（通用版）2020版高考生物一輪復(fù)習(xí) 第四單元 第二講 觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂（實驗課）學(xué)案（含解析）.doc

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觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂(實驗課) 1．實驗原理 原理 選材 高等植物的分生組織細胞有絲分裂較旺盛 染色 細胞核內(nèi)的染色質(zhì)(體)易被堿性染料(龍膽紫溶液)染成深色 時期確定 在同一分生組織中可以通過觀察細胞內(nèi)染色體的存在狀態(tài)，判斷細胞所處的不同分裂時期 2．方法步驟 1．實驗成功的關(guān)鍵及注意事項 實驗材料的選擇 類型 選取分裂期占細胞周期比例相對較大的材料 部位 選取分裂旺盛的部位(如根尖、莖尖的分生區(qū)) 時間 必須在分裂旺盛的時間 操作注意事項 解離時間 太短 細胞間質(zhì)未被完全溶解，壓片時細胞不易分散 過長 導(dǎo)致細胞解離過度、根尖酥軟，影響染色 漂洗時間 適宜 洗去多余的鹽酸，防止解離過度而影響染色 染色時間 太短 染色體或染色質(zhì)不能完全著色 過長 使其他部分也被染成深色，無法分辨染色體 壓片 過輕 細胞未分散開 過重 將組織壓爛 顯微鏡觀察 細胞狀態(tài) 顯微鏡觀察的都是死細胞，不能看到動態(tài)變化 細胞數(shù)目 間期的細胞數(shù)目最多，原因是間期歷時最長 易錯提醒 ①不清楚“解離”的作用原理，誤認為可以觀察細胞有絲分裂的動態(tài)變化過程 ②不清楚細胞具有的相應(yīng)結(jié)構(gòu)，誤認為赤道板也能觀察到 ③對取材原理不清楚，誤認為根尖任何部位的細胞都可作為觀察對象，實際上只有分生區(qū)細胞才可以作為觀察對象 2．關(guān)注洋蔥在實驗中的“一材多用” 取材部位 實驗名稱 取材原因 葉 鱗片葉 植物細胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原 外表皮細胞含紫色大液泡 使用高倍顯微鏡觀察細胞的多樣性 細胞較大，外表皮細胞有大液泡，內(nèi)表皮細胞有明顯的細胞核 觀察DNA和RNA在細胞中的分布 內(nèi)表皮細胞近于無色 管狀葉 葉綠體中色素的提取和分離 色素含量多 根 觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂 材料易得，且分生區(qū)細胞分裂能力強，染色體數(shù)目少，易于觀察 低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化 材料易得，且低溫(4 ℃)下根尖也能分裂生長，誘導(dǎo)染色體變異率較高 命題點(一)　考查實驗材料的選擇和試劑的作用 1．(2017北京高考)洋蔥根尖和小鼠骨髓細胞都能用于觀察細胞有絲分裂，比較實驗操作和結(jié)果，敘述正確的是(　　) A．都需要用鹽酸溶液使細胞相互分離 B．都需要用低倍鏡找到分裂細胞再換高倍鏡觀察 C．在有絲分裂中期都能觀察到染色體數(shù)目加倍 D．在有絲分裂末期都能觀察到細胞板 解析：選B　解離洋蔥根尖組織時需要用到鹽酸溶液，鹽酸可使細胞相互分離開來，同時殺死細胞，固定細胞形態(tài)；分離小鼠骨髓細胞則需要用胰蛋白酶或膠原蛋白酶。觀察細胞有絲分裂裝片時，需要先用低倍鏡觀察，找到分裂細胞，然后再換用高倍鏡仔細觀察。在有絲分裂后期，姐妹染色單體分開，可觀察到染色體數(shù)目加倍。植物細胞在有絲分裂末期形成細胞板，動物細胞不形成細胞板，而是細胞膜從細胞中部向內(nèi)凹陷。 2．(2014全國卷Ⅰ)回答下列問題： (1)在觀察大蒜根尖細胞有絲分裂的實驗中，常用鹽酸酒精混合液處理根尖，用龍膽紫溶液染色。