觀察根尖分生組織的有絲分裂實(shí)驗(yàn)課

第十三講觀察根尖分生組織的有絲分裂(實(shí)驗(yàn)課)1．實(shí)驗(yàn)原理原理選材高等植物的分生組織細(xì)胞有絲分裂較旺盛染色細(xì)胞核內(nèi)的染色質(zhì)(體)易被堿性染料(龍膽紫溶液)染成深色時(shí)期擬定在同一分生組織中能夠通過觀察細(xì)胞內(nèi)染色體的存在狀態(tài)，判斷處在不同分裂時(shí)期的細(xì)胞2．辦法環(huán)節(jié)1．實(shí)驗(yàn)成功的核心及注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)材料的選擇類型選用分裂期占細(xì)胞周期比例相對(duì)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(shí)間必須在分裂旺盛的時(shí)間操作注意事項(xiàng)解離時(shí)間太短細(xì)胞間質(zhì)未被完全溶解，壓片時(shí)細(xì)胞不易分散過長(zhǎng)造成細(xì)胞解離過分、根尖酥軟，影響染色漂洗時(shí)間適宜洗去多出的鹽酸，避免解離過分而影響染色染色時(shí)間太短染色體或染色質(zhì)不能完全著色過長(zhǎng)使其它部分也被染成深色，無法分辨染色體壓片過輕細(xì)胞未分散開過重將組織壓爛顯微鏡觀察細(xì)胞狀態(tài)顯微鏡觀察的都是死細(xì)胞，不能看到動(dòng)態(tài)變化細(xì)胞數(shù)目間期的細(xì)胞數(shù)目最多，因素是間期歷時(shí)最長(zhǎng)易錯(cuò)提示(1)不清晰“解離”的作用原理，誤認(rèn)為能夠觀察細(xì)胞有絲分裂的動(dòng)態(tài)變化過程(2)不清晰細(xì)胞含有的對(duì)應(yīng)構(gòu)造，誤認(rèn)為赤道板也能觀察到(3)對(duì)取材原理不清晰，誤認(rèn)為根尖任何部位的細(xì)胞都可作為觀察對(duì)象，事實(shí)上只有分生區(qū)細(xì)胞才能夠作為觀察對(duì)象2．關(guān)注洋蔥在實(shí)驗(yàn)中的“一材多用”取材部位實(shí)驗(yàn)名稱取材因素葉鱗片葉植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原外表皮細(xì)胞含紫色大液泡使用高倍顯微鏡觀察細(xì)胞的多樣性細(xì)胞較大，外表皮細(xì)胞有大液泡，內(nèi)表皮細(xì)胞有明顯的細(xì)胞核觀察DNA和RNA在細(xì)胞中的分布內(nèi)表皮細(xì)胞近于無色管狀葉葉綠體中色素的提取和分離色素含量多根觀察根尖分生組織細(xì)胞的有絲分裂材料易得，且分生區(qū)細(xì)胞分裂能力強(qiáng)，染色體數(shù)目少，易于觀察低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化材料易得，且低溫(4℃)下根尖也能分裂生長(zhǎng)，誘導(dǎo)染色體變異率較高命題點(diǎn)(一)考察實(shí)驗(yàn)材料的選擇和試劑的作用1．(·北京高考)洋蔥根尖和小鼠骨髓細(xì)胞都能用于觀察細(xì)胞有絲分裂，比較實(shí)驗(yàn)操作和成果，敘述對(duì)的的是()A．都需要用鹽酸溶液使細(xì)胞互相分離B．都需要用低倍鏡找到分裂細(xì)胞再換高倍鏡觀察C．在有絲分裂中期都能觀察到染色體數(shù)目加倍D．在有絲分裂末期都能觀察到細(xì)胞板2．(·全國(guó)卷Ⅰ)回答下列問題：(1)在觀察大蒜根尖細(xì)胞有絲分裂的實(shí)驗(yàn)中，慣用鹽酸酒精混合液解決根尖，用龍膽紫溶液染色。實(shí)驗(yàn)中，鹽酸酒精混合液的作用是__________________________；龍膽紫溶液屬于________性染料，能夠使細(xì)胞中的________著色。(2)用光學(xué)顯微鏡觀察細(xì)胞，能夠看到細(xì)胞核。細(xì)胞核的功效可概括為：____________________________________________________________________________。