高考生物突破 观察根尖分生组织细胞的有丝分裂

闪堕市安歇阳光实验学校专题08观察根尖分生组织
细胞的有丝分裂
1.实验原理
（1）高等植物根尖、芽尖的分生区细胞能进行有丝分裂。

（2）在高倍显微镜下，可根据细胞内染色体的形态识别该细胞处于有丝分裂的哪个时期。

（3）细胞核内的染色体容易被碱性染料（如龙胆紫溶液）着色。

（4）盐酸和酒精混合液能使组织中的细胞相互分离。

2.实验试剂
（1）解离液：由质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精按1∶1配制而成。

（2）龙胆紫溶液（或醋酸洋红液）：使染色体着色。

（3）漂洗液：清水，洗去组织中的解离液。

3.实验过程
取材——剪取洋葱根尖2～3 mm
↓
解离——
解离液：质量分数为15%的盐酸＋体积分数为95%的酒精溶液，
以1∶1的比例混合
解离时间：3～5 min
解离程度：根尖酥软
解离目的：使组织中的细胞相互分离，同时将细胞杀死并固定↓
漂洗——
漂洗液：清水
漂洗时间：约10 min
漂洗目的：洗去组织中的解离液，防止解离过度，影响染色↓
染色
——
染色液：质量浓度为0.01 g/mL或0.02 g/mL的龙胆紫溶液(或醋酸洋红液)染色时间：3～5 min
染色目的：使染色体着色
↓
制片
——
用镊子取出根尖放在载玻片上，加一滴清水，并用镊子尖把根尖弄碎，盖上盖玻片，在盖玻片上再加一片载玻片，然后用拇指轻轻按压载玻片，使细胞分散开来，有利于观察。

↓
观察
——先低倍镜：根据细胞特点找到分生区细胞(细胞呈正方形，排列紧密)后高倍镜：先找出分裂中期细胞，再找前、后、末期细胞
↓
绘图——绘制有丝分裂各时期的细胞示意图
4.注意事项
(1)解离
①解离充分细胞才能分离开来。

②解离时间要适当：过长会使根尖过于酥软且染色体成分被破坏，过短会使根尖细胞不能相互分离。

(2)漂洗
①漂洗一定要彻底，防止解离液有残留。

②染色前必须先漂洗，这两步不能颠倒，否则影响实验效果。

(3)染色：染色时要掌握好染色液的浓度和染色时间，若染色时间过长，染色过深，显微镜下会出现一片紫色，无法观察到染色体。

(4)压片：压片时用力要恰当，过重会将组织压烂，过轻则细胞不能分散开来，用力过重或过轻都会影响观察。

(5)观察
①通过解离将细胞杀死，使细胞停留在不同分裂时期，因此要不断移动装片，寻找不同时期的细胞分裂图像。

②观察到的不同时期细胞数目的多少反映出各时期经历时间的长短。

处于间期的细胞数目最多。

考点一实验的基本原理和过程分析
例1．如图是关于观察洋葱有丝分裂实验的部分操作，下列评价合理的是( ) A．剪取洋葱根尖2～3 mm，因为该区域属于根毛区，细胞有丝分裂旺盛
B．该实验步骤中唯一错误的是在②和③之间缺少用清水漂洗这一环节
C．在观察的图像中，b属于分生区的细胞，细胞已死亡
D．若用图中b区域的细胞观察质壁分离和复原，实验现象明显
【答案】C
【解析】洋葱根尖2～3 mm的区域属于分生区，A项错误；在②和③之间应增加清水漂洗这一环节，而在③和⑤之间的清水漂洗环节应删除，B项错误；分生区的细胞呈正方形，排列紧密，细胞经解离已死亡，C项正确；b区域的细胞属于分生区细胞，其液泡较小，渗透作用不明显，用于观察质壁分离与复原，现象不明显，D项错误。

