高考生物一轮复习考点一遍过考点22 观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂(含解析)

考点22  观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂

高考频度：★★★☆☆     难易程度：★★★☆☆

1．实验原理

（1）高等植物的分生组织细胞有丝分裂较旺盛。

（2）细胞核内的染色体(质)易被碱性染料(龙胆紫溶液)染成深色。

（3）由于各个细胞的分裂是独立进行的，在同一分生组织中可以通过高倍显微镜观察细胞内染色体的存在状态，判断处于不同分裂时期的细胞。

2．实验步骤

考向一  植物细胞有丝分裂实验的原理与操作

1．下列关于洋葱根尖细胞有丝分裂装片的制作与观察的叙述，不正确的是

A．甲过程所用的解离液是以质量分数15%的盐酸和体积分数为95%的酒精配制而成的
B．乙过程的主要目的是洗去药液，防止解离过度
C．在显微镜下可以看到一个细胞连续分裂的过程

D．在低倍镜下找到分生区细胞后，可以换用高倍镜继续观察

【参考答案】C

【试题解析】据图分析，甲表示解离，所用的解离液是以质量分数15%的盐酸和体积分数为95%的酒精等比例配制而成的，A正确；乙过程是漂洗，主要目的是洗去解离液，防止解离过度，B正确；解离步骤时，细胞已经被杀死，所以不可能看到一个细胞连续分裂的过程，C错误；在低倍镜下找到分生区细胞后，可以换用高倍镜继续观察，D正确。

易错警示

观察有丝分裂实验的3个易错点

（1）不清楚“解离”的作用原理，误认为可以观察细胞有丝分裂的动态变化过程。

（2）不清楚细胞具有的相应结构，误认为赤道板也能观察到。

（3）对取材原理不清楚，误认为根尖任何部位的细胞都可作为观察对象，实际上只有分生区细胞才可以作为观察对象。

2．请回答下列有关实验的问题

（1）在制作洋葱根尖有丝分裂临时装片时，其步骤分别是：解离→_________ →   __________→_________。染色过程用到的染液名称为_________________。用洋葱根尖作材料观察植物细胞有丝分裂的实验中，要将细胞分散开可以进行解离、用镊子尖弄碎 、_______________________（填具体操作过程）操作才能实现。

（2）在观察有丝分裂时，首先要在____倍镜下找到__________区细胞进行观察，可通过观察各个时期细胞内___________的存在状态，判断细胞所处时期。若只跟踪分生区的一个特定细胞，则无法同时观察到有丝分裂的各个时期，其原因是__________________________。当由低倍镜换成高倍镜观察染色体时，若要提高视野的清晰度，应调节______________。

（3）若已知洋葱根尖分生区细胞周期为12小时，显微镜下计数各时期的细胞数目如下：间期880个，前期67个，中期18个，后期和末期35个，计算间期所占时间(单位：h，精确到小数点后一位)______________。

【答案】（1）漂洗    染色    制片    龙胆紫或醋酸洋红    盖上盖玻片，再加一片载玻片，用拇指轻轻压载玻片   

（2）低    分生    染色体    解离后细胞已经死亡    细准焦螺旋   

（3）10.6 h   

【解析】观察细胞有丝分裂实验的步骤：解离（解离液由盐酸和酒精组成，目的是使细胞分散开来）、漂洗（洗去解离液，便于染色）、染色（用龙胆紫、醋酸洋红等碱性染料）、制片（该过程中压片是为了将根尖细胞压成薄层，使之不相互重叠影响观察）和观察（先低倍镜观察，后高倍镜观察）。（1）在制作洋葱根尖有丝分裂临时装片时，其步骤分别是：解离→漂洗→染色→制片，解离过程用到的试剂为盐酸和酒精。染色过程用到的染液名称为龙胆紫或醋酸洋红。用洋葱根尖作材料观察植物细胞有丝分裂的实验中，要将细胞分散开可以进行解离、用镊子尖弄碎、盖上盖玻片，再加一片载玻片，用拇指轻轻压载玻片操作才能实现。（2）在观察有丝分裂时，首先要在低倍镜下找到分生区细胞进行观察，可通过观察各个时期细胞内染色体的存在状态，判断细胞所处时期。若只跟踪分生区的一个特定细胞，则无法同时观察到有丝分裂的各个时期，其原因是解离后细胞已经死亡。当由低倍镜换成高倍镜观察染色体时，若要提高视野的清晰度，应调节细准焦螺旋。（3）各时期的细胞总数为：880+67+18+35=1 000。间期所占时间为880/1000×12= 10.6 h。

