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第第2 2课时实验课时实验: :观察根尖分生组织细胞的观察根尖分生组织细胞的有丝分裂有丝分裂自主学习自主学习凝练素养凝练素养自主学习自主学习 读教材读教材学基础学基础请仔细阅读教材第请仔细阅读教材第115115116116页页“实验实验”, ,完成下面的问题。完成下面的问题。一、实验原理一、实验原理1.1.高等植物根尖、茎尖等分生区细胞能进行有丝分裂。高等植物根尖、茎尖等分生区细胞能进行有丝分裂。2.2.在高倍显微镜下在高倍显微镜下, ,可根据细胞内染色体的可根据细胞内染色体的 , ,识别该细胞处识别该细胞处于有丝分裂的哪个时期。于有丝分裂的哪个时期。3.3.细胞核内的染色体容易被细胞核内的染色体容易被 着色。着色。二、实验步骤二、实验步骤1.1.洋葱根尖的培养洋葱根尖的培养实验前实验前3 34 4天天, ,将洋葱放在装满清水的广口瓶上将洋葱放在装满清水的广口瓶上, ,底部接触水底部接触水, ,把装置放在把装置放在温暖的地方温暖的地方, ,经常换水经常换水, ,以防止烂根以防止烂根, ,待根长约待根长约 时时, ,取生长健壮的根尖取生长健壮的根尖制成临时装片观察。制成临时装片观察。存在状态存在状态碱性染料碱性染料5 cm5 cm2.2.装片的制作装片的制作取材取材 剪取洋葱根尖剪取洋葱根尖_2 23 mm3 mm解离解离 解离液解离液: :质量分数为质量分数为15%15%的盐酸的盐酸+ +体积分数为体积分数为95%95%的的 , ,以以 11 11的比例混合的比例混合目的目的: :使组织中的细胞使组织中的细胞 时间时间:3:35 min5 min程程 度度:_:_酒精酒精相互分离开来相互分离开来根尖酥软根尖酥软漂洗漂洗 漂洗液漂洗液: :清水清水; ;时间时间: :约约10 min10 min目的目的: :洗去药液洗去药液, ,防止防止_解离过度解离过度染色染色 染色液染色液:0.01 :0.01 g/mLg/mL或或0.02 0.02 g/mLg/mL的的 溶液溶液( (或醋酸洋或醋酸洋 红液红液) )时间时间:3:35 min5 min目的目的: :使使 着色着色龙胆紫龙胆紫制片制片 压片压片: :用镊子取出根尖用镊子取出根尖, ,放在载玻片上放在载玻片上, ,加一滴清水加一滴清水, ,并用镊子并用镊子 尖把根尖弄碎尖把根尖弄碎, ,盖上盖玻片盖上盖玻片, ,在盖玻片上再加一片载玻在盖玻片上再加一片载玻 片。然后片。然后, ,用拇指轻轻按压载玻片用拇指轻轻按压载玻片目的目的: :使细胞使细胞 开来开来, ,有利于观察有利于观察分散分散染色体染色体3.3.观察观察先在低倍显微镜下找到先在低倍显微镜下找到 细胞细胞( (特点特点: : ),),将其移至视野中央将其移至视野中央, ,然后换上高倍显微镜然后换上高倍显微镜, ,先找分裂先找分裂 期的细胞期的细胞, ,然后再然后再找找 期、后期、末期细胞。最后观察期、后期、末期细胞。最后观察 的细胞。的细胞。4.4.绘图绘图绘出植物细胞有丝分裂中期简图。绘出植物细胞有丝分裂中期简图。思考思考 能否将视野固定在一个细胞中观察其连续的变化过程能否将视野固定在一个细胞中观察其连续的变化过程? ?提示提示: :将视野固定在一个细胞观察不到动态分裂过程将视野固定在一个细胞观察不到动态分裂过程, ,因为细胞解离后已被因为细胞解离后已被杀死杀死, ,所以要通过移动装片寻找不同时期的细胞分裂图像。所以要通过移动装片寻找不同时期的细胞分裂图像。分生区分生区细胞呈正方形细胞呈正方形, ,排列紧密排列紧密中中前前分裂间期分裂间期主题主题凝练素养凝练素养 解难题解难题提能力提能力观察分生组织细胞有丝分裂实验过程中的问题剖析观察分生组织细胞有丝分裂实验过程中的问题剖析教师参考教师参考问题引领问题引领: :1.1.制作有丝分裂装片的关键操作是什么制作有丝分裂装片的关键操作是什么? ?各起什么作用各起什么作用? ?2.2.实验中使用了哪些试剂实验中使用了哪些试剂? ?各有什么作用各有什么作用? ?3.3.