第1節(jié)細胞的增殖第2課時動物細胞的有絲分裂與觀察根尖分生區(qū)組織細胞的有絲分裂課標要求核心素養(yǎng)1．說出動物細胞和植物細胞有絲分裂的區(qū)別。2．制作和觀察根尖分生區(qū)組織細胞有絲分裂簡易裝片或觀察其永久裝片。1．生命觀念——通過比較動植物細胞有絲分裂的異同，認識生命現(xiàn)象的多樣性和統(tǒng)一性。2．科學思維——模型與建模：構(gòu)建有絲分裂過程中染色體和DNA數(shù)量變化模型。3．科學探究——通過觀察有絲分裂實驗，掌握顯微觀察實驗的基本操作方法，提高實踐能力。知識導(dǎo)圖

學霸記憶1．動物細胞與高等植物細胞有絲分裂的主要區(qū)別在于：①間期要進行中心體倍增。②前期紡錘體由中心粒發(fā)出的星射線組成。③末期細胞膜從中部凹陷并把細胞縊裂為兩部分。2．無絲分裂沒有出現(xiàn)紡錘絲和染色體的變化。3．甲紫溶液或醋酸洋紅液的作用是使染色體著色，鹽酸和酒精的作用是解離植物細胞。4．洋蔥根尖細胞有絲分裂裝片制作的流程為：解離→漂洗→染色→制片。5．由于細胞分裂間期持續(xù)時間最長，因此處于分裂間期的細胞數(shù)目最多。必備知識?夯實雙基一、動物細胞的有絲分裂1．動植物細胞有絲分裂的不同點中心粒

中心粒

紡錘絲

星射線

細胞板

細胞膜

2．有絲分裂特征及意義：(1)特征：將親代細胞的____________經(jīng)過復(fù)制之后，精確地平均分配到________________中。(2)意義：在細胞的親代和子代間保持了______________的穩(wěn)定性。染色體

兩個子細胞

遺傳性狀

二、無絲分裂1．特點：在分裂過程中沒有____________出現(xiàn)和____________的變化，因此叫無絲分裂。2．實例：________________的分裂。紡錘絲

染色體

蛙的紅細胞

表面積與體積

細胞核

四、觀察細胞有絲分裂實驗1．實驗原理(1)有絲分裂常見于植物的________________等分生區(qū)細胞，適宜條件下有絲分裂旺盛，易觀察到______________的細胞。(2)在高倍顯微鏡下，可根據(jù)細胞內(nèi)____________的形態(tài)識別該細胞處于有絲分裂的哪個時期。(3)細胞內(nèi)的染色體容易被________染料著色。2．實驗步驟：取材→________→________→________→________莖尖、根尖