例2．在“观察植物细胞的有丝分裂”实验中，三位实验人员制作洋葱根尖装片的操作步骤如下表所示(“＋”表示操作，“－”表示未操作)。

A．细胞重叠、染色体着色很浅不清楚、细胞分散染色体清楚
B．细胞分散但看不到染色体、染色体着色清楚、细胞分散染色体清楚
C．细胞重叠、染色体着色很浅不清楚、细胞着色清楚但看不到染色体D．染色体着色很浅不清楚、细胞分散染色体清楚、细胞分散染色体清楚
【答案】C
【解析】解离的目的是使组织中的细胞相互分离开来，甲未解离，细胞相互重叠；漂洗的目的是洗去解离液，便于染色，乙未漂洗，影响染色效果，染色体着色很浅不清楚；根尖5～7 mm处为伸长区，伸长区细胞已失去分裂能力，染色体呈染色质状态，故观察不到染色体。

考点二实验的拓展和应用
例1．(2018·泉州质检)在“观察洋葱根尖分生区细胞的有丝分裂”实验中，某同学观察到的一个视野图像如图。

已知洋葱根尖分生区细胞一个细胞周期约12 h。

下列有关叙述最合理的是( )
A．装片制作时使用甲基绿吡罗红混合染色剂进行染色
B．向左上方移动装片可使该视野中M细胞移到视野
C．计算该视野中分裂后期细胞所占的比例，乘以12 h，得出分裂后期的时长D．降低显微镜的放大倍数，有助于更精确比较不同分裂时期的时间长短
【答案】D
【解析】有丝分裂观察实验中，应使用龙胆紫溶液或者醋酸洋红液进行染色；
图中M 细胞位于右下方，要将M 细胞移到视野的，应该将装片向右下方移动；该视野中各个时期细胞数量较少，不足以计算各个时期细胞所占的比例和各时
期时间的长短；降低显微镜的放大倍数，视野中的细胞数量变多，有助于更精确比较不同分裂时期的时间长短。

例2．如图是紫色洋葱植株示意图，它可以是很多实验的材料，下列实验与图中材料标号组合恰当的是( )
【答案】 C
【解析】 检测组织中还原糖需要选择富含还原糖、没有颜色的材料，故应选④洋葱鳞片叶肉细胞；绿叶中色素的提取和分离要选择叶绿素含量丰富的材料，故应选⑤洋葱管状叶细胞；观察DNA 、RNA 在细胞中的分布应选择没有颜色的细胞，可选②洋葱鳞片叶内表皮细胞；观察质壁分离和复原应选择成熟的植物细胞，可选用③洋葱鳞片叶外表皮细胞，其有颜色，便于观察；观察有丝分裂应
选用分裂旺盛的细胞，故选①洋葱根尖分生区细胞。

易错点一：根尖中只有分生区细胞才可以进行分裂，伸长区和成熟区细胞不能
分裂。

易错点二：不能观察一个细胞的连续分裂过程，因为解离时细胞已死亡，可以寻找处于不同时期的细胞，连起来体现出细胞分裂的连续过程。

易错点三：细胞板是一个真实的结构，赤道板不是真实存在的结构，而是人为定义的平面。

易错点四：“解离→漂洗→染色→制片”的步骤顺序不能颠倒、不能缺失，否则不易观察到预期现象。

易错点五：实验操作的注意事项
挑战真题：
1.(2015·安徽，3)如图是某同学在观察洋葱根尖细胞有丝分裂时拍摄的显微照片。

下列叙述正确的是( )
A．甲细胞中每条染色体的着丝点排列在细胞板上
B．乙细胞中染色体被平均分配，移向细胞两极
C．甲和乙细胞中的染色体数目相等，DNA含量相同
D．统计图中处于分裂期的细胞数可计算细胞周期长短
【答案】B
【解析】根据图示可知，甲细胞处于有丝分裂中期，乙细胞处于有丝分裂后期。

甲细胞的每条染色体的着丝点排列在赤道板上而不是细胞板上，A项错误；乙细胞中的染色体被平均分配，移向细胞两极，B项正确；乙细胞中的染色体数目是甲细胞中的2倍，DNA含量相同，C项错误；细胞周期包括分裂间期和分裂期，统计图中处于分裂期的细胞数目只可计算分裂期所用时间在细胞周期中所占的比例，不可计算细胞周期的长短，D项错误。

2.(2015·福建卷，26)为了研究从植物中提取的可可碱是否可以作为除草剂，某科研小组开展了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探究，结果如下表。

