2019-2020年高三生物一輪復(fù)習(xí) 重點實驗課 觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂 新人教版一、實驗原理(1)植物的分生組織細胞有絲分裂較為旺盛。(2)有絲分裂各個時期細胞內(nèi)染色體行為變化不同，根據(jù)各個時期內(nèi)染色體的變化情況，識別該細胞處于有絲分裂的哪個時期。(3)細胞核內(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)實驗前34 d，將洋蔥放在廣口杯上，底部接觸清水，放置溫暖處，常換水，待根長約5 cm時取用生長健壯的根尖制作臨時裝片裝片制作取材剪取根尖23 mm(注意取材時間)解離解離液：質(zhì)量分數(shù)為15%的鹽酸和體積分數(shù)為95%的酒精按11體積比混合時間：35 min目的：使組織中的細胞相互分離開來漂洗漂洗液：清水時間：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的醋酸洋紅溶液時間：35 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)細胞(方形、排列緊密)后高倍鏡觀察：找出各時期細胞，觀察特點并記錄各時期的細胞數(shù)目繪圖中期細胞繪圖要點：植物細胞形態(tài)近方形、著絲點排列在赤道板上；有染色單體、紡錘體；無核膜、核仁和中心體三、疑難點撥(1)選材時，需選分裂期在細胞周期中所占比例大的植物品種，剪取根尖時不宜過長，保證選取的是分生區(qū)細胞。(2)解離時間要嚴格控制，解離時間不能太短，否則細胞間果膠未溶解，壓片時細胞不易分散，達不到效果；時間過長則細胞分離過度、過于酥軟，無法取出根尖進行染色和制片。(3)控制染色時間，染色時間不能太短，否則染色體或染色質(zhì)不能完全著色；時間過長則使細胞核等其他部分充滿染色劑無法分辨染色體。(4)壓片時用力必須恰當(dāng)，過重時會將組織壓爛，過輕則細胞未分散，二者都影響觀察效果。(5)對細胞有絲分裂的過程觀察不可能看到連續(xù)的分裂過程，因為在解離過程中細胞已經(jīng)死亡，觀察到的只是一個固定的時期，要不斷地移動裝片，在不同的視野中找到各個時期的分裂圖像，所以在制作裝片時要讓細胞分散成一層細胞，這樣才能找到各個分裂時期的細胞。典例在完成了觀察洋蔥根尖分生區(qū)細胞有絲分裂實驗后，教師給學(xué)生提供了2份資料。資料一一份“實驗報告”的部分內(nèi)容(一)解離：剪取洋蔥根尖5 cm，放入盛有質(zhì)量分數(shù)為15%的鹽酸和體積分數(shù)為95%的酒精混合液(體積比為11)的玻璃皿中，在室溫下解離35 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35 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個實驗小組的實驗數(shù)據(jù)匯總表(注：各小組計數(shù)50個細胞，實驗條件與觀察計數(shù)方法相同)細胞周期間期分裂期前期中期后期和末期實驗小組1計數(shù)細胞個數(shù)43412實驗小組2計數(shù)細胞個數(shù)44303全班計數(shù)細胞個數(shù)880671835計數(shù)細胞總數(shù)1 000各時期細胞數(shù)的百分比88.06.71.83.5(1)請改正“資料一”中的3處錯誤。_。(2)若已知洋蔥根尖分生區(qū)細胞的細胞周期為12.0 h，請根據(jù)“資料二”，計算有絲分裂各時期持續(xù)的時間：間期_h，前期_h，中期_h，后期和末期_h。(3)有些因素會影響細胞周期各時期的長短，實驗過程中也會產(chǎn)生一些誤差。因而對整個實驗結(jié)果可能產(chǎn)生影響的有_。取材時間根尖培養(yǎng)溫度解離時間長短載玻片厚度計數(shù)的細胞是否屬于分生區(qū)細胞細胞周期各時期區(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。解離：剪取洋蔥根尖23 mm，立即放入盛有質(zhì)量分數(shù)為15%的鹽酸和體積分數(shù)為95%的酒精混合液(體積比11)的玻璃皿中，在室溫下解離35 min。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。染色：把根尖放進盛有0.01 g/mL的龍膽紫溶液的玻璃皿中染色35 min。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)細胞周期不同時期的時間長短的計算，以間期為例，細胞的總數(shù)為100個，其中間期88個，一個細胞周期為12 h，間期所占的時間為12 h88/10010.6 h。