1、动植物细胞有丝分裂的区别和观察有丝分裂实验人教版高中生物必修1学案设计第2课时动植物细胞有丝分裂的区别和观察有丝分裂实验课前自主预习案一、动物细胞的有丝分裂1动植物细胞有丝分裂的不同点填表时期植物细胞有丝分裂动物细胞有丝分裂间期无中心粒有中心粒，且完成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形成细胞壁，分割细胞细胞膜由中部向内凹陷，缢裂细胞2.有丝分裂的特征和意义(1)特征：将经过复制的亲代细胞的染色体，精确地平均分配到两个子细胞中。(2)意义：在细胞的亲代和子代间保持了遗传性状的稳定性。二、无丝分裂三、细胞不能无限长大细胞不能无限长大的限制
2、因素四、观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂1实验原理(1)高等植物根尖、茎尖的分生区细胞能进行有丝分裂。(2)在高倍显微镜下，可根据细胞内染色体的形态识别该细胞处于有丝分裂的哪个时期。(3)细胞核内的染色体容易被碱性染料(如龙胆紫溶液)着色。(4)盐酸和酒精混合液能使组织中的细胞相互分离。2实验试剂(1)解离液：由质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精按1 1配制而成。(2)龙胆紫溶液(或醋酸洋红液)：使染色体着色。(3)漂洗液：清水，洗去组织中的解离液。3实验步骤(1)装片的制作：填图(2)观察：使用低倍镜找到根尖分生区的细胞，然后换上高倍镜，观察分生区的各个细胞，并找到有丝分裂各个时
3、期的细胞。判断下列有关叙述的正误(1)动植物细胞有丝分裂过程中染色体的形态变化不同()(2)动物细胞分裂间期有DNA的复制和中心体的倍增()(3)无丝分裂过程中核膜不消失()(4)制作细胞的有丝分裂装片时，洋葱根尖解离后直接用龙胆紫溶液染色()(5)解离和压片都有利于根尖分生区细胞分散()答案：(1)(2)(3)(4)(5)课堂互动探究案【课程标准】 描述细胞通过不同的方式进行分裂，其中有丝分裂保证了遗传信息在亲代和子代细胞中的一致性制作和观察根尖细胞有丝分裂简易装片，或观察其永久装片【素养达成】 1通过比较分析，阐明动植物细胞有丝分裂的异同。(科学思维) 2观察细胞分裂示意图，动手画坐标曲线
4、图，理解有丝分裂中染色体和DNA等物质的数目变化特点。(科学思维)3制作装片并观察根尖分生组织细胞的有丝分裂过程。(科学探究)有丝分裂中形成的染色体可以在高倍镜下观察到，因此我们可以通过观察染色体的数目和形态来判断细胞分裂的不同时期。另外，动物细胞和植物细胞在结构上有很大的区别，植物细胞有细胞壁，动物细胞没有细胞壁，但有中心体，因此它们的有丝分裂过程也有着不同的地方。这就是今天这节课要学的内容。探究点一动、植物细胞有丝分裂的比较、无丝分裂【师问导学】如图是动物细胞和高等植物细胞有丝分裂的对比图，据图分析：时期间期前期末期植物细胞动物细胞1.动植物细胞分裂间期的区别主要是什么？答案：发生复制的结
5、构不完全相同，动物还有中心体的复制。2动植物细胞分裂前期形成纺锤体的方式有什么不同？答案：高等植物细胞是由细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体，动物细胞是由中心粒周围发出星射线形成纺锤体。3动植物细胞分裂末期细胞一分为二的方式有什么不同？答案：高等植物细胞中央出现细胞板，向四周扩展形成细胞壁，一个细胞形成两个子细胞；动物细胞膜从细胞的中部向内凹陷，一个细胞缢裂成两个子细胞。4(1)动植物细胞有丝分裂过程中与细胞分裂有关的细胞器及作用有何异同？(2)无丝分裂过程中有遗传物质的复制和分离吗？两个子细胞的遗传物质完全相同吗？(3)原核细胞的分裂方式是无丝分裂吗？答案：(1)相同点：线粒体：为细胞分裂提供能量
