届 一轮复习人教版 观察根尖分生组织的有丝分裂实验课 学案.docx
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届一轮复习人教版观察根尖分生组织的有丝分裂实验课学案
第二讲
观察根尖分生组织的有丝分裂（实验课）
1．实验原理
原 理
选材
高等植物的分生组织细胞有丝分裂较旺盛
染色
细胞核内的染色质（体）易被碱性染料（龙胆紫溶液）染成深色
时期确定
在同一分生组织中可以通过观察细胞内染色体的存在状态，判断处于不同分裂时期的细胞
2．方法步骤
1．实验成功的关键及注意事项
实验
材料
的选择
类型
选取分裂期占细胞周期比例相对较大的材料
部位
选取分裂旺盛的部位（如根尖、茎尖的分生区）
时间
必须在分裂旺盛的时间
操作
注意
事项
解离
时间
太短
细胞间质未被完全溶解，压片时细胞不易分散
过长
导致细胞解离过度、根尖酥软，影响染色
漂洗
时间
适宜
洗去多余的盐酸，防止解离过度而影响染色
染色
时间
太短
染色体或染色质不能完全着色
过长
使其他部分也被染成深色，无法分辨染色体
压片
过轻
细胞未分散开
过重
将组织压烂
显微镜
观察
细胞状态
显微镜观察的都是死细胞，不能看到动态变化
细胞数目
间期的细胞数目最多，原因是间期历时最长
易错提醒
（1）不清楚“解离”的作用原理，误认为可以观察细胞有丝分裂的动态变化过程
（2）不清楚细胞具有的相应结构，误认为赤道板也能观察到
（3）对取材原理不清楚，误认为根尖任何部位的细胞都可作为观察对象，实际上只有分生区细胞才可以作为观察对象
2．关注洋葱在实验中的“一材多用”
取材部位
实验名称
取材原因
叶
鳞片叶
植物细胞的质壁分离和复原
外表皮细胞含紫色大液泡
使用高倍显微镜观察细胞的多样性
细胞较大，外表皮细胞有大液泡，内表皮细胞有明显的细胞核
观察DNA和RNA在细胞中的分布
内表皮细胞近于无色
管状叶
叶绿体中色素的提取和分离
色素含量多
根
观察根尖分生组织细胞的有丝分裂
材料易得，且分生区细胞分裂能力强，染色体数目少，易于观察
低温诱导植物染色体数目的变化
材料易得，且低温（4℃）下根尖也能分裂生长，诱导染色体变异率较高
命题点1 考查实验材料的选择和试剂的作用
1．（2014·海南高考）下列植物细胞中，适合观察细胞有丝分裂的是（ ）
A．蚕豆叶肉细胞 B．洋葱鳞片叶表皮细胞
C．蚕豆根尖分生区细胞D．洋葱根尖伸长区细胞
解析：
选C 在四个选项中只有C项的细胞具有分裂能力，其他细胞都不能进行细胞分裂。
2．（2014·全国卷Ⅰ）回答下列问题：
（1）在观察大蒜根尖细胞有丝分裂的实验中，常用盐酸酒精混合液处理根尖，用龙胆紫溶液染色。
实验中，盐酸酒精混合液的作用是__________________________；龙胆紫溶液属于________性染料，能够使细胞中的________着色。
（2）用光学显微镜观察细胞，可以看到细胞核。
细胞核的功能可概括为：
________________________________________________________________________
________________________________。
解析：
（1）在观察植物细胞有丝分裂实验中，染色体能够被碱性染料龙胆紫溶液染成深色，从而便于在光学显微镜下进行观察。
实验中盐酸和酒精混合液的作用是将组织中的细胞相互分离。
（2）细胞核内含有遗传物质DNA，细胞核是细胞内遗传物质储存、复制和转录的主要场所，是细胞代谢和遗传的控制中心。
答案：
