专题10 观察根尖分生组织细胞的有丝分裂-2021年高考生物必考实验专题突破（解析版）

实验十：观察根尖分生组织细胞的有丝分裂 知识链接 实验原理 1、实验原理 ①龙胆紫等碱性染料将染色体染成深色。 ②盐酸和酒精使细胞解离开来。 ③显微镜可观察细胞有丝分裂各期图像。 二．实验过程 洋葱根尖培养→装片的制作→观察→绘图 三．结果分析 四.易错提醒 1. 取材分生区细胞，有丝分裂旺盛 2. 观察的是死细胞，无法观察一个细胞的有丝分裂过程 3. 解离液的作用是使细胞分离开 4. 压片的目的是使细胞分散开 例 1．观察洋葱根尖细胞有丝分裂时，你会看到：一个视野中，处于分裂期的细胞少，而处于分裂间期的细 胞多，原因是 A．细胞分裂间期时间长，分裂期时间短 B．间期细胞中进行染色体的复制 C．分生区的多数细胞不进行细胞分裂 D．碱性染料染色后，容易观察到间期的细胞 【答案】A 【解析】 由于在一个细胞周期中，分裂间期所占的时间最长，约占 90%～95%，而分裂期的时间很短，所以在光学显 微镜下观察洋葱根尖有丝分裂永久装片时，会发现分生区的绝大多数细胞处于分裂间期，少数细胞处于分 裂期，A 正确。 故选 A。 例 2．下列关于“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验的描述，错误的是 A．装片的制作流程：解离一漂洗一染色一制片 B．根据细胞内染色体的形态和分布特点判断细胞所处分裂时期 C．视野中观察到分生区细胞呈长方形，排列紧密 D．漂洗的目的是洗去解离液，防止解离过度 【答案】C 【解析】 观察根尖分生组织细胞的有丝分裂，其临时装片的制作流程是：解离→漂洗→染色→制片，A 正确；根据 细胞内染色体的形态和分布特点判断细胞所处分裂时期，B 正确；视野中观察到分生区细胞呈正方形，排列 紧密，C 错误；漂洗的目的是用清水洗去解离液，防止解离过度，D 正确。 1．洋葱根尖和小鼠骨髓细胞都能用于观察细胞有丝分裂，下列有关叙述正确的是 A．都需要用盐酸溶液使细胞相互分离 B．都需要用低倍镜找到分裂细胞再换高倍镜观察 C．在有丝分裂中期都能观察到染色体数目加倍 D．在有丝分裂末期都能观察到细胞板 【答案】B 【解析】 A、质量分数为 15%的盐酸和体积分数为 95%的酒精混合后作为解离液只能用于植物细胞的相互分离；动物 细胞之间的相互分离需用胰蛋白酶处理，A 错误； B、使用显微镜时，一般先在低倍镜下找到物像，再换用高倍镜观察，B 正确； C、着丝点断裂，姐妹染色单体分开，染色体数目加倍发生在有丝分裂的后期，C 错误； D、细胞板只会出现在植物细胞的有丝分裂末期，D 错误。 故选 B。 2．在生物学实验中，酒精是用途较广的一种化学试剂。下列相关叙述，不正确的是（ ） A．鉴定植物组织细胞内的脂肪实验，使用体积分数（下同）为 50%的酒精，目的是洗去浮色 B．观察 DNA 和 RNA 在细胞中的分布实验，使用 70%的酒精，目的是增大细胞膜的通透性 C．绿叶中色素的提取和分离实验，使用无水乙醇，目的是溶解色素 D．观察根尖分生组织细胞有丝分裂实验，使用 95%的酒精，目的是作为解离液的成分 【答案】B 【解析】 A、鉴定植物组织细胞内的脂肪实验，使用体积分数（下同）为 50%的酒精，目的是洗去浮色，A 正确； B、观察 DNA 和 RNA 在细胞中的分布实验，没有使用酒精，使用 8%的盐酸来增大细胞膜的通透性，B 错 误； C、绿叶中色素的提取和分离实验，使用无水乙醇，目的是溶解色素，C 正确；D、观察根尖分生组织细胞 有丝分裂实验，使用 95%的酒精和 15%的盐酸组成解离液，D 正确。 故选 B。 3．