實驗中，鹽酸酒精混合液的作用是____________________________；龍膽紫溶液屬于______性染料，能夠使細胞中的________著色。 (2)用光學(xué)顯微鏡觀察細胞，可以看到細胞核。細胞核的功能可概括為：__________________________________________________________________。 解析：(1)在觀察植物細胞有絲分裂實驗中，染色體能夠被堿性染料龍膽紫溶液染成深色，從而便于在光學(xué)顯微鏡下進行觀察。實驗中鹽酸和酒精混合液的作用是將組織中的細胞相互分離。(2)細胞核內(nèi)含有遺傳物質(zhì)DNA，細胞核是細胞內(nèi)遺傳物質(zhì)儲存、復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的主要場所，是細胞代謝和遺傳的控制中心。 答案：(1)使組織中的細胞相互分離　堿　染色體　(2)細胞核是細胞內(nèi)遺傳物質(zhì)儲存、復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的主要場所，是細胞代謝和遺傳的控制中心 [歸納拓展] 歸納鹽酸和酒精的“同材異用” (1)不同濃度酒精的用途 酒精濃度 用途 體積分數(shù)為50% 在脂肪檢測中用于洗浮色 體積分數(shù)為70% 在土壤小動物類群豐富度調(diào)查實驗中用于殺死并保存小動物；消毒 體積分數(shù)為95% 與質(zhì)量分數(shù)為15%的鹽酸混合用于有絲分裂實驗中的解離 低溫誘導(dǎo)染色體加倍實驗中的沖洗卡諾氏液 無水乙醇 用于光合色素的提取 (2)鹽酸在不同實驗中的應(yīng)用 實驗名稱 鹽酸的作用 觀察DNA和RNA在細胞中的分布 ①改變膜的通透性，加速染色劑進入細胞 ②使染色質(zhì)中DNA與蛋白質(zhì)分離，有助于DNA與染色劑結(jié)合 觀察根尖有絲分裂，低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化 質(zhì)量分數(shù)為15%的鹽酸和體積分數(shù)為95%的酒精按1∶1混合成解離液，使組織中的細胞相互分離 命題點(二)　考查實驗操作過程及實驗結(jié)果分析 3．下列關(guān)于“利用洋蔥制作并觀察有絲分裂臨時裝片”實驗的敘述，正確的是(　　) A．進行龍膽紫染色之前應(yīng)該用清水漂洗根尖 B．根尖分生區(qū)細胞分裂旺盛，可觀察到大部分細胞處于分裂期 C．可以觀察到核膜解體形成的小泡在末期聚集成細胞板 D．為避免洋蔥外表皮細胞中紫色大液泡干擾，可采用內(nèi)表皮細胞觀察有絲分裂 解析：選A　使用龍膽紫對染色體進行染色之前，應(yīng)該先進行漂洗，洗去解離液；分裂期占整個細胞周期的比例小，所以視野中處于分裂期的細胞數(shù)較少；細胞板最終形成細胞壁，與高爾基體有關(guān)；洋蔥內(nèi)表皮細胞沒有分裂能力，不能用來觀察有絲分裂。 4．(2019天津濱海新區(qū)模擬)如圖是某同學(xué)實驗時拍攝的洋蔥根尖分生區(qū)細胞分裂圖，①～⑤表示不同分裂時期的細胞。下列敘述錯誤的是(　　) A．細胞周期中各時期的順序是⑤→④→②→①→③ B．①中染色體數(shù)量是②中染色體數(shù)的2倍 C．⑤主要的變化是DNA復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成 D．細胞質(zhì)分裂可在①所處的時期開始進行 解析：選D　根據(jù)題圖分析可知，細胞周期中各時期的順序是⑤→④→②→①→③；②為有絲分裂中期，①為有絲分裂后期，著絲點分裂導(dǎo)致染色體數(shù)目暫時加倍，所以①中染色體數(shù)量是②中染色體數(shù)的2倍；⑤是有絲分裂間期，主要完成DNA的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成；細胞質(zhì)分裂在③(末期)開始進行。 