2022学年高考生物一轮复习高考必考教材实验八-观察根尖分生组织细胞的有丝分裂探究案含解析新人教版

高考必考教材实验(八)—观察根尖分生组织细胞的有丝分裂

-G任务驱动探究突破—

任务1实验分析

1.实验原理

(1)高等植物的分生组织细胞有丝分裂较为旺盛。

(2)细胞的分裂是独立进行的，在同一分生组织中可以通过高倍显微镜观察细胞内染

色体的存在状态，判断处于不同分裂时期的细胞。

(3)细胞核内的染色体容易被碱性染料(如龙胆紫溶液)染成深色。

2.实验步骤

(1)洋葱根尖的培养：实验前3〜4d,待根长到约5cm。

(2)实验操作步骤及分析

过程操作步骤说明

根尖实验前3〜4d,将洋葱放在装满清水的广口瓶上，底部接

培养1触清水，置于温暖处，常换水，待根长约5cm时取用

取

剪取根尖2〜3mm(注意取材时间)

材

①解离液：质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒

洋葱根尖

至

解精按11体积比混合；

离②时间：3~5min；

解离液

③目的：使组织中的细胞相互别离开来

装洋葱根尖①漂洗液：清水；

漂善

片②时间:约lOmin；

洗

制清水③目的：洗去解离液，防止解离过度

作①染色液：0.Olg/mL或0.02g/mL的龙胆紫溶液(或醋酸

染©洋红液)；

色龙胆紫溶液②时间：3〜5min；

③目的：使染色体(或染色质)着色

用镶子将处理过的根尖放在载玻片上，加一滴清水，并用

制

/H/镜子尖把根尖弄碎，盖上盖玻片，在盖玻片上再加一片载

片

玻片，然后用拇指轻轻地按压载玻片

先低倍镜观察：找到分生区细胞（正方形、排列紧密）；

观察后高倍镜观察：找出各时期细胞，观察特点并记录各时期

的细胞数目

中期细胞绘图要点：植物细胞形态近正方形，着丝点排列

绘图在赤道板上；有染色单体、纺锤体；无核膜、核仁和中心

体

［名师提醒］

1.实验成功的关键及考前须知

2.高中生物实验中洋葱的“一材多用”

（1）叶片一一叶绿体中色素的提取和别离实验。

（2）鳞片叶外表皮一一观察植物细胞的质壁别离和复原实验。

（3）鳞片叶内表皮一一观察DNA和RNA在细胞中的分布实验。

（4）根尖一一观察根尖分生组织细胞的有丝分裂和低温诱导植物染色体数目的变化

实验。

任务2研析深化教材，析因推理归纳，提升学科素养

科学探究

1.取材时为什么只能剪2〜3nim,而不能过长？

2.解离和染色时间要严格控制的原因是什么？

3.压片时的操作要领是什么？

4.为什么不能对细胞有丝分裂过程进行连续观察？如何才能找到细胞分裂各个时期

的细胞?

考向分类对点落实O—

考向一实验原理与操作的考查

1.［经典高考］某小组进行观察洋葱根尖分生组织细胞有丝分裂的实验，以下关于该

实验的表达正确的选项是（）

A.盐酸和酒精混合液主要起固定作用

B.碱性染料吐罗红可用于染色体染色

C.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

D.细胞内染色体的存在状态可作为判断有丝分裂各时期的依据

2.［天津卷］在“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂"实验中，以下操作和结论正确

的选项是（）

A.剪取5cm根尖，用酒精和吐罗红混合液解离染色

B.如图是高倍显微镜下调节细准焦螺旋看到的视野

C.持续观察，视野中的K细胞将分裂成两个子细胞

D.视野中，N细胞的染色体数目是M细胞的一半

3.［原创］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

操作步骤（“+”表示操作，”一〃表示未操作）如下表所示：

那么甲、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楚、细胞分散染色体清楚

B.细胞分散但看不到染色体、染色体着色清楚、细胞分散染色体清楚

C.细胞重叠、染色体着色很浅不清楚、细胞着色清楚但看不到染色体

D.染色体着色很浅不清楚、细胞分散染色体清楚、细胞分散染色体清楚

4.（多项选择）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

着许多处于有丝分裂不同时期的受精卵。某同学进行“观察人蛔虫受精卵有丝分裂”的

实验，以下相关表达正确的选项是（）

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

考向二|实验的拓展探究的考查

5.［福建卷］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的有丝分裂和种子萌发影响的实验研究，结果如下表。请答

复：

注：有丝分裂指数=分裂期细胞数/观察细胞的总数又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

。右图为显微镜下观察到的局部细胞图像，箭头所指的细胞

处于分裂期的期。

（2）实验结果显示，与对照组相比，当可可碱浓度到达l.Ommol•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）实验结果说明，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，请写出实验设计的根本思路：