6、。核糖体：合成与细胞分裂有关的蛋白质。不同点：动物细胞有中心体：分裂前期，两组中心粒发出的星射线形成纺锤体，牵引染色体移动，某些低等植物细胞也有中心体。植物细胞中高尔基体参与分裂，合成纤维素和果胶，形成新的细胞壁。(2)无丝分裂过程中有遗传物质的复制和分离，核遗传物质一定平均分配，否则不能保证子细胞遗传性状的稳定性，细胞质遗传物质并不平均分配，总的遗传物质不完全相同。(3)不是。无丝分裂是真核细胞的一种分裂方式，原核细胞的分裂方式称为二分裂。【智涂笔记】动物细胞和高等植物细胞有丝分裂的区别可以归纳为：(1)三个时期：区别较大的集中在分裂间期、前期和末期。(2)二个结构：变化集中于中心体和细胞板
7、两个结构。(3)一个特例：低等植物细胞兼具动物细胞和高等植物细胞的特点。【师说核心】1高等植物细胞与动物细胞有丝分裂过程的比较不同点相同点有丝分裂过程间期分裂期中心体有无及倍增前期：纺锤体形成机制不同末期：胞质分裂方式不同高等植物细胞无染色体完成复制染色体平均分配到两个子细胞中动物细胞有染色体完成复制染色体平均分配到两个子细胞中2.根据染色体变化识别细胞分裂时期(1)染色质变为染色体，染色体散乱分布前期，如图1。(2)着丝点排列在赤道板上中期，如图2。(3)着丝点分裂，染色体数目加倍后期，如图3。(4)染色体变成染色质末期，如图4。3动植物细胞分裂图像的识别(1) (2)图像呈圆形，外面无细胞
8、壁，或有中心粒结构，无细胞板结构，通过缢裂方式产生子细胞，一般可判断为动物细胞。【检测反馈】1(合格必考)关于高等动、植物细胞有丝分裂的叙述，正确的是()A核分裂时，染色体的活动不同B细胞质的分裂方式相同C纺锤体的形成和消失方式相同D细胞分裂末期高尔基体的作用不同解析：动、植物细胞有丝分裂过程中，染色体变化是相同的；细胞质的分裂方式不同，动物细胞从中央凹陷缢裂均分细胞质，植物细胞中央出现细胞板，分隔细胞质形成两个子细胞；在末期高尔基体的作用不同，动物细胞高尔基体与细胞分裂无直接关系，植物细胞高尔基体与细胞壁的形成有关。答案：D2(合格必考)如图为某一高等生物的细胞进行有丝分裂某一时期的图像，下
9、列叙述不正确的是()A该生物为一种植物B该细胞中含有8条染色单体C该细胞处于有丝分裂后期D该细胞含有8条染色体解析：图中细胞具有细胞壁，是植物细胞；细胞中正在发生染色体着丝点分裂，姐妹染色单体分开，形成的子染色体在纺锤丝的牵引下正向两极移动，该细胞处于有丝分裂的后期；染色体数目以着丝点为准，图中有8个着丝点即含有8条染色体，没有染色单体存在。答案：B3(合格必考)下列关于无丝分裂的叙述错误的是()A低等生物细胞特有的分裂方式B也存在遗传物质的复制过程C分裂过程中不出现纺锤丝D分裂过程中不出现染色体的变化解析：无丝分裂是指分裂过程中不会出现纺锤丝和染色体的变化的一种细胞分裂方式。无丝分裂与有丝分
10、裂一样也存在遗传物质的复制过程。无丝分裂在高等动物体内也存在，如蛙的红细胞的分裂。答案：A4(合格必考)依据生理特点，鉴别一个正在进行有丝分裂的细胞是植物细胞还是动物细胞，最可靠的方法是检查它()ADNA的复制方式B是否出现星射线C细胞质分成两部分的方式D自身蛋白质合成的方式解析：最可靠的区分依据是检查它的子细胞形成方式。答案：C5(等级选考)下面是某动物细胞有丝分裂模式图，有关叙述不正确的是()A上述细胞有丝分裂的顺序是甲丁乙丙B显微镜下观察到最多的细胞处于甲时期C开始出现染色体的时期是丁，染色体开始转变成染色质形态的时期是丙D若某药物可抑制纺锤体形成，则它极可能是作用于丙图解析：图中甲为间