各個時期

染色體

堿性

解離

漂洗

染色

制片

(1)無絲分裂過程中核膜不消失。 (

)(2)鹽酸解離根尖的同時也為甲紫溶液染色創(chuàng)造酸性環(huán)境。 (

)(3)解離和壓片都有利于根尖分生區(qū)細胞分散。 (

)(4)剪取5cm根尖，用酒精和吡羅紅混合液解離染色。 (

)(5)在“觀察根尖分生區(qū)組織細胞的有絲分裂”實驗中，持續(xù)觀察，視野中處于中期的細胞將分裂成兩個子細胞。

(

)活學巧練√

×

√

×

×

(6)動植物細胞有絲分裂過程中染色體的形態(tài)變化不同。 (

)(7)動物細胞分裂間期有DNA的復(fù)制和中心粒的倍增。 (

)(8)動物細胞有絲分裂過程中細胞板在末期形成。 (

)(9)動物細胞僅以有絲分裂方式進行增殖。 (

)(10)顯微鏡下絕大多數(shù)細胞能觀察到染色體。 (

)×

√

×

×

×

思考：1．動植物細胞有絲分裂過程中與細胞分裂有關(guān)的細胞器及作用是什么？提示：細胞器作用線粒體主要是供能(DNA復(fù)制、蛋白質(zhì)合成、染色體移動等)中心粒參與紡錘體的形成(動物、低等植物細胞)高爾基體參與細胞壁的形成(植物細胞)核糖體合成有關(guān)的蛋白質(zhì)2．鑒別一個正在進行有絲分裂的細胞是植物細胞還是動物細胞最可靠的方法是什么？提示：因在一些低等植物細胞里，也存在著中心體，分裂時也會出現(xiàn)星射線，因此最可靠的方法是根據(jù)有絲分裂過程中是形成細胞板使細胞質(zhì)分割為二，還是細胞膜內(nèi)陷使細胞質(zhì)分割為二作為鑒別依據(jù)。3．無絲分裂有細胞周期嗎？有DNA復(fù)制嗎？提示：無絲分裂沒有細胞周期，但有DNA復(fù)制。4．實驗中在用解離液對根尖進行解離的時候，時間選擇3～5min，處理時間太短或太長都不好，請思考要嚴格控制時間的原因。提示：①解離時間過長會使根尖過分酥軟且染色體成分會被破壞。②解離時間過短會使根尖細胞解離不充分，不能相互分離。5．視野中處于哪個時期的細胞數(shù)目最多？為什么？提示：處于間期的細胞最多，因為在細胞周期中間期經(jīng)歷時間最長。6．在觀察時如何找到分生區(qū)細胞？提示：把制成的裝片先放在低倍鏡下觀察，掃視整個裝片，找到呈正方形且排列緊密的細胞即為分生區(qū)細胞。7．為什么要將解離過的洋蔥根尖先漂洗再染色？提示：漂洗的目的是洗去根尖組織中的鹽酸，有利于堿性染料著色。漂洗、染色不能顛倒，否則解離液中鹽酸會影響染色效果。8．能否將視野固定在一個細胞觀察其連續(xù)的變化過程？如果不能，應(yīng)怎樣做？提示：不能。細胞解離后已被殺死，因此要通過移動裝片尋找不同時期的細胞分裂圖像。課內(nèi)探究?名師點睛知識點

1．根據(jù)染色體變化識別細胞分裂時期動物細胞的有絲分裂(1)染色質(zhì)變?yōu)槿旧w，染色體散亂分布→前期，如圖1。(2)著絲粒排列在赤道板上→中期，如圖2。(3)著絲粒分裂，染色體數(shù)目加倍→后期，如圖3。(4)染色體變成染色質(zhì)→末期，如圖4。

有關(guān)動物細胞有絲分裂的敘述，正確的是 (

)A．細胞板在細胞有絲分裂末期形成B．紡錘體形成于分裂前期，消失于分裂后期C．在分裂末期，細胞膜內(nèi)陷形成兩個子細胞D．在分裂中期，兩個中心粒復(fù)制形成兩組中心粒解析：動物細胞有絲分裂過程中不形成細胞板，故A錯；紡錘體是在分裂末期消失的，所以B錯；C描述的是典型的動物細胞分裂末期的現(xiàn)象，故正確；兩個中心粒復(fù)制形成兩組中心粒是在分裂間期，D錯。故選C。典例1典例剖析C

1．(2020·河南鶴壁期末改編)如圖是某生物的細胞分裂示意圖，下列敘述錯誤的是 (

)

A．據(jù)圖分析可知，圖示表示的是動物細胞的分裂B．1時期為分裂間期，主要進行DNA的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成C．2時期為分裂前期，細胞中的染色體數(shù)是該生物體細胞中的2倍D．4時期的染色體行為保證了子細胞中的染色體數(shù)與親代相同變式訓(xùn)練C

解析：圖示細胞無細胞壁、有中心體，代表的是動物細胞的分裂，A正確；圖中1時期為分裂間期，主要進行DNA的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成，B正確；圖中2時期為分裂前期，核DNA分子含量已經(jīng)加倍，染色體數(shù)目不變，細胞中染色體數(shù)與該生物體細胞中染色體數(shù)相同，C錯誤；細胞分裂過程中染色體經(jīng)過復(fù)制后，精確地平均分配到兩個子細胞中，4時期顯示的是著絲粒分裂后，姐妹染色單體分離形成兩條相同的染色體，分別移向細胞兩極，保證了兩個子細胞中染色體形態(tài)和數(shù)目與親代相同，D正確。知識點