（1）使组织中的细胞相互分离 碱 染色体
（2）细胞核是细胞内遗传物质储存、复制和转录的主要场所，是细胞代谢和遗传的控制中心
拓展·归纳|归纳盐酸和酒精的“同材异用”
（1）不同浓度酒精的用途：
酒精浓度
用途
体积分数为50%
在脂肪鉴定中用于洗浮色
体积分数为70%
在土壤小动物类群丰富度调查实验中用于杀死并保存小动物；消毒
体积分数为95%
与质量分数为15%的盐酸混合用于有丝分裂实验中的解离
低温诱导染色体加倍实验中的冲洗卡诺氏液
无水乙醇
用于光合作用色素的提取
（2）盐酸在不同实验中的应用：
实验名称
盐酸的作用
观察DNA和RNA在细胞中的分布
①改变膜的通透性，加速染色剂进入细胞
②使染色质中DNA与蛋白质分离，有助于DNA与染色剂结合
观察根尖有丝分裂，低温诱导
质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精按1∶1混合成解离液，使组织中的细胞相互分离
命题点2 考查实验操作过程及实验结果分析
3．（2017·江西重点中学联考）下图所示是关于观察洋葱有丝分裂实验的部分操作，下列评价合理的是（ ）
A．剪取洋葱根尖2～3mm，因为该区域属于根毛区，细胞有丝分裂旺盛
B．该实验步骤中唯一的错误是在②和③之间缺少用清水漂洗这一环节
C．在观察的图像中，b属于分生区的细胞，细胞已死亡
D．若用图中b区域的细胞观察质壁分离和复原，实验现象明显
解析：
选C 根尖2～3mm的区域属于分生区。
在②和③之间应增加清水漂洗这一环节，而③和⑤之间的清水漂洗环节应删除。
分生区的细胞呈正方形，细胞经解离已死亡。
b区域的细胞属于分生区细胞，其液泡较小，渗透作用不明显。
4．在“观察植物细胞的有丝分裂”实验中，三位实验人员剪取2～3mm洋葱根尖制作装片的操作步骤（“＋”表示操作，“－”表示未操作）如表所示。
则甲、乙、丙对应图示区域观察到的实验现象分别是（ ）
实验人员
操作
观察区域
解离
漂洗
染色
压片
甲
－
＋
＋
＋
b
乙
＋
＋
－
＋
b
丙
＋
＋
＋
＋
d
A．细胞重叠、染色体未着色、细胞呈正方形且排列紧密
B．细胞分散、染色体着色、细胞呈长方形且有根毛
C．细胞重叠、染色体未着色、细胞呈长方形且有根毛
D．细胞分散、染色体着色、细胞呈正方形且排列紧密
解析：
选C 由于甲未进行解离，因此细胞与细胞未分离，导致细胞重叠；乙未进行染色，导致染色体未着色；丙观察的区域d是根毛区，主要特点是细胞呈长方形且有根毛。
命题点3 考查细胞周期中各时期的计算
5．回答与观察细胞染色体实验有关的问题：
（1）右图表示洋葱根尖细胞的细胞周期。
假设洋葱根尖细胞的细胞周期大多开始于夜晚22：
00时，若要观察洋葱根尖细胞有丝分裂过程，取材的最佳时间是____________。
（2）某同学检查了洋葱根尖6000个处于有丝分裂中的细胞，其中有692个处于前期，105个处于中期，35个处于后期，168个处于末期。
据此判断下列有关叙述错误的是（ ）
A．分裂期中各时期相对持续时间是前期＞末期＞中期＞后期
B．细胞周期中分裂期持续的时间比分裂间期要短
C．分裂期中前期持续的时间最短
D．分裂中期持续的时间约为0.21h
解析：
（1）分裂间期是一个新的细胞周期的开始，观察洋葱根尖细胞的有丝分裂过程主要是观察分裂期的各期图像，结合题干信息和题图计算得出：
分裂期是次日8：
00～10：
00。
（2）由题干可知处于前期的细胞数目＞处于末期的细胞数目＞处于中期的细胞数目＞处于后期的细胞数目，根据细胞数目推测细胞有丝分裂期中各个时期的时间关系为前期＞末期＞中期＞后期。