(3)洋蔥根尖的分生區(qū)部位分裂旺盛，便于觀察細胞有絲分裂的各時期，其他部位不分裂或分裂弱不便觀察。上午10時至下午2時，洋蔥根尖分生區(qū)細胞處于分裂期的較多。溫度會影響細胞分裂中酶的活性進而影響分裂的進行。解離時間短，細胞重疊在一起，影響計數(shù)。各時期區(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數(shù)。答案(1)將“5 cm”改成“23 mm”；實驗操作步驟應(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)10.60.80.20.4(3)一、本題創(chuàng)新角度分析本題利用觀察到的各時期的細胞數(shù)目計算細胞周期各時期持續(xù)時間長短，其計算公式為同時該題還考查了實驗操作步驟及影響實驗的因素。二、高考命題角度預(yù)測1.低溫會導(dǎo)致植物細胞發(fā)生染色體數(shù)目加倍。利用該實驗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，還是著絲點分開所致，請設(shè)計實驗予以判斷，簡要說明思路即可。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胞有絲分裂”的敘述，錯誤的是()A解離和壓片都有利于根尖分生區(qū)細胞分散B先用低倍鏡找到分生區(qū)細胞，再換用高倍鏡觀察C顯微鏡下絕大多數(shù)細胞中能觀察到染色體D探究有絲分裂日周期性可為實驗取材時機提供依據(jù)解析：選C有絲分裂實驗中，解離和壓片等都有利于根尖分生區(qū)細胞分散開來；觀察時應(yīng)先用低倍鏡找到分生區(qū)細胞，再換用高倍鏡進行觀察；由于細胞周期中分裂間期占了大部分時間，所以在顯微鏡下絕大多數(shù)細胞處于分裂間期，不能觀察到染色體；一天中不同時間點處于分裂期的細胞數(shù)目不同，故探究有絲分裂日周期性可為實驗取材時機提供依據(jù)。2(xx山東高考)某小組進行觀察洋蔥根尖分生組織細胞有絲分裂的實驗，下列關(guān)于該實驗的敘述正確的是()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觀察到分裂末期細胞內(nèi)細胞板向四周擴展形成新的細胞壁D細胞內(nèi)染色體的存在狀態(tài)可作為判斷有絲分裂各時期的依據(jù)解析：選D在觀察洋蔥根尖分生組織細胞有絲分裂的實驗中，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；該實驗觀察到的細胞是死細胞，無法觀察到細胞板擴展形成細胞壁的過程；細胞內(nèi)染色體的形態(tài)和特征是判斷有絲分裂各時期的依據(jù)。3如圖是某實驗小組觀察1 000個處于有絲分裂的分裂期的洋蔥根尖細胞而繪制的統(tǒng)計圖。據(jù)圖對洋蔥根尖細胞有絲分裂可作出的正確判斷是()A洋蔥根尖細胞大多數(shù)處在細胞周期的分裂期B洋蔥根尖細胞有絲分裂各時期相對持續(xù)時間的長短是前期>末期>中期>后期C在圖中細胞數(shù)目最多的時期可以觀察到染色體的聯(lián)會現(xiàn)象D細胞有絲分裂過程中染色單體數(shù)量和DNA含量最多的時期是后期解析：選B洋蔥根尖分生組織中，處于有絲分裂各時期的細胞數(shù)目和該時期所用的時間呈正相關(guān)。細胞周期包括分裂間期和分裂期，分裂間期相對持續(xù)時間最長，處于分裂間期的細胞數(shù)目最多；由題圖可以看出，圖中有絲分裂的分裂期細胞數(shù)目前期>末期>中期>后期，故在細胞周期中，相對持續(xù)時間的長短是前期>末期>中期>后期。同源染色體的聯(lián)會發(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驗的評價合理的是()A剪取洋蔥根尖23 mm，因為該區(qū)域?qū)儆诟珔^(qū)，細胞有絲分裂旺盛B該實驗步驟中唯一錯誤的是在和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)的細胞，細胞已死亡D若用圖中b區(qū)域的細胞觀察質(zhì)壁分離和復(fù)原，實驗現(xiàn)象明顯解析：選C根尖23 mm的區(qū)域?qū)儆诜稚鷧^(qū)，A錯誤。在和之間增加清水漂洗這一環(huán)節(jié)，而和之間的清水漂洗環(huán)節(jié)應(yīng)刪除，B錯誤。分生區(qū)的細胞呈正方形，細胞經(jīng)解離已死亡，C正確。