一、實驗原理觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂項目原理選材高等植物的分生組織細胞有絲分裂較旺盛染色細胞核內(nèi)的染色體易被堿性染料(如甲紫溶液)染成深色觀察在同一分生組織中可以通過高倍顯微鏡觀察細胞內(nèi)染色體的存在狀態(tài)，從而判斷處于哪個分裂時期二、用品分析1．實驗材料：(1)選擇生長旺盛，具有持續(xù)分裂能力的部位，如根尖、芽尖。(2)選擇染色體數(shù)目較少的生物，以便于染色體的計數(shù)。(3)選擇分裂期占細胞周期時間比例大的細胞，易觀察到分裂期細胞。2．試劑及其成分、作用：試劑成分作用解離液質(zhì)量分數(shù)為15%的鹽酸與體積分數(shù)為95%的酒精以1∶1的比例混合使組織中的細胞相互分離開來漂洗液清水洗去組織中的解離液，防止解離過度，影響染色染色液質(zhì)量濃度為0.01g/mL或0.02g/mL的甲紫溶液(或醋酸洋紅液)使染色體著色3．顯微鏡的使用：(1)先用低倍顯微鏡找到分生區(qū)的細胞：分生區(qū)細胞呈正方形，排列緊密。(2)再用高倍顯微鏡找到分裂中期的細胞，因為中期細胞中染色體的形態(tài)更為清晰和固定，然后再找前期、后期、末期的細胞。三、方法步驟1．洋蔥根尖的培養(yǎng)在上實驗課之前的3～4d內(nèi)，取洋蔥一個，放在廣口瓶上。瓶內(nèi)裝滿清水，讓洋蔥的底部接觸到瓶內(nèi)的水面。把這個裝置放在溫暖的地方培養(yǎng)。待根長約5cm時，取生長健壯的根尖制成臨時裝片觀察。2．裝片的制作制作流程為：解離→漂洗→染色→制片。(1)解離上午10時至下午2時(洋蔥根尖分生區(qū)細胞處于分裂期的較多，這會因洋蔥品種、室溫等的差異而有所不同)，剪取洋蔥根尖2～3mm，立即放入盛有鹽酸和酒精混合液(1∶1)的玻璃皿中，在室溫下解離3～5min，使組織中的細胞相互分離開來。(2)漂洗待根尖酥軟后，用鑷子取出，放入盛有清水的玻璃皿中漂洗10min。(3)染色把根尖放進盛有質(zhì)量濃度為0.01g/mL或0.02g/mL的甲紫溶液(或醋酸洋紅液)的玻璃皿中染色3～5min。(4)制片用鑷子將這段根尖取出來，放在載玻片上，加一滴清水，并用鑷子尖把根尖弄碎，蓋上蓋玻片，在蓋玻片上再加一片載玻片。然后，用拇指輕輕地按壓載玻片，以使細胞分散開來，有利于觀察。 (2021·江蘇省徐州市高一月考)在“觀察植物細胞的有絲分裂”實驗中，相關(guān)的操作及分析正確的是 (

)A．連續(xù)觀察一個細胞能發(fā)現(xiàn)其核膜的消失和重現(xiàn)B．用堿性染料甲紫溶液染色，使染色體著色C．制片時蓋上蓋玻片后直接用拇指按壓蓋玻片，使細胞分散開D．觀察時發(fā)現(xiàn)視野中有許多細胞重疊，此現(xiàn)象與解離時間無關(guān)典例2典例剖析B

解析：觀察細胞有絲分裂實驗中，經(jīng)過解離步驟后細胞已經(jīng)死亡，因此不能觀察到細胞連續(xù)分裂的過程，也不會觀察到其核膜的消失和重現(xiàn)，A錯誤；染色時用堿性染料甲紫或醋酸洋紅溶液染色，使染色體著色，B正確；制片時蓋上蓋玻片后還需再蓋上載玻片才能用拇指按壓，使細胞分散開，C錯誤；觀察時發(fā)現(xiàn)視野中有許多細胞重疊，此現(xiàn)象可能是由于解離時間太短引起的，D錯誤。2．(2021·山東省濰坊市高一月考)下列關(guān)于“觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂”實驗的描述，錯誤的是 (

)A．裝片的制作流程：解離→漂洗→染色→制片B．根據(jù)細胞內(nèi)染色體的形態(tài)和分布特點判斷細胞所處分裂時期C．視野中觀察到分生區(qū)細胞呈長方形，排列緊密D．漂洗的目的是洗去解離液，防止解離過度變式訓(xùn)練C

解析：觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂，其臨時裝片的制作流程是：解離→漂洗→染色→制片，A正確；根據(jù)細胞內(nèi)染色體的形態(tài)和分布特點判斷細胞所處分裂時期，B正確；視野中觀察到分生區(qū)細胞呈正方形，排列緊密，C錯誤；漂洗的目的是用清水洗去解離液，防止解離過度，D正確。指點迷津?撥云見日