题后反思

高考对本实验的创新考查角度

(1)探究影响细胞有丝分裂的外界因素(主要有温度、pH、射线、化学物质、生理和

病理状况等)，通过观察有丝分裂的图像可以推断外界因素的影响情况。

(2)根据观察某时期细胞数的多少可确定细胞周期各时期持续时间的长短。

(3)探究纺锤体在有丝分裂中的作用。

［网络建构提升］

［长句应答必备］

1.细胞体积越大，细胞的外表积与体积之比就越小，物质运输的效率就越低。

2.细胞分裂间期为分裂期进行活泼的物质准备，完成DNA分子的复制和有关蛋白质

的合成，同时细胞有适度的生长。

3.动物细胞的一个细胞周期中，DNA复制和中心粒的倍增均发生在分裂间期。

4.真核细胞的分裂方式有三种：无丝分裂、有丝分裂和减数分裂。

5.有丝分裂最重要的变化是：间期DNA复制，数目倍增；分裂期在纺锤体作用下将

复制后的亲代细胞染色体精确地平均分配到两个子细胞中，在细胞的亲代和子代之间保

持了遗传性状的稳定性。

［例如］

1.细胞分裂间期的主要变化是;细胞分裂间期细

胞核内的主要变化是。

2.选择中期观察和计数染色体的原因是

3.分生区细胞的特点是一

［等级选考研考向］

1.［2021•山东卷，5］CDK1是推动细胞由分裂间期进入分裂期的关键蛋白。在DNA

复制开始后，CDK1发生磷酸化导致其活性被抑制，当细胞中的DNA复制完成且物质准备

充分后，磷酸化的CDK1发生去磷酸化而被激活，使细胞进入分裂期。大麦黄矮病毒(BYDV)

的M蛋白通过影响细胞中CDK1的磷酸化水平而使农作物患病。正常细胞和感染BYDV的

细胞中CDK1的磷酸化水平变化如下图。以下说法错误的选项是()

A.正常细胞中DNA复制未完成时，磷酸化的CDK1的去磷酸化过程受到抑制

B.正常细胞中磷酸化的CDK1发生去磷酸化后，染色质螺旋化形成染色体

C.感染BYDV的细胞中，M蛋白通过促进CDK1的磷酸化而影响细胞周期

D.M蛋白发挥作用后，感染BYDV的细胞被阻滞在分裂间期

2.［2021•浙江7月选考，8］高等动物胚胎干细胞分裂过程中，发生在同一时期的

是()