[歸納拓展]歸納鹽酸和酒精的“同材異用”(1)不同濃度酒精的用途：酒精濃度用途體積分?jǐn)?shù)為50%在脂肪檢測(cè)中用于洗浮色體積分?jǐn)?shù)為70%在土壤小動(dòng)物類群豐富度調(diào)查實(shí)驗(yàn)中用于殺死并保存小動(dòng)物；消毒體積分?jǐn)?shù)為95%與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的鹽酸混合用于有絲分裂實(shí)驗(yàn)中的解離低溫誘導(dǎo)染色體加倍實(shí)驗(yàn)中的沖洗卡諾氏液無水乙醇用于光合作用色素的提取(2)鹽酸在不同實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用：實(shí)驗(yàn)名稱鹽酸的作用觀察DNA和RNA在細(xì)胞中的分布①變化膜的通透性，加速染色劑進(jìn)入細(xì)胞②使染色質(zhì)中DNA與蛋白質(zhì)分離，有助于DNA與染色劑結(jié)合觀察根尖有絲分裂，低溫誘導(dǎo)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的鹽酸和體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精按1∶1混合成解離液，使組織中的細(xì)胞互相分離命題點(diǎn)(二)考察實(shí)驗(yàn)操作過程及實(shí)驗(yàn)成果分析3．在觀察根尖分生組織細(xì)胞的有絲分裂實(shí)驗(yàn)中，下列解決及其目的恰當(dāng)?shù)氖?)A．剪取根尖2～3cm，進(jìn)行制片解決B．根尖放入鹽酸和酒精混合液中解離，目的是使細(xì)胞分散開C．染色后，需用清水漂洗去浮色再觀察D．制片時(shí)需在蓋玻片上再放上一片載玻片，避免壓碎蓋玻片4.(·泉州質(zhì)檢)在“觀察洋蔥根尖分生區(qū)細(xì)胞的有絲分裂”實(shí)驗(yàn)中，某同窗觀察到的一種視野圖像如右。已知洋蔥根尖分生區(qū)細(xì)胞一種細(xì)胞周期約12h。下列有關(guān)敘述最合理的是()A．裝片制作時(shí)使用甲基綠吡羅紅混合染色劑進(jìn)行染色B．向左上方移動(dòng)裝片可使該視野中M細(xì)胞移到視野中央C．計(jì)算該視野中分裂后期細(xì)胞所占的比例，乘以12h，得出分裂后期的時(shí)長(zhǎng)D．減少顯微鏡的放大倍數(shù)，有助于更精確比較不同分裂時(shí)期的時(shí)間長(zhǎng)短命題點(diǎn)(三)考察細(xì)胞周期中各時(shí)期的計(jì)算5．回答與觀察細(xì)胞染色體實(shí)驗(yàn)有關(guān)的問題：(1)右圖表達(dá)洋蔥根尖細(xì)胞的細(xì)胞周期。假設(shè)洋蔥根尖細(xì)胞的細(xì)胞周期大多開始于夜晚22：00時(shí)，若要觀察洋蔥根尖細(xì)胞有絲分裂過程，取材的最佳時(shí)間是____________。(2)某同窗檢查了洋蔥根尖6000個(gè)處在有絲分裂中的細(xì)胞，其中有692個(gè)處在前期，105個(gè)處在中期，35個(gè)處在后期，168個(gè)處在末期。據(jù)此判斷下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．分裂期中各時(shí)期相對(duì)持續(xù)時(shí)間是前期＞末期＞中期＞后期B．細(xì)胞周期中分裂期持續(xù)的時(shí)間比分裂間期要短C．分裂期中前期持續(xù)的時(shí)間最短D．分裂中期持續(xù)的時(shí)間約為0.21h[歸納拓展]細(xì)胞分裂時(shí)期與所觀察細(xì)胞數(shù)目的關(guān)系及計(jì)算(1)細(xì)胞周期中不同時(shí)期持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)短與處在該時(shí)期的細(xì)胞數(shù)呈正有關(guān)。(2)某時(shí)期持續(xù)時(shí)間(t)＝eq\f(處在該時(shí)期細(xì)胞數(shù),觀察細(xì)胞總數(shù))×細(xì)胞周期(T)1．(·海南高考)下列植物細(xì)胞中，適合觀察細(xì)胞有絲分裂的是()A．蠶豆葉肉細(xì)胞 B．洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞C．蠶豆根尖分生區(qū)細(xì)胞 D．洋蔥根尖伸長(zhǎng)區(qū)細(xì)胞2．下列屬于“制作植物細(xì)胞有絲分裂的臨時(shí)裝片”實(shí)驗(yàn)的操作是()A．用層析液解離 B．用清水洗去解離液C．用蘇丹Ⅲ染色 D．用50%的乙醇洗去浮色3．