考向二  影响细胞有丝分裂的实验探究

3．用不同浓度的药物X处理大蒜根尖分生区细胞3 d、5 d后，分别制片观察有丝分裂指数[有丝分裂指数(%)＝分裂期细胞数/观察细胞数×100%]如图，相关叙述错误的是

A．药物X浓度为0时有丝分裂指数只有10% ，表明多数细胞处于分裂间期

B．制作装片过程中使用解离液的目的是固定细胞的形态

C．高浓度的药物X严重抑制了根尖分生区细胞有丝分裂指数

D．随着处理时间的延长，根尖细胞有丝分裂指数呈下降趋势

【参考答案】B

【试题解析】有丝分裂指数是10%的含义是处于分裂期的细胞占10%，说明90%左右的细胞处于间期，故A项正确；解离液的作用是使细胞相互分离，B项错误；由图可知，高浓度的药物X严重抑制了根尖分生区细胞有丝分裂指数，C正确；随着处理时间的延长，根尖细胞有丝分裂指数呈下降趋势，D正确。

4．某些有毒物质能诱导真核细胞在分裂过程中产生微核。微核是由断裂的染色体形成的椭圆形异常结构，游离于细胞核之外，光学显微镜下可见。某生物小组为了探究香烟焦油能否诱导微核产生，完成了如下实验：

第一步：萃取获得香烟中的焦油，用醋酸丙酯将其溶解后，再用蒸馏水稀释，配制成一系列浓度的焦油溶液。各取等量溶液分别加入烧杯A、B、C、D中。将醋酸丙酯与蒸馏水混合后取等量加入烧杯E中。取等量蒸馏水加入烧杯F中。

第二步：将6个状况相同、幼根已培养至1 cm的洋葱，分别置于上述6个烧杯中培养较长且相同时间，然后从每个洋葱上随机取根尖(2~3 mm)数根制作临时装片。

第三步：镜检记录出现微核的细胞所占的比例(微核率)，计算每组平均值。结果如表所示：

（1）用洋葱根尖制作临时装片的一般步骤为_____________________________________________。

（2）对A、B、C、D四组而言，E组与F组哪组是对照组？________。将E组与F组比较，作用是_______________________________________________________________________。

（3）该实验可得出的结论是_______________________________________________________。

【答案】（1）解离→漂洗→染色→制片　

（2）E组　  排除醋酸丙酯的影响　

（3）香烟焦油能诱导微核产生，且浓度越高诱导作用越强

【解析】（1）制作洋葱根尖临时装片的一般步骤为：解离→漂洗→染色→制片。（2）该实验的自变量是不同浓度的焦油，且焦油溶解在醋酸丙酯中，为了排除溶剂醋酸丙酯对实验结果的影响，设立了E组作为对照组。（3）通过表格中的数据分析，香烟焦油能诱导微核产生，且浓度越高诱导作用越强。

