《細(xì)胞周期與有絲分裂》導(dǎo)學(xué)案4

《細(xì)胞周期與有絲分裂》導(dǎo)學(xué)案情景點(diǎn)擊課程目標(biāo)1．舉例說(shuō)出細(xì)胞增殖的意義、真核細(xì)胞的增殖方式。2．簡(jiǎn)述細(xì)胞生長(zhǎng)和增殖的周期性，指出細(xì)胞周期的內(nèi)涵。3．舉例描述細(xì)胞無(wú)絲分裂，說(shuō)出細(xì)胞無(wú)絲分裂的特點(diǎn)。4．準(zhǔn)確描述細(xì)胞有絲分裂各時(shí)期的重要特征，比較動(dòng)、植物細(xì)胞有絲分裂過(guò)程的異同。5．解釋有絲分裂的過(guò)程、特征和意義。6．比較各時(shí)期染色體的行為，以及DNA和染色體數(shù)量的規(guī)律性變化。自主預(yù)習(xí)1．細(xì)胞生長(zhǎng)和增殖的意義細(xì)胞的生長(zhǎng)和增殖是生物體生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖和遺傳的基礎(chǔ)。2．細(xì)胞周期(1)概念：連續(xù)分裂的細(xì)胞，從一次細(xì)胞分裂結(jié)束開(kāi)始，到下一次細(xì)胞分裂結(jié)束為止的過(guò)程，稱為一個(gè)細(xì)胞周期。(2)過(guò)程：細(xì)胞周期可分為分裂間期和分裂期。3．有絲分裂(1)分裂細(xì)胞：是真核生物體細(xì)胞分裂的主要方式，在有絲分裂過(guò)程中，染色體復(fù)制1次，細(xì)胞分裂1次，分裂結(jié)果是染色體平均分配到兩個(gè)子細(xì)胞中去。(2)分裂過(guò)程①間期：完成DNA復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成。結(jié)果：一條染色體含兩條姐妹染色單體。②分裂期a．前期：染色體出現(xiàn)，紡錘體形成；核膜、核仁消失。b．中期：染色體的著絲粒排列在赤道板上；染色體形態(tài)固定、數(shù)目清晰，是觀察染色體形態(tài)、數(shù)目的最佳時(shí)期。c．后期：著絲粒分裂，姐妹染色單體分開(kāi)變成染色體，染色體數(shù)目加倍；染色體平均分配到兩極。d．末期：染色體變成染色質(zhì)，紡錘體消失；出現(xiàn)兩個(gè)新的核膜、核仁，形成兩個(gè)子細(xì)胞核。(3)有絲分裂的特征：親代細(xì)胞染色體復(fù)制后，精確地平均分配到兩個(gè)子細(xì)胞中。(4)意義：保證親子代細(xì)胞間遺傳性狀的穩(wěn)定性。(5)動(dòng)植物細(xì)胞有絲分裂的區(qū)別①前期：紡錘絲的形成不同。動(dòng)物細(xì)胞由中心體發(fā)出星射線形成，植物由兩極發(fā)出紡錘絲形成。②末期：子細(xì)胞的形成方式不同。動(dòng)物細(xì)胞末期赤道板位置細(xì)胞膜凹陷縊裂形成子細(xì)胞，植物細(xì)胞赤道板位置出現(xiàn)細(xì)胞板，進(jìn)一步形成細(xì)胞壁。思考植物細(xì)胞有絲分裂過(guò)程中，加入某種藥物后發(fā)現(xiàn)形成的植物細(xì)胞是多核細(xì)胞，你知道是什么原因嗎？提示：加入的某種藥物抑制了細(xì)胞內(nèi)高爾基體合成、分泌纖維素的功能，使有絲分裂末期不能形成細(xì)胞板，從而不能形成子細(xì)胞，形成多核細(xì)胞。4．無(wú)絲分裂(1)過(guò)程：細(xì)胞核先延長(zhǎng)，從中部向內(nèi)凹陷縊裂，接著整個(gè)細(xì)胞從中部縊裂為二，形成兩個(gè)子細(xì)胞。(2)特點(diǎn)：在分裂過(guò)程中，細(xì)胞內(nèi)沒(méi)有出現(xiàn)染色體和紡錘絲的變化；分裂過(guò)程首先是核分裂，然后細(xì)胞質(zhì)分裂。