请回答：
注：有丝分裂指数＝分裂期细胞数/观察细胞的总数×100%
(1)本实验需要制作根尖细胞有丝分裂装片，制片过程中根尖解离需要用到的试剂是________，上图为显微镜下观察到的部分细胞图像，箭头所指的细胞处于分裂期的_____期。

(2)实验结果显示，与对照组相比，当可可碱浓度达到1.0 mmol·L－1时，在分裂期的细胞中，后期和末期的细胞数目相对____________。

产生这种结果的原因可能是________，导致染色体无法移向细胞两极。

(3)实验结果表明，随着可可碱浓度的升高，种子发芽率________。

为探究可可碱影响种子发芽率的可能原因，某同学提出假设：可可碱会降低种子中赤霉素的水平。

现欲通过实验检验上述假设，请写出实验设计的基本思路：
______________________________________。

【解析】.本题考查有丝分裂实验及探究实验设计相关知识，考查理解能力、获取信息能力和实验与探究能力。

难度适中。

(1)实验中将根尖放入盛有盐酸和酒精混合液(1∶1)的玻璃皿中，在室温下解离。

据图可知染色体的着丝点排列在细胞的一个平面上，细胞应处于分裂期的中期。

(2)据表可知，对照组中后期和末期分裂指数0.69%，可可碱浓度1 mmol/L实验组后期和末期分裂指数0.24%，
故较对照组减少。

依题意可知：染色体无法移向两极，产生原因可能是可可碱能够抑制纺锤体的形成，从而导致细胞分裂后期和末期减少。

(3)据表可知，随着可可碱浓度的升高，种子发芽率降低。

依题意可知探究实验的自变量是可可碱浓度，因变量是种子中赤霉素含量。

因此，实验设计思路：设置一定浓度梯度的可可碱处理鬼针草种子，一段时间后测定各组种子中赤霉素的含量，进而得出可可碱浓度与赤霉素含量的关系。

【答案】(1)盐酸(或盐酸和酒精) 中
(2)减少可可碱能够抑制纺锤体的形成
(3)降低以不同浓度的可可碱处理鬼针草种子，一段时间后测定各组种子中赤霉素的含量，分析可可碱浓度与赤霉素含量的关系
挑战模拟题：
一、选择题
1.(2018·广东东莞高一下期末)下列关于“观察洋葱根尖细胞有丝分裂”实验的叙述，正确的是( )
A.通过观察细胞内染色体的行为判断细胞所处的时期
B.装片的制作流程是：解离→染色→漂洗→制片
C.显微镜下观察到处于有丝分裂中期的细胞最多
D.显微镜下观察到的分生区细胞呈长方形，细胞会继续分裂【答案】A
【解析】有丝分裂不同时期，染色体的行为不同，所以可以通过观察细胞内染色体的行为判断细胞所处的时期，A正确；观察洋葱根尖细胞有丝分裂过程中，装片的制作过程为解离、漂洗、染色、制片，B错误；细胞周期的大部分时间处于分裂间期，所以显微镜下观察到处于有丝分裂间期的细胞最多，C错误；观察洋葱根尖细胞有丝分裂实验中，解离过程中细胞已经被杀死，所以不可能看见细胞继续分裂，D错误。

2.(2018·福建厦门月考)如图为某学生进行“观察植物细胞有丝分裂”实验的基本操作步骤，下列相关叙述正确的是( )
A.观察有丝分裂后期的图像，可见纺锤丝牵引着染色体向细胞两极缓慢移动
B.该同学的操作步骤中错误的是解离后先用龙胆紫溶液染色再用清水漂洗
C.f步骤在临时装片上再加一块载玻片，目的是防止盖玻片滑动
D.g步骤中可以直接用高倍镜找出处于分裂中期的细胞并观察
【答案】B
【解析】观察细胞有丝分裂图像时，细胞经过解离已经死亡，不能看到纺锤丝牵引着染色体向细胞两极缓慢移动，A错误；该实验的操作步骤应该是解离、
漂洗、染色、制片和观察，所以该同学的操作步骤错误，应该在解离后先用清水漂洗再染色，B正确；f步骤在临时装片上再加一块载玻片的目的是使盖玻片受力均匀，防止盖玻片被压碎，C错误；g步骤中需要先在低倍镜下找到相应的细胞并将其移到视野，再换用高倍镜，找出处于分裂中期的细胞并观察，D错误。

