2021-2022學(xué)年新教材高中生物第3章細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)第1節(jié)第2課時(shí)動(dòng)物細(xì)胞的增殖及觀察根尖分生區(qū)

第1節(jié)細(xì)胞的增殖第2課時(shí)動(dòng)物細(xì)胞的增殖及觀察根尖分生區(qū)組織細(xì)胞的有絲分裂一、動(dòng)物細(xì)胞與植物細(xì)胞有絲分裂的區(qū)別、無(wú)絲分裂1.動(dòng)植物細(xì)胞有絲分裂的區(qū)別2.細(xì)胞有絲分裂的意義:將親代細(xì)胞的染色體經(jīng)過(guò)復(fù)制(關(guān)鍵是DNA的復(fù)制)之后,精確地平均分配到兩個(gè)子細(xì)胞中。由于染色體上有遺傳物質(zhì)DNA,因而在細(xì)胞的親代和子代之間保持了遺傳的穩(wěn)定性。細(xì)胞的有絲分裂對(duì)于生物的遺傳有重要意義。3.正常細(xì)胞的分裂是在機(jī)體的精確調(diào)控之下進(jìn)行的,在人的一生中,體細(xì)胞一般能夠分裂50~60次。癌細(xì)胞中的遺傳物質(zhì)發(fā)生變化,變成不受機(jī)體控制的、連續(xù)進(jìn)行分裂的惡性增殖細(xì)胞。4.無(wú)絲分裂(1)過(guò)程:一般是細(xì)胞核先延長(zhǎng),核的中部向內(nèi)凹陷,縊裂成為兩個(gè)細(xì)胞核;接著,整個(gè)細(xì)胞從中部縊裂成兩部分,形成兩個(gè)子細(xì)胞。如蛙的紅細(xì)胞的無(wú)絲分裂。(2)概念:由于在分裂過(guò)程中沒(méi)有出現(xiàn)紡錘絲和染色體的變化,所以叫作無(wú)絲分裂。二、觀察根尖分生區(qū)組織細(xì)胞的有絲分裂1.實(shí)驗(yàn)原理

(1)選材依據(jù)的原理

在高等植物體內(nèi),有絲分裂常見(jiàn)于根尖、芽尖等分生區(qū)細(xì)胞。由于各個(gè)細(xì)胞的分裂是獨(dú)立進(jìn)行的,因此在同一分生組織中可以看到處于不同分裂時(shí)期的細(xì)胞。(2)觀察依據(jù)的原理①分生區(qū)細(xì)胞的特點(diǎn):細(xì)胞呈正方形,排列緊密。②區(qū)分不同時(shí)期的依據(jù):有絲分裂的不同時(shí)期,細(xì)胞中染色體的存在狀態(tài)不同。③染色體的特性:染色體容易被堿性染料(如甲紫溶液)著色。2.實(shí)驗(yàn)步驟

3.繪圖:繪出植物細(xì)胞有絲分裂中期簡(jiǎn)圖?！绢A(yù)習(xí)檢測(cè)】

1.判斷正誤。(1)動(dòng)物細(xì)胞僅以有絲分裂的方式進(jìn)行增殖。(

)(2)動(dòng)物細(xì)胞有絲分裂末期,細(xì)胞膜從細(xì)胞的中部向內(nèi)凹陷形成兩個(gè)子細(xì)胞。(

)(3)動(dòng)物細(xì)胞有絲分裂過(guò)程中細(xì)胞板在末期形成。(

)(4)解離藥夜解離根尖的同時(shí)也為甲紫溶液染色創(chuàng)造了酸性環(huán)境。(

)×√××(5)解離和壓片都有利于根尖分生區(qū)細(xì)胞分散開(kāi)。(

)(6)要觀察植物細(xì)胞的細(xì)胞板結(jié)構(gòu),應(yīng)選取處于有絲分裂后期的細(xì)胞。(

)(7)漂洗是為了洗去細(xì)胞內(nèi)部的鹽酸,因此要保證足夠的時(shí)間,否則會(huì)影響對(duì)染色體(質(zhì))的染色。(

)(8)動(dòng)物的紅細(xì)胞以無(wú)絲分裂方式增殖。(

)(9)細(xì)胞分裂過(guò)程中出現(xiàn)中心體的一定是動(dòng)物細(xì)胞。(

)√×√××2.某同學(xué)在用光學(xué)顯微鏡做“觀察根尖分生區(qū)組織細(xì)胞的有絲分裂”實(shí)驗(yàn)中,可觀察到的現(xiàn)象是(

