低温诱导植物染色体数目的变化.docx

低温诱导植物染色体数目的变化低温诱导植物染色体数目的变化 一、实验目的： 1学习低温诱导植物染色体数目变化的方法 2理解低温诱导植物细胞染色体数目变化的作用机制 二、实验原理： 进行正常有丝分裂的植物分生组织细胞，在有丝分裂后 期，染色体的着丝点分裂，子染色体在纺锤丝的作用下，分别移向两极，最终被平均分配到两个子细胞中去。 用低温处理植物分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，以致影响染色体被拉向两极，使细胞也不能分裂成两个子细胞。结果，植物细胞染色体数目发生变化。 三、材料用具： 洋葱或大葱、蒜均为二倍体，体细胞中染色体数为16，培养皿、滤纸、纱布、烧杯、镊子、剪刀、显微镜，载玻片、盖玻片、冰箱，卡诺氏液，改良苯酚品红染液，体积分数为15%的盐酸溶液，体积分数为95%的酒精溶液 四、实验步骤： 第 1 页 共 1 页 试剂及用途： (1)卡诺氏液：固定细胞形态。 (2)95%酒精：冲洗附着在根尖表面的卡诺氏液。 (3)解离液：(质量分数为15%HCI和体积分数为95%酒精1:1混合)使组织中的细胞分离开 (4)清水：洗去解离液，防止解离过度，便于染色。 (5)改良苯酚品红染液：使染色体着色。 五、注意事项：造成看不到染色体数加倍且无仿锤体的细胞原因较多，常见原因有： 1）没有培养出分生区或没有剪取到分生区 2）低温诱导时间不足 3）解离不充分或漂洗不干净造成染色不足 4）染色时间控制不当，看不清染色体 5）没有低倍镜寻找过程 六、实验结论： _ 如没有观察到染色体加倍，分析可能原因。 七、秋水仙素与低温都能诱导染色体数目加倍，两者在原理上有什么相似之处？ 第 2 页 共 2 页 八、课后作业 导与练 课后作业，P116,9 九、作业拓展-实验能力考查例题 考试说明要求的实验与探究能力 能独立完成“生物知识内容表”所列实验。包括实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握有关的操作技能，并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合的运用。 具备验证相关生物学事实的能力，并能对实验现象和结果进行解释、分析和处理 具有对一些生物学问题进行初步探究的能力。包括确认变量、做出假设和预期、设计可行的研究方案、处理和解释数据、根据数据做出合理的判断等。 能对一些简单的实验方案做出恰当的评价和修改。 典型例题 题型一：考查考试说明要求的基础实验，检测生物学基础知识和基本技能 1. 用普通显微镜观察切片，当用低倍物镜看清楚后，转换为高倍物镜却看不到或看不清原来观察到的物体，不可能的原因是 A 物体不在视野中央 B 切片放反，盖玻片在下面 C 低倍物镜和高倍物镜的焦点不在同一平面 D 未换目镜 答案 D 第 3 页 共 3 页 解析这是一道考核显微镜技术操作能力的题目。如果没有亲自动手运用显微镜做过实验，或很少使用而缺乏正确使用显微镜的能力，就不大可能做对这道题。这类题目通常是考察学生已做过的实验的独立操作能力或生物学科基本实验技能; 2下列实验中所用试剂错误的是 A 在观察植物细胞有丝分裂实验中，使用醋酸洋红溶液使染色体着色 B 在提取叶绿体色素实验中，使用丙酮提取色素 C 在DNA的粗提取与鉴定实验中，使用氯化钠溶液析出DNA D 在蛋白质的鉴定实验中，使用苏丹染液鉴定蛋白质 答案D 解析本题通过一道题考查了四个基础实验“植物有丝分裂临时装片的制作”、“叶绿体色素提取和分离实验”“DNA的粗提取和鉴定”“蛋白质、还原性糖和脂肪的鉴定”，这些实验涉及到实验操作步骤、原理、方法和注意事项等。制作植物细胞有丝分裂临时装片的步骤：生根取材解离漂洗染色制片观察，染色剂用龙胆紫或醋酸洋红等碱性染料。