3.下列关于“观察洋葱根尖分生区细胞有丝分裂”实验的叙述，全部正确的是（）
①解离的目的是用药液使组织细胞彼此分离开来②制片之前要通过漂洗洗去碱性染料，便于显微镜下观察③压片是为了将根尖细胞压成薄层，避免相互重叠影响观察
④一个细胞中染色体的动态连续变化是观察的主要内容
A.①③
B.②③
C.①②③
D.①③④
【答案】A
【解析】解离后需要漂洗洗去解离液，便于染色；解离后细胞已经死亡，不能观察到细胞中染色体的动态变化。

4.如图所示，图甲中a、b、c、d表示某植物根尖的不同区域，图乙是用高倍显微镜观察到的该植物组织切片有丝分裂的显微照片。

下列相关叙述中错误的是( )
A．观察根尖有丝分裂时应选择b区细胞
B．观察染色体最好观察图乙中的A
C．用高倍镜可以看到一个细胞经历图乙中B→A→D→C整个过程
D．视野中处于间期的细胞最多
【答案】C
【解析】图甲为根尖结构图及细胞的一些变化，a为根冠，b为分生区，c为伸长区，d为成熟区，只有分生区的细胞能进行连续分裂，所以观察根尖细胞有丝分裂时应选择b区的细胞，A项正确；图乙中的A处于分裂中期，该时期的染色体数目清晰、形态稳定，所以是观察染色体最好的时期，B项正确；由于该实验需要对根尖进行解离，解离过程细胞被杀死，所以在显微镜视野中无法看到一个细胞连续的分裂过程，C项错误；在一个细胞周期中，间期时间最长，大部分细胞处于该时期，所以视野中处于间期的细胞最多，D项正确。

5.已知洋葱根尖细胞有丝分裂中一个细胞周期大约需要12 h，某学生研究该细胞周期，获得以下4组数据：①分裂期最多的一个视野中共有30个细胞，其中分裂前期细胞5个，中期2个，后期2个，末期1个，其余为间期。

②分裂期最少的一个视野中共有35个细胞，其中分裂中期细胞1个，其余为间期。

③共观察了10个视野，平均每个视野中有32个细胞。

④统计观察结果：分裂前期细胞15个，中期12个，后期10个，末期8个。

对这4组数据进行分析，正确的是( )
A．用第①组数据直接计算分裂期各期持续的时间是最准确的
B．用第②组数据直接计算分裂间期持续的时间产生的误差最大
C．①、②组数据没有意义，不能用于细胞周期各期所需时间的分析
D．根据第③、④组数据分析可知，间期持续的时间大约是10.3 h
【答案】D
【解析】根据第③④组数据分析可知：10个视野中的细胞数目总共320个，其中分裂期细胞有45个，间期细胞有275个，间期持续的时间＝
275/320×12≈10.3(h)。

①和②组由于统计样本太少，计算结果不准确，但是可以作为一个样本，并不是没有意义。

直接利用第①组数据计算分裂间期持续的时间为8 h，直接利用第②组数据计算分裂间期持续的时间约为11.7 h，故用第①组数据计算分裂间期产生的误差更大。

6.在“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验中，以下操作和结论正确的是( )
A．剪取5cm根尖，用酒精和呲罗红混合液解离染色
B．该图是高倍显微镜下调节细准焦螺旋看到的视野
C．持续观察，视野中的K细胞将分裂成两个子细胞
D．视野中，N细胞的染色体数目是M细胞的一半
【答案】B 【解析】在“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验中，需用解离液(盐酸＋酒精)对剪取的2～3 mm的根尖进行解离处理。

因解离液可杀死细胞，故显微镜下观察到的细胞均是停留在某一细胞周期的死细胞。

视野中N细胞(处于有丝分裂后期)的染色体数是M细胞(处于有丝分裂中期)的两倍。

由图示可看出该视野是高位镜下调节细准焦螺旋后所观察到的图像。

7.紫色洋葱的管状叶进行光合作用，鳞片叶用于贮存营养，下列叙述正确的是( )
A．紫色洋葱的色素都存在于叶绿体中
B．观察细胞的有丝分裂，不宜选取鳞片叶内表皮
C．可选用管状叶细胞观察同源染色体的联会现象
D．观察质壁分离及复原，应选取根尖分生区细胞
【答案】B
【解析】洋葱鳞片叶中紫色存在于液泡中，A错误；鳞片叶内表皮细胞已成熟，不分裂，不是用于观察细胞分裂的材料。