通过观察通过观察, ,哪个时期细胞的染色体形态和数目最清晰哪个时期细胞的染色体形态和数目最清晰? ?1.1.实验中在用解离液对根尖进行解离的时候实验中在用解离液对根尖进行解离的时候, ,时间选择时间选择3 35 min,5 min,处理处理时间太短或太长都不好时间太短或太长都不好, ,请思考要严格控制时间的原因。请思考要严格控制时间的原因。解离时间过长会使根尖过分酥软且染色体成分会被破坏解离时间过长会使根尖过分酥软且染色体成分会被破坏; ;过短会使过短会使根尖细胞解离不充分根尖细胞解离不充分, ,不能相互分离。不能相互分离。2.2.装片中细胞相互重叠装片中细胞相互重叠, ,会导致观察效果不理想会导致观察效果不理想, ,请思考实验中有哪些请思考实验中有哪些操作可以保证细胞相互分散开。操作可以保证细胞相互分散开。解离要充分解离要充分; ;用镊子弄碎用镊子弄碎; ;压片。压片。3.3.视野中处于哪个分裂时期的细胞数目最多视野中处于哪个分裂时期的细胞数目最多? ?为什么为什么? ?处于间期的细胞数目最多处于间期的细胞数目最多, ,因为在一个细胞周期中间期时间最长。因为在一个细胞周期中间期时间最长。4.4.在观察时如何找到分生区细胞在观察时如何找到分生区细胞? ?把制成的装片先放在低倍镜下观察把制成的装片先放在低倍镜下观察, ,移动装片移动装片, ,找到呈正方形且排列紧找到呈正方形且排列紧密的细胞即为分生区细胞。密的细胞即为分生区细胞。5.5.为什么要将解离过的洋葱根尖先漂洗再染色为什么要将解离过的洋葱根尖先漂洗再染色? ?漂洗的目的是防止解离过度漂洗的目的是防止解离过度, ,根尖过度酥软根尖过度酥软; ;洗去根尖组织中的解洗去根尖组织中的解离液离液, ,有利于碱性染料着色。两者顺序不能颠倒有利于碱性染料着色。两者顺序不能颠倒, ,否则解离液中的盐酸否则解离液中的盐酸会影响染色效果。会影响染色效果。6.6.在制片时两次用到载玻片在制片时两次用到载玻片, ,作用分别是什么作用分别是什么? ?一次是放置根尖一次是放置根尖, ,另一次是在盖玻片上加一片载玻片另一次是在盖玻片上加一片载玻片, ,目的是使细胞均目的是使细胞均匀分散匀分散, ,避免压碎盖玻片。避免压碎盖玻片。7.7.观察洋葱有丝分裂实验观察洋葱有丝分裂实验, ,根尖培养温度为什么会影响细胞周期不同时根尖培养温度为什么会影响细胞周期不同时期的时间长短期的时间长短? ?温度影响酶活性温度影响酶活性, ,影响细胞的代谢影响细胞的代谢, ,进而影响细胞周期不同时期的时间进而影响细胞周期不同时期的时间长短。长短。【典例典例】 (2017 (2017广东中山统测广东中山统测) )某校的研究性学习小组开展了某校的研究性学习小组开展了“探究洋葱根尖分生组织探究洋葱根尖分生组织细胞有丝分裂的日周期性细胞有丝分裂的日周期性”的课题研究的课题研究, ,以确定洋葱根尖取材的最佳时间。细胞分裂指数以确定洋葱根尖取材的最佳时间。细胞分裂指数是衡量洋葱根尖细胞分裂状况的指标之一是衡量洋葱根尖细胞分裂状况的指标之一, ,分裂指数分裂指数= =观察视野中分裂期细胞的平均数观察视野中分裂期细胞的平均数/ /总总细胞平均数细胞平均数100%100%。实验操作步骤如下。实验操作步骤如下: :第一步第一步: :取多个已经培养好的洋葱取多个已经培养好的洋葱( (根长约为根长约为5 cm)5 cm)作为实验材料。作为实验材料。第二步第二步: :在某一天的在某一天的8 81818点时间段内每隔点时间段内每隔1 1小时小时, ,取取3 3根洋葱根尖分别制成临时装片。根洋葱根尖分别制成临时装片。制作临时装片的方法如下制作临时装片的方法如下: :解离解离: :剪取洋葱根尖剪取洋葱根尖2 23 mm,3 mm,立即放入盛有质量分数为立即放入盛有质量分数为15%15%的盐酸和体积分数为的盐酸和体积分数为95%95%的酒的酒精混合液精混合液(11)(11)的玻璃皿中的玻璃皿中, ,在室温下解离在室温下解离15 min15 min。染色染色: :把根尖放进盛有质量浓度为把根尖放进盛有质量浓度为0.01 0.01 g/mLg/mL龙胆紫溶液的玻璃皿中染色龙胆紫溶液的玻璃皿中染色3 35 min5 min。