有關(guān)“觀察植物細(xì)胞有絲分裂”實(shí)驗(yàn)的說法，對(duì)的的是()A．制作臨時(shí)裝片的流程是解離→染色→漂洗→制片B．漂洗時(shí)，能夠直接用清水洗去細(xì)胞表面的解離液C．制片時(shí)，蓋上蓋玻片后還要再加一片蓋玻片，然后壓片D．觀察時(shí)，找到前期細(xì)胞后可持續(xù)觀察其分裂的過程4．為了觀察小鼠細(xì)胞的染色體，某愛好小組對(duì)小鼠進(jìn)行適宜解決后，取出骨髓中的活細(xì)胞制成細(xì)胞懸液，通過低滲溶液解決(使染色體散開)、固定、染色后制片并觀察。下列有關(guān)分析錯(cuò)誤的是()A．骨髓中含有造血干細(xì)胞，適合作為觀察染色體的材料B．制備細(xì)胞懸液時(shí)，需使用鹽酸和酒精混合液進(jìn)行解離C．低滲溶液的濃度比細(xì)胞質(zhì)濃度低，造成細(xì)胞滲入吸水膨脹D．最佳選擇有絲分裂中期的細(xì)胞觀察染色體數(shù)目和形態(tài)特性5.(·宣城模擬)右圖為實(shí)驗(yàn)小組同窗探究月季莖尖細(xì)胞分裂的實(shí)驗(yàn)過程中在顯微鏡下拍攝的一張照片，莖尖取材時(shí)間為上午10時(shí)。下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是()A．上午10時(shí)取材是由于此時(shí)細(xì)胞分裂旺盛，處在分裂期細(xì)胞多B．制片時(shí)漂洗的目的是洗去解離液，避免解離過分，便于著色C．①細(xì)胞處在分裂中期，②細(xì)胞中同源染色體正在分離D．據(jù)圖可推測(cè)在月季細(xì)胞周期中分裂后期時(shí)間長(zhǎng)于分裂中期6.如圖為洋蔥根尖構(gòu)造示意圖。有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．在觀察植物細(xì)胞有絲分裂的實(shí)驗(yàn)中，需用鹽酸和酒精解決使細(xì)胞分離開來B．觀察細(xì)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(xì)胞D．增加根尖細(xì)胞數(shù)目的重要區(qū)域是②7．如圖是有關(guān)觀察洋蔥有絲分裂實(shí)驗(yàn)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(xì)胞有絲分裂旺盛B．該實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中唯一的錯(cuò)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(xì)胞，細(xì)胞已死亡D．若用圖中b區(qū)域的細(xì)胞觀察質(zhì)壁分離和復(fù)原，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯8．(·漳州八校聯(lián)考)在“觀察植物細(xì)胞有絲分裂”實(shí)驗(yàn)中，三位實(shí)驗(yàn)人員制作洋蔥根尖裝片的操作環(huán)節(jié)(“＋”表達(dá)操作，“－”表達(dá)未操作)以下表所示：實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分別是()A．細(xì)胞重疊、染色體著色很淺不清晰、細(xì)胞分散染色體清晰B．細(xì)胞分散但看不到染色體、染色體著色清晰、細(xì)胞分散染色體清晰C．細(xì)胞重疊、染色體著色很淺不清晰、細(xì)胞著色清晰但看不到染色體D．染色體著色很淺不清晰、細(xì)胞分散染色體清晰、細(xì)胞分散染色體清晰9．(·濰坊期末)某生物學(xué)習(xí)小組做了觀察蒜的根尖分生區(qū)細(xì)胞有絲分裂的實(shí)驗(yàn)，觀察到處在不同時(shí)期的細(xì)胞如圖。請(qǐng)回答有關(guān)問題：(1)圖E中箭頭所指構(gòu)造為新形成的細(xì)胞壁，將以上各圖像依次排列為__________(填字母)可表達(dá)一種細(xì)胞周期。(2)為了確保能夠清晰地觀察細(xì)胞分裂圖像，制備臨時(shí)裝片的過程應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格恪守的操作環(huán)節(jié)依次是__________，視野中B圖所示細(xì)胞數(shù)量最多的因素是_________________。