如表所列四个实验的选材及其主要原因﹐错误的是（ ） 选项 实验名称 实验材料 选材主要原因 A 检测生物组织中的还原糖 梨匀浆 富含还原糖、颜色较浅，不影响结 果的过程 B 观察植物细胞的质壁分离 紫色洋葱鳞片叶外表皮 细胞液呈紫色，便于观察 C 观察植物细胞的叶绿体 撕取菠菜叶下表皮 下表皮细胞中叶绿体大而稀，易对 叶绿体进行观察 D 观察植物细胞有丝分裂 洋葱根尖分生区 呈白色、易取材，细胞分裂旺盛， 易找到分裂期细胞 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【解析】 A、梨匀浆富含还原性糖、颜色为白色，不会干扰砖红色沉淀的观察，A 正确； B、用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞作为观察植物细胞质壁分离的材料，细胞液呈紫色，便于观察，B 正确； C、观察植物细胞的叶绿体如果用菠菜作为实验材料，要撕取菠菜叶下表皮略带叶肉，下表皮除了保卫细胞 外无叶绿体，而所带的叶肉细胞中叶绿体大而稀，易观察叶绿体的形态，C 错误； D、洋葱根尖分生区呈白色、易取材，细胞分裂旺盛，容易观察到处于分裂期的细胞，是观察植物细胞有丝 分裂的理想材料，D 正确。 故选 C。 4．下列关于观察洋葱根尖分生组织细胞有丝分裂实验的说法，正确的是（） A．为节约实验材料，可将一条 5cm 长的根剪成若干 2~3mm 的小段，制作多个装片进行观察 B．制作装片时盖上盖玻片后，可用拇指按压盖玻片，使细胞分散开来，便于观察 C．若在排列紧密呈正方形的细胞中未能找到分裂期细胞，可在呈长方形的细胞中继续寻找 D．统计各时期细胞数，计算其占计数细胞总数的比值，可估算不同时期所占的时间比例 【答案】D 【解析】 A、在“观察洋葱根尖分生区细胞有丝分裂”实验中，应剪取洋葱根尖分生区部位制作装片，分生区位于洋葱 根尖 2~3mm 处，A 错误； B、制作装片时，直接用拇指按压盖玻片，会导致盖玻片上出现指纹而影响正常观察。应用镊子弄碎根尖， 盖上盖玻片后再加一片载玻片，然后用拇指按压，使细胞分散开来，B 错误； C、分生区细胞排列紧密、呈正方形，伸长区细胞呈长方形，在呈长方形的细胞中找不到分裂期的细胞，C 错误； D、观察到的某个时期的细胞数占计数细胞总数的比值与该时期在细胞周期中所占时间的比例成正比，所以 统计每一时期细胞数占计数细胞总数的比值，可估算细胞周期中各时期的时间长短，D 正确。 故选 D。 5．观察植物细胞有丝分裂实验中，学生甲遗漏了解离过程，学生乙遗漏了漂洗过程，学生丙和丁装片制作 过程完整。下列叙述错误的是（ ） A．甲的实验结果很可能是无法清晰观察到分生区细胞 B．乙的实验结果很可能是无法清晰观察到染色体 C．丙观察到的全为呈长方形的细胞，转动物镜可能观察到分裂期细胞 D．丁在视野左侧有半个后期细胞，为了便于观察该细胞需向左移动装片 【答案】C 【解析】 A、甲遗漏了解离过程，这样细胞不能彼此分离，即相互重叠，因此实验结果很可能是无法清晰观察到分生 区细胞，A 正确； B、乙遗漏了漂洗过程，而漂洗的作用是洗去解离液，便于染色，因此其实验结果很可能是无法清晰观察到 染色体，B 正确； C、丙观察到的全为呈长方形的细胞，可见其取材区域不对，因此转动物镜也不能观察到分裂期细胞，C 错 误； D、丁在视野左侧有半个后期细胞，为了便于观察该细胞需要将其移到视野的中央，由于显微镜下观察到的 是倒像，因此仍需向左移动装片，D 正确。 故选 C。 6．下列有关教材实验中使用的试剂和实验原理的叙述，正确的是（ ） A．低温诱导染色体数目加倍实验中，将大蒜根尖制成装片后再进行低温处理 B．盐酸在观察细胞有丝分裂和观察 DNA 和 RNA 在细胞中的分布实验中的作用相同 C．向某溶液中加入双缩脲试剂，出现紫色反应，说明该溶液中一定含有蛋白质 D．在提取纯净的动物细胞膜和植物细胞的质壁分离与复原实验中水的作用原理相近 【答案】D 【解析】 A、低温诱导染色体加倍实验中，先进行低温处理，再将大蒜根尖制成装片进行观察，先制片会杀死细胞， 无法诱导染色体数目加倍，A 错误； B、盐酸在观察细胞有丝分裂过程中的作用是解离，使组织细胞分离开来；在观察细胞中 DNA 和 RNA 分 布中的作用除了改变细胞膜的透性，加速染色剂进入细胞外，还具有使染色体中的 DNA 和蛋白质分离，加 速 DNA 与染色剂结合的作用，B 错误； C、向某溶液中加入双缩脲试剂，出现紫色反应，说明该溶液中一定含有肽键，有可能是多肽，C 错误； D、在提取纯净的动物细胞膜和植物细胞的质壁分离与复原实验中水的作用原理相近，都是通过渗透作用吸 水或失水，维持细胞形态或使细胞涨破，D 正确。 故选 D。 