观察根尖分生组织细胞的有丝分裂实验课

第2讲观察根尖分生组织细胞的有丝分裂(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(如龙胆紫溶液)染成深色时期拟定在同一分生组织中能够通过观察细胞内染色体的存在状态，判断处在不同分裂时期的细胞2．实验环节1．辨析有关细胞有丝分裂的三个易错点(1)不清晰“解离”的作用原理，误认为能够观察细胞有丝分裂的动态变化过程。(2)不清晰细胞含有的对应构造，误认为赤道板也能观察到。(3)对取材原理不清晰，误认为根尖任何部位的细胞都可作为观察对象，事实上只有分生区细胞才能够作为观察对象。2．观察根尖分生组织细胞有丝分裂的核心及注意事项实验材料的选择类型选用分裂期占细胞周期比例相对较大的材料部位选用分裂旺盛的部位(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造成细胞解离过分、根尖酥软，影响染色漂洗时间适宜洗去多出的盐酸，避免解离过分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它部分也被染成深色，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，因素是间期历时最长3．必记高中生物常见实验中常见试剂的作用和应用名称作用实验应用甲基绿与DNA结合呈现绿色观察DNA和RNA在细胞中的分布吡罗红与RNA结合呈现红色苏丹Ⅲ染液苏丹Ⅳ染液使脂肪染色检测生物组织中的脂肪斐林试剂与还原糖反映检测生物组织中的还原糖双缩脲试剂与蛋白质反映检测生物组织中的蛋白质酒精溶液体积分数为50%的酒精洗去浮色检测生物组织中的脂肪体积分数为70%的酒精杀菌、消毒微生物的培养技术体积分数为95%的酒精与质量分数为15%的盐酸1∶1混合使用使细胞分离观察根尖分生组织细胞的有丝分裂无水乙醇溶解色素绿叶中色素的提取和分离层析液溶解并分离色素二氧化硅使研磨充足碳酸钙避免色素受破坏澄清的石灰水与CO2反映探究酵母菌细胞呼吸的方式溴麝香草酚蓝水溶液与CO2发生颜色反映重铬酸钾(酸性)与酒精反映命题点(一)考察实验材料的选择和试剂的作用1．(·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项的细胞含有分裂能力，其它细胞都不能进行细胞分裂。2．(·济宁一模)下列有关观察根尖分生组织细胞有丝分裂实验的叙述，对的的是()A．使用50%的酒精能够使组织中的细胞互相分离开来B．使用甲基绿能够对染色体着色，便于观察染色体的行为和数目变化C．使用清水进行漂洗，可把多出的染液洗掉D．使用高倍镜也观察不到后期时着丝点的断裂解析：选D在观察植物细胞有丝分裂实验过程中用15%的盐酸和95%的酒精等比例混合，使组织中的细胞互相分离开来，A错误；甲基绿用于DNA的染色，而染色体应当用龙胆紫溶液或醋酸洋红溶液染色，B错误；漂洗应当在染色之迈进行，目的是洗去多出的解离液，C错误；在观察细胞有丝分裂实验的解离过程中，细胞已经被固定杀死了，因此不可能观察到着丝点分裂的过程，D对的。命题点(二)考察实验操作过程3.下列有关“观察洋葱根尖分生区细胞有丝分裂”实验的叙述，对的的是()①解离的目的是用药液使组织细胞彼此分离开来②制片之前要通过漂洗洗去碱性染料，便于显微镜下观察③压片是为了将根尖细胞压成薄层，避免互相重叠影响观察④一种细胞中染色体的动态持续变化是观察的重要内容A．①③ B．②③C．①②③ D．①③④解析：选A解离后需要漂洗洗去解离液，便于染色；解离后细胞已经死亡，不能观察到细胞中染色体的动态变化。4.(·安徽模拟)有一位同窗做根尖有丝分裂实验，在显微镜中观察到的图像如图所示，造成这种状况的因素可能是()①取材位置不适宜②取材时间不适宜③制片时压片力量不适宜④解离时间不适宜⑤视野选择不适宜A．②③ B．②⑤C．①③④ D．①②⑤解析：选D根尖分生区细胞呈正方形，而图中有些细胞呈长方形，可能是取材位置不适宜，①对的；图中细胞多处在未分裂状态，可能是取材时间不适宜，②对的；图示细胞均分散开，阐明制片时压片力量适宜，③错误；解离的目的是使细胞分散开，而图示细胞已经分散开，阐明解离时间适宜，④错误；图示细胞有些呈长方形，可能是伸长区细胞，因此可能是视野选择不适宜，⑤对的。一、选择题1．