驗中，能夠選用洋蔥管狀葉作實驗材料解析：選B在觀察根尖的有絲分裂實驗中，解離過程細胞已死亡，因此不能看到持續(xù)的分裂過程，B錯誤。8.下列對植物細胞有絲分裂環(huán)節(jié)解釋錯誤的是()A．解離過程使用15%鹽酸，目的是使細胞易于分散B．能夠選用醋酸洋紅液對染色體進行染色C．壓片時需要進行研轉(zhuǎn)使細胞分散成均勻一層D．若鏡檢時看到細胞如圖所示，則可能取材時取錯位置解析：選C解離過程使用解離液(15%鹽酸和95%的酒精按體積1∶1的比例)，目的是使組織中的細胞互相分離開易于分散，A對的；能夠選用醋酸洋紅液對染色體進行染色，易于觀察，B對的；在被弄碎的根尖上蓋上蓋玻片，復(fù)加一塊載玻片用拇指輕壓，使細胞分散開成單層細胞，不可研轉(zhuǎn)，C錯誤；若鏡檢時看到細胞圖示成熟區(qū)細胞，細胞已經(jīng)分化，看不到染色體行為，則可能取材時取錯位置，D對的。9．(·泰安二模)下圖為洋蔥根尖構(gòu)造示意圖。有關(guān)敘述不對的的是()A．在觀察植物細胞有絲分裂的實驗中，需用鹽酸和酒精解決使細胞分散開B．觀察細胞質(zhì)壁分離現(xiàn)象的最佳區(qū)域是①C．經(jīng)低溫解決后，③處可出現(xiàn)染色體數(shù)目變化的細胞D．增加根尖細胞數(shù)目的重要區(qū)域是②解析：選D圖中①②③④分別是根毛區(qū)、伸長區(qū)、分生區(qū)、根冠，分生區(qū)進行細胞分裂，故增加細胞數(shù)目的重要區(qū)域是③，低溫解決分生區(qū)的細胞，會克制細胞中紡錘體的形成，造成細胞中染色體數(shù)目加倍。10．(·海門中學(xué)段考，多選)實驗材料的選擇是科學(xué)探究中的一種核心環(huán)節(jié)，材料選對了就等于實驗成功了二分之一。下面有關(guān)洋蔥實驗材料的敘述中，錯誤的是()A．表皮細胞大，容易觀察，可用于低溫誘導(dǎo)染色體數(shù)目變化的實驗B．根尖細胞分裂旺盛，可用于觀察細胞的減數(shù)分裂實驗C．表皮細胞呈紫色，可用于葉綠體色素的提取實驗D．表皮細胞含有大液泡，可用于觀察植物細胞的吸水和失水實驗解析：選ABC低溫誘導(dǎo)染色體加倍必須是不停分裂的細胞，洋蔥表皮細胞是高度分化的細胞，不分裂，A錯誤；根尖細胞只進行有絲分裂，不進行減數(shù)分裂，B錯誤；表皮細胞的紫色是液泡中色素分子的顏色，而不是葉綠體中色素分子的顏色，C錯誤；洋蔥表皮細胞含有大液泡，可用于觀察植物細胞的吸水和失水實驗，D對的。二、非選擇題11．(·徐州侯集中學(xué)檢測)下表是某同窗在做幾個實驗時所列舉的實驗材料和實驗條件等有關(guān)內(nèi)容，請據(jù)表回答下列問題：組別實驗材料實驗條件觀察內(nèi)容A稀蛋清試劑甲顏色反映B人的口腔上皮細胞健那綠或鐵蘇木精染液細胞構(gòu)造乙C紫色洋蔥鱗片葉外表皮0.3g/mL蔗糖溶液質(zhì)壁分離DH2O2和過氧化氫酶不同的pH實驗因變量丙E洋蔥根尖解離液、龍膽紫染液等細胞中染色體的數(shù)目及形態(tài)(1)A～E組實驗中需要使用顯微鏡的是________(填字母)。(2)A組實驗所用的試劑甲是______________，觀察到的顏色是________，B組實驗觀察的細胞構(gòu)造乙是________。在D組實驗中，實驗因變量丙是__________________。(3)在C組實驗中若使用0.3g/mLKNO3溶液，則實驗現(xiàn)象是________________。(4)E組為觀察植物細胞的有絲分裂實驗，實驗中裝片制作的流程為________________________，如果將常溫下培養(yǎng)洋蔥的裝置移到冰箱的低溫室(4℃)內(nèi)再培養(yǎng)一段時間，然后用根尖制成裝片并觀察細胞中染色體數(shù)目的變化，該實驗的目的是探究________________________________________________________________________。解析：(1)需要使用顯微鏡的實驗有B、C、E三組。(2)A組，稀蛋清含有蛋白質(zhì)，雙縮脲試劑與蛋白質(zhì)反映呈現(xiàn)紫色；B組，健那綠是線粒體的活體染色劑，因此觀察的細胞構(gòu)造應(yīng)是線粒體；D組，探究pH對過氧化氫酶活性的影響，因變量是單位時間內(nèi)H2O2產(chǎn)生的氣泡數(shù)或H2O2被完全分解所需的時間等。(3)C組實驗是觀察細胞的質(zhì)壁分離，若使用0.3g/mLKNO3溶液，由于細胞能通過主動運輸?shù)姆绞轿＋和NOeq\o\al(＋,3)，因此細胞發(fā)生質(zhì)壁分離后會自動復(fù)原。(4)E組為觀察植物細胞的有絲分裂實驗，實驗中裝片制作的流程為：解離→漂洗→染色→制片；如果將常溫下培養(yǎng)洋蔥的裝置移到冰箱的低溫室(4℃)內(nèi)再培養(yǎng)一段時間，然后用根尖制成裝片并觀察細胞中染色體數(shù)目的變化，實驗的自變量是溫度變化，該實驗的目的是探究溫度對植物細胞有絲分裂過程中染色體數(shù)目(與形態(tài))變化的影響。