(3)舉例：蛙的紅細(xì)胞、某些植物的胚乳細(xì)胞等。課堂互動(dòng)知識(shí)點(diǎn)一細(xì)胞周期與有絲分裂1．細(xì)胞周期細(xì)胞周期就是細(xì)胞有絲分裂周期。它是指連續(xù)分裂的細(xì)胞，從一次分裂結(jié)束時(shí)開(kāi)始，到下一次分裂結(jié)束時(shí)為止，這是一個(gè)細(xì)胞周期。一個(gè)細(xì)胞內(nèi)：分裂間期：是新的細(xì)胞周期的開(kāi)始。細(xì)胞的種類不同，細(xì)胞周期的長(zhǎng)短也不相同。(1)圖解一細(xì)胞周期：分裂間期a分裂期：前期b，中期c，后期d，末期e(2)圖解二圖示中AC段為一個(gè)細(xì)胞周期，CE段也為一個(gè)細(xì)胞周期。①BD段所經(jīng)歷的時(shí)間雖然和一個(gè)細(xì)胞周期經(jīng)歷的時(shí)間相同，但不能把BD段看做一個(gè)細(xì)胞周期，間期是一個(gè)細(xì)胞周期的開(kāi)始，而不是結(jié)束。②間期約占整個(gè)細(xì)胞周期的90%～95%，因此在觀察細(xì)胞有絲分裂裝片時(shí)，絕大多數(shù)細(xì)胞處于間期。規(guī)律總結(jié)對(duì)細(xì)胞周期的理解①只有連續(xù)分裂的細(xì)胞才有細(xì)胞周期。不進(jìn)行細(xì)胞分裂的細(xì)胞，例如人的成熟的神經(jīng)細(xì)胞等是不具備細(xì)胞周期的。②細(xì)胞種類不同，其細(xì)胞周期的長(zhǎng)短也不同。一般植物的細(xì)胞周期為20h左右，其中分裂間期較長(zhǎng)，為18～19h，分裂期只占1～2h。哺乳動(dòng)物受精卵剛開(kāi)始分裂時(shí)，細(xì)胞周期很短，不足8min，因?yàn)槭芫褍?nèi)貯備有足夠的分裂所需物質(zhì)。通常細(xì)菌細(xì)胞的分裂周期需要20min左右?！纠?】若從細(xì)胞周期的時(shí)間考慮，下面圓餅圖表示四種植物(見(jiàn)下表)細(xì)胞的細(xì)胞周期(缺口部分代表分裂期)，如果從四種細(xì)胞中選擇一種用來(lái)觀察細(xì)胞的有絲分裂，最好選用()植物種類細(xì)胞周期時(shí)間/h分裂間期分裂期物種110.60.4物種2180.5物種33.51物種410.42.3A．物種1，丁 B．物種4，甲C．物種3，丁 D．物種4，丁解析：有絲分裂的細(xì)胞周期中，間期時(shí)間長(zhǎng)，分裂期時(shí)間短，所以易觀察到間期細(xì)胞，難觀察到分裂期細(xì)胞。在選擇材料時(shí)應(yīng)該選擇分裂期時(shí)間較長(zhǎng)，而且分裂期與間期比值較大的材料，這樣的材料中分裂期細(xì)胞數(shù)目相對(duì)較多，容易觀察到分裂期細(xì)胞。答案：C反思領(lǐng)悟有絲分裂是一個(gè)連續(xù)發(fā)生的動(dòng)態(tài)過(guò)程，為了描述方便，科學(xué)家根據(jù)染色體的變化，人為地把它分為間期、前期、中期、后期、末期五個(gè)階段。2．染色體、染色單體、著絲粒、DNA分子之間的關(guān)系計(jì)算染色體的數(shù)目時(shí)，以染色體著絲粒的數(shù)目為依據(jù)，有一個(gè)著絲粒，就有一條染色體。所以圖中復(fù)制前(A)后(B)均為一條染色體。當(dāng)染色體的著絲粒分裂后，原來(lái)的一條染色體就成為兩條染色體。因?yàn)檫@兩條染色體是由一條染色體復(fù)制而來(lái)的，所以一般情況下，二者的形態(tài)和遺傳特性是完全相同的。如上圖染色體數(shù)染色單體數(shù)DNA分子數(shù)A101B1223．