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2019-2020年高三生物一輪復(fù)習(xí) 重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)課 觀察根尖分生組織細(xì)胞的有絲分裂 新人教版 一、實(shí)驗(yàn)原理 (1)植物的分生組織細(xì)胞有絲分裂較為旺盛。 (2)有絲分裂各個(gè)時(shí)期細(xì)胞內(nèi)染色體行為變化不同，根據(jù)各個(gè)時(shí)期內(nèi)染色體的變化情況，識(shí)別該細(xì)胞處于有絲分裂的哪個(gè)時(shí)期。 (3)細(xì)胞核內(nèi)的染色體(質(zhì))易被堿性染料染色。 二、操作流程 過程 操作 步驟說明 根尖 培養(yǎng) 實(shí)驗(yàn)前3～4 d，將洋蔥放在廣口杯上，底部接觸清水，放置溫暖處，常換水，待根長(zhǎng)約5 cm時(shí)取用生長(zhǎng)健壯的根尖制作臨時(shí)裝片 裝片制作 取材 剪取根尖2～3 mm(注意取材時(shí)間) 解離 解離液：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體積比混合 時(shí)間：3～5 min 目的：使組織中的細(xì)胞相互分離開來 漂洗 漂洗液：清水 時(shí)間：約10 min 目的：洗去解離液，防止解離過度，影響染色 染色 染色液：0.01 g/mL的龍膽紫溶液或0.02 g/mL的醋酸洋紅溶液 時(shí)間：3～5 min 目的：使染色體(或染色質(zhì))染色 制片 用鑷子將處理過的根尖放在載玻片上，加一滴清水，并用鑷子尖把根尖弄碎，蓋上蓋玻片，在蓋玻片上再加一片載玻片，然后用拇指輕輕地按壓載玻片 觀察 先低倍鏡觀察：找到分生區(qū)細(xì)胞(方形、排列緊密) 后高倍鏡觀察：找出各時(shí)期細(xì)胞，觀察特點(diǎn)并記錄各時(shí)期的細(xì)胞數(shù)目 繪圖 中期細(xì)胞繪圖要點(diǎn)：植物細(xì)胞形態(tài)近方形、著絲點(diǎn)排列在赤道板上；有染色單體、紡錘體；無核膜、核仁和中心體 三、疑難點(diǎn)撥 (1)選材時(shí)，需選分裂期在細(xì)胞周期中所占比例大的植物品種，剪取根尖時(shí)不宜過長(zhǎng)，保證選取的是分生區(qū)細(xì)胞。 (2)解離時(shí)間要嚴(yán)格控制，解離時(shí)間不能太短，否則細(xì)胞間果膠未溶解，壓片時(shí)細(xì)胞不易分散，達(dá)不到效果；時(shí)間過長(zhǎng)則細(xì)胞分離過度、過于酥軟，無法取出根尖進(jìn)行染色和制片。 (3)控制染色時(shí)間，染色時(shí)間不能太短，否則染色體或染色質(zhì)不能完全著色；時(shí)間過長(zhǎng)則使細(xì)胞核等其他部分充滿染色劑無法分辨染色體。 (4)壓片時(shí)用力必須恰當(dāng)，過重時(shí)會(huì)將組織壓爛，過輕則細(xì)胞未分散，二者都影響觀察效果。 (5)對(duì)細(xì)胞有絲分裂的過程觀察不可能看到連續(xù)的分裂過程，因?yàn)樵诮怆x過程中細(xì)胞已經(jīng)死亡，觀察到的只是一個(gè)固定的時(shí)期，要不斷地移動(dòng)裝片，在不同的視野中找到各個(gè)時(shí)期的分裂圖像，所以在制作裝片時(shí)要讓細(xì)胞分散成一層細(xì)胞，這樣才能找到各個(gè)分裂時(shí)期的細(xì)胞。 [典例]　在完成了觀察洋蔥根尖分生區(qū)細(xì)胞有絲分裂實(shí)驗(yàn)后，教師給學(xué)生提供了2份資料。 資料一　一份“實(shí)驗(yàn)報(bào)告”的部分內(nèi)容 (一)解離：剪取洋蔥根尖5 cm，放入盛有質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的鹽酸和體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精混合液(體積比為1∶1)的玻璃皿中，在室溫下解離3～5 min。 (二)染色：把根尖放在盛有0.01 g/mL龍膽紫溶液的玻璃皿中染色3～5 min。 (三)漂洗：將根尖放入盛有清水的玻璃皿中漂洗約10 min。 (四)制片：將根尖放在載玻片上，加一滴清水，并用鑷子把根尖弄碎，蓋上載玻片，用拇指輕輕按壓載玻片…… 資料二　全班20個(gè)實(shí)驗(yàn)小組的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)匯總表(注：各小組計(jì)數(shù)50個(gè)細(xì)胞，實(shí)驗(yàn)條件與觀察計(jì)數(shù)方法相同) 細(xì)胞周期 間期 分裂期 前期 中期 后期和末期 實(shí)驗(yàn)小組1計(jì)數(shù)細(xì)胞個(gè)數(shù) 43 4 1 2 實(shí)驗(yàn)小組2計(jì)數(shù)細(xì)胞個(gè)數(shù) 44 3 0 3 …… …… …… …… …… 全班計(jì)數(shù)細(xì)胞個(gè)數(shù) 880 67 18 35 計(jì)數(shù)細(xì)胞總數(shù) 1 000 各時(shí)期細(xì)胞數(shù)的百分比 88.0 6.7 1.8 3.5 (1)請(qǐng)改正“資料一”中的3處錯(cuò)誤。___________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)若已知洋蔥根尖分生區(qū)細(xì)胞的細(xì)胞周期為12.0 h，請(qǐng)根據(jù)“資料二”，計(jì)算有絲分裂各時(shí)期持續(xù)的時(shí)間：間期______________________________________________h， 前期________h，中期________h，后期和末期________h。 (3)有些因素會(huì)影響細(xì)胞周期各時(shí)期的長(zhǎng)短，實(shí)驗(yàn)過程中也會(huì)產(chǎn)生一些誤差。因而對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可能產(chǎn)生影響的有________。 ①取材時(shí)間?、诟馀囵B(yǎng)溫度?、劢怆x時(shí)間長(zhǎng)短　④載玻片厚度?、萦?jì)數(shù)的細(xì)胞是否屬于分生區(qū)細(xì)胞　⑥細(xì)胞周期各時(shí)期區(qū)分是否準(zhǔn)確 [解析]　(1)裝片制作的流程為解離→漂洗→染色→制片。①解離：剪取洋蔥根尖2～3 mm，立即放入盛有質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的鹽酸和體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精混合液(體積比1∶1)的玻璃皿中，在室溫下解離3～5 min。②漂洗：用鑷子取出根尖，放入盛有清水的玻璃皿中漂洗約10 min。③染色：把根尖放進(jìn)盛有0.01 g/mL的龍膽紫溶液的玻璃皿中染色3～5 min。④制片：用鑷子將根尖取出，放在載玻片上，加一滴清水，并用鑷子尖把根尖弄碎，蓋上蓋玻片，在蓋玻片上再加一片載玻片。然后，用拇指輕輕地按壓載玻片。(2)細(xì)胞周期不同時(shí)期的時(shí)間長(zhǎng)短的計(jì)算，以間期為例，細(xì)胞的總數(shù)為100個(gè)，其中間期88個(gè)，一個(gè)細(xì)胞周期為12 h，間期所占的時(shí)間為12 h88/100＝10.6 h。(3)洋蔥根尖的分生區(qū)部位分裂旺盛，便于觀察細(xì)胞有絲分裂的各時(shí)期，其他部位不分裂或分裂弱不便觀察。上午10時(shí)至下午2時(shí)，洋蔥根尖分生區(qū)細(xì)胞處于分裂期的較多。溫度會(huì)影響細(xì)胞分裂中酶的活性進(jìn)而影響分裂的進(jìn)行。解離時(shí)間短，細(xì)胞重疊在一起，影響計(jì)數(shù)。各時(shí)期區(qū)分得是否準(zhǔn)確，也是產(chǎn)生誤差的原因之一，而載玻片的厚度并不影響觀察計(jì)數(shù)。 [答案]　(1)將“5 cm”改成“2～3 mm”；實(shí)驗(yàn)操作步驟應(yīng)改為先漂洗后染色；將“蓋上載玻片”改成“蓋上蓋玻片后，再加一片載玻片”　(2)10.6　0.8　0.2　0.4　(3)①②③⑤⑥ —————————————————————————— 一、本題創(chuàng)新角度分析 本題利用觀察到的各時(shí)期的細(xì)胞數(shù)目計(jì)算細(xì)胞周期各時(shí)期持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)短，其計(jì)算公式為 同時(shí)該題還考查了實(shí)驗(yàn)操作步驟及影響實(shí)驗(yàn)的因素。 二、高考命題角度預(yù)測(cè) 1.低溫會(huì)導(dǎo)致植物細(xì)胞發(fā)生染色體數(shù)目加倍。利用該實(shí)驗(yàn)原理如何確定某植物是否已發(fā)生染色體數(shù)目變異？ 提示：取該植物分生組織，經(jīng)解離、漂洗、染色和壓片后，觀察中期染色體數(shù)目，與正常植株染色體數(shù)目相比較。 2.有絲分裂過程中，姐妹染色單體分開是紡錘絲牽拉的結(jié)果，還是著絲點(diǎn)分開所致，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)予以判斷，簡(jiǎn)要說明思路即可。 提示：低溫或秋水仙素處理，抑制紡錘體的形成，觀察染色體數(shù)目是否加倍。 —————————————————————————————————————— 1．(xx江蘇高考)下列關(guān)于“觀察洋蔥根尖分生組織細(xì)胞有絲分裂”的敘述，錯(cuò)誤的是(　　) A．解離和壓片都有利于根尖分生區(qū)細(xì)胞分散 B．先用低倍鏡找到分生區(qū)細(xì)胞，再換用高倍鏡觀察 C．顯微鏡下絕大多數(shù)細(xì)胞中能觀察到染色體 D．探究有絲分裂日周期性可為實(shí)驗(yàn)取材時(shí)機(jī)提供依據(jù) 解析：選C　有絲分裂實(shí)驗(yàn)中，解離和壓片等都有利于根尖分生區(qū)細(xì)胞分散開來；觀察時(shí)應(yīng)先用低倍鏡找到分生區(qū)細(xì)胞，再換用高倍鏡進(jìn)行觀察；由于細(xì)胞周期中分裂間期占了大部分時(shí)間，所以在顯微鏡下絕大多數(shù)細(xì)胞處于分裂間期，不能觀察到染色體；一天中不同時(shí)間點(diǎn)處于分裂期的細(xì)胞數(shù)目不同，故探究有絲分裂日周期性可為實(shí)驗(yàn)取材時(shí)機(jī)提供依據(jù)。 2．(xx山東高考)某小組進(jìn)行觀察洋蔥根尖分生組織細(xì)胞有絲分裂的實(shí)驗(yàn)，下列關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的敘述正確的是(　　) A．鹽酸和酒精混合液主要起固定作用 B．堿性染料吡羅紅(派洛寧)可用于染色體染色 C．觀察到分裂末期細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞板向四周擴(kuò)展形成新的細(xì)胞壁 D．細(xì)胞內(nèi)染色體的存在狀態(tài)可作為判斷有絲分裂各時(shí)期的依據(jù) 解析：選D　在觀察洋蔥根尖分生組織細(xì)胞有絲分裂的實(shí)驗(yàn)中，鹽酸和酒精混合液的主要作用是解離；吡羅紅可使RNA呈現(xiàn)紅色；該實(shí)驗(yàn)觀察到的細(xì)胞是死細(xì)胞，無法觀察到細(xì)胞板擴(kuò)展形成細(xì)胞壁的過程；細(xì)胞內(nèi)染色體的形態(tài)和特征是判斷有絲分裂各時(shí)期的依據(jù)。 3．如圖是某實(shí)驗(yàn)小組觀察1 000個(gè)處于有絲分裂的分裂期的洋蔥根尖細(xì)胞而繪制的統(tǒng)計(jì)圖。據(jù)圖對(duì)洋蔥根尖細(xì)胞有絲分裂可作出的正確判斷是(　　) A．洋蔥根尖細(xì)胞大多數(shù)處在細(xì)胞周期的分裂期 B．洋蔥根尖細(xì)胞有絲分裂各時(shí)期相對(duì)持續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短是前期>末期>中期>后期 C．在圖中細(xì)胞數(shù)目最多的時(shí)期可以觀察到染色體的聯(lián)會(huì)現(xiàn)象 D．