观察细胞的有丝分裂，选择根尖分生区细胞观察，此处细胞正处于不断分裂状态，B正确；管状叶细胞不能进行减数分裂，不能观察到同源染色体的联会现象，C错误；应该选用已具有大液泡的植物细胞(如洋葱的紫色的鳞片叶内表皮细胞)观察植物细胞的质壁分离和复原现象，D错误。

8.某学生检查了1000个处于有丝分裂期的细胞，其中有692个处于前期，105个处于中期，35个处于后期，168个处于末期。

据此可判断洋葱根尖有丝分裂
( )
A．细胞周期中各期相对持续时间关系是前期＞末期＞中期＞后期
B．进行得比较旺盛
C．细胞周期中分裂期持续的时间比分裂间期要短
D．分裂期中前期持续的时间短
【答案】A
【解析】由处于不同时期的细胞个数可推知相应时期在一个细胞周期中所占的时间长短，处于某时期的细胞个数越多，说明该时期在一个细胞周期中所占时间越长。

根据细胞分裂各时期时间持续长短无法判断洋葱根尖有丝分裂进行得是否旺盛；据题中数据，也无法比较分裂间期与分裂期持续时间的长短。

9.很多生物学实验都必须制作临时装片在显微镜下观察。

下面实验过程，错误的是( )
A．脂肪的鉴定：切取花生子叶薄片→染色→洗去浮色→制片→观察
B．观察叶绿体：取黑藻叶片→制片→观察
C．观察植物细胞的有丝分裂：解离→染色→漂洗→制片
D．观察细胞质壁分离：制作紫色洋葱鳞片外表皮装片→观察→滴入0.3g/mL 蔗糖溶液并引流→观察
【答案】C 【解析】应先漂洗再染色。

10.在“观察植物细胞有丝分裂”实验中，三位实验人员制作洋葱根尖装片的操作步骤(“＋”表示操作，“－”表示未操作)如下表所示：
则甲、乙、丙观察到的实验现象分别是( )
A．细胞重叠、染色体着色很浅不清楚、细胞分散染色体清楚
B．细胞分散但看不到染色体、染色体着色清楚、细胞分散染色体清楚
C．细胞重叠、染色体着色很浅不清楚、细胞着色清楚但看不到染色体
D．染色体着色很浅不清楚、细胞分散染色体清楚、细胞分散染色体清楚【答案】C
【解析】解离的目的是使细胞分散开，甲未解离，细胞相互重叠；漂洗的目的是洗去解离液，便于染色，乙未漂洗，影响染色效果，染色体着色很浅不清楚；根尖5～7 mm处为伸长区，伸长区已失去分裂能力，染色体呈染色质状态，观察不到染色体。

二、非选择题
11.下图甲中a、b、c、d表示某植物根尖的不同区域，图乙是用高倍显微镜观察到的该植物组织切片有丝分裂的模式图。

请据图回答下列问题：
(1)观察根尖有丝分裂时应选择图甲中的____________区细胞(填字母)，请按细胞有丝分裂过程排列图乙中细胞A、B、C、D的准确顺序：
______________________。

(2)细胞是分裂的，但不能选定一个细胞持续观察它的整个分裂过程，原因是______________________________________。

(3)某同学在显微镜下观察到了A图像，发现了赤道板，请你评价他的观察结果：__________________________________________。

(4)观察细胞质壁分离时可选择________区细胞(填字母)；观察细胞内染色体形态和数目时最好选择乙图中的________(填字母)。

【答案】(1)b B→A→D→C(2)制作装片时细胞经解离已经死亡(3)赤道板只是一个位置，不是真实结构，因此赤道板是看不到的(4)d A
【解析】(1)a区是根冠，b区是分生区，c区是伸长区，d区是成熟区，分生区的细胞具有旺盛的分裂能力。