)A.在絕大多數(shù)細(xì)胞中能觀察到染色體B.不同細(xì)胞的染色體數(shù)目可能不相等C.中心體發(fā)出星射線(xiàn)形成紡錘體D.某一細(xì)胞由中期逐漸分裂到后期解析:在“觀察根尖分生區(qū)組織細(xì)胞的有絲分裂”實(shí)驗(yàn)中,絕大多數(shù)細(xì)胞處于分裂間期,觀察不到染色體。不同細(xì)胞的染色體數(shù)目可能不相等,如分裂后期的染色體數(shù)是分裂前期和中期的兩倍。植物細(xì)胞的紡錘體是由細(xì)胞兩極發(fā)出的紡錘絲形成的。實(shí)驗(yàn)中解離階段已將細(xì)胞殺死,細(xì)胞將會(huì)停止于某一時(shí)期。答案:B知識(shí)點(diǎn)一動(dòng)物細(xì)胞與植物細(xì)胞有絲分裂的區(qū)別問(wèn)題引領(lǐng)1.判斷動(dòng)物細(xì)胞有絲分裂與植物細(xì)胞有絲分裂的可靠依據(jù)是什么?提示:有絲分裂末期子細(xì)胞的形成方式。2.與高等植物細(xì)胞有絲分裂有關(guān)的細(xì)胞器有哪些?提示:線(xiàn)粒體、核糖體、高爾基體。歸納提升與有絲分裂有關(guān)的細(xì)胞器及其生理作用典型例題下圖是細(xì)胞周期各時(shí)期模式圖或部分結(jié)構(gòu)圖,下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(

)A.上述細(xì)胞有絲分裂的順序是丁、乙、丙B.顯微鏡下觀察到的最多的細(xì)胞處于甲時(shí)期C.開(kāi)始出現(xiàn)染色體的時(shí)期是丁;染色體開(kāi)始轉(zhuǎn)變成染色質(zhì)形態(tài)的時(shí)期是丙D.丁一定是動(dòng)物細(xì)胞有絲分裂前期解析:圖中甲為分裂間期,乙為有絲分裂的后期,丙為末期,丁為前期,故圖中細(xì)胞有絲分裂的順序?yàn)槎?、乙、丙。?xì)胞周期中,間期歷時(shí)最長(zhǎng),顯微鏡下觀察到的最多的細(xì)胞處于間期。細(xì)胞有絲分裂中,染色體出現(xiàn)在前期,染色體在末期轉(zhuǎn)變?yōu)槿旧|(zhì)。丁也可能是低等植物細(xì)胞有絲分裂前期。答案:D【變式訓(xùn)練】

1.動(dòng)物細(xì)胞與植物細(xì)胞有絲分裂的不同之處是(

)A.染色體的復(fù)制和分配B.紡錘體的形成和細(xì)胞質(zhì)的分裂方式

C.染色質(zhì)的螺旋化和復(fù)制D.染色體的解螺旋和姐妹染色單體的分開(kāi)解析:動(dòng)物細(xì)胞與植物細(xì)胞有絲分裂的不同之處表現(xiàn)在前期和末期,前期紡錘體的形成方式不同,末期細(xì)胞質(zhì)的分裂方式不同。答案:B2.下列關(guān)于豌豆細(xì)胞有絲分裂過(guò)程中細(xì)胞器作用的敘述,錯(cuò)誤的是(

