版高中生物人教版必修一学案612 动植物细胞有丝分裂的区别和相关曲线 Word版.docx

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第2课时　动植物细胞有丝分裂的区别和相关曲线

学习目标

1．能正确说出动物细胞和植物细胞有丝分裂的区别。

2.用文字或图示的方式正确表达有丝分裂过程中DNA、染色体的数量变化。

3.正确使用工具进行制作和观察根尖细胞有丝分裂简易装片。

|基础知识|

一、动植物细胞有丝分裂的区别和无丝分裂

1．动植物细胞有丝分裂的区别

时期

植物细胞有丝分裂

动物细胞有丝分裂

间期

无中心粒的倍增

完成中心粒的倍增

前期

细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体

中心粒移到细胞两极，并发出星射线形成纺锤体

末期

细胞板扩展为细胞壁，分割细胞

细胞膜由中部向内凹陷，缢裂细胞

2．无丝分裂

（1）概念：

由于分裂过程中没有出现纺锤丝和染色体的变化，因此叫做无丝分裂。

（2）过程：

一般是细胞核先延长，细胞核的中部向内凹进，缢裂为两个细胞核；接着，整个细胞从中部缢裂为两部分，形成两个子细胞。

（3）实例：

蛙的红细胞。

二、观察根尖分生组织细胞的有丝分裂

1．实验原理

（1）选材依据的原理

在高等植物体内，有丝分裂常见于根尖、芽尖等分生区细胞，适宜条件下有丝分裂旺盛，由于各个细胞的分裂是独立进行的，因此易观察到不同分裂时期的细胞。

（2）观察依据的原理

①分生区细胞的特点：

细胞呈正方形，排列紧密，有些细胞正在分裂。

②区分不同时期的依据：

有丝分裂的不同时期，细胞中染色体的行为不同。

③染色体特性：

染色体容易被碱性染料（如龙胆紫溶液）着色。

2．实验步骤

（1）装片的制作

①取材：

取洋葱根尖2～3mm。

②解离：

用盐酸和酒精混合液（1∶1）浸泡3～5min，到根尖酥软。

③漂洗：

用镊子取出放入盛有清水的玻璃皿中漂洗约10min。

④染色：

用龙胆紫溶液或醋酸洋红液进行染色3～5min。

⑤制片：

用镊子将根尖取出放在载玻片上，加一滴清水，并用镊子尖将根尖弄碎，盖上盖玻片，复加一片载玻片，然后，用拇指轻压载玻片。

（2）观察

（3）绘图：

绘出植物细胞有丝分裂中期简图。

|自查自纠|

1．盐酸解离根尖的同时也为龙胆紫染色创造酸性环境（　　）

2．显微镜下绝大多数细胞中能观察到染色体（　　）

3．蛙受精卵发育过程中不能发生DNA的复制（　　）

4．无丝分裂过程中核膜不消失（　　）

5．动物细胞仅以有丝分裂方式进行增殖（　　）

6．动物细胞有丝分裂末期，细胞膜内陷形成两个子细胞（　　）

7．动物细胞有丝分裂过程中细胞板在末期形成（　　）

8．解离和压片都有利于根尖分生区细胞分散（　　）

9．要观察植物细胞的细胞板结构，应选取处于有丝分裂后期的细胞（　　）

10．漂洗是为了洗去细胞内部的盐酸，因此要保证足够的时间，否则会影响对染色体（质）的染色。

（　　）

答案　1.×　2.×　3.×　4.√　5.×　6.√　7.×　8.√　9.×　10.√

|图解图说|

★植物细胞和动物细胞有丝分裂末期的分裂方式

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

★各转折点对应图像，间期染色体的复制使得DNA数目加倍：

后期着丝点的分裂使得染色体数目加倍

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

★染色时间不能过长，一片紫色，无法观察

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

观察图片视野中处于哪个时期的细胞最多？

为什么？

提示：

处于分裂间期的细胞最多，因为在细胞周期中，间期时间最长

________________________________________________________________________

探究点一　动植物细胞有丝分裂的区别

（1）判断下列说法的正误并说明原因：

①细胞分裂的过程中出现中心体的一定是动物细胞。

判断：

________原因：

____________________________________________________

②动物细胞和植物细胞有丝分裂前期形成纺锤体的方式相同。

判断：

________原因：

____________________________________________________

（2）判断动植物细胞有丝分裂的可靠依据是___________________________________

（3）与细胞有丝分裂有关的细胞器有_________________________________________

提示　

（1）①错误　某些低等植物细胞有丝分裂中也出现中心体

②错误　动物细胞有丝分裂前期由中心粒周围发出星射线形成纺锤体，植物细胞由细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体

（2）末期子细胞形成方式

（3）线粒体、核糖体、中心体、高尔基体

动植物细胞有丝分裂的两点区别

（1）前期纺锤体的形成方式不同：

动物细胞和某些低等植物细胞有丝分裂间期有中心体的复制，纺锤体由中心体发出的星射线形成；高等植物细胞有丝分裂间期没有中心体的复制，纺锤体由细胞两极发出的纺锤丝形成。