命題點(三)　考查細胞周期中各時期的計算 5.回答與觀察細胞染色體實驗有關(guān)的問題： (1)右圖表示洋蔥根尖細胞的細胞周期。假設(shè)洋蔥根尖細胞的細胞周期大多開始于夜晚22：00時，若要觀察洋蔥根尖細胞有絲分裂過程，取材的最佳時間是________。 (2)某同學(xué)檢查了洋蔥根尖6 000個處于有絲分裂中的細胞，其中有692個處于前期，105個處于中期，35個處于后期，168個處于末期。據(jù)此判斷下列有關(guān)敘述錯誤的是(　　) A．分裂期中各時期相對持續(xù)時間是前期＞末期＞中期＞后期 B．細胞周期中分裂期持續(xù)的時間比分裂間期要短 C．分裂期中前期持續(xù)的時間最短 D．分裂中期持續(xù)的時間約為0.21 h 解析：(1)分裂間期是一個新的細胞周期的開始，觀察洋蔥根尖細胞的有絲分裂過程主要是觀察分裂期的各期圖像，結(jié)合題干信息和題圖計算得出：分裂期所處的時間是次日8：00～10：00。(2)由題干可知，處于前期的細胞數(shù)目＞處于末期的細胞數(shù)目＞處于中期的細胞數(shù)目＞處于后期的細胞數(shù)目，根據(jù)細胞數(shù)目推測細胞有絲分裂期中各個時期的時間關(guān)系為前期＞末期＞中期＞后期。分裂中期持續(xù)時間為：105/6 00012＝0.21(h)。 答案：(1)次日8：00～10：00　(2)C [歸納拓展] 細胞分裂時期與所觀察細胞數(shù)目的關(guān)系及計算 (1)細胞周期中不同時期持續(xù)時間長短與處于該時期的細胞數(shù)呈正相關(guān)。 (2)某時期持續(xù)時間(t)＝細胞周期(T)。 1．下列植物細胞中，適合觀察細胞有絲分裂的是(　　) A．蠶豆葉肉細胞　　　　 B．洋蔥鱗片葉表皮細胞 C．蠶豆根尖分生區(qū)細胞 D．洋蔥根尖伸長區(qū)細胞 解析：選C　在四個選項中只有C項的細胞具有分裂能力，其他細胞都不能進行分裂。 2．下列屬于“制作植物細胞有絲分裂的臨時裝片”實驗的操作是(　　) A．用層析液解離 B．用龍膽紫溶液對根尖細胞染色 C．用蘇丹Ⅲ染色 D．用50%的酒精洗去浮色 解析：選B　層析液用于綠葉中色素的分離；觀察根尖分生組織有絲分裂實驗中可用龍膽紫溶液對根尖細胞染色；蘇丹Ⅲ用來檢測脂肪；檢測脂肪時用50%的酒精洗去浮色。 3．下列關(guān)于“觀察植物細胞有絲分裂”實驗的說法，正確的是(　　) A．制作臨時裝片的流程是解離→染色→漂洗→制片 B．漂洗時，可以直接用清水洗去細胞表面的解離液 C．制片時，蓋上蓋玻片后還要再加一片蓋玻片，然后壓片 D．觀察時，找到前期細胞后可持續(xù)觀察其分裂的過程 解析：選B　制作臨時裝片的流程是解離→漂洗→染色→制片；漂洗時，用清水洗去細胞表面的解離液；制片時，蓋上蓋玻片后還要再加一片載玻片，然后壓片，目的是讓細胞分散開，有利于實驗觀察；解離時細胞已經(jīng)死亡，不能觀察到一個細胞的連續(xù)分裂過程。 4．為了觀察小鼠細胞的染色體，某興趣小組對小鼠進行適當處理后，取出骨髓中的活細胞制成細胞懸液，經(jīng)過低滲溶液處理(使染色體散開)、固定、染色后制片并觀察。下列有關(guān)分析錯誤的是(　　) A．骨髓中含有造血干細胞，適合作為觀察染色體的材料 B．制備細胞懸液時，需使用鹽酸和酒精混合液進行解離 C．低滲溶液的濃度比細胞質(zhì)濃度低，導(dǎo)致細胞滲透吸水膨脹 D．最好選擇有絲分裂中期的細胞觀察染色體數(shù)目和形態(tài)特征 解析：選B　骨髓中含有造血干細胞，造血干細胞可以進行有絲分裂，適合作為觀察染色體的材料；植物細胞的解離用鹽酸和酒精混合液，制備動物細胞的懸液可使用胰蛋白酶；低滲溶液的濃度比細胞質(zhì)濃度低，導(dǎo)致細胞滲透吸水膨脹；有絲分裂中期細胞內(nèi)染色體的形態(tài)穩(wěn)定、數(shù)目清晰，便于觀察。 