)A.在間期,在核糖體上合成蛋白質(zhì)B.在前期,由兩組中心粒周?chē)l(fā)出星射線(xiàn)形成紡錘體C.在間期,線(xiàn)粒體為蛋白質(zhì)的合成提供能量D.在末期,高爾基體與子細(xì)胞的細(xì)胞壁形成有關(guān)解析:在分裂間期完成DNA的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成,合成蛋白質(zhì)的場(chǎng)所是核糖體。中心體只存在于動(dòng)物細(xì)胞和某些低等植物細(xì)胞中,而豌豆是高等植物,其細(xì)胞中不存在中心體,豌豆細(xì)胞中紡錘體是由細(xì)胞兩極發(fā)出的紡錘絲形成的。在分裂間期合成蛋白質(zhì)時(shí)需要ATP供能,而線(xiàn)粒體是細(xì)胞有氧呼吸產(chǎn)生ATP的主要場(chǎng)所。在分裂末期,植物細(xì)胞壁的形成與高爾基體有關(guān)。答案:B知識(shí)點(diǎn)二有絲分裂過(guò)程中的相關(guān)數(shù)量變化及相關(guān)圖形分析問(wèn)題引領(lǐng)1.根據(jù)細(xì)胞有絲分裂中染色體的行為變化列表總結(jié)細(xì)胞周期中不同時(shí)期染色體和DNA.染色單體的數(shù)量關(guān)系。(假定體細(xì)胞中染色體的數(shù)量為2n,DNA含量為2c)提示:2.根據(jù)第1題所總結(jié)的表格數(shù)據(jù),嘗試在下面的坐標(biāo)圖中用實(shí)線(xiàn)畫(huà)出細(xì)胞中染色體的數(shù)量變化,用虛線(xiàn)表示DNA的數(shù)量變化。提示:3.分析第1題所總結(jié)的細(xì)胞周期中染色體和DNA的數(shù)量關(guān)系,畫(huà)出細(xì)胞中每條染色體上DNA含量的變化規(guī)律曲線(xiàn)。提示:歸納提升1.有絲分裂過(guò)程中染色體的行為變化2.根據(jù)染色體的行為變化判斷染色體、染色單體和核DNA之間的關(guān)系(1)染色體經(jīng)過(guò)復(fù)制后,形成的2條染色單體由一個(gè)著絲粒連接,仍為1條染色體。2條染色單體完全相同,稱(chēng)為姐妹染色單體。(2)染色體的數(shù)目是根據(jù)著絲粒的數(shù)目來(lái)計(jì)算的,有幾個(gè)著絲粒就有幾條染色體。(3)有染色單體存在時(shí),染色體數(shù)∶染色單體數(shù)∶核DNA分子數(shù)=1∶2∶2;無(wú)染色單體存在時(shí),染色體數(shù)∶核DNA分子數(shù)=1∶1。3.有絲分裂過(guò)程中的“加倍”柱狀圖中細(xì)胞周期各時(shí)期的判斷方法(如下圖)(1)根據(jù)染色單體的變化判斷各時(shí)期

有無(wú)染色單體時(shí)期對(duì)應(yīng)圖示有DNA復(fù)制后的間期、前期、中期甲圖無(wú)后期、末期乙圖DNA復(fù)制前的間期丙圖(2)根據(jù)比例關(guān)系判斷各時(shí)期

典型例題圖甲是植物細(xì)胞有絲分裂過(guò)程中不同時(shí)期染色體和DNA變化曲線(xiàn)圖,圖乙是細(xì)胞分裂圖像,下列相關(guān)敘述正確的是(

)A.圖乙含有一套染色體B.圖乙所示細(xì)胞對(duì)應(yīng)圖甲中DE段C.圖甲中實(shí)線(xiàn)表示染色體的數(shù)目變化分子和染色體數(shù)目的加倍均發(fā)生在AB段解析:圖乙所示細(xì)胞著絲粒分裂,染色體數(shù)目加倍,含有兩套染色體。圖乙所示細(xì)胞處于有絲分裂后期,對(duì)應(yīng)圖甲中DE段。圖甲中實(shí)線(xiàn)表示DNA的數(shù)量變化,虛線(xiàn)表示染色體的數(shù)目變化。DNA數(shù)量的加倍發(fā)生在AB段,染色體數(shù)目的加倍發(fā)生在DE段。答案:B【變式訓(xùn)練】