動(dòng)、植物細(xì)胞有絲分裂的過(guò)程特別提醒植物細(xì)胞和動(dòng)物細(xì)胞有絲分裂的異同植物細(xì)胞有絲分裂動(dòng)物細(xì)胞有絲分裂不同前期細(xì)胞兩極產(chǎn)生紡錘絲，形成紡錘體由中心體發(fā)出的星狀射線形成紡錘體末期細(xì)胞中部形成細(xì)胞板，擴(kuò)展形成細(xì)胞壁，形成兩個(gè)子細(xì)胞細(xì)胞膜從中部?jī)?nèi)陷，細(xì)胞質(zhì)縊裂成兩部分，一個(gè)細(xì)胞分裂成兩個(gè)子細(xì)胞相同過(guò)程染色體變化規(guī)律相同，分裂間期染色體復(fù)制，分裂期實(shí)現(xiàn)染色體精確地平均分配到兩個(gè)子細(xì)胞中去意義因?yàn)槿旧w上有遺傳物質(zhì)，在生物的親代和子代之間保持了遺傳性狀的穩(wěn)定性【例2】菠菜根的分生區(qū)細(xì)胞不斷分裂使根向遠(yuǎn)處生長(zhǎng)，在分裂過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)的是()A．細(xì)胞分裂間期，中心體的兩個(gè)中心粒各自產(chǎn)生一個(gè)新的中心粒B．細(xì)胞分裂中期，染色體形態(tài)較固定、數(shù)目較清晰C．細(xì)胞分裂前期，核膜和核仁逐漸消失D．細(xì)胞分裂末期，高爾基體參與細(xì)胞壁的形成解析：菠菜是高等植物，細(xì)胞內(nèi)沒(méi)有中心體，紡錘體是由植物細(xì)胞兩極發(fā)出紡錘絲形成的。答案：A應(yīng)用指南圖表分析與解讀(1)細(xì)胞分裂圖。下圖顯示以下信息：①是動(dòng)物細(xì)胞(無(wú)細(xì)胞壁，有中心體)。②有絲分裂(移向每一極的染色體均成對(duì))。③處于分裂后期(著絲粒已分裂，子染色體向兩極移動(dòng)，無(wú)染色單體)。④該生物體細(xì)胞中染色體數(shù)為4條。⑤該生物體細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)的分裂方式為細(xì)胞膜內(nèi)陷縊裂。注意：不要把染色體的兩條臂當(dāng)成染色單體。(2)坐標(biāo)曲線圖。有絲分裂過(guò)程中相關(guān)數(shù)量變化圖像(植物細(xì)胞，3對(duì))染色體變化(2n)DNA變化(2n)染色單體變化間期2n2n→4n0→4n前期2n4n4n中期2n4n4n后期4n4n0末期4n→2n4n→2n0染色體、核DNA、染色單體的數(shù)目變化規(guī)律(曲線)下圖為有絲分裂過(guò)程中核DNA與染色體變化曲線：由圖可解讀以下信息：①根據(jù)間期核DNA分子復(fù)制，數(shù)目加倍，判定圖中虛線表示核DNA在有絲分裂過(guò)程中的數(shù)量變化。②根據(jù)后期著絲粒分裂，染色體數(shù)目加倍，可判定實(shí)線表示染色體在有絲分裂過(guò)程中的數(shù)量變化。③根據(jù)實(shí)線，AB段表示間期、前期、中期染色體數(shù)目保持不變；BC段表示進(jìn)入后期，著絲粒分裂，姐妹染色單體分開(kāi)成為兩條染色體，染色體數(shù)目加倍；CD段表示后期細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目為正常體細(xì)胞的兩倍；DE段表示進(jìn)入末期，兩組相同的染色體分別進(jìn)入兩個(gè)子細(xì)胞內(nèi)，子細(xì)胞中染色體數(shù)目恢復(fù)正常。④根據(jù)虛線，間期ad段可分為三個(gè)階段：ab段表示進(jìn)入間期，DNA分子復(fù)制前(G1期)；bc段表示DNA分子的復(fù)制過(guò)程(S期)；cd段表示DNA分子復(fù)制完成(G2期)。de段表示前、中、后期核DNA分子數(shù)為正常體細(xì)胞的兩倍；ef段表示隨著兩組染色體進(jìn)入兩個(gè)子細(xì)胞中，子細(xì)胞中核DNA分子數(shù)目也恢復(fù)正常。