5．(2019南通模擬)下列關(guān)于馬蛔蟲受精卵有絲分裂固定裝片的敘述，正確的是(　　) A．前期時細胞有一對中心體，其間由紡錘絲相連 B．后期時能觀察到染色體以相同的速率被拉向兩極 C．末期時細胞板是由核膜解體后的小泡形成的 D．不是所有的細胞都存在同源染色體 解析：選A　馬蛔蟲屬于動物，所以馬蛔蟲受精卵有絲分裂前期時細胞中有一對中心體，其間由紡錘絲相連；固定裝片中的細胞為死細胞，觀察不到分裂的動態(tài)過程；馬蛔蟲屬于動物，所以在末期不會形成細胞板；制作的固定裝片，為正常細胞的有絲分裂，受精卵有絲分裂時，一定存在同源染色體。 6.如圖為洋蔥根尖結(jié)構(gòu)示意圖。下列相關(guān)敘述錯誤的是(　　) A．在觀察植物細胞有絲分裂的實驗中，需用鹽酸和酒精處理使細胞分離開來 B．觀察細胞質(zhì)壁分離現(xiàn)象的最佳區(qū)域是① C．經(jīng)低溫處理后，③處可出現(xiàn)染色體數(shù)目改變的細胞 D．使根尖細胞數(shù)目增加的主要區(qū)域是② 解析：選D　圖中①②③④分別是根毛區(qū)、伸長區(qū)、分生區(qū)、根冠，分生區(qū)進行細胞分裂，故使根尖細胞數(shù)目增加的主要區(qū)域是③，低溫處理分生區(qū)的細胞，會抑制細胞中紡錘體的形成，導(dǎo)致細胞中染色體數(shù)目加倍。 7．如圖是關(guān)于觀察洋蔥有絲分裂實驗的部分操作，下列敘述合理的是(　　) A．剪取洋蔥根尖2～3 mm，因為該區(qū)域?qū)儆诟珔^(qū)，細胞有絲分裂旺盛 B．該實驗步驟中唯一的錯誤是在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(zhì)壁分離和復(fù)原，實驗現(xiàn)象明顯 解析：選C　根尖2～3 mm的區(qū)域?qū)儆诜稚鷧^(qū)；在②和③之間應(yīng)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；分生區(qū)的細胞呈正方形，細胞經(jīng)解離已死亡；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，若用來觀察質(zhì)壁分離和復(fù)原，實驗現(xiàn)象會不明顯。 8．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離開，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)細胞已失去分裂能力，染色體呈染色質(zhì)狀態(tài)，觀察不到染色體。 9．某生物學(xué)習(xí)小組做了觀察蒜的根尖分生區(qū)細胞有絲分裂的實驗，觀察到處于不同時期的細胞如圖。請回答有關(guān)問題： (1)圖E中箭頭所指結(jié)構(gòu)為新形成的細胞壁，將以上各圖像依次排列為____________(填字母)可表示一個細胞周期。 (2)為了保證能夠清楚地觀察細胞分裂圖像，制備臨時裝片的過程應(yīng)該嚴格遵守的操作步驟依次是________________________，視野中B圖所示細胞數(shù)量最多的原因是________________________________。 (3)觀察細胞中染色體數(shù)目最好選擇F圖所示時期的細胞，原因是__________________________________________。如果人體細胞處于B圖所示的分裂時期，則細胞中活動旺盛的細胞器主要有________________________。 解析：(1)圖E中箭頭所指結(jié)構(gòu)為新形成的細胞壁；圖中A為前期，B為間期，C為末期，D為后期，E為分裂結(jié)束形成子細胞，F(xiàn)為中期，因此正確順序為EBAFDCE。