下圖是動(dòng)物細(xì)胞有絲分裂不同時(shí)期染色體(a)數(shù)目、核DNA(b)數(shù)量的直方圖,下列敘述正確的是(

)A.①時(shí)期染色體還未復(fù)制,核DNA已完成了復(fù)制B.③時(shí)期核膜、核仁重建,細(xì)胞中部出現(xiàn)細(xì)胞板C.①→②表示著絲粒分裂,染色體數(shù)目加倍,但核DNA分子數(shù)量不變D.②→③表示姐妹染色單體相互分離,染色體和核DNA分子數(shù)量也隨之減半解析:圖①隨著核DNA完成復(fù)制,染色體也完成復(fù)制。細(xì)胞板為植物細(xì)胞有絲分裂末期出現(xiàn)的結(jié)構(gòu),題中細(xì)胞為動(dòng)物細(xì)胞。①→②由于著絲粒分裂,染色體數(shù)目加倍,但核DNA分子數(shù)量不變。姐妹染色單體相互分離發(fā)生在有絲分裂后期,染色體數(shù)目加倍,核DNA分子數(shù)量不變。圖③表示的時(shí)期為DNA復(fù)制之前的間期或完成分裂后形成的子細(xì)胞。答案:C知識(shí)點(diǎn)三觀察根尖分生區(qū)組織細(xì)胞的有絲分裂問(wèn)題引領(lǐng)1.取材時(shí)為什么只能剪取根尖2~3mm,而不能過(guò)長(zhǎng)?提示:若剪得過(guò)長(zhǎng)會(huì)包括伸長(zhǎng)區(qū),伸長(zhǎng)區(qū)不進(jìn)行細(xì)胞分裂,增加了尋找和觀察分生區(qū)細(xì)胞的難度。2.要嚴(yán)格控制解離和染色時(shí)間的原因是什么?提示:①若解離時(shí)間太短,則壓片時(shí)細(xì)胞不易分散開(kāi);時(shí)間過(guò)長(zhǎng),則細(xì)胞解離過(guò)度、過(guò)于酥軟,無(wú)法取出根尖進(jìn)行染色和制片。②若染色時(shí)間太短,則染色體不能完全著色;若染色時(shí)間過(guò)長(zhǎng),則使其他部分充滿(mǎn)染色劑,無(wú)法分辨染色體。3.實(shí)驗(yàn)操作中漂洗和染色的順序能不能互換?并說(shuō)明原因。提示:不能。漂洗的目的是洗去根尖組織細(xì)胞中的鹽酸,以利于染色體的著色,若操作順序顛倒,藥液中的鹽酸會(huì)影響染色的效果。4.使細(xì)胞分散開(kāi)的操作措施有哪些?提示:①解離;②用鑷子尖弄碎根尖;③用拇指輕輕按壓蓋玻片。5.為什么不能對(duì)細(xì)胞有絲分裂過(guò)程進(jìn)行連續(xù)觀察?如何才能找到細(xì)胞分裂各個(gè)時(shí)期的細(xì)胞?提示:解離過(guò)程中細(xì)胞已經(jīng)死亡,觀察到的只是一個(gè)固定時(shí)期。欲找到各個(gè)分裂時(shí)期的細(xì)胞,應(yīng)不斷移動(dòng)裝片,在不同的視野中尋找。6.實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

(1)顯微鏡下觀察到的哪個(gè)時(shí)期的細(xì)胞數(shù)目最多?為什么?提示:分裂間期的細(xì)胞數(shù)目最多,因?yàn)榧?xì)胞分裂間期持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)。(2)最后為什么要統(tǒng)計(jì)全班的結(jié)果,求每個(gè)時(shí)期細(xì)胞數(shù)目的平均值?如何估算一個(gè)細(xì)胞周期中各時(shí)期所占時(shí)間的比例?提示:全班的樣本數(shù)據(jù)更大,求平均值可減小誤差。根據(jù)某時(shí)期的細(xì)胞數(shù)占計(jì)數(shù)細(xì)胞總數(shù)的比值來(lái)估算。歸納提升1.不清楚根尖結(jié)構(gòu),混淆“根尖”與“根尖分生區(qū)”,進(jìn)而導(dǎo)致不明確有絲分裂裝片制作過(guò)程中應(yīng)選取適宜的取材部位或不能正確進(jìn)行觀察和結(jié)果評(píng)價(jià)(1)洋蔥根尖包括根冠、分生區(qū)、伸長(zhǎng)區(qū)、成熟區(qū),其中分生區(qū)細(xì)胞呈正方形,排列緊密,適宜作為有絲分裂觀察的材料,而其他區(qū)域細(xì)胞已分化,不進(jìn)行分裂,故不宜選作有絲分裂觀察的材料。(2)分生區(qū)只在根尖最前端的2~3mm(包藏于根冠之下)內(nèi),只有分生區(qū)細(xì)胞才進(jìn)行細(xì)胞分裂。實(shí)驗(yàn)時(shí)剪取根尖2~3mm即可,不能過(guò)長(zhǎng),否則看到的大多數(shù)是伸長(zhǎng)區(qū)的細(xì)胞。(3)細(xì)胞解離后已被殺死,觀察不到動(dòng)態(tài)分裂過(guò)程,因此要通過(guò)移動(dòng)裝片來(lái)尋找處于不同時(shí)期的細(xì)胞。2.實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵點(diǎn)(1)實(shí)驗(yàn)材料的選擇①類(lèi)型:選取分裂期占細(xì)胞周期比例相對(duì)較大的材料,如下圖中的D。②部位:應(yīng)選分裂旺盛的部位(如根尖的分生區(qū))。(2)應(yīng)該嚴(yán)格按照操作步驟進(jìn)行:取材→解離→漂洗→染色→制片。(3)用顯微鏡觀察時(shí),若在視野中找不到處于某一時(shí)期的細(xì)胞,可通過(guò)移動(dòng)裝片從鄰近的區(qū)域中尋找。3.細(xì)胞周期中不同時(shí)期的時(shí)間長(zhǎng)短及計(jì)算(1)細(xì)胞周期中不同時(shí)期持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)短與處于該時(shí)期的細(xì)胞數(shù)呈正相關(guān)。典型例題回答下列有關(guān)“觀察根尖分生區(qū)組織細(xì)胞的有絲分裂”實(shí)驗(yàn)的問(wèn)題。(1)在低倍顯微鏡下觀察到的洋蔥根尖分生區(qū)組織細(xì)胞的特點(diǎn)是