11、期，乙为后期，丙为末期，丁为前期，故图中细胞有丝分裂顺序为甲丁乙丙；细胞周期中，间期历时最长，显微镜观察连续分裂的动物组织细胞，处于间期的细胞数目最多；细胞有丝分裂过程中，染色体出现在前期，消失转变为染色质发生在末期；纺锤体的形成是在前期。答案：D6(等级选考)洋葱根尖分生区细胞在分裂过程中不会出现的是()A在细胞分裂间期，核糖体合成蛋白质功能增强B在细胞分裂前期，细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体C在细胞分裂中期，细胞内ATP的含量明显减少D在细胞分裂末期，高尔基体为细胞壁的形成合成多糖解析：在细胞分裂间期，要完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，而蛋白质的合成场所是核糖体，所以核糖体合成蛋白质
12、功能增强，A正确；在细胞分裂前期，高等植物细胞由两极发出纺锤丝形成纺锤体，B正确；在细胞分裂中期，由于染色体的运动等导致细胞内ATP消耗增加，但由于ATP与ADP的相互转化，所以ATP含量基本保持相对平衡，C错误；在细胞分裂末期，在赤道板位置，细胞板扩展形成细胞壁，而高尔基体与细胞壁的形成有关，D正确。答案：C探究点二动植物细胞有丝分裂过程中的染色体、DNA数量变化规律【师问导学】1结合有丝分裂各时期染色体的特点，以体细胞中DNA数目为2c、染色体数目为2n为例，完成下表：项目时期染色体形态变化核DNA分子数目染色体数目染色单体数目分裂间期2c_4n分裂前期_分裂中期_分裂后期_分裂末期_答案
13、：4c2n04c2n4n4c2n4n4c4n04c2c4n2n02结合上表分析，请绘出核DNA的变化曲线，并分析：(1)DNA数目加倍是在什么时期？原因是什么？(2)DNA数目减半是在什么时期？原因又是什么？答案：如图所示(1)分裂间期。原因是DNA复制，DNA分子数目加倍。(2)末期。原因是细胞一分为二，DNA数目减半。3结合上表，请绘出染色体数目的变化曲线，并分析：(1)染色体数目加倍是在什么时期？原因是什么？(2)加倍后的染色体数目减半是在什么时期？原因是什么？答案：如图所示(1)后期。原因是着丝点分裂，姐妹染色单体分开成为染色体，染色体数目加倍。(2)末期。原因是细胞一分为二，染色体数
14、目减半。4结合上表，染色单体的变化曲线又是怎样的？请绘出。答案：如图所示5结合上表，如图表示细胞有丝分裂过程中一条染色体上的DNA含量变化图解，请分析：(1)AB段变化的原因是什么？(2)BC段中始终存在染色单体吗？(3)CD段表示什么时期？变化的原因是什么？答案：(1)DNA分子的复制。(2)是。(3)后期。着丝点分裂，姐妹染色单体分开成为染色体，每条染色体上又只含有一个DNA分子。【智涂笔记】(1)有丝分裂后期染色体数目是最多的。(2)有丝分裂中，核DNA在分裂间期因为DNA的复制而加倍，末期细胞一分为二时减半；染色体在后期着丝点分裂后加倍，末期细胞一分为二时减半；染色单体形成于间期，出现
