2019-2020年高三生物一輪復習 重點實驗課 觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂 新人教版.doc
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2019-2020年高三生物一輪復習 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染色體行為變化不同,根據(jù)各個時期內染色體的變化情況,識別該細胞處于有絲分裂的哪個時期。 (3)細胞核內的染色體(質)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2~3 mm(注意取材時間) 解離 解離液:質量分數(shù)為15%的鹽酸和體積分數(shù)為95%的酒精按1∶1體積比混合 時間:3~5 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:3~5 min 目的:使染色體(或染色質)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,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,教師給學生提供了2份資料。 資料一 一份“實驗報告”的部分內容 (一)解離:剪取洋蔥根尖5 cm,放入盛有質量分數(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) 43 4 1 2 實驗小組2計數(shù)細胞個數(shù) 44 3 0 3 …… …… …… …… …… 全班計數(shù)細胞個數(shù) 880 67 18 35 計數(shù)細胞總數(shù) 1 000 各時期細胞數(shù)的百分比 88.0 6.7 1.8 3.5 (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,實驗過程中也會產生一些誤差。因而對整個實驗結果可能產生影響的有________。 ①取材時間?、诟馀囵B(yǎng)溫度?、劢怆x時間長短 ④載玻片厚度?、萦嫈?shù)的細胞是否屬于分生區(qū)細胞?、藜毎芷诟鲿r期區(qū)分是否準確 [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 h88/100=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)分得是否準確,也是產生誤差的原因之一,而載玻片的厚度并不影響觀察計數(shù)。 [答案] (1)將“5 cm”改成“2~3 mm”;實驗操作步驟應改為先漂洗后染色;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、高考命題角度預測 1.低溫會導致植物細胞發(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果,還是著絲點分開所致,請設計實驗予以判斷,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細胞板向四周擴展形成新的細胞壁 D.細胞內染色體的存在狀態(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。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2~3 mm,因為該區(qū)域屬于根毛區(qū),細胞有絲分裂旺盛 B.該實驗步驟中唯一錯誤的是在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)的細胞,細胞已死亡 D.若用圖中b區(qū)域的細胞觀察質壁分離和復原,實驗現(xiàn)象明顯 解析:選C 根尖2~3 mm的區(qū)域屬于分生區(qū),A錯誤。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,某學生研究該細胞周期,獲得以下4組數(shù)據(jù):①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。②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。③共觀察了10個視野,平均每個視野中有32個細胞。④統(tǒng)計觀察結果: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①組數(shù)據(jù)直接計算分裂期各期持續(xù)的時間是最準確的 B.用第②組數(shù)據(jù)直接計算分裂間期持續(xù)的時間產生的誤差最大 C.①②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③④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③④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=275/32012≈10.3(h)。①和②組由于統(tǒng)計樣本太少,計算結果不準確,但是可以作為一個樣本,并不是沒有意義。直接利用第①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②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①組數(shù)據(jù)計算分裂間期產生的誤差更大。 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5~7 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標記的T 基本培養(yǎng)液+ 15N標記的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)結構上有明顯的差異,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,與外界物質交換速率較快的是________。 解析:①、②、③、④分別為根毛區(qū)、伸長區(qū)、分生組織、根冠,a~d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復制的部位;U為RNA的特征堿基,根尖細胞都能進行轉錄和翻譯,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)結構上有明顯的差異,是細胞分化的結果,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,故物質交換速率較快的是分生區(qū)細胞。 答案:(1)③ ?、佗冖邰堋?2)③ b ② 伸長生長 (3)基因的選擇性表達 (4)b (5)b- 配套講稿:
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