;在高倍顯微鏡下看到的細(xì)胞大部分處于分裂間期,原因是

。(2)有一名同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時(shí),在顯微鏡中觀察到的圖像如右圖所示。造成這種情況的原因可能是(

)①取材位置不合適②取材時(shí)間不合適③制片時(shí)壓片力量不合適④解離時(shí)間不合適⑤視野選擇不合適A.①②④

B.②④⑤C.①②⑤

D.①③④(3)某同學(xué)誤認(rèn)為取材部位是表皮,他的實(shí)驗(yàn)操作完全正確,但看不到染色體,這是因?yàn)?/p>

。

解析:根尖的分生區(qū)屬于分生組織,其細(xì)胞的特點(diǎn)是呈正方形,排列緊密。在一個(gè)細(xì)胞周期中,間期持續(xù)的時(shí)間遠(yuǎn)大于分裂期,所以看到的細(xì)胞大多數(shù)處于間期。圖中的細(xì)胞無(wú)處于細(xì)胞周期的細(xì)胞,可能是取材位置不合適,也可能是取材時(shí)間不合適,大部分細(xì)胞沒(méi)有進(jìn)行有絲分裂,還可能是視野選擇不合適。答案:(1)細(xì)胞呈正方形,排列緊密分裂間期在細(xì)胞周期中占的比例最大(在細(xì)胞周期中間期持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng))(2)C(3)表皮細(xì)胞不進(jìn)行細(xì)胞分裂,染色質(zhì)沒(méi)有縮短變粗成為染色體(不出現(xiàn)染色體)【變式訓(xùn)練】

1.在“觀察根尖分生區(qū)組織細(xì)胞的有絲分裂”實(shí)驗(yàn)中,三位實(shí)驗(yàn)人員制作洋蔥根尖裝片的操作步驟如下表所示(“+”表示操作,“-”表示未操作)。則甲、乙、丙觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分別是(

)A.細(xì)胞重疊,染色體著色很淺、不清楚;細(xì)胞分散、染色體清楚B.細(xì)胞分散但看不到染色體;染色體著色清楚;細(xì)胞分散、染色體清楚C.細(xì)胞重疊;染色體著色很淺、不清楚;細(xì)胞著色清楚但看不到染色體D.染色體著色很淺、不清楚;細(xì)胞分散、染色體清楚;細(xì)胞分散、染色體清楚解析:解離的目的是用藥液使細(xì)胞分散開(kāi),甲未解離,細(xì)胞相互重疊;漂洗的目的是洗去解離液,便于染色體著色,乙未漂洗,影響染色效果,染色體著色很淺、不清楚;根尖5~7

mm處為伸長(zhǎng)區(qū)細(xì)胞,已失去分裂能力,染色體呈染色質(zhì)狀態(tài),觀察不到染色體。答案:C2.下圖是關(guān)于觀察洋蔥根尖有絲分裂實(shí)驗(yàn)的部分操作,下列評(píng)價(jià)合理的是(

)A.剪取洋蔥根尖2~3mm,因?yàn)樵搮^(qū)域?qū)儆诟珔^(qū),細(xì)胞有絲分裂旺盛B.該實(shí)驗(yàn)步驟中唯一的錯(cuò)誤是在②和③之間缺少用清水漂洗這一環(huán)節(jié)C.在觀察的圖像中,b屬于分生區(qū)的細(xì)胞,細(xì)胞