⑤有絲分裂過(guò)程中，染色體或核DNA的數(shù)量變化均可表示為：2n→4n→2n，從而保證了遺傳物質(zhì)在親代細(xì)胞與子代細(xì)胞之間的穩(wěn)定性。⑥圖中有一不科學(xué)之處，間期所占時(shí)間過(guò)短，實(shí)際應(yīng)約占整個(gè)細(xì)胞周期的90%～95%?！纠?】a、b、c、d分別是一些生物細(xì)胞某個(gè)分裂時(shí)期的示意圖，下列有關(guān)描述正確的是()A．a(chǎn)圖表示植物細(xì)胞有絲分裂中期B．b圖表示人紅細(xì)胞分裂的某個(gè)階段C．c圖細(xì)胞分裂后將產(chǎn)生兩個(gè)染色體數(shù)目不同的細(xì)胞D．d圖細(xì)胞中含有8條染色單體解析：根據(jù)有絲分裂各時(shí)期的特征，可以判斷a圖表示植物細(xì)胞有絲分裂末期；從b圖的變化可以確定是進(jìn)行無(wú)絲分裂，人的紅細(xì)胞不分裂；有絲分裂的重要特點(diǎn)就是復(fù)制后的染色體平均分配，所以c圖細(xì)胞分裂后將產(chǎn)生兩個(gè)染色體數(shù)目相同的細(xì)胞。答案：D反思領(lǐng)悟植物細(xì)胞有絲分裂末期出現(xiàn)細(xì)胞板，是高爾基體活動(dòng)的結(jié)果；蛙的紅細(xì)胞通過(guò)無(wú)絲分裂產(chǎn)生子細(xì)胞；有絲分裂中期染色體著絲粒排列在赤道板上?！纠?】下圖中的甲、乙、丙表示動(dòng)物細(xì)胞有絲分裂中的三個(gè)階段，a是染色體數(shù)，b是染色單體數(shù)，c是DNA分子數(shù)，a、b、c的數(shù)量關(guān)系正確的是()A．甲、乙 B．甲、丙C．乙、丙 D．甲、乙、丙解析：按照有絲分裂中各成分的數(shù)量變化關(guān)系，可以推知圖甲為前、中期細(xì)胞，圖丙為末期細(xì)胞或剛進(jìn)入間期的細(xì)胞。圖乙從a(染色體)、c(DNA)的數(shù)量關(guān)系看，應(yīng)為后期，但此時(shí)b(染色單體)數(shù)應(yīng)為0，而此圖中b并不為零，故不是有絲分裂過(guò)程的某個(gè)階段。答案：B知識(shí)點(diǎn)二觀察植物細(xì)胞有絲分裂的方法步驟和幾點(diǎn)建議(1)方法步驟繪圖：繪制有絲分裂中期圖(2)實(shí)驗(yàn)成功的幾點(diǎn)建議①實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵a．剪取生長(zhǎng)旺盛、帶有分生區(qū)的根尖，同時(shí)注意剪取的時(shí)間，一般在上午10點(diǎn)至下午2點(diǎn)左右，此時(shí)分生區(qū)細(xì)胞分裂旺盛。b．解離充分，細(xì)胞才能分散，細(xì)胞才不會(huì)重疊。c．染色時(shí)，染色液的濃度和染色時(shí)間必須掌握好，應(yīng)注意染色不能過(guò)深，否則鏡下一片紫色或紅色，無(wú)法觀察。d．壓片時(shí)用力必須恰當(dāng)，過(guò)重會(huì)將組織壓爛，過(guò)輕則細(xì)胞未分散，二者都將影響觀察。②實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)a．解離完一定要漂洗，目的是洗去多余的鹽酸，防止解離過(guò)度和影響染色。b．染色時(shí)間不要太長(zhǎng)，3～5min。c．加蓋玻片時(shí)，注意防止產(chǎn)生氣泡。d．壓片時(shí)，要盡可能使細(xì)胞分散開(kāi)，細(xì)胞在蓋玻片下分散呈云霧狀。e．觀察時(shí)要注意邊觀察邊移動(dòng)裝片，觀察有絲分裂的各個(gè)時(shí)期。③繪制生物圖的要求a．圖的大小適當(dāng)，位置適中。