b區(qū)域的細胞屬于分生區(qū)細胞，其液泡較小，滲透作用不明顯，D錯誤。5已知洋蔥根尖細胞有絲分裂中一個細胞周期大約需要12 h，某學(xué)生研究該細胞周期，獲得以下4組數(shù)據(jù)：分裂期最多的一個視野中共有30個細胞，其中分裂前期細胞5個，中期2個，后期2個，末期1個，其余為間期。分裂期最少的一個視野中共有35個細胞，其中分裂中期細胞1個，其余為間期。共觀察了10個視野，平均每個視野中有32個細胞。統(tǒng)計觀察結(jié)果：分裂前期細胞15個，中期12個，后期10個，末期8個。對這4組數(shù)據(jù)進行分析，正確的是()A用第組數(shù)據(jù)直接計算分裂期各期持續(xù)的時間是最準(zhǔn)確的B用第組數(shù)據(jù)直接計算分裂間期持續(xù)的時間產(chǎn)生的誤差最大C組數(shù)據(jù)沒有意義，不能用于細胞周期各期所需時間的分析D根據(jù)第組數(shù)據(jù)分析可知，間期持續(xù)的時間大約是10.3 h解析：選D根據(jù)第組數(shù)據(jù)分析可知：10個視野中的細胞數(shù)目總共320個，其中分裂期細胞有45個，間期細胞有275個，間期持續(xù)的時間275/3201210.3(h)。和組由于統(tǒng)計樣本太少，計算結(jié)果不準(zhǔn)確，但是可以作為一個樣本，并不是沒有意義。直接利用第組數(shù)據(jù)計算分裂間期持續(xù)的時間為8 h，直接利用第組數(shù)據(jù)計算分裂間期持續(xù)的時間約為11.7 h，故用第組數(shù)據(jù)計算分裂間期產(chǎn)生的誤差更大。6(xx蘇北四市一模)在“觀察植物細胞有絲分裂”實驗中，三位實驗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：實驗人員操作取材解離漂洗染色壓片甲根尖13 mm處乙根尖13 mm處丙根尖57 mm處則甲、乙、丙觀察到的實驗現(xiàn)象分別是()A細胞重疊、染色體著色很淺不清楚、細胞分散染色體清楚B細胞分散但看不到染色體、染色體著色清楚、細胞分散染色體清楚C細胞重疊、染色體著色很淺不清楚、細胞著色清楚但看不到染色體D染色體著色很淺不清楚、細胞分散染色體清楚、細胞分散染色體清楚解析：選C解離的目的是使細胞分散開，甲未解離，細胞相互重疊；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57 mm處為伸長區(qū)，伸長區(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ad表示從根尖不同部位取出的細胞的模式圖。據(jù)圖回答下列問題：(1)將生長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)液中一小段時間，然后檢測放射性的分布狀況。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_(均用圖甲中的序號表示)。(2)在圖甲中，生長素主要產(chǎn)生于部位_，該區(qū)的細胞形態(tài)可用圖乙中的_表示。生長素從該部位形成后并不作用于該部位，而是運輸?shù)綀D甲中的部位_，促進該部位細胞的_(能用字母或序號表示的必須用字母或序號)。(3)a、c、d細胞在形態(tài)結(jié)構(gòu)上有明顯的差異，其根本原因是_。(4)圖乙中，細胞全能性最易表現(xiàn)的是_(填字母)。(5)a、b兩種細胞相比，與外界物質(zhì)交換速率較快的是_。解析：、分別為根毛區(qū)、伸長區(qū)、分生組織、根冠，ad分別為伸長區(qū)細胞、分生區(qū)細胞、根冠細胞、根毛區(qū)細胞。(1)T是DNA的特征堿基，利用T的部位是正在進行DNA復(fù)制的部位；U為RNA的特征堿基，根尖細胞都能進行轉(zhuǎn)錄和翻譯，因此乙組的全部根尖細胞都有放射性。(2)生長素主要產(chǎn)生于根尖的分生組織，通過極性運輸方式運輸?shù)郊舛讼虏?即伸長區(qū))，促進此處細胞的伸長生長。(3)a、c、d細胞在形態(tài)結(jié)構(gòu)上有明顯的差異，是細胞分化的結(jié)果，分化的根本原因是基因的選擇性表達。(4)細胞分化程度越低，其全能性就越易于表現(xiàn)，分生組織細胞的分裂能力很強，分化程度較低，全能性易于表現(xiàn)。(5)細胞體積越大，其相對表面積就越小，與外界物質(zhì)交換的速率越慢。伸長區(qū)細胞體積遠大于分生區(qū)細胞，故物質(zhì)交換速率較快的是分生區(qū)細胞。答案：(1) (2)b伸長生長(3)基因的選擇性表達(4)b(5)b