(2)制備臨時裝片的操作步驟依次是解離、漂洗、染色、制片(壓片)；由于細胞周期的大部分時間處于分裂間期，因此視野中間期細胞數(shù)量最多。(3)F圖表示有絲分裂中期，此時染色體形態(tài)穩(wěn)定、數(shù)目清晰，是觀察染色體形態(tài)和數(shù)目的最佳時期；B圖細胞處于有絲分裂間期，此時細胞中主要進行DNA的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成，若為人體細胞，此時期還進行中心體的復(fù)制，其中蛋白質(zhì)的合成場所是核糖體，所需能量主要由線粒體提供。 答案：(1)EBAFDCE　(2)解離、漂洗、染色、制片(壓片)　細胞周期的大部分時間處于分裂間期　(3)中期染色體形態(tài)比較穩(wěn)定，數(shù)目比較清晰，便于觀察　核糖體、線粒體、中心體 10．處在有絲分裂分裂期的細胞染色體高度螺旋化，通常認為不發(fā)生轉(zhuǎn)錄過程。研究人員用兩種活體熒光染料對細胞進行染色，再用熒光顯微鏡觀察不同熒光激發(fā)下的細胞，有了新的發(fā)現(xiàn)(結(jié)果如圖)。 注：C列是B列圖中黑框內(nèi)的放大圖 (1)DNA與RNA在分子組成上的不同之處是DNA分子中含有______________________。實驗中，用藍色熒光染料對DNA進行染色后，用帶有綠色熒光標記的尿嘧啶核糖核苷酸培養(yǎng)細胞，使新合成的________專一性地帶有綠色熒光標記。 (2)觀察發(fā)現(xiàn)，視野中的大多數(shù)細胞處于A列，說明A列表示的是處于____________(時期)的細胞。RNA分布于細胞中的部位是________________。 (3)在分析實驗結(jié)果時，需要將不同熒光激發(fā)下拍攝的熒光定位細胞圖像做疊加處理(圖中藍、綠色熒光疊加)，使圖像完全重疊，這樣處理的目的是確保兩圖像是同時期的________細胞的觀測結(jié)果。 (4)上述實驗結(jié)果表明，分裂期細胞________(填“能”或“不能”)進行轉(zhuǎn)錄，判斷的依據(jù)是____________________________________________________。 (5)為驗證上述結(jié)論，在培養(yǎng)體系中加入RNA聚合酶抑制劑，D列中的相應(yīng)實驗結(jié)果未繪出。若上述結(jié)論成立，則在D列中看不到染色體的是________。 解析：(1)DNA與RNA在分子組成上的不同之處是DNA分子中含有脫氧核糖和胸腺嘧啶(T)。用帶有綠色熒光標記的尿嘧啶核糖核苷酸培養(yǎng)細胞，因為尿嘧啶是RNA特有的堿基，所以合成的RNA專一性地帶有綠色熒光標記。(2)觀察發(fā)現(xiàn)，視野中的大多數(shù)細胞處于A列，說明A列表示的是處于分裂間期的細胞。RNA分布于細胞中的部位是細胞核和細胞質(zhì)。(3)分析實驗結(jié)果時，需要將不同熒光激發(fā)下拍攝的熒光定位細胞圖像做疊加處理，使圖像完全重疊，這樣處理的目的是確保兩圖像是同時期的同一細胞的觀測結(jié)果，從而對RNA的合成進行定位，證實RNA合成是否發(fā)生在染色體DNA位置上。(4)分析題圖，C2或B2表示的分裂期細胞內(nèi)觀察到綠色熒光，表明細胞中有RNA的合成，由此判斷分裂期細胞也在進行轉(zhuǎn)錄。(5)為驗證分裂期細胞也在進行轉(zhuǎn)錄，在培養(yǎng)體系中加入RNA聚合酶抑制劑，則D1和D3可繪制的染色體形態(tài)、顏色、位置基本一樣；而D2中看不到染色體。 答案：(1)脫氧核糖和胸腺嘧啶　RNA　(2)分裂間期　細胞核和細胞質(zhì)　(3)同一　(4)能　C2或B2表示的分裂期細胞內(nèi)觀察到綠色熒光，表明細胞中有RNA的合成　(5)D2