7．可可碱对鬼针草根尖细胞有丝分裂和种子萌发影响的实验结果如下图。下列叙述正确的是（ ） 注：有丝分裂指数=分裂期细胞数/观察细胞的总数×100% A．实验过程中用盐酸破坏细胞之间的纤维素，使细胞容易分开 B．有丝分裂指数、种子发芽率均与可可碱浓度呈正相关 C．可可碱对根尖细胞分裂的影响可能与秋水仙素基本相同 D．可可碱可能通过延长或停滞分裂间期而降低种子发芽率 【答案】D 【解析】 A、在观察植物细胞有丝分裂过程中使用 15％的盐酸能够使细胞壁软化，并使细胞间的中胶层物质溶解， 从而达到分离细胞的目的，A 错误； B、从坐标图形可以看出，随着可可碱浓度的升高，细胞有丝分裂指数和种子的发芽率都逐渐降低，B 错误； C、图示显示随着可可碱浓度的增加，处于分裂期的细胞所占比例减小，说明可可碱的作用可能是导致细胞 停留在分裂间期；秋水仙素的作用是抑制纺锤体的形成，发生在细胞分裂的前期，C 错误； D、根据题中信息，可可碱可能通过延长或停滞分裂间期，抑制细胞的分裂期，使衰老死亡的细胞不能得到 更新，从而降低种子的发芽率，D 正确。 故选 D。 8．在“观察洋葱根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验中： （1）解离的目的是_________________，解离适度的标志是________________。 （2）在低倍镜下观察到的洋葱根尖分生区细胞的特点是____________；在高倍镜下看到的细胞大部分处于 细胞分裂的间期，原因是______________________。 （3）有一位同学做根尖有丝分裂实验，在显微镜下观察到的图像如图所示。造成这种情况的原因可能是 ________。 ①取材位置不合适 ②取材时间不合适 ③制片时压片力量不合适 ④解离时间不合适 ⑤视野选择不合 适 A．②③ B．②⑤ C．①②⑤ D．①③④ （4）不会影响细胞周期各时期的长短或产生误差，但对整个实验结果产生影响的因素是________。 A．取材时间 B．根尖培养温度 C．解离时间长短 D．载玻片厚度 【答案】使组织细胞相互分离开来 根尖酥软 细胞呈正方形，排列紧密 间期在细胞周期中占的 比例最大（在细胞周期中间期时间最长） C D 【解析】 （1）解离的目的是使组织细胞相互分散开来；解离适度的标志是根尖酥软；染色体易被碱性染料染成深 色。 （2）在低倍镜下观察到的洋葱根尖分生区细胞的特点是细胞呈正方形，排列紧密；在高倍镜下看到的细胞 大部分处于细胞分裂的间期，因为分裂间期在细胞周期中占的比例最大。 （3）①视野中有一些细胞为长形，可能取自伸长区细胞，即取材位置不合适，①正确；②由图观察，多数 细胞处于未分裂状态，故可能是因为取材时间不合适，细胞分裂不旺盛，②正确；③由图可知细胞均分散 开，所以原因不是制片时压片力量不合适，③错误；④由图可知细胞均分散开，所以原因不是解离时间不 合适，④错误；⑤造成这种情况的原因也可能是视野选择不当，没有找到合适的观察视野，⑤正确；C 正确， 故选 C。 （4）取材时间和根尖培养温度会影响细胞周期各时期的长短；解离时间长短会影响实验结果，导致误差； 载玻片厚度不影响细胞周期各时期的长短或产生误差，但会对整个实验结果产生影响，D 正确，故选 D 。 9．在“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”实验中： （1）在低倍显微镜下观察到的洋葱根尖分生区细胞的特点是___________________________；在高倍显微 镜下看到的细胞大部分处于细胞分裂的间期，原因是____________________________________。 （2）有一位同学做根尖有丝分裂实验，在显微镜中观察到的图像如下图所示。造成这种情况的原因可能是 ____________ ①取材位置不合适 ②取材时间不合适 ③制片时压片力量不合适 ④解离时间不合适 ⑤视野选择不合 适 A．②⑧ B．②⑤ C．①②⑤ D．①③④ （3）不会影响细胞周期各时期的长短或产生误差，但对整个实验结果产生影响的因素是__________。 A．取材时间 B．根尖培养温度 C．