15、于前期、中期，后期消失。【师说核心】有丝分裂过程中表示染色体、染色单体和DNA分子的数目变化有多种形式，如表格、曲线、柱状图等。1表格形式分裂间期前期中期后期末期染色体数2N2N2N4N2N染色单体数04N4N4N00DNA分子数2N4N4N4N4N2N2.曲线图形式(1)纵坐标是染色体、染色单体和DNA分子的数量AB是DNA复制的结果，CD是染色体着丝点分裂的结果，EF是染色体平均分配到两个子细胞的结果。(2)纵坐标是染色体与DNA的比值图中AB是G1期，1条染色体含有1个DNA分子；BC是S期，完成DNA复制，1条染色体含有2个DNA分子，所以比值由1到1/2，直至DE段；到了后期，染色体
16、着丝点分裂，两个姐妹染色单体分开成为两个染色体，每个染色体含有1个DNA分子，比值由1/2到1，直至末期。3柱状图形式AB表示间期的变化，BC表示前期到中期的变化，CD表示中期到后期的变化，DE表示后期到末期的变化。【检测反馈】1(合格必考)在细胞有丝分裂过程中，当染色体、染色单体和DNA分子三者数量比为1：2：2时，所处的分裂期应是()A前期和中期 B中期和后期 C后期和末期 D前期和末期解析：在细胞有丝分裂的间期，细胞核内染色体复制的结果是每条染色体形成两条完全一样的姐妹染色单体，共用一个着丝粒，因此在分裂期的前期和中期，每一条染色体含两条姐妹染色单体，也含两个DNA分子，染色体、染色单体
17、和DNA分子的数量之比为1：2：2。分裂后期，着丝粒分裂，染色单体分开成为两条子染色体，因此，后期和末期染色单体的数目变为0，DNA分子数目与染色体数目相同。答案：A2(合格必考)处于有丝分裂过程中的动物细胞，当中心体移向两极时，染色体数(a)、染色单体数(b)、DNA分子数(c)可表示为下图中的哪一项()解析：动物细胞有中心体，在细胞分裂间期，中心体的两个中心粒各自产生了一个新的中心粒，即中心体的复制。在分裂前期，一组中心粒的位置不变，另一组中心粒移向细胞的另一极，因而决定了细胞的分裂方向。由此可知题目要求判断的是分裂前期三者的数量关系，它们的数量关系是：染色体：染色单体：DNA1：2：2。
18、答案：B3(合格必考)如图表示某生物细胞有丝分裂过程中细胞核内DNA分子含量变化的曲线。下列有关叙述正确的是()AOa段表示间期，染色体复制，DNA含量加倍B动物细胞中，只有在bd段含有两组中心粒Ccd段细胞核中染色体：染色单体：DNA为1：2：2D细菌与bc段细胞相比主要区别是没有核膜和核仁解析：Oa段表示间期，进行染色体复制(DNA的复制和蛋白质的合成)，DNA含量加倍，A正确；动物含有中心体，中心体在间期复制，在有丝分裂的前、中、后期的细胞中都含有2个中心体，即图中ad段细胞中都含有2个中心体，B错误；cd段表示有丝分裂后期，着丝点分裂，染色单体变成染色体，所以此时细胞核中染色体：染色单
19、体：DNA为1：0：1，C错误；bc段表示分裂中期，由于核膜、核仁在前期已经解体消失，故中期细胞中没有核膜和核仁，而细菌细胞是原核生物，没有核膜、核仁，所以细菌与bc段细胞均无核膜、核仁，D错误。答案：A4(合格必考)真核细胞的DNA是随着染色体的复制而复制的，研究表明，真核生物染色体的复制是不同步的，有的先复制，有的后复制。下图中能真实反映染色体复制过程中染色体数目变化的是()解析：染色体复制的实质是DNA的复制，染色体复制后染色体的数目不变。答案：C5(等级选考)细胞增殖过程中DNA含量会发生变化，通过测定一定数量细胞的DNA含量，可分析其细胞周期。根据细胞的DNA含量不同，将某种连续增殖