分裂中期持续时间为：
105/6000×12＝0.21h。
答案：
（1）次日8：
00～10：
00
（2）C
拓展·归纳|细胞分裂时期与所观察细胞数目的关系及计算
（1）细胞周期中不同时期持续时间长短与处于该时期的细胞数呈正相关。
（2）某时期持续时间（t）＝
×细胞周期（T）
1．某同学在用光学显微镜“观察洋葱根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验中，可观察到的现象是（ ）
A．绝大多数细胞中能观察到染色体
B．不同细胞的染色体数目可能不相等
C．某一细胞由后期逐渐过渡到末期，形成细胞板
D．在部分细胞中能清晰地看到中心体和染色体
解析：
选B 根尖分生组织中大多数细胞处于分裂间期，不出现染色体；不同细胞内染色体数目可能不相等；实验中细胞已被杀死，不能看到细胞由后期逐渐过渡到末期；洋葱根尖细胞中不含中心体。
2．（2017·衡阳一中月考）下列关于观察洋葱根尖细胞有丝分裂实验的叙述，错误的是（ ）
A．该实验通过观察细胞分裂过程中染色体的数量、分布等特点判断细胞所处分裂时期
B．无法看到一个细胞完整的细胞分裂过程，因为细胞在解离过程中死亡
C．如果该细胞的高尔基体不能发挥作用，则可以看到有多个细胞核
D．染色后盖上盖玻片后要用拇指挤压，目的是使染色更充分
解析：
选D 高尔基体参与细胞壁的形成，若高尔基体不能发挥作用，则细胞不能分裂，会出现多核细胞；染色后将根尖取出放在载玻片上，加一滴清水，并用镊子尖把根尖弄碎，盖上盖玻片，在盖玻片上再加一片载玻片，然后用拇指按压，目的是使细胞分散开，便于用显微镜观察。
3．下列关于“观察洋葱根尖分生组织细胞有丝分裂”的叙述，正确的是（ ）
A．盐酸和酒精混合液主要起固定作用
B．可观察到分裂末期细胞内细胞板向四周扩展形成新的细胞壁
C．统计各个时期细胞数占细胞总数的比例，能比较细胞周期的时间长短
D．探究有丝分裂日周期性可为实验取材时机提供依据
解析：
选D 盐酸和酒精混合液的作用是解离；观察的细胞在解离过程中已被杀死，不可能观察到细胞壁的形成过程；统计各个时期的细胞数占细胞总数的比例，能比较细胞周期中各个时期时间的长短，但不能比较细胞周期的时间长短；探究有丝分裂日周期性可为实验取材时机提供依据。
4.（2017·南开中学月考）如图是某同学在观察洋葱根尖细胞有丝分裂时拍摄的显微照片。
下列叙述错误的是（ ）
A．观察前制片时压片的目的是使细胞分散成很薄的一层，有利于观察
B．乙细胞中染色体被平均分配，移向细胞两极
C．甲和乙细胞中的染色体数目不相同，DNA含量相同
D．可以选择甲细胞并将其移到视野中央，持续观察它以后的分裂过程
解析：
选D 制片时压片的目的是使细胞分散成单层细胞，有利于观察；乙细胞处于有丝分裂后期，细胞中的染色体被平均分配，移向细胞的两极；乙细胞处于有丝分裂后期，甲细胞处于有丝分裂中期，乙细胞中的染色体数目是甲细胞中的2倍，但DNA含量相同；解离时用盐酸处理过细胞，细胞已经死亡，故不能连续观察甲细胞以后的分裂过程。
5.（2016·泰安二模）下图为洋葱根尖结构示意图。
相关叙述错误的是（ ）
A．在观察植物细胞有丝分裂的实验中，需用盐酸和酒精处理使细胞分散开
B．观察细胞质壁分离现象的最佳区域是①
C．经低温处理后，③处可出现染色体数目改变的细胞
D．增加根尖细胞数目的主要区域是②
解析：
选D 图中①②③④分别是根毛区、伸长区、分生区、根冠，分生区进行细胞分裂，故增加细胞数目的主要区域是③，低温处理分生区的细胞，会抑制细胞中纺锤体的形成，导致细胞中染色体数目加倍。