漂洗漂洗: :将根尖放入盛有清水的玻璃皿中漂洗约将根尖放入盛有清水的玻璃皿中漂洗约10 min10 min。制片制片: :将根尖放在载玻片上将根尖放在载玻片上, ,加一滴清水加一滴清水, ,并用镊子把根尖弄碎并用镊子把根尖弄碎, ,盖上载玻片盖上载玻片, ,用拇指轻轻用拇指轻轻按压载玻片。按压载玻片。第三步第三步: :观察、计数并记录结果。观察、计数并记录结果。请回答下列问题请回答下列问题: :(1)(1)该实验的自变量是该实验的自变量是 。(2)(2)请改正临时装片制作步骤中的请改正临时装片制作步骤中的3 3处错误处错误 。解析解析: :(1)(1)该实验的目的是确定洋葱根尖取材的最佳时间该实验的目的是确定洋葱根尖取材的最佳时间, ,所以该实验的自变量所以该实验的自变量是不同的取材时间。是不同的取材时间。(2)(2)制作临时装片的过程中制作临时装片的过程中, ,若解离过久若解离过久, ,则会使根尖过于酥软不易成形则会使根尖过于酥软不易成形, ,难以制难以制作装片作装片, ,正确的解离时间为正确的解离时间为3 35 min;5 min;如果不漂洗就染色如果不漂洗就染色, ,则残留的解离液会使则残留的解离液会使解离过度解离过度, ,同时还会影响染色效果同时还会影响染色效果, ,所以实验步骤应该是先漂洗后染色所以实验步骤应该是先漂洗后染色; ;压片过压片过程中应盖上盖玻片后程中应盖上盖玻片后, ,再加一片载玻片再加一片载玻片, ,以防盖玻片在压片时破碎。以防盖玻片在压片时破碎。答案答案: :(1)(1)不同的取材时间不同的取材时间(2)(2)将解离将解离15 min15 min改为改为3 35 min;5 min;实验步骤应该是先漂洗后染色实验步骤应该是先漂洗后染色 ; ;将将“盖上载玻盖上载玻片片”改成改成“盖上盖玻片后盖上盖玻片后, ,再加一片载玻片再加一片载玻片”(3)(3)该研究小组的同学最后把表格中的数据转变为如下的曲线图该研究小组的同学最后把表格中的数据转变为如下的曲线图, ,根据曲根据曲线图线图, ,可以得出的结论是可以得出的结论是 。解析解析: :(3)(3)从题坐标曲线图可以看出从题坐标曲线图可以看出, ,在在1111时左右细胞分裂指数最高时左右细胞分裂指数最高, ,此此时处于细胞分裂中期的细胞数量最多。所以洋葱根尖取材的最佳时刻时处于细胞分裂中期的细胞数量最多。所以洋葱根尖取材的最佳时刻是上午是上午1111时。时。答案答案: :(3)(3)洋葱根尖取材的最佳时刻是分裂指数的最高时刻即上午洋葱根尖取材的最佳时刻是分裂指数的最高时刻即上午1111时时归纳总结归纳总结 实验成功的关键实验成功的关键(1)(1)剪取生长旺盛、带有分生区的根尖剪取生长旺盛、带有分生区的根尖, ,同时注意剪取的时间同时注意剪取的时间, ,一般在上一般在上午午1010点至下午点至下午2 2点左右点左右, ,此时分生区细胞分裂旺盛。此时分生区细胞分裂旺盛。(2)(2)解离充分解离充分, ,细胞才能分散开来细胞才能分散开来, ,细胞才不会重叠。细胞才不会重叠。(3)(3)染色时染色时, ,染色液的浓度和染色时间必须掌握好染色液的浓度和染色时间必须掌握好, ,应注意染色不能过深应注意染色不能过深, ,否则镜下一片紫色否则镜下一片紫色, ,无法观察。无法观察。(4)(4)压片时用力必须恰当压片时用力必须恰当, ,过重会将组织压烂过重会将组织压烂, ,过轻则细胞未分散开来过轻则细胞未分散开来, ,两两者都将影响观察。者都将影响观察。备选例题备选例题 (2017 (2017四川南充期末四川南充期末) )下列有关下列有关“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验过程叙述正确的一组是实验过程叙述正确的一组是( ( ) )解离的目的是用药液使组织细胞相互分离解离的目的是用药液使组织细胞相互分离漂洗的目的是洗去根尖上的解离液漂洗的目的是洗去根尖上的解离液压片的目的是使根尖细胞分散开来压片的目的是使根尖细胞分散开来应选取长方形的细胞进行观察应选取长方形的细胞进行观察可以持续观察一个细胞可以持续观察一个细胞, ,认识有丝分裂的完整过程认识有丝分裂的完整过程A.A.B.B.C.C.D.D.A A 解析解析: :先在低倍镜下找到根尖分生区细胞先在低倍镜下找到根尖分生区细胞; ;再换高倍镜观察。