版高中生物苏教版必修1学案512 观察植物细胞的有丝分裂和无丝分裂.docx
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版高中生物苏教版必修1学案512观察植物细胞的有丝分裂和无丝分裂
第二课时 观察植物细胞的有丝分裂和无丝分裂
学习目标
1.制作装片并观察植物细胞的有丝分裂,比较分析动植物有丝分裂的异同。
2.理解有丝分裂中染色体和DNA等物质的数目变化特点(重难点)。
3.概述无丝分裂。
|基础知识|
一、观察植物细胞的有丝分裂
1.实验原理
(1)在高等植物体内,有丝分裂常见于根尖、芽尖等分生区细胞。
由于各个细胞的分裂是独立进行的,因此在同一分生组织中可以看到处于不同分裂时期的细胞。
(2)高倍镜下观察各个时期细胞内染色体(或染色质)的存在状态,就可以判断这些细胞各处于有丝分裂的哪个时期,进而认识有丝分裂的完整过程。
(3)染色体易被碱性染料(如龙胆紫溶液)着色,有利于观察。
2.实验步骤
二、动、植物细胞有丝分裂的比较
时期
动物细胞有丝分裂
植物细胞有丝分裂
间期
完成中心粒的复制
无中心粒的复制(低等植物细胞除外)
前期
中心粒移到细胞两极,并发出星状射线,形成纺锤体
细胞两极发出纺锤丝,形成纺锤体
末期
细胞膜向中央凹陷,使细胞缢裂为两个子代细胞
细胞板扩展为细胞壁,分割细胞质
三、无丝分裂
1.特点:
分裂过程中,没有染色体和纺锤体等结构的出现。
2.远程
(1)细胞核先延长,核从中部缢裂成两个子细胞核。
(2)整个细胞从中部缢裂成两个子细胞。
|自查自纠|
判断正误:
(1)染色体复制导致DNA加倍和染色单体的形成,复制后,一条染色体由两条染色单体组成,染色体数目并未加倍。
( )
(2)选择洋葱表皮细胞观察植物细胞的有丝分裂时,先使用低倍镜再使用高倍镜。
( )
(3)观察植物细胞有丝分裂实验制片步骤是解离、染色、漂洗、制片。
( )
(4)无丝分裂过程中不出现纺锤丝和染色体。
( )
(5)实验中,可以选取根尖或者芽尖任意细胞,因为根尖或者芽尖的细胞都具有分裂能力。
( )
答案
(1)√
(2)× (3)× (4)√ (5)×
|图解图说|
想一想
在视野中能看到如下图所示的连续分裂的细胞吗?
提示:
不能,因为解离时细胞已死亡。
染色时间不能过长,时间过长,视野中一片紫色,无法观察
有丝分裂中期
★植物细胞和动物细胞有丝分裂末期的分裂方式。
想一想?
观察装片的视野中处于哪个时期的细胞最多?
为什么?
提示:
间期,间期持续的时间最长。
探究点一 观察植物细胞的有丝分裂
1.根尖分生区细胞一定处于分裂期吗?
试从细胞周期的特点分析其原因。
提示:
不一定。
因为在细胞周期中分裂间期约占细胞周期的90%~95%,所以观察时会发现处于间期的细胞数目最多,只有少数处于分裂期。
2.该实验的选材有什么要求?
下表中最适合的是哪一种生物?
生物
分裂间期/h
分裂期/h
A
10.6
0.4
B
18
0.5
C
3.5
1
D
10.4
2.3
提示:
由于处于分裂期的细胞数目较少,因此选材时要选分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。
3.思考在制作有丝分裂装片的过程中为什么一定要遵循“解离→漂洗→染色→制片”的顺序?
能否颠倒?
提示:
制作装片时,解离液中含盐酸,而染色剂是碱性的,不漂洗会影响染色的效果。
漂洗的目的一是防止解离过度,二是便于染色,所以操作顺序不能颠倒。
4.某同学利用根尖分生区细胞观察有丝分裂过程时,没有观察到染色体行为的变化,于是等待细胞的继续分裂,他能等到吗?
为什么?
如果不能应该怎么操作?
提示:
不能。
因为制作有丝分裂装片时细胞已经被杀死。
这位同学应移动装片寻找观察视野中处于各分裂时期的图像。
5.若在低倍镜下看到一典型分裂期细胞处在视野的右上方,可直接换用高倍镜观察吗?