20、的细胞分为三组，每组的细胞数目如图。从图中所示结果分析其细胞周期，不正确的是()A乙组细胞正在进行DNA复制B细胞分裂间期的时间比分裂期长C丙组中只有部分细胞的染色体数目加倍D将周期阻断在DNA复制前会导致甲组细胞数减少解析：乙组细胞中的DNA相对含量为2c4c，说明正在进行DNA复制，A正确；甲组和乙组所示的细胞均处于分裂间期，丙组细胞中的DNA相对含量为4c，说明正处于分裂期，处于分裂间期的细胞数量远多于分裂期的细胞，说明细胞分裂间期的时间比分裂期长，B正确；丙组处于分裂期，其中处于分裂后期和末期的细胞中染色体数目加倍，C正确；将周期阻断在DNA复制前将会导致甲组细胞数增加，D错误。答案：
21、D探究点三运用模型作解释及观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂【师问导学】一、“细胞大小与物质运输的关系”实验根据实验结果进行计算得到下表，请据表分析：琼脂块的边长(cm)表面积(cm2)体积(cm3)表面积与体积之比NaOH扩散的深度(cm)NaOH扩散的体积与整个琼脂块的体积之比16160.51224830.53542720.51.在相同时间内，NaOH在每一琼脂块内扩散的深度是否相同？说明什么？答案：基本相同。说明NaOH在每一琼脂块内扩散的速率是相同的。2琼脂块的表面积和体积之比随着琼脂块的增大发生什么变化？答案：逐渐减小。3NaOH扩散的体积和整个琼脂块的体积之比随着琼脂块的增大发生什么
22、变化？答案：逐渐减小。4由此可见，细胞体积与周围环境之间进行物质交流的效率之间是什么关系？答案：细胞体积越大，与周围环境之间进行物质交流的效率就越低。5结合影响细胞不能无限长大的因素和细胞生长所需的条件，思考细胞是不是越小越好？答案：不是。组成细胞的结构(如核糖体等)和物质(如酶)必须占据一定的空间，细胞内各种生化反应的进行也需要一定的空间，这些因素决定了细胞的体积不能太小。二、根据下图和教材内容完成相关问题：1该实验的选材有什么要求？下表中最合适的是哪一种生物？生物分裂间期/h分裂期/hA10.60.4B180.5C3.51D10.42.3答案：由于处于分裂期的细胞数目较少，因此选材时要选分
23、裂期占细胞周期的比例相对较高的生物细胞，这样可以使处于分裂期的细胞相对较多，容易观察。根据这个原则，上表中最合适的应该是物种C。2实验中在用解离液对根尖进行解离的时候，时间选择35 min，处理时间太短或太长都不好，请思考要严格控制时间的原因。答案：解离时间过长会使根尖过分酥软且染色体成分会被破坏。解离时间过短会使根尖细胞解离不充分，不能相互分离。3解离完要进行漂洗，而且一定要彻底，这样处理的目的是什么？答案：防止残留的解离液(盐酸)继续破坏细胞，同时盐酸也腐蚀镜头也会影响染色效果。4装片中细胞相互重叠，会导致观察效果不理想，请思考实验中有哪些操作可以保证细胞相互分散开？答案：解离要充分；用镊
24、子弄碎；压片。5视野中处于哪个时期的细胞数目最多？为什么？答案：处于间期的细胞最多，因为在细胞周期中间期经历时间最长。6在观察时如何找到分生区细胞？答案：把制成的装片先放在低倍镜下观察，扫视整个装片，找到呈正方形且排列紧密的细胞即为分生区细胞。7能否将视野固定在一个细胞观察其连续的变化过程？如果不能，应怎样做？答案：不能。将视野固定在一个细胞观察不到动态分裂过程，细胞解离后已被杀死，因此要通过移动装片寻找不同时期的细胞分裂图像。【智涂笔记】1细胞不能无限长大的原因(1)细胞表面积与体积的关系限制了细胞的长大。(2)细胞核所能控制的范围是有限的，细胞核中的DNA不会随着细胞体积的增大而增加。2观