各種有絲分裂的圖像分析1.有絲分裂過程的圖像識別方法確定細胞種類及分裂方式的基本思路：首先判斷細胞類別，是動物細胞、高等植物細胞還是低等植物細胞；其次確定分裂方式，是有絲分裂還是無絲分裂，如果是有絲分裂，可再根據(jù)染色體的形態(tài)確定細胞所屬的分裂時期。(1)二分裂方式和無絲分裂的區(qū)別：二分裂時核物質(zhì)大致均分，沒有核膜包被，而無絲分裂時細胞核是從中間凹陷縊裂。(2)根據(jù)下表所示特點判斷有絲分裂各時期項目間期前期中期后期末期識圖特征有核膜，染色體呈染色質(zhì)狀態(tài)染色體散亂地分布在紡錘體的中央染色體的著絲粒排列在赤道板上著絲粒分裂，姐妹染色單體分開核膜、核仁出現(xiàn)，染色體變成細長而盤曲的染色質(zhì)2．坐標圖(如圖)(1)間期完成復(fù)制，1個DNA分子變成2個DNA分子，而染色體數(shù)目未加倍(形成姐妹染色單體)。(2)染色體在分裂后期暫時加倍(著絲粒分裂，姐妹染色單體分開，成為2條子染色體)。(3)染色體與核DNA的數(shù)量關(guān)系在復(fù)制前及后期、末期為1∶1，而在前期、中期為1∶2。(4)a→b、l→m的變化原因都是DNA分子的復(fù)制。(5)g→h、n→o的變化原因都是著絲粒分裂，姐妹染色單體分開，形成子染色體。3．柱狀圖(如圖)(1)有絲分裂前期和中期染色體已完成復(fù)制，每條染色體上有兩條染色單體(DNA分子)，染色體、染色單體、核DNA分子三者數(shù)目之比為1∶2∶2，如圖甲所示。(2)有絲分裂后期，著絲粒分裂，姐妹染色單體分開成為兩條子染色體，染色體暫時加倍，染色單體數(shù)目為0，核DNA、染色體數(shù)目之比為1∶1，如圖乙所示。(3)有絲分裂末期結(jié)束，一個細胞分成兩個子細胞，核DNA、染色體數(shù)目恢復(fù)到復(fù)制前的數(shù)目，核DNA、染色體數(shù)目之比為1∶1，如圖丙所示。綜上所述，前期和中期有染色單體時，染色單體與核DNA分子數(shù)目之比為1∶1，染色體與染色單體數(shù)目之比為1∶2；核DNA未復(fù)制之前、后期和末期無染色單體時，染色體與核DNA分子數(shù)目之比為1∶1。

下圖是細胞有絲分裂過程中一個細胞核中DNA含量變化曲線和染色體數(shù)量變化曲線，下列有關(guān)曲線分析錯誤的是 (

)A．a(chǎn)b段核DNA含量上升的原因是DNA復(fù)制B．gh段核染色體數(shù)量加倍的原因是著絲粒分裂C．cd段核DNA含量下降一半是由于DNA平均分配到2個細胞核中D．fg段1條染色體含1個DNA分子典例3D

解析：ab段DNA含量上升的原因是在細胞分裂間期DNA分子復(fù)制導(dǎo)致的，A正確；gh段染色體數(shù)量加倍的原因是著絲粒分裂，姐妹染色單體分開導(dǎo)致的，B正確；cd段核DNA含量下降一半是由于著絲粒分裂，姐妹染色單體分開后，DNA平均分配到2個細胞核中，C正確；fg段每條染色體含兩條染色單體，因此1條染色體含2個DNA分子，D錯誤。解疑答惑

思維訓(xùn)練?P1151．提示：細胞越小，細胞的表面積和體積的比值越大；細胞越大，該比值越小。2．提示：細胞越小，表面積和體積的比值越大，物質(zhì)運輸?shù)男试礁?；細胞越大，則結(jié)果相反。所以表面積與體積的比值限制了細胞的無限生長。3．提示：細胞體積的最小限度是由完成細胞功能所必需的基本結(jié)構(gòu)(如核糖體)和物質(zhì)(如酶)所需要的空間結(jié)構(gòu)決定的。

探究·實踐?P1171．提示：分裂間期。在細胞周期中，分裂間期所占的時間長，分裂期所占的時間短。2．提示：根據(jù)公式“某時期持續(xù)時間(t)＝處于該時期的細胞數(shù)/觀察細胞總數(shù)×細胞周期(T)”，計算某時期的時間，若該數(shù)值大，則時期長。

練習與應(yīng)用?P117一、概念檢測1．(1)×

(2)×2.二、拓展應(yīng)用1．提示：分裂間期的主要變化是進行DNA分子的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成，為細胞分裂期作物質(zhì)準備需要較長的時間。2．提示：研究細胞周期的分裂間期，掌握其變化規(guī)律，如果藥物作用于該時期，就可以抑制細胞的分裂，為化療提供可能，可以有效地控制細胞癌變。訓(xùn)練鞏固?課堂達標1．真核細胞的直徑在10～100微米之間。細胞體積趨向于小的原因是 (

)①相對表面積小，有利于物質(zhì)的轉(zhuǎn)運和交換②受核質(zhì)比的制約③相對表面積大，有利于物質(zhì)轉(zhuǎn)運和交換④受細胞所能容納的物質(zhì)制約A．①③

B．②③

C．②④

D．①④解析：隨著細胞的長大，相對表面積會變小，不利于細胞與外界進行物質(zhì)交換，另外細胞核控制的范圍有限，故細胞不能無限長大。綜上所述，A、C、D不符合題意，B符合題意。故選B。B

2．下列關(guān)于觀察植物細胞有絲分裂的實驗過程的描述中，不正確的一組是 (

)A．漂洗的目的是洗去根尖上的鹽酸，避免與堿性染料發(fā)生中