Question

秋水仙素是从植物秋水仙中提取出来的一种生物碱，呈黄色针状结晶、味苦、有毒。其毒害作用之一是抑制纺锤体的正常形成，阻碍染色体的移动，从而影响细胞有丝分裂的正常进行。某兴趣小组从一株秋水仙中提取得到秋水仙素晶体，并将其制备成溶液。为证明秋水仙素溶液对细胞有丝分裂有抑制作用，该小组以洋葱根尖为材料设计了如下实验，请回答相关问题。

（1）在洋葱生长的过程中，根尖分生区细胞经过有丝分裂产生的部分子细胞会逐渐变为伸长区和成熟区的细胞，这个过程中细胞在_____上发生稳定性差异，叫做细胞分化。

（2）秋水仙素作用于根尖分生区细胞后可使细胞停留在有丝分裂的_____（填分裂期或分裂间 期），使细胞周期异常。

（3）实验中需要在取材后将所取根尖制为临时装片进行观察，装片制作的流程分为_____四步。在高倍显微镜视野下若观察到细胞呈_____（填细胞特点），则证明视野中的细胞基本为分生区细胞。

（4）本小组设计的实验步骤及准备材料如下：

材料：洋葱根尖若干、蒸馏水、秋水仙素溶液、解离液、碱性染色剂等

①取等量长度适宜的洋葱根尖若干，随机均分为甲、乙两组；

②甲组加入_____，乙组加入_____；

③在适宜条件下培养一段时间后，将甲、乙两组材料制成临时装片并在显微镜下观察；

④在高倍显微镜下观察视野中处于分裂期的细胞占视野细胞总数的比值，若该数据结果为甲组大于乙组， 则证明秋水仙素具有抑制细胞有丝分裂的作用。

Answer

形态、结构和生理功能 分裂期 解离—漂洗—染色—制片 正方形、排列紧密 适量秋水仙素溶液 等量蒸馏水

【解析】

1.秋水仙素作用的机理：人工诱导多倍体的方法很多，如低温处理，目前最常用且最有效的方法是用秋水仙素来处理萌发的种子或幼苗，当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，从而引起细胞内染色体数目加倍，染色体数目加倍的细胞继续进行有丝分裂，将来可能发育成多倍体植株。
2.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）细胞分化过程中使得细胞在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异。
（2）由分析可知，秋水仙素能抑制纺锤丝的形成，进而导致细胞停留在分裂期，使细胞中染色体数目加倍。
（3）要观察根尖分生区细胞，需要制作临时装片，装片制作的步骤为解离-漂洗-染色-制片。分生区细胞呈正方形，排列紧密，有的细胞正在分裂。
（4）设计本实验的目的为证明秋水仙素溶液对细胞有丝分裂的抑制作用，故可知实验的自变量为是否用适宜浓度的秋水仙素处理分生区细胞，因变量为细胞有丝分裂是否被抑制（这里通过观察处于分裂后期的细胞数来衡量），实验设计如下：
①分组编号，取等长度洋葱根尖分生区材料若干，均分为甲、乙两组；
②给与不同的处理，甲组用适量浓度的秋水仙素溶液处理，乙组加入等量蒸馏水；
③无关变量相同且适宜，在适宜条件下培养一段时间后，将甲、乙两组材料制成临时装片并在显微镜下观察；
④实验结果观察，因为秋水仙素能使细胞分裂过程停留在后期，所以可以通过比较在高倍显微镜下观察到的两组视野中处于有丝分裂后期的细胞数目所占比例大小来对实验结果做出判断，若该数据结果为甲组大于乙组，则证明秋水仙素具有抑制细胞有丝分裂的作用。