25、察根尖组织细胞有丝分裂实验的三点提醒(1)视野中处于间期的细胞最多，因为间期时间最长。(2)每一时期的时长细胞周期此时期的细胞数占计数细胞总数的比例。(3)观察不到细胞分裂的动态连续变化的原因：根尖细胞解离时已经被解离液杀死。【师说核心】一、细胞大小与物质运输效率关系的模拟实验1实验原理酚酞遇NaOH呈紫红色；用琼脂块的大小模拟细胞的大小；用NaOH扩散的体积与整个琼脂块的体积之比来表示物质运输效率。2实验步骤制备琼脂块：将琼脂块切成3块边长分别为3 cm、2 cm、1 cm的正方体浸泡：将琼脂块同时放入质量分数为0.1%的NaOH溶液中，浸泡10 min切割：捞取、干燥，将琼脂块切成两半测量
26、：测量切面上NaOH扩散的深度计算、记录：计算不同琼脂块的体积、表面积、NaOH扩散的体积和整个琼脂块体积的比值，记入相应的表格3实验结果(1)在相同时间内，NaOH在每一琼脂块内扩散的深度基本相同，说明NaOH在每一琼脂块内扩散的速率是相同的。(2)请计算直径为20 m和30 m的球形细胞的表面积和体积之比(球体的体积公式V4/3r3，表面积公式S4r2)，将计算结果填入下表：细胞直径(m)表面积(m2)体积(m3)表面积/体积201 2564 1870.30302 82614 1300.204.实验结论细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞与周围环境之间进行物质交流的面积相对越小，所以物质运
27、输的效率越低。二、观察根尖分生组织细胞的有丝分裂1操作步骤2使根尖细胞相互分散的方法(1)解离，盐酸可破坏细胞壁的果胶层，使组织细胞分离。(2)制片时用镊子尖把根尖弄碎。(3)压片可使细胞尽可能呈单层铺展。3实验过程中的注意事项(1)解离：解离充分，细胞才能分离开来。解离时间要适当：过长会使根尖过于酥软且染色体成分被破坏，过短会使根尖细胞不能相互分离。(2)漂洗：漂洗一定要彻底，防止解离液有残留。染色前必须先漂洗，这两步不能颠倒，否则影响实验效果。(3)染色：染色时要掌握好染色液的浓度和染色时间，若染色时间过长，染色过深，显微镜下会出现一片紫色，无法观察到染色体。(4)压片：压片时用力要恰当，
28、过重会将组织压烂，过轻则细胞不能分散开来，用力过重或过轻都会影响观察。(5)观察：通过解离将细胞杀死，使细胞停留在不同分裂时期，因此要不断移动装片，寻找不同时期的细胞分裂图像。观察到的不同时期细胞数目的多少反映出各时期经历时间的长短，其中，处于间期的细胞数目最多。【检测反馈】1(合格必考)大多数高等动植物细胞的直径一般在2030 m之间，根据实验细胞模型的探究，你认为对如此微小的细胞叙述，正确的分析是()A细胞越大，物质运输所需时间越长B细胞越小，物质运输所需时间越长C细胞越小，物质运输越快，越旺盛D细胞越小，遗传物质发挥作用越容易解析：随体积增大，物质交换和运输所需时间相应增加。细胞变小，物质运输所需时间相应减少；细胞核与细胞质之间的比值一般以1/3为宜，细胞太小，不利于细胞代谢。遗传物质的表达需要场所，细胞太小遗传物质不易发挥作用。答案：A2(合格必考)下列有关细胞不能无限长大的原因中，不正确的是()A与细胞表面积和体积的比例有关B细胞核的大小是有一定限度的C细胞体积过大不利于细胞内的物质交流D细胞的体积与细胞核无关解析：与细胞的表面积和体积比有关，细胞体积越大，细胞的表面积和体积比越小，物质运输的效率越低，A正确；细胞核是细胞代谢的控制中心，所以细胞