A.核糖体的增生和环沟的形成

B.染色体的出现和纺锤体的出现

C.染色单体的形成和着丝粒的分裂

D.中心体的复制和染色体组数的加倍

3.[2021•天津卷]完整的核糖体由大、小两个亚基组成。如图为真核细胞核糖体大、

小亚基的合成、装配及运输过程示意图，相关表达正确的选项是（）

A.如下图过程可发生在有丝分裂中期

B.细胞的遗传信息主要储存于rDNA中

C.核仁是合成rRNA和核糖体蛋白的场所

D.核糖体亚基在细胞核中装配完成后由核孔运出

4.[2021•海南卷]假设要观察植物细胞有丝分裂中期的染色体。适宜的材料和染液

组合是（）

A.大蒜根尖细胞，龙胆紫溶液

B.玉米根尖细胞，台盼蓝染液

C.菠菜叶肉细胞，碘液

I）.番茄果肉细胞，毗罗红染色剂

5.[2021•北京卷，1]玉米根尖纵切片经碱性染料染色，用普通光学显微镜观察到

的分生区图像如图。对此图像的观察与分析，错误的选项是（）

A.先用低倍镜再换高倍镜观察符合操作标准

B.可观察到箭头所指细胞的细胞核和细胞壁

C.在图像中可观察到处于分裂期前期的细胞

D.细胞不同结构成分与该染料结合能力不同

6.[2021•江苏卷，7]以下关于观察植物细胞有丝分裂实验的表达，正确的选项是

（）

A.只有从新生的根尖上取材，才能观察到有丝分裂

B.解离时间要尽量长，以确保根尖组织细胞充分别离

C.滴加清水、弄碎根尖以及压片都有利于细胞的分散

D.临时装片镜检时，视野中最多的是处于分裂中期的细胞

7.[2021•浙江4月选考，18]在“制作并观察植物细胞有丝分裂的临时装片”活动

中，观察到不同分裂时期的细胞如下图：

以下表达错误的选项是（）

A.装片制作过程中需用清水漂洗已解离的根尖便于染色

B.观察过程中先用低倍镜找到分生区细胞再换用高倍镜

C.图甲细胞所处时期发生DNA复制及相关蛋白质的合成

D.图丙细胞中的染色体数目比图乙细胞中的增加「一倍

［国考真题研规律］

1.［2021•全国卷I,4］药物X对细胞增殖有促进作用，药物D可抑制药物X的作

用。某同学将同一瓶小鼠皮肤细胞平均分为甲、乙、丙三组，分别置于培养液中培养，

培养过程中进行不同的处理（其中甲组未加药物），每隔一段时间测定各组细胞数，结果

如下图。据图分析，以下相关表达不合理的是（）

A.乙组参加了药物X后再进行培养

B.丙组先参加药物X,培养一段时间后参加药物D,继续培养

C.乙组先参加药物D,培养一段时间后参加药物X,继续培养

D.假设药物X为蛋白质，那么药物D可能改变了药物X的空间结构

2.［2021•全国卷U］某种物质可插入DNA分子两条链的碱基对之间，使DNA双链不

能解开。假设在细胞正常生长的培养液中参加适量的该物质，以下相关表达错误的选项

是（）

A.随后细胞中的DNA复制发生障碍

B.随后细胞中的RNA转录发生障碍

C.该物质可将细胞周期阻断在分裂中期

D.可推测该物质对癌细胞的增殖有抑制作用

3.［2021•全国卷IH,29］利用一定方法使细胞群体处于细胞周期的同一阶段，称为

细胞周期同步化。以下是能够实现动物细胞周期同步化的三种方法。答复以下问题：

（DDNA合成阻断法：在细胞处于对数生长期的培养液中添加适量的DNA合成可逆抑

制剂，处于期的细胞不受影响而继续细胞周期的运转，最终细胞会停滞在细胞

周期的________期，以到达细胞周期同步化的目的。

（2）秋水仙素阻断法：在细胞处于对数生长期的培养液中添加适量的秋水仙素，秋水

仙素能够抑制，使细胞周期被阻断，即可实现细胞周期同步化。经秋水仙素处

理的细胞（填"会"或"不会"）被阻断在间期。

（3）血清饥饿法：培养液中缺少血清可以使细胞周期停滞在间期，以实现细胞周期同

步化，分裂间期的特点是

（答出1点即可）。

4.［全国卷I,节选］答复以下问题：

（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。

高考必考教材实验（八）

【任务驱动探究突破】

任务2

科学探究

1.提示：假设剪得过长会包括伸长区，伸长区无细胞分裂，增加了寻找观察细胞的难度。

2.提示：①假设解离时间太短，那么压片时细胞不易分散开：时间过长，那么细胞解离

过度、过于酥软，无法取出根尖进行染色和制片。②假设染色时间太短，那么染色体不能完

全着色；假设染色时间过长，那么使细胞核等其他局部充满染色剂，无法分辨染色体。

3.提示：在盖玻片上再加一片载玻片，然后用拇指轻轻按压，目的是使细胞均匀分散开，

防止压碎盖玻片和产生滑动，使根尖形态匀称。压片结束后要把上面的载玻片去掉再观察。

4.提示：①解离过程中细胞已经死亡，观察到的只是一个固定时期。②如果要找到各个

分裂时期的细胞，要不断的移动装片，在不同的视野中寻找。

【考向分类对点落实】

1.解析：盐酸和酒精混合液的作用是解离，A错误：毗罗红可使RNA染色，染色体主要

由DNA和蛋白质构成，B错误；该实验观察到的根尖分生组织细胞已经是死细胞，无法观察到

细胞板向四周扩展形成新的细胞壁的过程，C错误；染色体的形态、特征和数目是判断有丝分

裂各时期的依据，D正确。

答案：D

2.解析：在“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂"实验中，需用解离液（盐酸+酒精）对

剪取的2〜3nmi的根尖进行解离处理，A错误；因解离液可杀死细胞，故显微镜下观察到的细

胞均是停留在某一时期的死细胞，C错误；视野中N细胞（处于有丝分裂后期）的染色体数是M

细胞（处于有丝分裂中期）的两倍，D错误；由图示可看出该视野图像清晰是高倍镜下调节细准

焦螺旋后所观察到的，B正确。

答案：B

3.解析：解离的目的是使细胞分散开，甲未解离，细胞相互重叠；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楚；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。