1．若要观察植物细胞有丝分裂中期的染色体。适宜的材料和染液组合是

A．大蒜根尖细胞，龙胆紫溶液

B．玉米根尖细胞，台盼蓝染液

C．菠菜叶肉细胞，碘液

D．番茄果肉细胞，吡罗红染色剂

2．下列关于“观察植物细胞的有丝分裂实验”的叙述，正确的选项是

①选取根尖的分生区进行观察        

②龙胆紫溶液主要使细胞质着色

③漂洗的目的是洗去多余染液        

④盐酸和酒精混合液起解离作用

A．①② 

B．②③ 

C．①④ 

D．③④

3．下列关于“观察植物细胞有丝分裂实验”的叙述，不正确的是

A．装片制作的步骤是解离→漂洗→染色→制片

B．视野中绝大多数细胞处于分裂间期

C．漂洗的目的是使组织细胞相互分离开来

D．无法持续观察一个细胞从间期到末期的连续分裂过程

4．用光学显微镜观察有丝分裂过程，如果仅从细胞分裂周期来看，图中哪种植物作为实验材料最适合

A．A                          B．B

C．C                          D．D

5．下列有关观察高等植物细胞有丝分裂实验现象的叙述，错误的是

A．分生区的细胞呈正方形

B．能够观察到中心体发出的星射线形成纺锤体

C．处于分裂前期的细胞可以观察到核仁

D．向左下方略移动装片，图像向右上方移动

6．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如表所示(“＋”表示操作，“－”表示未操作)：

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

7．以马蛔虫受精卵为实验对象，制作并观察有丝分裂的临时装片，下列叙述正确的是

A．用10%的盐酸处理马蛔虫受精卵，使细胞相互分离
B．解离和染色后都需漂洗，后者是用50%乙醇洗去多余的染料
C．细胞内染色体能被醋酸洋红等酸性染料染成深色，说明细胞膜失去选择透性

D．在高倍镜下能观察到细胞核中出现线状或棒状的染色体，这类细胞只占少部分

8．下图是某同学实验时拍摄的洋葱根尖分生区细胞分裂图，①~⑤表示不同的细胞分裂时期。下列叙述正确的是

A．①时期整个细胞的DNA与染色体数量之比等于1
B．②时期染色体的着丝点都排列在细胞中央的细胞板上
C．④时期细胞内两组中心粒发出纺锤丝构成纺锤体

D．细胞周期中各时期的顺序是⑤→④→①→③

9．有文章介绍，铝对植物生长有益，但在一定的条件下铝对植物也有毒害作用。请设计实验探究三氯化铝对洋葱根尖细胞有丝分裂的影响。（提示：细胞分裂情况可用细胞分裂指数来衡量，即分裂期细胞数与所观察的细胞总数之比值）。

（1）实验材料：市售无污染洋葱，1.0g/L的AlCl3溶液，显微镜，解离液，龙胆紫染液，蒸馏水，镊子，烧杯，培养皿，载玻片和盖玻片等。

（2）实验步骤：

①将两个洋葱分别放入盛有清水的A、B洁净培养皿中，在室温下培养生根，每天换水一次。约38～48 h后洋葱萌生新根。

②在A培养皿中加入10 mL_________________，在B培养皿中加入___________________。

③培养相同时间后，各取A、B培养皿中相同数量的洋葱根尖数个，分别进行如下操作：

ⅰ．解离：剪取洋葱根尖5 cm，放入盛有适量解离液的培养皿中，在室温下解离3～5 min。

ⅱ．染色：把根尖放在盛有适量龙胆紫溶液的培养皿中染色3～5 min。

ⅲ．漂洗：将根尖放入盛有清水的培养皿中漂洗约10 min。

ⅳ．制片：将根尖放在载玻片上，加一滴清水，并用镊子把根尖弄碎，盖上载玻片，用拇指轻轻按压载玻片，制成临时装片．

请改正上述操作中的3处错误：_______________________________________、_________________________________________、_________________________________________。

④观察A、B根尖分生区各1 000个细胞，分别计算分裂指数。如图是其中的一个观察视野，a、b、c、d中，最适于观察染色体的形态和数目的是________。

（3）实验预期结果与结论：

①A培养皿中洋葱根尖的分裂指数明显大于B，说明三氯化铝对细胞分裂有促进作用；

②______________________________________________________；

③A培养皿中洋葱根尖的分裂指数明显小于B，说明三氯化铝对细胞分裂有抑制作用。

（4）根据你的预期结果，在本实验的基础上请再提出一个值得探究的课题：___________________

10．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：____________________。该区域的细胞中能产生ATP的细胞器有________。

（2）细胞是独立分裂的，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)。③和④过程中细胞核遗传物质________(填“发生”或“不发生”)改变。