(·日照调研)某小组进行观察洋葱根尖分生组织细胞有丝分裂的实验，下列叙述对的的是()A．盐酸和酒精混合液重要起固定作用B．用碱性染料吡罗红对染色体染色C．观察到细胞分裂后期细胞板逐步形成新的细胞壁D．细胞内染色体的存在状态可作为判断分裂时期的根据解析：选D盐酸和酒精混合液重要起解离作用；使用碱性染料龙胆紫溶液或醋酸洋红液对染色体进行染色；在解离时细胞已经死亡，因此，不能观察到细胞板逐步形成新的细胞壁，另外，细胞板是在末期形成的；在分裂期的前期、中期、后期和末期，染色体的存在状态不同，因此，细胞内染色体的存在状态可作为判断分裂时期的根据。2．(·沈阳一模)人蛔虫是观察细胞有丝分裂的适宜材料，受精后的蛔虫其子宫中游离着许多处在有丝分裂不同时期的受精卵。某同窗进行“观察人蛔虫受精卵有丝分裂”的实验，下列有关叙述错误的是()A．与观察根尖细胞有丝分裂相比，不需要用龙胆紫等进行染色B．与观察根尖细胞有丝分裂相比，不需要解离、漂洗实验操作C．与观察根尖细胞有丝分裂不同，实验过程中可能用到生理盐水D．与观察根尖细胞有丝分裂相比，观察过程仍需要先使用低倍镜解析：选A观察有丝分裂需要对染色体进行染色，需要用龙胆紫或醋酸洋红液进行染色；由题干信息可知，人蛔虫子宫中处在不同时期的受精卵处在游离状态，因此不需要解离和漂洗；观察动物细胞有丝分裂，滴加生理盐水能够维持细胞的正常形态；用显微镜观察需先用低倍镜后用高倍镜。3．下列有关“观察洋葱根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验的叙述，对的的是()A．制片流程为：解离→染色→漂洗→制片B．观察中期细胞可清晰地看到染色体且随即染色体着丝点分裂C．显微镜下绝大多数细胞中能观察到染色体D．低倍镜下寻找分生区的根据是细胞呈正方形、排列紧密解析：选D制片流程为：解离→漂洗→染色→制片；观察中期细胞可清晰地看到染色体，但是看到的细胞均是死细胞，因此看不到动态变化；细胞分裂间期时间长，大多数细胞处在间期，因此显微镜下只有少数细胞中能观察到染色体；分生区细胞分裂能力强，因此细胞呈正方形、排列紧密。4．(·正定中学段考)取生长强健的小麦根尖，通过解离、漂洗、染色、制片过程，制成临时装片，放在显微镜下观察。欲观察到细胞有丝分裂的前、中、后、末几个时期()A．应当选一种处在间期的细胞，持续观察它从间期到末期的全过程B．若在一种视野中不能看全各个时期，可移动装片从周边细胞中寻找C．如果在低倍镜下看不到细胞，可改用高倍物镜继续观察D．如果视野过暗，能够转动细准焦螺旋增加视野的亮度解析：选B将根尖放入盐酸和酒精中解离时，细胞已经死亡，因此不可能继续分裂，A错误；如果在一种视野中不能看全细胞分裂的各个时期，可移动装片从周边细胞中寻找，B对的；如果用低倍镜看不到细胞，可能是光线太暗、物镜与装片间的距离不适宜等因素造成的，这时不能换用高倍镜继续观察，C错误；如果视野太暗，可换用大的光圈或用凹面反光镜，增加视野的亮度，D错误。5．(·漳州八校联考)在“观察植物细胞有丝分裂”实验中，三位实验人员制作洋葱根尖装片的操作环节(“＋”表达操作，“－”表达未操作)以下表所示：实验人员操作取材解离漂洗染色压片甲根尖1～3mm处－＋＋＋乙根尖1～3mm处＋－＋＋丙根尖5～7mm处＋＋＋＋则甲、乙、丙观察到的实验现象分别是()A．细胞重叠、染色体着色很浅不清晰、细胞分散染色体清晰B．细胞分散但看不到染色体、染色体着色清晰、细胞分散染色体清晰C．细胞重叠、染色体着色很浅不清晰、细胞着色清晰但看不到染色体D．染色体着色很浅不清晰、细胞分散染色体清晰、细胞分散染色体清晰解析：选C解离的目的是使细胞分散开，甲未解离，细胞互相重叠；漂洗的目的是洗去解离液，便于染色，乙未漂洗，影响染色效果，染色体着色很浅不清晰；根尖5～7mm处为伸长区，伸长区细胞已失去分裂能力，染色体呈染色质状态，观察不到染色体。6．(·江西重点中学联考)如图是有关观察洋葱有丝分裂实验的部分操作，下列叙述合理的是()A．剪取洋葱根尖2～3mm，由于该区域属于根毛区，细胞有丝分裂旺盛B．该实验环节中唯一的错误是在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，渗入作用不明显。7．(·海南模拟)洋葱是实验室中惯用的材料，下列叙述错误的是()A．用苏丹Ⅲ染液染洋葱根尖细胞，在光学显微镜下可观察到橘黄色颗粒B．