为什么?
提示:
不可以。
因为直接换用高倍镜后该物像将不在视野范围内,需先将其移至视野中央后再换用高倍镜观察。
1.材料的选择
观察有丝分裂实验,应选择不断进行有丝分裂的材料,如根尖(分生区细胞)、受精卵等,且要求材料易获取、染色体数目少、分裂期所占细胞周期比例大。
2.观察注意事项
(1)观察时要注意边观察边移动装片,观察有丝分裂的各个时期。
(2)换高倍镜时,要先把低倍镜下的物像移到视野中央。
【例1】 用高倍显微镜观察洋葱根尖细胞的有丝分裂,下列描述正确的是
( )
A.处于分裂间期和中期的细胞数目大致相等
B.视野中不同细胞的染色体数目可能不相等
C.观察处于分裂中期的细胞,可清晰看到赤道板和染色体
D.细胞是独立分裂的,因此可选一个细胞持续观察它的整个分裂过程
尝试解答
解析 在一个细胞周期中,间期大约占90%~95%,分裂期大约占5%~10%,分裂间期的细胞要远远多于分裂中期的细胞;在整个有丝分裂过程中,细胞内染色体数目可能是不同的,后期染色体数目由于着丝点分裂而加倍;在分裂中期,染色体数目清晰,但赤道板只是一个虚拟的位置概念,而并非结构,细胞板才是分裂过程出现的结构;在该实验中,洋葱根尖细胞在解离液中解离时就已经被固定杀死了,要观察有丝分裂全过程,只能从视野中寻找处于不同时期的细胞。
答案 B
【跟踪训练】
1.下列关于实验过程的描述,正确的一组是
( )
①解离的目的是使细胞重叠 ②漂洗的目的是为了洗去根尖上的盐酸和酒精的混合液,避免解离过度 ③用龙胆紫染液是为了将染色体染成紫色 ④压片可将根尖细胞压成单层,使之不相互重叠 ⑤当看到一个中期细胞时,要注意观察它如何进入后期、末期
A.①④⑤B.②③④
C.③④⑤D.①②③
解析 解离的主要目的是使细胞分开,还能杀死固定细胞,增加细胞的通透性便于染色;漂洗的目的是为了洗去根尖上的盐酸和酒精的混合液,避免解离过度;龙胆紫染液可以将染色体染成紫色;压片的目的是使根尖细胞不相重叠,形成单层细胞;经过解离的细胞已经死亡,不会再发生持续的周期性变化了。
答案 B
探究点二 动、植物细胞有丝分裂的比较
1.细胞分裂的过程中出现中心体的一定是动物细胞吗?
为什么?
提示:
不一定。
细胞分裂的过程中出现中心体的不一定是动物细胞,某些低等植物细胞有丝分裂的分裂期,纺锤体的形成也与中心体有关。
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吗?
请分析说明原因。
提示:
不相同。
动物细胞有丝分裂前期由中心粒周围发出星状射线形成纺锤体,植物细胞由细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体。
3.判断动物细胞和植物细胞有丝分裂的可靠依据是什么?
提示:
末期子细胞的形成方式。
有细胞板出现的是植物细胞的有丝分裂,细胞向内凹陷缢裂的为动物细胞的有丝分裂。
4.与细胞有丝分裂有关的细胞器有哪些,分别参与哪类生物细胞的有丝分裂,各自有什么功能?