一般稍偏左上方，以便在右側(cè)和下方留出注字和寫圖名的地方。b．先用削尖的鉛筆輕輕畫出輪廓，經(jīng)過(guò)修改再正式畫好。c．圖中比較暗的地方，用鉛筆點(diǎn)上細(xì)點(diǎn)來(lái)表示。d．字盡量注在圖的右側(cè)，用尺子引出水平的指示線，然后注字。e．在圖的下方寫下所畫圖形的名稱。規(guī)律總結(jié)概述細(xì)胞分裂各時(shí)期的特征①前期：膜仁消失顯兩體(核膜、核仁消失，顯現(xiàn)紡錘體和染色體)。②中期：形定數(shù)晰赤道齊(染色體的形態(tài)固定，數(shù)目清晰，著絲粒排列在赤道板上)。③后期：粒裂數(shù)加均兩極(著絲粒分裂，染色體數(shù)目加倍，并平均移向兩極)。④末期：兩消兩現(xiàn)重開(kāi)始(兩消：紡錘體消失，染色體變?nèi)旧|(zhì)；兩現(xiàn)：核膜、核仁重新出現(xiàn))?！纠?】下列關(guān)于“觀察洋蔥根尖分生組織細(xì)胞有絲分裂”的敘述，錯(cuò)誤的是()A．解離和壓片都有利于根尖分生區(qū)細(xì)胞分散B．先用低倍鏡找到分生區(qū)細(xì)胞，再換用高倍鏡觀察C．顯微鏡下絕大多數(shù)細(xì)胞中能觀察到染色體D．探究有絲分裂日周期性可為實(shí)驗(yàn)取材時(shí)機(jī)提供依據(jù)解析：解離、壓片都是為了使細(xì)胞分散，便于觀察；高倍鏡視野太小，所以應(yīng)該先用低倍鏡找到分生區(qū)細(xì)胞，再換用高倍鏡觀察；處于分裂期的細(xì)胞中可以觀察到染色體，但處于分裂期的細(xì)胞較少，因而視野中大多數(shù)細(xì)胞中觀察不到染色體；探究細(xì)胞分裂的日周期性可以作為選擇取材時(shí)間的依據(jù)。答案：C隨堂練習(xí)1．處于有絲分裂過(guò)程中的動(dòng)物細(xì)胞，細(xì)胞內(nèi)的染色體數(shù)(a)、染色單體數(shù)(b)、DNA分子數(shù)(c)關(guān)系如圖所示，此時(shí)細(xì)胞所處時(shí)期是()A．前期和中期 B．中期和后期C．后期和末期 D．間期和末期解析：根據(jù)柱狀圖可知，細(xì)胞內(nèi)的染色體數(shù)(a)、染色單體數(shù)(b)、DNA分子數(shù)(c)比例關(guān)系是1∶2∶2，細(xì)胞有絲分裂的前期和中期符合這個(gè)比例關(guān)系。答案：A2．下圖中的a→d表示連續(xù)分裂細(xì)胞的兩個(gè)細(xì)胞周期，下列敘述中不正確的是()A．a(chǎn)和b為一個(gè)細(xì)胞周期B．遺傳物質(zhì)平分一般發(fā)生在b段或d段C．b和c為一個(gè)細(xì)胞周期D．a(chǎn)段或c段結(jié)束DNA含量增加一倍解析：根據(jù)概念，一個(gè)細(xì)胞周期是指從一次分裂結(jié)束開(kāi)始，到下次分裂結(jié)束為止的過(guò)程，又由于細(xì)胞周期中間期時(shí)間長(zhǎng)，分裂期時(shí)間短，所以a和b為一個(gè)細(xì)胞周期，c和d為一個(gè)細(xì)胞周期。答案：C3．下列有關(guān)染色質(zhì)和染色體的說(shuō)法中，正確的是()A．同種物質(zhì) B．同種形態(tài)C．存在于同一時(shí)期 D．都能被酸性染料染色解析：染色質(zhì)和染色體是同一種物質(zhì)在不同細(xì)胞時(shí)期的兩種不同形態(tài)，其主要成分都是DNA和蛋白質(zhì)。答案：A4．下列物質(zhì)變化示意圖中，哪個(gè)不可能發(fā)生在有絲分裂過(guò)程中？()解析：細(xì)胞分裂過(guò)程中，復(fù)制的結(jié)果是形成姐妹染色單體，DNA含量加倍，所以只要姐妹染色單體存在，DNA含量就與之相同。答案：D5．(下圖為植物有絲分裂示意圖，根據(jù)圖回