11．（2019北京卷·1）玉米根尖纵切片经碱性染料染色，用普通光学显微镜观察到的分生区图像如下。

对此图像的观察与分析，错误的是

A．先用低倍镜再换高倍镜观察符合操作规范

B．可观察到箭头所指细胞的细胞核和细胞壁

C．在图像中可观察到处于分裂期前期的细胞

D．细胞不同结构成分与该染料结合能力不同

12．（2019江苏卷·7）下列关于观察植物细胞有丝分裂实验的叙述，正确的是

A．只有从新生的根尖上取材，才能观察到有丝分裂

B．解离时间要尽量长，以确保根尖组织细胞充分分离

C．滴加清水、弄碎根尖以及压片都有利于细胞的分散

D．临时装片镜检时，视野中最多的是处于分裂中期的细胞

13．(2015·福建卷)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____________，如图为显微镜下观察到的部分细胞图像，箭号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：__________________________________________。

1．【答案】A

【解析】大蒜根尖细胞可以进行有丝分裂，龙胆紫溶液可以把染色体染成深色，A正确；玉米根尖细胞可以进行有丝分裂，但台盼蓝染液不能对染色体进行染色，B错误；菠菜叶肉细胞不能进行有丝分裂，碘液也不能对染色体进行染色，C错误；番茄果肉细胞不能进行有丝分裂，吡罗红染色剂不能对染色体进行染色，D错误。故选A。

2．【答案】C

【解析】①因为分生区细胞分裂旺盛，更容易观察到分裂期细胞，所以观察有丝分裂实验中常选取洋葱根尖分生区细胞，①正确；②碱性染料（龙胆紫、醋酸洋红或改良苯酚品红）能使染色体着色，②错误；③漂洗的目的是防止解离过度，③错误；④盐酸和酒精混合液起解离作用，目的是使细胞分散开，④正确。综上所述，ABD错误，C正确。

3．【答案】C

【解析】装片制作的步骤是解离→漂洗→染色→制片，A正确；由于细胞周期中间期时间长于分裂期，所以视野中绝大多数细胞处于分裂间期，B正确；漂洗的目的是洗去解离液，便于染色体着色，C错误；由于解离过程中细胞已经死亡，所以无法持续观察一个细胞从间期到末期的连续分裂过程，D正确。

4．【答案】D

【解析】细胞周期中分裂间期持续的时间长，分裂期持续的时间短，因此显微镜下处于分裂期的细胞数量少，为能在视野中找到各个时期的细胞，应尽量选择细胞周期短、分裂期占的比例大的材料。A图细胞周期最长，分裂期持续时间所占比例是5.8÷38×100%≈15.2%，A不适合作为实验材料，A错误；B图细胞周期较短，分裂期持续时间所占比例是4÷23×100%≈17.4%，B不适合作为实验材料，B错误；C图细胞周期持续的时间较长，分裂期持续时间所占比例是3.5÷32×100%≈11.0%，不能选作实验材料，C错误；D图细胞周期持续的时间最短，分裂期持续时间所占比例是：3.1÷16×100%≈19.4%，最大，适合作为观察植物细胞有丝分裂的材料，D正确。

5．【答案】B

【解析】分生区细胞排列紧密，呈正方形，A正确；高等植物细胞没有中心体，B错误；有丝分裂前期，细胞中核膜逐渐消失、核仁逐渐解体，处于分裂前期的部分细胞中有核仁，C正确；移动装片时物像与实物移动方向相反，所以向左下方移动装片，图像应向右上方移动，D正确。故选B。

6．【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。

7．【答案】D

【解析】用10%的盐酸处理能使植物细胞的果胶质层松散，不能使马蛔虫的受精卵解离，A错误；解离后用清水漂洗除去酸性物质，便于碱性染料染色，染色后不需要再漂洗，B错误；染色体能被碱性染料染成深色，C错误；染色体的形态是线状或棒状，有该种形态染色体的细胞是分裂期细胞，只占少部分，D正确。

8．【答案】D

【解析】据图分析，①时期为有丝分裂后期，细胞核中的DNA与染色体数量之比等于1，A错误；②时期为有丝分裂中期，所有染色体的着丝点都排列在细胞中央的赤道板上，B错误；洋葱属于高等植物，细胞中没有中心体，C错误；图中的①→⑤分别表示后期、中期、末期、前期和间期，因此细胞周期中各时期的顺序是⑤→④→②→①→③，D正确。