（2）末期形成子细胞的方式不同：

植物细胞由细胞板扩展成细胞壁形成两个子细胞，动物细胞由细胞膜向内凹陷缢裂为两个子细胞。

【典例1】（2016·哈尔滨高一检测）动、植物细胞有丝分裂现象的不同之处是（　　）

A．染色体的复制和分配

B．纺锤体的形成和细胞质的分裂方式

C．染色体的螺旋化和复制

D．染色体的解螺旋和染色体的分开

解析　动植物细胞有丝分裂的不同之处表现在前期和末期，前期的纺锤体的形成方式不同，末期细胞质的分裂方式不同。

答案　B

探究点二　有丝分裂过程中的相关数量变化及相关图形分析

1．根据细胞分裂中染色体的行为变化以及细胞中染色体和DNA、染色单体的数量关系，补充下表。

（假定体细胞中染色体的数量为2N，DNA含量为2C）

分裂时期

比较项目

间期

前期

中期

后期

末期

DNA含量

______

______

______

______

______

染色体数目

______

______

______

______

______

染色单体数目

______

______

______

______

______

提示　2C→4C　4C　4C　4C　4C→2C　2N　2N　2N　2N→4N　4N→2N　0→4N　4N　4N　0　0

2．根据表中数据，尝试在下面的坐标图中用实线画出细胞中染色体的数量变化，用虚线表示DNA的含量变化。

提示　

3．分析表中染色体和DNA的数量关系，画出细胞中每条染色体上DNA含量的变化规律曲线。

提示　

（1）有丝分裂过程中染色体的行为变化如图：

（2）根据染色体的行为变化判断染色体、染色单体和核DNA之间的关系：

①染色体经过复制后，形成的2条染色单体由一个着丝点连接，仍为1条染色体。

两条染色单体完全相同，被称为姐妹染色单体。

②染色体的数目是根据着丝点的数目来计算的，有几个着丝点就有几条染色体。

③有染色单体存在时，染色体数∶染色单体数∶核DNA分子数＝1∶2∶2；无染色单体存在时，染色体数：

核DNA分子数＝1∶1。

【典例2】下图为某生物体细胞有丝分裂模式图，据图回答下列问题：

（1）图甲表示细胞核中________数量变化曲线，判断依据是_______________________

（2）图乙所示的生物类型是________，该细胞分裂时期是________。

从数量上看该时期染色体∶染色单体∶DNA＝________。

（3）图乙对应于图甲中的________段，图丙对应于图甲中的________段。

解析　

（1）从曲线中可以看出，该物质的数量增加是逐渐的，即需要一个复制过程，所以为DNA的数量变化。

（2）从图乙中可以看出，该生物含细胞壁，所以为植物细胞。

该细胞处于分裂后期，因为每条染色体无染色单体且数量加倍。

由于每条染色体上无染色单体，所以每条染色体上只有一个DNA分子，染色体∶染色单体∶DNA＝1∶0∶1。

（3）图丙中每条染色体上有染色单体，所以丙细胞对应分裂期的前期和中期。

图甲中E～F为后期，C～E包括前期和中期。

答案　

（1）DNA　间期复制后数量加倍　

（2）植物细胞　后期　1∶0∶1　（3）E～F　C～E

探究点三　观察根尖分生组织细胞的有丝分裂

1．实验操作要点分析

（1）解离的目的是什么？

解离时间过长或过短会有什么影响？

①解离的目的：

________________________________________________________

②解离时间。

a．过长：

______________________________________________________________

b．过短：

______________________________________________________________

（2）根尖细胞解离后，先漂洗后再染色的原因是：

_____________________________

_______________________________________________________________________

（3）漂洗后用龙胆紫溶液进行染色，染色的目的是：

___________________________

________________________________________________________________________

（4）压片时用力要恰当，分析用力不当造成的影响。

①若用力过重：

_________________________________________________________；

②若用力过轻：

__________________________________________________________

（5）若要观察各个时期的细胞分裂图像，能否通过观察一个细胞的连续变化过程来实现？

提示　

（1）①使组织中的细胞分离开

②使根尖过分酥软且染色体成分会被破坏　使根尖细胞解离不充分，不能相互分离

（2）漂洗可以防止残留的盐酸和酒精混合液使根尖解离过度，同时盐酸会中和碱性染料，影响染色。

（3）使染色体着色，以便在显微镜下能够看到染色体

（4）①会使组织细胞被破坏，影响实验观察

②细胞不易分散开，也会影响实验观察

（5）不能。

因为解离时细胞已被杀死，不可能看到一个细胞的连续变化过程。

2．实验结果分析

（1）显微镜观察到哪个时期细胞数目最多？

说明什么问题？

（2）观察染色体的最佳时期是________。

（3）如何估算一个细胞周期中各时期所占时间的比例？

提示　

（1）分裂间期的细胞数目最多，说明细胞分裂间期持续时间最长。

（2）中期

（3）根据某时期细胞数占各时期细胞总数的比值来估算。

【典例3】在“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验中：

（1）在低倍显微镜下观察到的洋葱根尖分生区细胞的特点是________________；在高倍显微镜下看到的细胞大部分处于细胞分裂的间期，原因是______________________________