細(xì)胞有絲分裂過程中染色單體數(shù)量和DNA含量最多的時(shí)期是后期 解析：選B　洋蔥根尖分生組織中，處于有絲分裂各時(shí)期的細(xì)胞數(shù)目和該時(shí)期所用的時(shí)間呈正相關(guān)。細(xì)胞周期包括分裂間期和分裂期，分裂間期相對(duì)持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)，處于分裂間期的細(xì)胞數(shù)目最多；由題圖可以看出，圖中有絲分裂的分裂期細(xì)胞數(shù)目前期>末期>中期>后期，故在細(xì)胞周期中，相對(duì)持續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短是前期>末期>中期>后期。同源染色體的聯(lián)會(huì)發(fā)生在減數(shù)第一次分裂前期。有絲分裂后期，染色體著絲點(diǎn)分裂，姐妹染色單體消失。 4．(xx武漢模擬)下列關(guān)于觀察洋蔥有絲分裂的實(shí)驗(yàn)的評(píng)價(jià)合理的是(　　) A．剪取洋蔥根尖2～3 mm，因?yàn)樵搮^(qū)域?qū)儆诟珔^(qū)，細(xì)胞有絲分裂旺盛 B．該實(shí)驗(yàn)步驟中唯一錯(cuò)誤的是在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 解析：選C　根尖2～3 mm的區(qū)域?qū)儆诜稚鷧^(qū)，A錯(cuò)誤。在②和③之間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，B錯(cuò)誤。分生區(qū)的細(xì)胞呈正方形，細(xì)胞經(jīng)解離已死亡，C正確。b區(qū)域的細(xì)胞屬于分生區(qū)細(xì)胞，其液泡較小，滲透作用不明顯，D錯(cuò)誤。 5．已知洋蔥根尖細(xì)胞有絲分裂中一個(gè)細(xì)胞周期大約需要12 h，某學(xué)生研究該細(xì)胞周期，獲得以下4組數(shù)據(jù)：①分裂期最多的一個(gè)視野中共有30個(gè)細(xì)胞，其中分裂前期細(xì)胞5個(gè)，中期2個(gè)，后期2個(gè)，末期1個(gè)，其余為間期。②分裂期最少的一個(gè)視野中共有35個(gè)細(xì)胞，其中分裂中期細(xì)胞1個(gè)，其余為間期。③共觀察了10個(gè)視野，平均每個(gè)視野中有32個(gè)細(xì)胞。④統(tǒng)計(jì)觀察結(jié)果：分裂前期細(xì)胞15個(gè)，中期12個(gè)，后期10個(gè)，末期8個(gè)。對(duì)這4組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，正確的是(　　) A．用第①組數(shù)據(jù)直接計(jì)算分裂期各期持續(xù)的時(shí)間是最準(zhǔn)確的 B．用第②組數(shù)據(jù)直接計(jì)算分裂間期持續(xù)的時(shí)間產(chǎn)生的誤差最大 C．①②組數(shù)據(jù)沒有意義，不能用于細(xì)胞周期各期所需時(shí)間的分析 D．根據(jù)第③④組數(shù)據(jù)分析可知，間期持續(xù)的時(shí)間大約是10.3 h 解析：選D　根據(jù)第③④組數(shù)據(jù)分析可知：10個(gè)視野中的細(xì)胞數(shù)目總共320個(gè)，其中分裂期細(xì)胞有45個(gè)，間期細(xì)胞有275個(gè)，間期持續(xù)的時(shí)間＝275/32012≈10.3(h)。①和②組由于統(tǒng)計(jì)樣本太少，計(jì)算結(jié)果不準(zhǔn)確，但是可以作為一個(gè)樣本，并不是沒有意義。直接利用第①組數(shù)據(jù)計(jì)算分裂間期持續(xù)的時(shí)間為8 h，直接利用第②組數(shù)據(jù)計(jì)算分裂間期持續(xù)的時(shí)間約為11.7 h，故用第①組數(shù)據(jù)計(jì)算分裂間期產(chǎn)生的誤差更大。 6．