(3)觀察細(xì)胞中染色體數(shù)目最佳選擇F圖所示時(shí)期的細(xì)胞，因素是______________。如果人體細(xì)胞處在B圖所示的分裂時(shí)期，則細(xì)胞中活動(dòng)旺盛的細(xì)胞器重要有________________。10．(·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(duì)鬼針草根尖細(xì)胞有絲分裂和種子萌發(fā)影響的實(shí)驗(yàn)探究，成果以下表。請(qǐng)回答：可可堿濃度(mmol·L－1)根尖細(xì)胞有絲分裂種子發(fā)芽率(%)有絲分裂指數(shù)(%)分裂期細(xì)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(xì)胞數(shù)/觀察細(xì)胞的總數(shù))×100%。(1)本實(shí)驗(yàn)需要制作根尖細(xì)胞有絲分裂裝片，制片過程中根尖解離需要用到的試劑是________。右圖為顯微鏡下觀察到的部分細(xì)胞圖像，箭號(hào)所指的細(xì)胞處在分裂期的________期。(2)實(shí)驗(yàn)成果顯示，與對(duì)照組相比，當(dāng)可可堿濃度達(dá)成1.0mmol·L－1時(shí)，在分裂期的細(xì)胞中，后期和末期的細(xì)胞數(shù)目相對(duì)________。產(chǎn)生這種成果的因素可能是____________________________，造成染色體無法移向細(xì)胞兩極。(3)實(shí)驗(yàn)成果表明，隨著可可堿濃度的升高，種子發(fā)芽率________。為探究可可堿影響種子發(fā)芽率的可能因素，某同窗提出假設(shè)：可可堿會(huì)減少種子中赤霉素的水平。現(xiàn)欲通過實(shí)驗(yàn)檢查上述假設(shè)，請(qǐng)寫出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本思路：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。第十三講觀察根尖分生組織的有絲分裂(實(shí)驗(yàn)課)命題點(diǎn)(一)考察實(shí)驗(yàn)材料的選擇和試劑的作用1．解析：選B解離洋蔥根尖組織時(shí)需要用到鹽酸溶液，鹽酸可使細(xì)胞互相分離開來，同時(shí)殺死細(xì)胞，固定細(xì)胞形態(tài)；分離小鼠骨髓細(xì)胞則需要用胰蛋白酶或膠原蛋白酶。觀察細(xì)胞有絲分裂裝片時(shí)，需要先用低倍鏡觀察，找到分裂細(xì)胞，然后再換用高倍鏡認(rèn)真觀察。在有絲分裂后期，姐妹染色單體分開，可觀察到染色體數(shù)目加倍。植物細(xì)胞在有絲分裂末期形成細(xì)胞板，動(dòng)物細(xì)胞不形成細(xì)胞板，而是細(xì)胞膜從細(xì)胞中部向內(nèi)凹陷。2．解析：(1)在觀察植物細(xì)胞有絲分裂實(shí)驗(yàn)中，染色體能夠被堿性染料龍膽紫溶液染成深色，從而便于在光學(xué)顯微鏡下進(jìn)行觀察。實(shí)驗(yàn)中鹽酸和酒精混合液的作用是將組織中的細(xì)胞互相分離。(2)細(xì)胞核內(nèi)含有遺傳物質(zhì)DNA，細(xì)胞核是細(xì)胞內(nèi)遺傳物質(zhì)儲(chǔ)存、復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的重要場(chǎng)合，是細(xì)胞代謝和遺傳的控制中心。答案：(1)使組織中的細(xì)胞互相分離堿染色體(2)細(xì)胞核是細(xì)胞內(nèi)遺傳物質(zhì)儲(chǔ)存、復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的重要場(chǎng)合，是細(xì)胞代謝和遺傳的控制中心3．解析：選D在觀察根尖分生組織細(xì)胞的有絲分裂實(shí)驗(yàn)中，剪取根尖2～3mm，進(jìn)行制片解決；根尖放入鹽酸和酒精混合液中解離，目的是使細(xì)胞分離開；用清水漂洗后，才可用堿性染料染色；制片時(shí)需在蓋玻片上再放上一片載玻片進(jìn)行壓片，避免壓碎蓋玻片。