备课素材：可可碱对植物细胞的分裂影响-高一上学期生物人教版必修1

可可碱对植物细胞的分裂影响先看一道试题：为了研究从植物中提取的可可碱是否可以作为除草剂，某科研小组开展了可可碱对鬼针草根尖细胞有丝分裂和种子萌发影响的实验探究，结果如下表。请回答：注：有丝分裂指数＝分裂期细胞数/观察细胞的总数×100%(1)本实验需要制作根尖细胞有丝分裂装片，制片过程中根尖解离需要用到的试剂是

。(2)实验结果显示，与对照组相比，当可可碱浓度达到1.0mmol·L－1时，在分裂期的细胞中，后期和末期的细胞数目相对

。产生这种结果的原因可能是

，导致染色体无法移向细胞两极。(3)实验结果表明，随着可可碱浓度的升高，种子发芽率

。为探究可可碱影响种子发芽率的可能原因，某同学提出假设：可可碱会降低种子中赤霉素的水平。现欲通过实验检验上述假设，请写出实验设计的基本思路：

。答案：（1）10%盐酸

（2）减少

可可碱能够抑制纺锤体的形成

（3）降低

以不同浓度的可可碱处理鬼针草种子，一段时间后测定各组种子中赤霉素的含量，分析可可碱浓度与赤霉素含量的关系解析：随着可可碱浓度的升高，细胞有丝分裂指数和种子的发芽率都逐渐降低，分裂期细胞所占的比例也逐渐降低，其中后期和末期的细胞数目相对较少。（1）本实验需要制作根尖细胞有丝分裂装片，制片过程中根尖解离需要用到的试剂是10%盐酸，目的是使组织中的细胞相互分离。（2）由表可知，当可可碱浓度达到1.0mmol．L-1时，处于后期和末期的细胞所占比例明显低于其他浓度，说明处于后期和末期的细胞数目相对较少而间期细胞数目相对增多，产生这种结果的可能原因是可可碱能够抑制纺锤体的形成，导致染色体无法移向细胞两极。（3）根据表中数据可知，随着可可碱的浓度的升高，种子发芽率明显降低．实验目的是探究可可碱会降低种子中赤霉素的水平，因此自变量为可可碱浓度，因变量为赤霉素的含量。实验设计基本思路是以不同浓度的可可碱处理鬼针草种子，一段时间后测定各组种子中赤霉素的含量，分析可可碱浓度与赤霉素含量的关系。这道题涉及到可可碱对植物细胞分裂的影响，教材未提到。那么，可可碱是什么？有什么作用？

可可碱，又名3,7-二甲基黄嘌呤，是一种有机化合物，化学式为C7H8N4O2，主要用作苦味剂，也可用作食品添加剂。赵锐明《6种化感物质对鬼针草种子萌发及根尖细胞有丝分裂的影响》提到了抑制植物分裂的效果随着可可碱的浓度增大，抑制作用增强。从表格的数据可以看出，能够让分裂中期的细胞数目增加。说明可可碱并没有让中期的数目增加。但是，根据表格的数据可知，可可碱对根尖有丝分裂的影响中，分裂指数下降和各个分裂期的数目减少，说明分裂间期的数目相对增加，可能会通过影响分裂间期而发挥作用。当然试题中明确说明导致染色体无法移向两极，学生是很容易想到可可碱可能影响纺锤体的形成。论文中排除了可可碱增加分裂期细胞的作用。因此可可碱可能还是通过影响DNA复制（相当于DNA合成抑制剂）从而增加了分裂间期的细胞数目。该试题值得商榷之处。可可碱对鬼针草的种子萌发率在在降低，说明这个生理作用机制和赤霉素作用是拮抗关系。可可碱对人体生理有一定的影响，包括刺激心脏，扩张血管和潜在的改善心情，可能增加警觉性和增加排尿量。

1、对心血管功能有积极影响可可碱的益处包括作为心肌兴奋剂和血管扩张剂，具体取决于患者及其对其影响的敏感程度。换句话说，它可以通过扩张血管帮助调节血压和支持健康循环。它也可能有助于维持健康的肺功能，如增加肺部的气流和减少哮喘症状，并有一些温和的抗炎作用。某些研究表明，其减轻炎症的能力可能是由于其在阻断磷酸二酯酶酶和提高某些酶（如PKA）活性方面的作用。2、能够改善情绪巧克力中的某些化学物质，包括可可碱和苯乙胺，使其成为一种天然的催情食品。然而，由于研究结果参差不齐，这仍有待商榷。如果巧克力中的可可碱确实有催情作用，那很可能是因为可可碱能够改善你的情绪、能量水平和血液流动。3、可能有提神的作用某些研究表明，食用巧克力中的可可碱可以提供愉悦的感觉，并有轻微的抗抑郁作用。然而，巧克力的安慰效果似乎是由于它所含的独特的化学成分，特别是苯乙胺。4、被认为是益智的，可能会增强注意力研究表明，可可碱通过与咖啡因相似的机制影响病灶和浓度：阻断腺苷受体和抑制磷酸二酯酶。简单地说，它有助于减少大脑中使你感到头昏眼花和注意力不集中的化学物质的影响。它温和的刺激作用是它越来越成为运动员常用的补充剂的原因之一。虽然轶事证据告诉我们，它可以提高精神表现、动机和集中注意力的能力，并减少疲劳，但更多的研究是值得的。一项研究发现，服用可可补充物有助于参与者在心理任务上的表现，使他们感觉不那么累，但目前还不清楚可可中的其他化合物（包括生物类黄酮抗氧化剂）是否值得称赞。5、有天然利尿作用这种化合物是一种天然利尿剂，有助于增加肾脏的尿量，这意味着它可能有助于减少水潴留和治疗水肿（液体积聚）。例、可可碱对鬼针草根尖细胞有丝分裂和种子萌发影响的实验结果如下图。下列叙述正确的是（

）注：有丝分裂指数=分裂期细胞数/观察细胞的总数×100%A.实验过程中用盐酸破坏细胞之间的纤维素，使细胞容易分开B.有丝分裂指数、种子发芽率均与可可碱浓度呈正相关C.可可碱对根尖细胞分裂的影响可能与秋水仙素基本相同D.可可碱可能通过延长或停滞分裂间期而降低种子发芽率【答案】D【解析】分析坐标图形：随着可可碱浓度的升高，细胞有丝分裂指数和种子的发芽率都逐渐降低，分裂期细胞所占的比例也逐渐降低。A、在观察植物细胞有丝分裂过程中使用15％的盐酸能够使细胞壁软化，并使细胞间的中胶层物质溶解，从而达到分离细胞的目的，A错误；B、从坐标图形可以看出，随着可可碱浓度的升高，细胞有丝分裂指数和种子的发芽率都逐渐降低，B错误；C、图示显示随着可可碱浓度的增加，处于分裂期的细胞所占比