根尖分生再换高倍镜观察。根尖分生区细胞呈正方形区细胞呈正方形, ,排列紧密排列紧密, ,具有分裂能力具有分裂能力, ,而长方形细胞可能为伸长区而长方形细胞可能为伸长区细胞细胞, ,不具有分裂能力不具有分裂能力, ,所以不能选取长方形的细胞进行观察所以不能选取长方形的细胞进行观察, ,故不正故不正确确; ;由于解离由于解离, ,细胞已死亡细胞已死亡, ,所以细胞不再继续分裂所以细胞不再继续分裂, ,不可能通过持续观不可能通过持续观察一个细胞察一个细胞, ,认识有丝分裂的完整过程认识有丝分裂的完整过程, ,故不正确。故不正确。【题组演练题组演练】1.1.(2017(2017湖北荆州段考湖北荆州段考) )下图为某学生进行某实验的基本操作步骤下图为某学生进行某实验的基本操作步骤, ,下列相下列相关表述错误的是关表述错误的是( ( ) )A.A.该实验的目的是观察细胞的有丝分裂该实验的目的是观察细胞的有丝分裂B.B.该同学的操作步骤中错误的是解离后要用清水漂洗再染色该同学的操作步骤中错误的是解离后要用清水漂洗再染色C.fC.f步骤在临时装片上再加一块载玻片的目的是防止盖玻片滑动步骤在临时装片上再加一块载玻片的目的是防止盖玻片滑动D.D.显微观察时首先应找出分裂中期的细胞显微观察时首先应找出分裂中期的细胞C C 解析解析: :f 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, ,防防止盖玻片被压碎。止盖玻片被压碎。2.2.关于观察植物细胞有丝分裂的实验关于观察植物细胞有丝分裂的实验, ,下列叙述错误的是下列叙述错误的是( ( ) )A.A.制作装片的正确顺序是解离制作装片的正确顺序是解离漂洗漂洗染色染色制片制片B.B.实验所用的龙胆紫溶液是碱性染色剂实验所用的龙胆紫溶液是碱性染色剂, ,可将可将DNADNA染成深色染成深色C.C.解离、漂洗和染色的时间都不能过长解离、漂洗和染色的时间都不能过长, ,否则会影响实验结果或观察否则会影响实验结果或观察D.D.选择不同的实验材料选择不同的实验材料, ,观察到的处于分裂中期的细胞占全部细胞的比例观察到的处于分裂中期的细胞占全部细胞的比例不同不同B B 解析解析: :龙胆紫溶液、醋酸洋红液等碱性染料龙胆紫溶液、醋酸洋红液等碱性染料, ,是将染色体染成深色是将染色体染成深色, ,而不是而不是DNADNA。形成学科核心素养形成学科核心素养( (一一) )重要生物学概念重要生物学概念1.1.高等植物根尖、茎尖等分生区细胞经碱性染料高等植物根尖、茎尖等分生区细胞经碱性染料( (龙胆紫溶液或醋酸洋红液龙胆紫溶液或醋酸洋红液) )染色后染色后, ,可用于观察细胞的有丝分裂。可用于观察细胞的有丝分裂。2.2.洋葱根尖细胞有丝分裂装片制作的流程为洋葱根尖细胞有丝分裂装片制作的流程为: :解离解离漂洗漂洗染色染色制片。制片。3.3.龙胆紫溶液或醋酸洋红液的作用是使染色体着色龙胆紫溶液或醋酸洋红液的作用是使染色体着色, ,盐酸和酒精的作用是使组织细盐酸和酒精的作用是使组织细胞相互分离开来。胞相互分离开来。4.4.由于细胞分裂间期持续时间最长由于细胞分裂间期持续时间最长, ,因此处于分裂间期的细胞数目最多。因此处于分裂间期的细胞数目最多。5.5.观察时观察时, ,先在低倍镜下找到分生区细胞先在低倍镜下找到分生区细胞, ,并调至视野中央并调至视野中央, ,再换高倍镜观察再换高倍镜观察; ;先确定先确定分裂中期的细胞分裂中期的细胞, ,再找其他期的细胞。再找其他期的细胞。( (二二) )学科核心素养学科核心素养科学探究科学探究: :制作洋葱根尖临时装片制作洋葱根尖临时装片, ,利用高倍显微镜观察植物细胞有丝分裂利用高倍显微镜观察植物细胞有丝分裂, ,并进行并进行结果的交流与讨论。结果的交流与讨论。( (三三) )网络构建网络构建请尝试构建本课时知识网络。请尝试构建本课时知识网络。
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