解离时间长短 D．载玻片厚度 （4）某同学错误地把取材部位认为是表皮，他的实验操作完全正确，但也看不到染色体，这是因为 __________________________________________________。 【答案】细胞呈正方形，排列紧密 分裂间期在细胞周期中占的比例最大（在细胞周期中间期时间最长） C D 表皮细胞不分裂，染色质没有螺旋化形成染色体（不出现染色体） 【解析】 （1）洋葱根尖分生区细胞呈正方形，排列紧密；分裂间期在细胞周期中占的比例最大，因此在高倍镜下看 到的细胞大部分处于细胞分裂的间期。 （2）①视野中有一些细胞为长形，可能取自伸长区细胞，即取材位置不合适，①正确； ②由图观察，多数细胞处于未分裂状态，故可能是因为取材时间不合适，细胞分裂不旺盛，②正确； ③由图可知细胞均分散开，所以原因不是制片时压片力量不合适，③错误； ④由图可知细胞均分散开，所以原因不是解离时间不合适，④错误； ⑤造成这种情况的原因也可能是视野选择不当，没有找到合适的观察视野，⑤正确； 综上①②⑤正确。 故选 C。 （3）AB、取材时间和根尖培养温度会影响细胞周期各时期的长短，AB 错误； C、解离时间长短会影响实验结果，导致误差，C 错误； D、载玻片厚度不影响细胞周期各时期的长短或产生误差，但会对整个实验结果产生影响，D 正确。 故选 D。 （4）表皮细胞已高度分化，不再分裂，染色质不会螺旋化形成染色体，因此用表皮作为实验材料是不会观 察到染色体。 10．某研究小组以蝗虫精巢组织为材料，对其有丝分裂和减数分裂细胞中染色体形态、数目和分布进行了 观察分析，下图为精巢中细胞及部分染色体示意图。请回答下列问题： （1）实验时首先取少量精巢组织低渗处理，使细胞适度膨胀，便于细胞内的______________________更好 地分散，处理后放在_____________溶液中，一定时间后轻轻漂洗，漂洗后的组织放在在载玻片上，滴加适 量_____________，最后进行压片处理。 （2）图甲是_____________细胞的染色体，判断的主要依据是__________________________，图丙中细胞 分裂的方式和时期是_____________。 （3）如对卵巢切片进行显微观察，无法观察到丁图，其原因是__________________________。 【答案】染色体 解离液 碱性染料（或龙胆紫溶液或醋酸洋红液） 初级精母细胞 四分体（同 源染色体）排列在赤道板 有丝分裂后期 初级卵母细胞减数第一次分裂后期细胞质不均等分裂 【解析】 （1）做减数分裂实验时，为了使染色体更好的分散开，通常用少量精巢组织低渗处理，这样细胞吸水膨胀， 细胞体积变大，染色体容易分散开。减数实验的步骤为取材→解离→漂洗→染色→制片，因此用低渗液处 理细胞后，把细胞放在解离液中解离，使组织细胞分离开，一定时间后轻轻漂洗，漂洗后的组织放在在载 玻片上，滴加适量碱性染料（或龙胆紫溶液或醋酸洋红液），最后进行压片处理。 （2）据图甲分析，图甲中同源染色体排列在赤道板上，处于减数第一次分裂时期，属于初级精母细胞的染 色体，由分析可知，图丙中细胞处于有丝分裂后期。 （3）据丁图可知，细胞发生了同源染色体的分离，处于减数第一次分裂后期，且细胞质均等分裂，属于初 级精母细胞减数第一次分裂后期，而初级卵母细胞减数第一次分裂后期细胞质不均等分裂，因此如对卵巢 切片进行显微观察，无法观察到丁图。 11．下列关于观察洋葱根尖分生组织细胞有丝分裂实验的叙述，正确的是（ ） ①解离的目的是使组织细胞彼此分离开来 ②制片之前需要通过漂洗洗去染料，便于显微镜下观察 ③压片是为了将根尖细胞分散开，使之不互相重叠影响观察 ④视野中处于分裂期的细胞数量最多 A．①③ B．②③ C．①②③ D．①②③④ 【答案】A 【解析】 ①植物细胞间有果胶质层黏连，解离的目的是使组织细胞彼此分离开来，①正确； ②制片之前需要通过漂洗洗去解离液，再用碱性染料，用吸水纸吸去多余的染料，便于显微镜下观察，② 错误； ③压片是为了进一步将根尖细胞分散开，使之不互相重叠影响观察，③正确； ④间期的时间远远大于分裂期，视野中处于间期的细胞数量最多，④错误。 故选 A。