(xx蘇北四市一模)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步驟(“＋”表示操作，“－”表示未操作)如下表所示： 實(shí)驗(yàn)人員 操作 取材 解離 漂洗 染色 壓片 甲 根尖1～3 mm處 － ＋ ＋ ＋ 乙 根尖1～3 mm處 ＋ － ＋ ＋ 丙 根尖5～7 mm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楚、細(xì)胞分散染色體清楚 B．細(xì)胞分散但看不到染色體、染色體著色清楚、細(xì)胞分散染色體清楚 C．細(xì)胞重疊、染色體著色很淺不清楚、細(xì)胞著色清楚但看不到染色體 D．染色體著色很淺不清楚、細(xì)胞分散染色體清楚、細(xì)胞分散染色體清楚 解析：選C　解離的目的是使細(xì)胞分散開，甲未解離，細(xì)胞相互重疊；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楚；根尖5～7 mm處為伸長(zhǎng)區(qū)，伸長(zhǎng)區(qū)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。 7．圖甲為洋蔥根尖縱剖面圖，圖乙中a～d表示從根尖不同部位取出的細(xì)胞的模式圖。據(jù)圖回答下列問題： (1)將生長(zhǎng)狀況相同的洋蔥根尖均分為兩組，分別培養(yǎng)在下表所列的培養(yǎng)液中一小段時(shí)間，然后檢測(cè)放射性的分布狀況。 組別 甲組 乙組 培養(yǎng)液 基本培養(yǎng)液＋ 3H標(biāo)記的T 基本培養(yǎng)液＋ 15N標(biāo)記的U 你認(rèn)為甲組放射性主要集中在________，乙組中有放射性的部位有__________(均用圖甲中的序號(hào)表示)。 (2)在圖甲中，生長(zhǎng)素主要產(chǎn)生于部位________，該區(qū)的細(xì)胞形態(tài)可用圖乙中的________表示。生長(zhǎng)素從該部位形成后并不作用于該部位，而是運(yùn)輸?shù)綀D甲中的部位________，促進(jìn)該部位細(xì)胞的______(能用字母或序號(hào)表示的必須用字母或序號(hào))。 (3)a、c、d細(xì)胞在形態(tài)結(jié)構(gòu)上有明顯的差異，其根本原因是________________________________________________________________________。 (4)圖乙中，細(xì)胞全能性最易表現(xiàn)的是___________________________________________ (填字母)。 (5)a、b兩種細(xì)胞相比，與外界物質(zhì)交換速率較快的是________。 解析：①、②、③、④分別為根毛區(qū)、伸長(zhǎng)區(qū)、分生組織、根冠，a～d分別為伸長(zhǎng)區(qū)細(xì)胞、分生區(qū)細(xì)胞、根冠細(xì)胞、根毛區(qū)細(xì)胞。(1)T是DNA的特征堿基，利用T的部位是正在進(jìn)行DNA復(fù)制的部位；U為RNA的特征堿基，根尖細(xì)胞都能進(jìn)行轉(zhuǎn)錄和翻譯，因此乙組的全部根尖細(xì)胞都有放射性。(2)生長(zhǎng)素主要產(chǎn)生于根尖的分生組織，通過極性運(yùn)輸方式運(yùn)輸?shù)郊舛讼虏?即伸長(zhǎng)區(qū))，促進(jìn)此處細(xì)胞的伸長(zhǎng)生長(zhǎng)。(3)a、c、d細(xì)胞在形態(tài)結(jié)構(gòu)上有明顯的差異，是細(xì)胞分化的結(jié)果，分化的根本原因是基因的選擇性表達(dá)。(4)細(xì)胞分化程度越低，其全能性就越易于表現(xiàn)，分生組織細(xì)胞的分裂能力很強(qiáng)，分化程度較低，全能性易于表現(xiàn)。(5)細(xì)胞體積越大，其相對(duì)表面積就越小，與外界物質(zhì)交換的速率越慢。伸長(zhǎng)區(qū)細(xì)胞體積遠(yuǎn)大于分生區(qū)細(xì)胞，故物質(zhì)交換速率較快的是分生區(qū)細(xì)胞。 答案：(1)③ ?、佗冖邰堋?2)③　b　②　伸長(zhǎng)生長(zhǎng)　(3)基因的選擇性表達(dá)　(4)b　(5)b