A是中期，B是前期，C是末期，D是后期。

(2)观察有丝分裂装片时细胞已经解离死亡。

(3)赤道板只是一个位置，不是真实结构。

(4)可以用于观察质壁分离的细胞应是成熟区细胞。

观察细胞内染色体形态和数目应选中期(A)的细胞。

12.下图表示洋葱根尖分生组织细胞有丝分裂装片的制作与观察过程，据图回答下列问题。

(1)A过程叫________，作用是________________。

(2)C过程叫________，主要目的是______________。

(3)D过程需要对载玻片上的根尖进行按压，以便促使细胞________。

(4)E过程中需要先在低倍镜下找到根尖的________，才能进行下一步的观察。

(5)将低倍镜换成高倍镜时，先将视野中的目标移至________，并调节视野
________度。

(6)在低倍显微镜下看到的洋葱根尖分生区细胞形态应是下图中的________。

(7)如图所示，处于有丝分裂间期的细胞是________。

A．① B．② C．③ D．④
【答案】(1)解离使细胞分离开来(2)染色将染色体染成深色以便于观察
(3)分散开
(4)分生区细胞(5)视野亮(6)A (7)B
【解析】从图中可看出，A为解离，解离的目的是使细胞分离开；C为染色，将染色体染成深色便于观察。

先在低倍镜下找到分生区细胞，移到视野，并将视野调亮，分生区细胞接近正方形。

13.请分析下表，回答有关实验的问题。

(1)请在表中的“________”上填上合适的内容。

(2)A组实验中，盐酸的作用是________________。

(3)制作显微装片时，有些需要将细胞杀死，有些需要继续保持细胞活性，上述实验中，显微镜下观察到的仍是活细胞的是________。

(填组别字母)
(4)A组实验中，操作步骤是______________________。

(5)某学生通过取样观察并统计各时期的细胞数量，并将各时期细胞数记录在下
表中，请回答下列问题。

若该实验的目的是研究细胞周期中每个时期分别所经历的时间长短，请分析：
①表中的样本1、样本2、样本3具体指的是什么？__________________。

②表中M的数值与样本1、样本2、样本3的关系是____________。

③洋葱根尖细胞的一个细胞周期大约是720分钟，则分裂间期所需要的时间可用公式t＝________进行计算；M与A＋B＋C＋D的关系可表示为________。

【答案】(1)洋葱根尖质壁分离及复原(2)使组织细胞易于分散(3)C (4)解离、漂洗、染色、压片(5)①三个不同视野中的细胞②M＝M1＋M2＋M3③M/N×720(分钟)M＞A＋B＋C＋D
【解析】(1)观察植物细胞有丝分裂要用洋葱根尖，盐酸用来解离，使组织细胞易于分散，操作步骤是解离、漂洗、染色、压片。

在观察时要选择不同视野的细胞观察，样本1、样本2、样本3即是选择的三个视野，M是三个视野中间期的细胞总数。

间期细胞总数占整个细胞周期细胞总数的比例与间期占细胞周期的比例相等，据此可以推算间期的时间。

间期远长于分裂期，间期细胞数也远多于分裂期细胞数。

紫色洋葱叶外表皮、质量浓度为0.3 g·mL－1的蔗糖溶液、清水等是观察质壁分离及复原的材料，在实验中，植物细胞始终保持活性。

14.在“观察分生组织细胞的有丝分裂”的实验中，甲～戊五位同学在剪取洋葱根尖后立即进行的操作步骤如下：
注：“－”表示未进行该步操作，“＋”表示进行该步操作。

(1)甲观察到的实验结果是________，乙观察到的实验结果是________，丙观察到的实验结果是________。

(请从下列序号选择)
A．染色体未着上颜色，无法看清
B．细胞重叠，看不到染色体
C．染色体着上颜色，清晰可见
D．染色体着色很浅，模糊不清
(2)丁同学在进行上述步骤后，直接在高倍镜下观察，长时间未找到有丝分裂的细胞，正确操作步骤应是
____________________________________________________________________ ____。

(3)戊同学观察到了许多呈长方形的细胞，但未找到有丝分裂各时期的图像，可能的原因是
____________________________________________________________________ _________。

(4)经教师纠正后，丁同学在视野中找到了有关细胞有丝分裂图像，但丁同学所看到的细胞图像位于视野的右上方，若要在视野观察此细胞，你认为他应如何正确移动装片？
____________________________________________________________________ ___________。