4解析：選D有絲分裂觀察實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)用龍膽紫溶液或者醋酸洋紅溶液進(jìn)行染色；圖中M細(xì)胞位于右下方，要將M細(xì)胞移到視野的中央，應(yīng)當(dāng)將裝片向右下方移動(dòng)；該視野中各個(gè)時(shí)期細(xì)胞數(shù)量較少，局限性以計(jì)算各個(gè)時(shí)期細(xì)胞所占的比例和各時(shí)期時(shí)間的長(zhǎng)短；減少顯微鏡的放大倍數(shù)，視野中的細(xì)胞數(shù)量變多，有助于更精確比較不同分裂時(shí)期的時(shí)間長(zhǎng)短。5．解析：(1)分裂間期是一種新的細(xì)胞周期的開始，觀察洋蔥根尖細(xì)胞的有絲分裂過程重要是觀察分裂期的各期圖像，結(jié)合題干信息和題圖計(jì)算得出：分裂期是次日8：00～10：00。(2)由題干可知處在前期的細(xì)胞數(shù)目＞處在末期的細(xì)胞數(shù)目＞處在中期的細(xì)胞數(shù)目＞處在后期的細(xì)胞數(shù)目，根據(jù)細(xì)胞數(shù)目推測(cè)細(xì)胞有絲分裂期中各個(gè)時(shí)期的時(shí)間關(guān)系為前期＞末期＞中期＞后期。分裂中期持續(xù)時(shí)間為：105/6000×12＝0.21h。答案：(1)次日8：00～10：00(2)C1．解析：選C在四個(gè)選項(xiàng)中只有C項(xiàng)的細(xì)胞含有分裂能力，其它細(xì)胞都不能進(jìn)行細(xì)胞分裂。2．解析：選B層析液用于綠葉中色素的分離；制作植物細(xì)胞有絲分裂的臨時(shí)裝片時(shí)用清水洗去解離液；蘇丹Ⅲ用來檢測(cè)脂肪；檢測(cè)脂肪時(shí)用50%的乙醇洗去浮色。3．解析：選B制作臨時(shí)裝片的流程是解離→漂洗→染色→制片；漂洗時(shí)，用清水洗去細(xì)胞表面的解離液；制片時(shí)，蓋上蓋玻片后還要再加一片載玻片，然后壓片，目的是讓細(xì)胞分散開，有助于實(shí)驗(yàn)觀察；解離時(shí)細(xì)胞已經(jīng)死亡，不能觀察到一種細(xì)胞的持續(xù)分裂過程。4．解析：選B骨髓中含有造血干細(xì)胞，造血干細(xì)胞能夠進(jìn)行有絲分裂，適合作為觀察染色體的材料；植物細(xì)胞的解離用鹽酸和酒精混合液，制備動(dòng)物細(xì)胞的懸液可使用胰蛋白酶；低滲溶液的濃度比細(xì)胞質(zhì)濃度低，造成細(xì)胞滲入吸水膨脹；有絲分裂中期細(xì)胞內(nèi)染色體的形態(tài)比較穩(wěn)定，數(shù)目比較清晰，便于觀察。5解析：選C一天當(dāng)中上午10時(shí)分生區(qū)細(xì)胞分裂旺盛，處在分裂期的細(xì)胞多；制片時(shí)漂洗的目的是洗去解離液，避免解離過分，便于著色；①②細(xì)胞進(jìn)行的是有絲分裂，同源染色體分離發(fā)生在減數(shù)分裂中；有絲分裂各時(shí)期的長(zhǎng)短與有絲分裂各時(shí)期細(xì)胞的數(shù)目呈正有關(guān)，持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的分裂時(shí)期細(xì)胞數(shù)目多。6.解析：選D圖中①②③④分別是根毛區(qū)、伸長(zhǎng)區(qū)、分生區(qū)、根冠，分生區(qū)進(jìn)行細(xì)胞分裂，故增加細(xì)胞數(shù)目的重要區(qū)域是③，低溫解決分生區(qū)的細(xì)胞，會(huì)克制細(xì)胞中紡錘體的形成，造成細(xì)胞中染色體數(shù)目加倍。7．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(xì)胞呈正方形，細(xì)胞經(jīng)解離已死亡。b區(qū)域的細(xì)胞屬于分生區(qū)細(xì)胞，其液泡較小，滲入作用不明顯。8．解析：選C解離的目的是使細(xì)胞分離開，甲未解離，細(xì)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(zhǎng)區(qū)，伸長(zhǎng)區(qū)細(xì)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。9．解析：(1)圖E中箭頭所指構(gòu)造為新形成的細(xì)胞壁；圖中A為前期，B為間期，C為末期，D為后期，E為末期，F(xiàn)為中期，因此對(duì)的次序?yàn)镋BAFDCE。(2)制備臨時(shí)裝片的操作環(huán)節(jié)依次是解離、漂洗、染色、制片(壓片)；由于細(xì)胞周期的大部分時(shí)間處在分裂間期，因此視野