9．【答案】（2）②1.0g/L的AlCl3溶液    等量的蒸馏水    ③将“5cm”改成“2～3mm”    第二步与第三步颠倒    将“盖上载玻片”改成“盖上盖玻片后，再加一片载玻片”    ④a   

（3）②A培养皿中洋葱根尖的分裂指数和B相差不大，说明三氯化铝对细胞分裂没有影响   

（4）探究三氯化铝浓度或作用时间对洋葱根尖细胞分裂的影响   

【解析】（2）该实验目的是探究三氯化铝对洋葱根尖细胞有丝分裂的影响，则自变量为是否含有三氯化铝，因变量是对有丝分裂的影响，观察指标是细胞分裂情况，可用细胞分裂指数来衡量，即分裂中期细胞数与所观察的细胞总数之比值。所以实验步骤②应该分别作不同处理：在A培养皿中加入10毫升1.0g/L的AlCl3溶液，B中加等量的蒸馏水。③已知洋葱根尖有丝分裂装片制作步骤是：解离→漂洗→染色→制片，在染色之前先漂洗，防止酸碱中和，所以该步骤中有3处错误需要纠正：a．将第一步中的“5 cm”改成“2～3 mm”；b．实验的第二步与第三步顺序应该颠倒，即先漂洗后染色；c．将第四步中“盖上载玻片”改成“盖上盖玻片后，再加一片载玻片”。④图中观察染色体形态和数目最佳的细胞是a（处于中期），因为中期染色体的着丝点整齐的排在赤道板平面上，形态固定，数目清晰。（3）该实验预期可能有3种不同的结果与结论：①A培养皿中洋葱根尖的分裂指数明显大于B，说明三氯化铝对细胞分裂有促进作用；②A培养皿中洋葱根尖的分裂指数和B相差不大，说明三氯化铝对细胞分裂没有影响；③A培养皿中洋葱根尖的分裂指数明显小于B，说明三氯化铝对细胞分裂有抑制作用。（4）根据预期结果，可进一步探究三氯化铝浓度或作用时间对洋葱根尖细胞分裂的影响。

10．【答案】（1）b　  B→A→D→C　  线粒体　

（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　  不发生

【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。根尖无叶绿体，所以能产生ATP的细胞器只有线粒体。（2）观察有丝分裂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。(4)可以用于观察细胞质壁分离的细胞应是成熟区细胞。③和④细胞分化的过程中细胞核遗传物质没有发生改变。

11．【答案】B

【解析】用普通光学显微镜观察根尖分生区的装片，要先用低倍镜观察，再用高倍镜观察，A正确；图中箭头所指的细胞处于有丝分裂后期，姐妹染色单体分开，染色体数目加倍，此时观察不到细胞核，因为，细胞核在有丝分裂前期逐渐消失，B错误；有丝分裂前期染色质缩短变粗，成为染色体，核仁逐渐解体，核膜逐渐消失，从细胞的两极发出纺锤丝，形成一个梭形的纺锤体，染色体散乱地分布在纺锤体中央，据以上特点，可以在图像中观察到处于分裂期前期的细胞，C正确；碱性染料易于与染色体结合，而不易与其他结构成分结合，D正确；因此，本题答案选B。

12．【答案】C

【解析】从生长旺盛的部位取材，包括茎尖、形成层、根尖等部分，均可以观察到有丝分裂，A错误；解离时间一般在3~5 min，时间过长，细胞过于酥软，不利于漂洗且染色体易被破环，因此解离的时间不宜过长，B错误；在观察有丝分裂的实验中滴加清水，主要目的是为了更容易将盖玻片盖上，盖好盖玻片后实验材料会充盈在水环境中，处于比较舒展状态，便于使用显微镜观察其结构，弄碎根尖、压片可使细胞分离开，因此三者都有利于细胞的分散，C正确；由于细胞分裂间期的时间最长，因此临时装片镜检时，视野中最多的是处于有丝分裂间期的细胞，D错误。

13．【答案】（1）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

【解析】（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中央的一个平面上，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为0.69%，可可碱浓度为1.0 mmol/L时实验组后期和末期分裂指数为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，从而导致分裂后期和末期的细胞数目减少。（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。