答案：C

4.解析：观察有丝分裂需要对染色体进行染色，可以用龙胆紫或醋酸洋红液进行染色；

由题干信息可知，人蛔虫子宫中处于不同时期的受精卵处于游离状态，因此不需要解离和漂

洗；观察动物细胞有丝分裂，滴加生理盐水可以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。

答案：BCD

5.解析：（1）实验中将根尖放入盛有盐酸和酒精混合液（1:1）的玻璃皿中，在室温下解离。

据图可知染色体的着丝点排列在细胞中央的一个平面上，细胞应处于分裂期的中期。（2）据表

可知，对照组中后期和末期分裂指数0.69%,可可碱浓度1mmol/L实验组后期和末期分裂指

数0.24%,故较对照组减少。依题意可知：染色体无法移向两极，产生的原因可能是可可碱能

够抑制纺锤体的形成，使分裂后期和末期的细胞数目减少。（3）据表可知，随着可可碱浓度的

升高，种子发芽率降低。依题意可知该探究实验的自变量是可可碱浓度，因变量是种子中赤

霉素含量。因此，实验设计思路：设置一系列浓度梯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，进而得出可可碱浓度与赤霉素含量的关系。

答案：（1）盐酸和酒精的混合液中

（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

课堂总结网络聚焦大概念

网络建构提升

①无限长大②无丝分裂③减数分裂

④间期⑤前期⑥后期⑦末期

例如

1.DNA分子的复制和有关蛋白质的合成DNA分子的复制2.染色体已高度螺旋化，形

态稳定，数目清晰3.细胞呈正方形，排列紧密

历届真题分类集训培素养

等级选考研考向

1.解析：由题意可知，正常细胞中DNA复制未完成时CDK1处于磷酸化状态，即去磷酸

化过程受到抑制，A正确；正常细胞中磷酸化的CDK1发生去磷酸化后，使细胞进入分裂期，

染色质螺旋化形成染色体，B正确；由题图可知，正常细胞和感染BYDV的细胞中CDK1磷酸化

水平到达最高点（二者相同）后均出现下降，但感染BYDV的细胞中CDK1的磷酸化水平维持在

较高水平，正常细胞中CDK1磷酸化水平降低明显，说明被感染细胞中磷酸化的CDK1的去磷

酸化过程受到抑制，故M蛋白通过抑制磷酸化的CDK1的去磷酸化而影响细胞周期，C错误；

磷酸化的CDK1发生去磷酸化而被激活，才能使细胞进入分裂期，故M蛋白发挥作用后，感染

BYDV的细胞被阻滞在分裂间期，D正确。

答案：C

2.解析：高等动物胚胎干细胞进行的是有丝分裂。细胞周期中，核糖体增生发生在G期,

环沟形成于后期或末期，A错误；染色体出现在前期，纺锤体也出现在前期，B正确；染色单

体因为染色体复制而形成，发生在间期，着丝粒分裂发生在后期，C错误；中心体复制发生在

间期，染色体组数加倍发生在后期，D错误。

答案：B

3.解析：有丝分裂中期无核膜和核仁，A错误；细胞的遗传信息储存于DNA分子中，而

不是主要储存于核仁中的rDNA中，B错误；据图可知，核仁是合成rRNA的场所，但核糖体蛋

白的合成是在细胞质的核糖体上，C错误：据图分析可知，核糖体亚基的组装部位是细胞核，

核孔是细胞核和细胞质之间大分子物质交换的通道，核糖体亚基装配完成后由核孔运出，D正

确。

答案：D

4.解析：大蒜根尖细胞可以进行有丝分裂，龙胆紫溶液可以把染色体染成深色，A正确；

玉米根尖细胞可以进行有丝分裂，但台盼蓝染液不能对染色体进行染色，B错误；菠菜叶肉细

胞不能进行有丝分裂，碘液也不能对染色体进行染色，C错误；番茄果肉细胞不能进行有丝分

裂，吐罗红染色剂不能对染色体进行染色，D错误。

答案：A

5.解析：用普通光学显微镜观察植物分生区图像时，先用低倍镜观察，再换成高倍镜观

察，A正确；箭头所指细胞处于分裂期后期，该时期的细胞没有细胞核，故观察不到箭头所指

细胞的细胞核，B错误；在此题图像中有处于分裂期前期的细胞，故可在图像中观察到处于分

裂期前期的细胞，C正确；细胞不同结构成分与该染料结合能力不同，染色质（体）易与该碱性

染料结合，D正确。

答案：B

6.解析：高等植物的根尖、芽尖等分生区的细胞均可进行有丝分裂，A错误；解离的目

的是用药液使组织中的细胞相互别离开来，解离时间过长，细胞会被破坏，将会影响实验结

果，B错误；制片是用镜子将之前处理的根尖取出来，放在载玻片上，加一滴清水，并用镜子

把根尖弄碎，盖上盖玻片，在盖玻片上再加一片载玻片，然后，用拇指轻轻地按压载玻片，

可以使细胞分散开来，有利于观察，因此，滴加清水、弄碎根尖以及压片都有利于细胞的分

散，C正确；临时装片镜检时，视野中最多的是处于分裂间期的细胞，D错误。

答案：C

7.解析：装片制作