（2）有一位同学做根尖有丝分裂实验，在显微镜中观察到的图像如下图所示。

造成这种情况的原因可能是（　　）

①取材位置不合适　②取材时间不合适　③制片时压片力量不合适　④解离时间不合适　⑤视野选择不合适

A．②⑧　　B．②⑤

C．①②⑤　　D．①③④

（3）不会影响细胞周期各时期的长短或产生误差，但对整个实验结果产生影响的因素是________。

A．取材时间　　B．根尖培养温度

C．解离时间长短　　D．载玻片厚度

（4）某同学错误地把取材部位认为是表皮，他的实验操作完全正确，但也看不到染色体，这是因为__________________________________________________________________

解析　

（1）根尖细胞中的分生区属于分生组织，其细胞的特点是呈正方形，排列紧密。

由于一个细胞周期中，间期的时间远长于分裂期，所以看到的细胞大多数处于间期。

（2）图中的细胞无处于细胞周期的细胞，可能是取材位置错误，也可能是取材时间不对，大部分细胞没有进行有丝分裂，还可能是视野选择不合适。

（3）载玻片的厚度不会影响细胞周期的长短，其他几个因素如取材时间、培养根尖的温度以及解离时间会影响细胞周期的长短或使实验产生误差，但载玻片的厚度会影响对实验结果的观察，所以对实验结果产生影响。

答案　

（1）细胞呈正方形，排列紧密　分裂间期在细胞周期中占的比例最大（在细胞周期中间期时间最长）

（2）C　（3）D

（4）表皮细胞不分裂，染色质没有螺旋化形成染色体（不出现染色体）

知识脉络

要点晨背

1.动物细胞是通过中心粒发出星射线形成纺锤体，而植物细胞是通过细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体；

2.动物细胞在末期是通过细胞质内陷将细胞一分为二，植物细胞是通过细胞板形成细胞壁将细胞一分为二；

3.制备观察植物细胞有丝分裂的装片包括解离－漂洗－染色和制片几个环节。

1．（2016·广州高一检测）下列有关细胞结构和功能的叙述，正确的是（　　）

A．在植物细胞有丝分裂末期高尔基体参与细胞壁的形成

B．在动物细胞有丝分裂间期能观察到纺锤体和中心体

C．分泌蛋白合成后在内质网和细胞质基质中加工

D．核糖体和线粒体是既有核酸又有外膜的细胞结构

解析　植物细胞有丝分裂末期在赤道板的位置形成细胞板，最终向四周扩展形成细胞壁，而高尔基体与植物细胞壁的形成有关，A正确；有丝分裂间期中心体复制，但纺锤体在细胞分裂的前期形成，间期不存在，B错误；分泌蛋白合成后在内质网和高尔基体中加工，形成成熟的蛋白质，C错误；核糖体无膜结构，D错误。

答案　A

2．（2016·日照高一检测）用光学显微镜观察有丝分裂过程，如果仅从细胞分裂周期看，图中植物作为实验材料最适合的是（　　）

解析　用显微镜观察植物细胞有丝分裂过程，选材依据两个方面：

一是分裂期占细胞周期比例大，这样可以观察到更多处于分裂期的细胞；二是细胞周期时间短，这样会有更多的细胞进行有丝分裂，更容易观察到细胞分裂。

D正确。

答案　D

3．下图是某生物体细胞有丝分裂不同时期的图像，对其描述正确的是（　　）

A．甲、乙、丙细胞分别处于有丝分裂的前期、后期和中期

B．甲、乙、丙细胞的染色体数、染色单体数、DNA分子数的比例都为1∶2∶1

C．甲细胞进行中心体复制，发出星射线，形成了纺锤体

D．该生物可能是低等植物细胞

解析　该细胞无细胞壁有中心体，可判定为动物细胞。

甲细胞处于有丝分裂前期，主要特征是核仁、核膜消失，染色体和纺锤体出现；中心体的复制在间期。

乙细胞处于有丝分裂后期，着丝点分裂，姐妹染色单体分离（染色单体数为0），染色体数目暂时加倍。

丙细胞处于有丝分裂中期，染色体数目和形态清晰，着丝点排列在细胞中央的赤道板上。

答案　A

4．某同学在用光学显微镜做“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验中，可观察到的现象是（　　）

A．绝大多数细胞中能观察到染色体

B．不同细胞的染色体数目可能不相等

C．中心体发出星射线形成纺锤体

D．某一细胞由中期逐渐分裂到后期

解析　在“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验中，绝大多数细胞处于分裂间期，观察不到染色体，A错误；不同细胞的染色体数目可能不相等，如分裂后期的染色体数是分裂前、中期的两倍，B正确；植物细胞纺锤体是由细胞两极发出的纺锤丝形成的，C错误；实验中解离阶段已将细胞杀死，细胞将会停止于某一时期，D错误。

答案　B