6．（2017·枣庄一中月考）如图甲中a、b、c、d表示某二倍体植物根尖的不同区域，图乙是用高倍显微镜观察到的该植物组织切片有丝分裂的模式图，请回答下列问题：
（1）观察根尖有丝分裂时应选择________（填图中字母）区细胞，请按细胞有丝分裂过程排列图乙中细胞A、B、C、D的顺序__________________，该区域的细胞中能产生ATP的结构有____________________。
（2）图乙A细胞中有________对同源染色体，________条姐妹染色单体。
（3）某同学说他在显微镜下观察到了图乙中C图像，发现了赤道板，请你评价他的观察结果________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（4）在图甲的③和④过程中细胞核遗传物质________（填“会”或“不会”）发生改变。
（5）图乙中染色体的出现和消失分别在________、________（填图中字母）。
解析：
（1）图甲根尖结构中，a是根冠，b是分生区，c是伸长区，d是成熟区，其中b分生区的细胞具有旺盛的分裂能力，适于作为观察细胞有丝分裂实验的材料。
图乙中A处于有丝分裂中期，B处于有丝分裂前期，C处于有丝分裂末期，D处于有丝分裂后期，因此正确的顺序为B→A→D→C。
根尖分生区细胞中能产生ATP的生理过程是呼吸作用，场所是线粒体和细胞质基质。
（2）图乙A细胞中有3对同源染色体，12条姐妹染色单体。
（3）赤道板只是一个位置，不是真实存在的结构。
（4）③为细胞生长过程，④为细胞分化过程，这两个过程中细胞核遗传物质都不会发生改变。
（5）图乙中染色体的出现在B——前期，消失在C——末期。
答案：
（1）b B→A→D→C 细胞质基质、线粒体
（2）3 12 （3）他看到的是细胞板，赤道板只是一个位置，不是真实结构，因此赤道板是看不到的 （4）不会 （5）B C
7．（2017·扬州质检）为了寻找更为理想的“观察植物细胞有丝分裂”的实验材料以及探究不同材料适宜的取材时间，科研人员进行了如下实验：
步骤1 剔除大蒜蒜瓣和红葱的老根，置于装有适量清水的烧杯中，在20～25℃下培养，每2d更换一次清水。
步骤2 待大蒜和红葱的须根长出后，每24h测量须根长度，记录并处理数据。
结果如图1。
步骤3 若干天后，从8：
00～16：
00，每2h取生长健壮的须根根尖制成临时装片。
观察时随机选取30个视野，统计各视野中分裂期细胞数以及细胞总数，并计算细胞分裂指数（分裂期细胞数/细胞总数）。
结果如图2。
分析回答：
（1）绘制图1所依据的数据，应该是同一时间测得的须根长度的________。
（2）步骤3中，制作根尖临时装片的过程是取材→解离→________________。
（3）植物细胞壁以及胞间层由果胶等组成，洋葱细胞的胞间层比大蒜、红葱厚，若以洋葱为材料进行本实验，解离时要________________________________________，否则观察时会发现______________。
（4）根据本实验结果，最适宜的材料及取材时间是________________。
解析：
（1）为了减少误差，每一组实验应该设置重复组，最后求各重复组数据平均值。
（2）观察植物细胞的有丝分裂实验，制作临时装片的操作步骤为解离、漂洗、染色、制片。
（3）洋葱细胞的细胞壁及胞间层的主要组成成分之一为果胶，洋葱细胞的胞间层比大蒜、红葱厚，解离时要适当延长解离时间或提高盐酸浓度，保证细胞能解离充分，使得细胞能分离开来，以免重叠。