叶绿体色素的提取和分离的原理和方法、所用的试剂、注意事项等要清楚；DNA的粗提取和鉴定实验的原理、两次加蒸馏水的作用、95冷酒精的作用等。三大有机物的鉴定所用试剂、出现的特定颜色、注意事项等，如还原性糖的鉴定斐林试剂的甲液和乙液先混合再加入还原性糖溶液中水浴加热，而蛋白质鉴定中双缩脲试剂是先加A液然后再加B液； 3下图所示是关于“DNA的粗提取和鉴定实验： 第 4 页 共 4 页 实验材料选用鸡血细胞的主要原因是：血细胞中红细胞 ，家鸡属于鸟类，新陈代谢旺盛，因而血液中红细胞数目 ，可以提供丰富的 。 实验前由教师制备鸡血细胞液供学生做实验材料，而不是选用鸡的全血，这是因为 。 生活在牧区的人们，采集牛、羊和马血比较方便，若他们按实验要求完成实验步骤后，结果是很难提取到DNA，这是因为这些动物和人类一样 ，但若是改用动物肝脏做实验材料，实验能顺利进行，这是因为 。 在图A所示的实验步骤中加蒸馏水的目的是 ，通过图B所示的实验步骤取得滤液，再在溶液中加入2mol/LNaCl溶液的目的 ，图中C所示实验步骤中加蒸馏水的目的是 。 为鉴定实验所得丝状物的主要成分是DNA，可滴加 溶液，结果丝状物被染成蓝色。 答案含有细胞核 多 DNA 全血包括血浆和血细胞，血浆中的纤维蛋白原会使血浆凝固 成熟的红细胞中没有细胞核 肝细胞中有细胞核使鸡血细胞破裂 ； 使DNA溶解在NaCl溶液中； 稀释NaCl溶液，促使DNA钠盐形成丝状物 二苯胺 解析本题考查DNA粗提取及鉴定实验操作步骤及其原理； 综上所述，该种题型要求同学们对高考考试说明中要求的基础实验的实验原理、实验步骤、实验方法、实验现象、实验结果及其结论、注意事项等方面都要掌握得非常清楚。 题型二：通过分析他人的实验现象，获得实验结论，考察学生分析实验现象获得结论能力 4“水往低处流”，但是植物体内的水却往高处流。动力从何而来，某同学为此进行两个实验： 第 5 页 共 5 页 实验一：将一枝条插入充满水的玻璃管中，玻璃管的另一端插入盛有水银的容器中。不久水银柱上升，如图一所示。 实验二：将同一植物在靠近茎的基部切断，套上一个弯曲的玻璃管，管内装有水和水银。不久，玻璃管内水分增加，水银柱上升，如图二所示，请回答： 实验一说明： 实验二说明： 根据这两个实验，你对水分在植物体内运输的动力有何新的认识 答案实验一说明：植物体内水分向上运输的动力来自于叶片的蒸腾作用形成的拉力 实验二说明：植物体内水分向上运输的动力来自于根压 新认识：植物体内水分上相运输的动力不仅来自于叶片的蒸腾作用，还来自于根压 解析 本题给出实验现象，要求学生根据实验现象，运用所学的知识分析解释实验现象，获得正确结论。图1考查的是同学们已有的知识植物体内水分的运输的动力是蒸腾拉力，而图2考查同学们根据实验现象，分析实验结果，通过一系列推理获得新结论的能力。 5将动物的肝细胞研磨并除去ATP后，放入三支标号分别为、的锥形瓶中。实验装置和处理如图a所示。将实验用的3只锥形瓶的瓶口封闭后，放入20水浴锅中，1h后的结果如图b所示。请根据实验结果回答： 第 6 页 共 6 页 实验中可以看到的明显变化是 。由此可以推断_号瓶发生了_作用。 该实验的全部结果说明 答案 号锥形瓶的酒精滴液在玻璃管中向左移动；呼吸。 肝细胞的呼吸作用需要葡萄糖和ATP 解析 本题的实验目的是考查细胞进行呼吸作用所需要的条件。该实验根据瓶内外气压变化而影响酒精液滴移动的实验现象来推测细胞是否发生呼吸作用。所以本题也考查了学生理解实验原理、控制实验条件、设计对照实验、分析实验现象和结果，得出正确结论的能力。 题型三： 评价他人的实验设计，完善、补充或修正给出的实验方案 6为证实“CO2是光合作用合成有机物的必需原料”，某同学制定了下列实验方案： 实验目的 实验材料和用具 实验方法和步骤 用一适当大小的玻璃罩罩住一株生长正常的盆栽植物和一杯NaOH溶液，密封不漏气。 将上述植物及装置放在暗中饥饿，消耗掉叶片内贮藏的有机物。暗室内装有红色安全灯。 