答案：(1)B、C、E(2)雙縮脲試劑紫色線粒體單位時間內(nèi)H2O2產(chǎn)生的氣泡數(shù)(3)先發(fā)生質(zhì)壁分離，然后又自動復(fù)原(4)解離→漂洗→染色→制片低溫對植物細胞有絲分裂過程中染色體數(shù)目(與形態(tài))變化的影響12．(·江蘇高考)中國水仙(Narcissustazettavar.chinensis)是傳統(tǒng)觀賞花卉，由于其高度不育，只能進行無性繁殖，因而品種稀少。為了探究中國水仙只開花不結(jié)實的因素，有研究者開展了染色體核型分析實驗，先制作了臨時裝片進行鏡檢、拍照，再對照片中的染色體進行計數(shù)、歸類、排列，重要環(huán)節(jié)以下：eq\x(\a\al(剪取新生,的根尖))→eq\x(\a\al(卡諾固定,液固定))→eq\x(\a\al(1mol·L－1,HCl解離))→eq\x(\a\al(清水,漂洗))→eq\x(\a\al(卡寶品,紅染色))→eq\x(\a\al(制片,壓片))→eq\x(\a\al(鏡檢,拍照))→eq\x(\a\al(核型,分析))請回答下列問題：(1)選用新生根尖作為實驗材料的重要因素是____________________________________。(2)實驗過程中用1mol·L－1HCl解離的目的是________________________________。(3)該實驗采用卡寶品紅作為染色劑，與卡寶品紅含有相似作用的試劑有________(填序號)。①雙縮脲試劑②醋酸洋紅液③龍膽紫溶液④秋水仙素溶液(4)鏡檢時，應(yīng)不停移動裝片，以尋找處在________期且染色體________的細胞進行拍照。(5)由下圖核型分析成果，得出推論：中國水仙只開花不結(jié)實的因素是________________________________________________________________________。(6)為了進一步驗證上述推論，能夠優(yōu)先選用________(填序號)作為實驗材料進行顯微觀察。①花萼②花瓣③雌蕊④花藥⑤花芽解析：(1)本實驗研究的是水仙細胞的染色體核型，最佳選擇處在分裂中期的細胞進行染色體觀察，實驗材料選用水仙新生根尖，由于新生根尖分生區(qū)細胞分裂旺盛。(2)實驗過程中需要制作水仙新生根尖的臨時裝片，用1mol·L－1HCl解離的目的是使組織細胞互相分離。(3)制作臨時裝片過程中，染色的目的是使染色體(或染色質(zhì))著色，慣用染色液除卡寶品紅外，尚有龍膽紫溶液和醋酸洋紅液。(4)光學(xué)顯微鏡下觀察細胞中的染色體形態(tài)和數(shù)目的最佳時期是有絲分裂中期。視野中觀察到的細胞數(shù)量有限，并且處在有絲分裂中期的細胞較少，因此，鏡檢時要不停移動裝片，根據(jù)有絲分裂中期細胞的特點，從中挑選染色體分散良好的中期細胞進行拍照。(5)從圖中水仙染色體核型能夠看出，水仙的體細胞中含有三個染色體組，應(yīng)屬于三倍體(3N＝30)植物。水仙在開花期間進行減數(shù)分裂的過程中出現(xiàn)同源染色體聯(lián)會紊亂現(xiàn)象，很難產(chǎn)生含有完整染色體組的可育配子，因此中國水仙只開花不結(jié)實。(6)通過直接顯微觀察能進行減數(shù)分裂的生物材料，能夠進一步驗證上述推論。在提供的生物材料中，花萼、花瓣、花芽都不能進行減數(shù)分裂，雌蕊子房里的胚珠內(nèi)與雄蕊的花藥內(nèi)都有減數(shù)分裂發(fā)生。觀察減數(shù)分裂使用的材料最佳是雄性生殖器官(雄蕊)，由于其雄配子多，容易觀察。植物雌蕊進行減數(shù)分裂的細胞數(shù)目極少，用它們作實驗材料，不容易找到正在進行減數(shù)分裂的細胞。答案：(1)新生根尖分生區(qū)細胞分裂旺盛(2)使組織細胞互相分離(3)②③(4)中分散良好(5)中國水仙是三倍體，減數(shù)分裂時同源染色體聯(lián)會紊亂，不能產(chǎn)生正常生殖細胞(6)④13．(·福建高考)為了研究從植物中提取的可可堿與否能夠作為除草劑，某科研小組開展了可可堿對鬼針草根尖細胞有絲分裂和種子萌發(fā)影響的實驗探究，成果以下表。請回答：可可堿濃度(mmol·L－1)根尖細胞有絲分裂種子發(fā)芽率(%)有絲分裂指數(shù)(%)分裂期細胞占比(%)前期和中期后期和末期03.733.040.6981.50.12.902.160.7468.10.52.101.720.3818.61.01.961.720.242.3注：有絲分裂指數(shù)＝分裂期細胞數(shù)/觀察細胞的總數(shù)×100%。(1)本實驗需要制作根尖細胞有絲分裂裝片，制片過程中根尖解離需要用到的試劑是________。如圖為顯微鏡下觀察到的部分細胞圖像，箭號所指的細胞處在分裂期的________期。(2)實驗成果顯示，與對照組相比，當(dāng)可可堿濃度達成1.0mmol·L－1時，在分裂期的細胞中，后期和末期的細胞數(shù)目相對