用洋葱根尖观察植物细胞有丝分裂，能够观察到一种细胞的持续分裂过程C．选用紫色洋葱鳞片叶表皮细胞观察质壁分离现象时，观察不到染色体D．在叶绿体中色素的提取与分离实验中，能够选用洋葱管状叶作实验材料解析：选B在观察根尖的有丝分裂实验中，解离过程细胞已死亡，因此不能看到持续的分裂过程，B错误。8.下列对植物细胞有丝分裂环节解释错误的是()A．解离过程使用15%盐酸，目的是使细胞易于分散B．能够选用醋酸洋红液对染色体进行染色C．压片时需要进行研转使细胞分散成均匀一层D．若镜检时看到细胞如图所示，则可能取材时取错位置解析：选C解离过程使用解离液(15%盐酸和95%的酒精按体积1∶1的比例)，目的是使组织中的细胞互相分离开易于分散，A对的；能够选用醋酸洋红液对染色体进行染色，易于观察，B对的；在被弄碎的根尖上盖上盖玻片，复加一块载玻片用拇指轻压，使细胞分散开成单层细胞，不可研转，C错误；若镜检时看到细胞图示成熟区细胞，细胞已经分化，看不到染色体行为，则可能取材时取错位置，D对的。9．(·泰安二模)下图为洋葱根尖构造示意图。有关叙述不对的的是()A．在观察植物细胞有丝分裂的实验中，需用盐酸和酒精解决使细胞分散开B．观察细胞质壁分离现象的最佳区域是①C．经低温解决后，③处可出现染色体数目变化的细胞D．增加根尖细胞数目的重要区域是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，故增加细胞数目的重要区域是③，低温解决分生区的细胞，会克制细胞中纺锤体的形成，造成细胞中染色体数目加倍。10．(·海门中学段考，多选)实验材料的选择是科学探究中的一种核心环节，材料选对了就等于实验成功了二分之一。下面有关洋葱实验材料的叙述中，错误的是()A．表皮细胞大，容易观察，可用于低温诱导染色体数目变化的实验B．根尖细胞分裂旺盛，可用于观察细胞的减数分裂实验C．表皮细胞呈紫色，可用于叶绿体色素的提取实验D．表皮细胞含有大液泡，可用于观察植物细胞的吸水和失水实验解析：选ABC低温诱导染色体加倍必须是不停分裂的细胞，洋葱表皮细胞是高度分化的细胞，不分裂，A错误；根尖细胞只进行有丝分裂，不进行减数分裂，B错误；表皮细胞的紫色是液泡中色素分子的颜色，而不是叶绿体中色素分子的颜色，C错误；洋葱表皮细胞含有大液泡，可用于观察植物细胞的吸水和失水实验，D对的。二、非选择题11．(·徐州侯集中学检测)下表是某同窗在做几个实验时所列举的实验材料和实验条件等有关内容，请据表回答下列问题：组别实验材料实验条件观察内容A稀蛋清试剂甲颜色反映B人的口腔上皮细胞健那绿或铁苏木精染液细胞构造乙C紫色洋葱鳞片叶外表皮0.3g/mL蔗糖溶液质壁分离DH2O2和过氧化氢酶不同的pH实验因变量丙E洋葱根尖解离液、龙胆紫染液等细胞中染色体的数目及形态(1)A～E组实验中需要使用显微镜的是________(填字母)。(2)A组实验所用的试剂甲是______________，观察到的颜色是________，B组实验观察的细胞构造乙是________。在D组实验中，实验因变量丙是__________________。(3)在C组实验中若使用0.3g/mLKNO3溶液，则实验现象是________________。(4)E组为观察植物细胞的有丝分裂实验，实验中装片制作的流程为________________________，如果将常温下培养洋葱的装置移到冰箱的低温室(4℃)内再培养一段时间，然后用根尖制成装片并观察细胞中染色体数目的变化，该实验的目的是探究________________________________________________________________________。解析：(1)需要使用显微镜的实验有B、C、E三组。(2)A组，稀蛋清含有蛋白质，双缩脲试剂与蛋白质反映呈现紫色；B组，健那绿是线粒体的活体染色剂，因此观察的细胞构造应是线粒体；D组，探究pH对过氧化氢酶活性的影响，因变量是单位时间内H2O2产生的气泡数或H2O2被完全分解所需的时间等。(3)C组实验是观察细胞的质壁分离，若使用0.3g/mLKNO3溶液，由于细胞能通过主动运输的方式吸取K＋和NOeq\o\al(＋,3)，因此细胞发生质壁分离后会自动复原。(4)E组为观察植物细胞的有丝分裂实验，实验中装片制作的流程为：解离→漂洗→染色→制片；如果将常温下培养洋葱的装置移到冰箱的低温室(4℃)内再培养一段时间，然后用根尖制成装片并观察细胞中染色体数目的变化，实验的自变量是温度变化，该实验的目的是探究温度对植物细胞有丝分裂过程中染色体数目(与形态)变化的影响。