饥饿一定时间后，自暗室中取出，照光若干小时，使其充分进行光合作用。 取一片叶，放入盛有酒精的烧杯中，水浴加热，使叶绿素溶于酒精中。 第 7 页 共 7 页 将已脱色的叶片取出，平铺在一个培养皿内，用碘碘化钾溶液，检测有无葡萄糖的特异颜色反应出现。 该实验方案有几项明显错误，请指出错误并改正。 答案 实验步骤中暗室内用红色安全灯是错误的,应改为绿色安全灯 实验步骤中的“葡萄糖”是错误的,应改为淀粉 没有设置对照。设置对照的做法是： A. 装置同题干中的步骤，但玻璃罩内用同一种生长状况相同的另一株植物代替题干中植物；用一杯清水代替NaOH溶液 B.将上述植物放在暗室中饥饿，消耗掉叶片内贮藏的有机物。暗室内装有绿色安全灯 C. 重复题干中的、及改正后的 解析 本题给出了某人为证实“CO2是光合作用合成有机物的必需原料”而制定的实验方案。要求学生运用已有的叶绿体色素的吸收光谱、光合作用的产物及光合产物的检测方法等知识，来评价、改进实验方案。所以本题在考查学生对光合作用的基本知识的掌握程度的同时；重点考察了学生根据实验目的运用对照实验的原理评价实验和设计实验方案的能力 遇到这种类型的题目，首先要明确实验目的，然后自己根据实验目的思考如果你来做实验，应该分几组。尤其要注意实验中是否设置了对照组。同时明确题目要求，该题的要求是请指出错误并改正，需要同学们分两步回答，先指出错误，然后再改错。 7有人设计了下列实验，试图证明“生长素在植物体的运输，主要是从植物体的形态学上端向下端运输，而不能倒转过来运输”。 一、 材料与用具：胚芽鞘、琼脂、刀片等 二、 方法、步骤和结果 第 8 页 共 8 页 三、 结论：以上实验证明了“生长素在植物体内的运输，主要是从植物体形态 学上端向下，而不能倒转过来运输”。 我们认为，仅用该实验步骤、还不足以证明以上结论，请在上述实验的基础上补充相应的实验方法和步骤。 答案 另取一段胚芽鞘中间部分倒放。上面放含IAA的琼脂块，下面放空白琼脂块；上述空白琼脂块的一部分放在去尖的胚芽鞘一侧。 有些同学设计的实验方案是：另取一段胚芽鞘中间部分。上面放空白琼脂块，下面放含IAA的琼脂块；上述空白琼脂块的一部分放在去尖的胚芽鞘一侧。这样做看起来好像与标准答案没有区别，但实际上这种设计不能排除重力的影响，研究的不是单一变量。所以设计实验时应该严谨、科学。解析 科学实验必须慎密、周到，这样得出的结论才能令人信服，实验必须有对照，对有关现象必须具有正反两个方面的实验，这样得出的结论才无懈可击。本题意在考核学生能否运用对照实验的原理和方法来评价题中所示的实验方案，并将其完善。 注意：该实验的要求是请在上述实验的基础上补充相应的实验方法和步骤，不能全盘否定原有的实验方案，而是要在原有的实验设计的基础上补充实验方案。 8为验证“镁是植物生活的必需元素”，三位同学进行了实验设计，下列是实验的基本思路。请分别指出三个实验思路能否达到实验目的，为什么？再写出你的实验思路。 第 9 页 共 9 页 实验一：取生长状况一致的大豆幼苗，用符合实验要求的容器进行培养。对照组容器内只盛有蒸馏水，实验组盛有用蒸馏水配制的镁盐溶液。两组置于相同的适应条件下培养，并对溶液通气，观察比较两组植物的生长发育情况。 实验二：取生长状况一致的大豆幼苗，栽培在盛有砂性土壤的容器中，对照组浇以蒸馏水，实验组浇以用蒸馏水配制的镁盐溶液，两组置于相同的适应条件下培养，观察比较两组植物的生长发育情况。 实验三：取生长状况一致的大豆幼苗，栽培在盛有砂性土壤的容器中，对照组浇以含有植物必需的各种元素的完全营养液，实验组浇以不含镁离子的完全营养液，两组置于相同的适应条件下培养，观察比较两组植物的生长发育情况。 下面由你进行实验设计，请写出你的设计思路。 答案 不能，因为蒸馏水和用蒸馏水配制镁盐溶液均因为缺乏植物必需的矿质元素而不能正常生长。 不能，因为两种容器中的砂性土壤都可能含有镁离子。 不能，因为两种容器中的砂性土壤都可能含有镁离子。 