（4）由图2可知，材料红葱在上午10：
00左右取材时，计算出的细胞分裂指数最大，因此最适宜采用的材料是红葱，取材时间为上午10：
00左右。
答案：
（1）平均值
（2）漂洗→染色→制片
（3）适当延长解离时间或适当提高盐酸浓度（若环境温度低还可以适当水浴加热等） 细胞相互重叠
（4）红葱、上午10：
00左右取材
8．（2015·江苏高考）中国水仙（Narcissustazettavar.chinensis）是传统观赏花卉，由于其高度不育，只能进行无性繁殖，因而品种稀少。
为了探究中国水仙只开花不结实的原因，有研究者开展了染色体核型分析实验，先制作了临时装片进行镜检、拍照，再对照片中的染色体进行计数、归类、排列，主要步骤如下：
→
→
→
→
→
→
→
请回答下列问题：
（1）选取新生根尖作为实验材料的主要原因是____________________________________。
（2）实验过程中用1mol·L－1HCl解离的目的是________________________________。
（3）该实验采用卡宝品红作为染色剂，与卡宝品红具有相似作用的试剂有________（填序号）。
①双缩脲试剂 ②醋酸洋红液 ③龙胆紫溶液 ④秋水仙素溶液
（4）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。
（5）由下图核型分析结果，得出推论：
中国水仙只开花不结实的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（6）为了进一步验证上述推论，可以优先选用________（填序号）作为实验材料进行显微观察。
①花萼 ②花瓣 ③雌蕊 ④花药 ⑤花芽
解析：
（1）本实验研究的是水仙细胞的染色体核型，最好选择处于分裂中期的细胞进行染色体观察，实验材料选取水仙新生根尖，因为新生根尖分生区细胞分裂旺盛。
（2）实验过程中需要制作水仙新生根尖的临时装片，用1mol·L－1HCl解离的目的是使组织细胞相互分离。
（3）制作临时装片过程中，染色的目的是使染色体（或染色质）着色，常用染色液除卡宝品红外，还有龙胆紫溶液和醋酸洋红液。
（4）光学显微镜下观察细胞中的染色体形态和数目的最佳时期是有丝分裂中期。
视野中观察到的细胞数量有限，而且处于有丝分裂中期的细胞较少，因此，镜检时要不断移动装片，根据有丝分裂中期细胞的特点，从中挑选染色体分散良好的中期细胞进行拍照。
（5）从图中水仙染色体核型可以看出，水仙的体细胞中含有三个染色体组，应属于三倍体（3N＝30）植物。
水仙在开花期间进行减数分裂的过程中出现同源染色体联会紊乱现象，极难产生含有完整染色体组的可育配子，所以中国水仙只开花不结实。
（6）通过直接显微观察能进行减数分裂的生物材料，可以进一步验证上述推论。
在提供的生物材料中，花萼、花瓣、花芽都不能进行减数分裂，雌蕊子房里的胚珠内与雄蕊的花药内都有减数分裂发生。
观察减数分裂使用的材料最好是雄性生殖器官（雄蕊），因为其雄配子多，容易观察。
植物雌蕊进行减数分裂的细胞数目很少，用它们作为实验材料，不容易找到正在进行减数分裂的细胞。
答案：
（1）新生根尖分生区细胞分裂旺盛
（2）使组织细胞相互分离 （3）②③ （4）中 分散良好 （5）中国水仙是三倍体，减数分裂时同源染色体联会紊乱，不能产生正常生殖细胞 （6）④
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