答案：(1)B、C、E(2)双缩脲试剂紫色线粒体单位时间内H2O2产生的气泡数(3)先发生质壁分离，然后又自动复原(4)解离→漂洗→染色→制片低温对植物细胞有丝分裂过程中染色体数目(与形态)变化的影响12．(·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因素，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，重要环节以下：eq\x(\a\al(剪取新生,的根尖))→eq\x(\a\al(卡诺固定,液固定))→eq\x(\a\al(1mol·L－1,HCl解离))→eq\x(\a\al(清水,漂洗))→eq\x(\a\al(卡宝品,红染色))→eq\x(\a\al(制片,压片))→eq\x(\a\al(镜检,拍照))→eq\x(\a\al(核型,分析))请回答下列问题：(1)选用新生根尖作为实验材料的重要因素是____________________________________。(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，与卡宝品红含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，应不停移动装片，以寻找处在________期且染色体________的细胞进行拍照。(5)由下图核型分析成果，得出推论：中国水仙只开花不结实的因素是________________________________________________________________________。(6)为了进一步验证上述推论，能够优先选用________(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，最佳选择处在分裂中期的细胞进行染色体观察，实验材料选用水仙新生根尖，由于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互相分离。(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，惯用染色液除卡宝品红外，尚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，并且处在有丝分裂中期的细胞较少，因此，镜检时要不停移动装片，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能够看出，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，很难产生含有完整染色体组的可育配子，因此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，能够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佳是雄性生殖器官(雄蕊)，由于其雄配子多，容易观察。植物雌蕊进行减数分裂的细胞数目极少，用它们作实验材料，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)使组织细胞互相分离(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)④13．(·福建高考)为了研究从植物中提取的可可碱与否能够作为除草剂，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，成果以下表。请回答：可可碱浓度(mmol·L－1)根尖细胞有丝分裂种子发芽率(%)有丝分裂指数(%)分裂期细胞占比(%)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________。如图为显微镜下观察到的部分细胞图像，箭号所指的细胞处在分裂期的________期。(2)实验成果显示，与对照组相比，当可可碱浓度达成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