取生长状况一致的大豆幼苗，用符合实验要求的容器进行培养，对照组盛有含植物必需的各种矿质元素的完全营养液，实验组盛有不含镁离子的完全营养液。两组置于相同的适宜条件下培养，并对溶液通气。观察比较两组植物的生长状况。 该题主要考查探究实验能力。就是要求考生在理解实验目标的基础上，对假想的三种实验设计思路做出评价，然后设计出能够达到预期实验目标的合理方案。题目提供的三种实验设计思路中，均含有程度不同的合理成分，考生逐一对上述实验思路进行评价时，不仅要重视分析和阐明实验设计不能取得预期结果的原因，而且要关注实验设计思路中隐含的合理成分，从而为提出一个合理的实验设计思路创造条件。 第三个题型基本的思路就是在评价别人的实验方案时，取其精华，去其不足或错误。修正、补充或自己设计实验方案时采取仿写的办法。 第 10 页 共 10 页 题型四： 根据实验目的或实验课题，独立设计试验 9植物叶片表皮上分布着大量的气孔，气孔结构如图所示。当组成气孔的细胞吸水后，会膨胀变形，气孔开启；反之细胞失水收缩，气孔关闭。请根据所给的实验材料和用具，设计一个实验，证明气孔具有开启和关闭的功能。要求写出实验步骤、预测实验结果并做出解释： 实验材料与主要用具： 菠菜、清水、浓盐水、盖玻片、载玻片、显微镜、吸水纸、滴管、镊子等。 实验步骤： 预期实验结果并作解释： 答案实验步骤： 1、取菠菜叶，用镊子撕取下表皮 2、在载玻片上滴一滴清水，将下表皮放入清水中，盖上盖玻片，制成临时装片 3、将临时装片放在显微镜的载物台上，先在低倍镜下找到气孔，移到视野中央，再用高倍镜进行观察，记录观察到的气孔状态 4、在盖玻片的一侧滴上浓盐水，在另一侧用吸水纸引流，反复多次 5、连续观察气孔的变化，并作记录。 第 11 页 共 11 页 预期实验结果并作解释： 在清水中气孔开启，因为当细胞液浓度大于细胞外溶液的浓度时，保卫细胞吸水膨胀变形，气孔开启；在浓盐水中气孔关闭，因为当细胞液浓度小于细胞外溶液浓度时，保卫细胞失水收缩，气孔关闭。 解析 这是一道开放的实验设计题，题干中给出实验材料、用具、原理，以及实验要研究的课题，要求学生能将平时练习显微镜的使用和临时玻片标本的制作等实验操作和实验技能进行综合运用，设计实验，解决新问题。 10现有一种植物的种子，已经知道它的萌发需要水分、适宜的温度和氧气，但不了解其萌发与光是否有关。为探究光的有无对该种子萌发的影响，请你依据所给材料和用品设计出实验的方法步骤，预测可能的实验结果，并分别得出相应的结论。 材料和用品：数量充足的铺有滤纸的培养皿、无菌水、表面消毒过的种子等 方法步骤： 预测实验结果及相应的结论： 答案方法步骤：向培养皿中倒入适量的水，将等量的种子分别放入两组已标号为1、2的培养皿中。将1组置于有光照的环境中，2组置于黑暗环境中，在培养过程中，使两组所处温度、水分、空气状况适宜且相同。观察比较两组种子的萌发率 可能的实验结果及相应的结论：若有光组和无光组种子的发芽率差别不大，则该种植物种子的萌发不受第 12 页 共 12 页 光的影响。若有光组发芽率明显高于无光组，则光是该种植物种子的萌发的必要条件之一。若无光组发芽率明显高于有光组，则光抑制该种植物种子的萌发。 解析 本题不仅考察了同学们进行独立实验设计的能力，而且考察了同学们根据不同的实验要求预测实验结果的能力。 实验设计能力常常是考查的重点，也是考试的难点，在进行实验设计时，同学们要注意以下方面： 1明确实验的目的：如遇到这样的题目：探究pH对酵母菌酒精发酵酶的活性的影响。针对这个实验题目，要明确：pH是该实验设计的可变因素，要保证实验步骤测定的确实是不同pH条件下的酶的活性；既然研究酒精发酵酶的活性，应控制酵母菌酒精发酵的无氧环境。 2明确实验所依据的原理：只有明确实验原理，才可依据原理设计方案。实验步骤地设计才不会有大的出入。 3明确实验设计的一般原则和规范。 4.解题模板： 变式训练 第 13 页 共 13 页