提示:
细胞器名称
细胞类型
发挥作用的时期
生理作用
核糖体
动物、植物
间期(主要)
有关蛋白质的
合成
中心体
动物、低等植物
前期
纺锤体的形成
高尔基体
植物
末期
细胞壁的形成
线粒体
动物、植物
整个细胞周期
提供能量
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状射线形成;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。
【例2】 如图是细胞分裂期的四个时期模式图,下列说法错误的是
( )
A.动物细胞有丝分裂与上图不同之处主要表现在B、C图
B.中间存在细胞板的仅有B图
C.D图细胞内DNA数目大于8个
D.图A中细胞不是高度分化的细胞
尝试解答
解析 动物细胞有丝分裂与植物细胞有丝分裂不同之处表现在两个方面:
一是纺锤体的形成方式不同,二是细胞质的分裂方式不同,表现在A、B两图。
B图是末期,存在细胞板,其他三图不存在。
考虑到细胞质DNA,因此细胞内的DNA数目大于8个。
高度分化的细胞不能进行细胞分裂,因此图A中细胞不是高度分化的细胞。
答案 A
图像的识别包括三个方面:
一是动物细胞和植物细胞的识别;二是识别细胞分裂的各个时期;三是识别细胞内染色体、染色单体及DNA的数目。
1.根据细胞分裂图像判断动植物细胞的方法
(1)有无细胞壁
(2)
(3)
2.识别各个时期要根据有丝分裂各个时期的特点,特别是染色体的变化行为
判断有丝分裂分裂期的方法:
(1)看染色体数目:
如果染色体数目是其他细胞的二倍,则处于后期或末期;
(2)看有无细胞板:
有细胞板则为末期;
(3)看染色体分布:
若散乱排列,则为前期,若整齐排列在赤道板上,则为中期。
3.判断细胞内染色体、染色单体及DNA数目,主要参照中期或后期时的图像进行分析判断。
【跟踪训练】
2.下图表示光学显微镜下观察到的根尖分生区的细胞,视野内看到最多的细胞是
( )
解析 A~D分别是后期、间期、末期和中期,由于间期时间最长,所以在视野中看到最多的细胞应是处于间期的细胞。
答案 B
探究点三 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,补充完成下表。
(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:
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:
a.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。
b.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。
c.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。
【例3】 如图是动物细胞有丝分裂不同时期染色体(a)数目、核DNA分子(b)数目的柱形图,下列叙述正确的是
( )
A.①时期染色体还未复制,核DNA已完成了复制
B.③时期核膜、核仁重建,细胞中部出现细胞板
C.①→②表示着丝点分裂,染色体数目加倍,但核DNA分子数目不变
D.②时期染色体数目和核DNA分子数目相等,说明细胞分裂已经完成
尝试解答
解析 图①可表示有丝分裂前期和中期,图②表示有丝分裂后期,图③可表示DNA未复制前的间期和末期。
前期和中期,DNA已复制,染色体也完成了复制,但并不加倍。
动物细胞分裂过程中不形成细胞板,A、B错误。
①→②表示由中期到后期,着丝点分裂,染色体数目加倍,但核DNA分子数目不变,C正确。
②时期染色体数目和核DNA分子数目相等,都是体细胞的2倍,说明细胞中着丝点已分裂,处于有丝分裂后期,D错误。
答案 C
【跟踪训练】
3.图1表示细胞分裂的不同时期与每条染色体上DNA含量变化的关系,图2表示处于细胞有丝分裂某个时期的细胞图像。
下列说法中错误的是
( )
图1 图2
A.图1中AB段形成的原因是DNA分子复制
B.图1中DE段可表示有丝分裂后期和末期
C.图2中细胞处于图1中的DE段
D.图2中细胞含8条染色体、8个DNA分子、8条染色单体
解析 注意纵坐标为每条染色体上的DNA含量。
图1中AB段对应细胞分裂间期的DNA复制期;有丝分裂后期染色单体分开成为染色体,染色体上的DNA含量减半,图1中DE段可表示有丝分裂后期和末期;图2中细胞处于分裂期后期,与图1中的DE段对应;图2中细胞已经没有染色单体。
答案 D
知识脉络
要点晨背
1.与动物细胞不同的是高等植物细胞没有中心体,其纺锤体是由细胞两极发出的纺锤丝构成的。
2.细胞无丝分裂的整个过程中,没有染色体和纺锤体等结构的出现。
3.在高等动物体内,某些迅速增殖的组织,如口腔上皮细胞可通过无丝分裂的方式形成新细胞。
4.染色体在后期数量加倍,原因是着丝点分裂。
1.如图为某一高等生物细胞有丝分裂某一时期的图像,下列叙述错误的是
( )
A.该生物为一种植物
B.该生物的体细胞中含有8条染色体
C.该细胞处于有丝分裂后期
D.该细胞中含有8条染色体
答案 B
2.如图表示某生物细胞有丝分裂过程中细胞核内DNA含量变化的曲线。
下列有关叙述正确的是
( )
A.O~A段表示染色体复制,其含量加倍
B.细菌与B~C段细胞相比主要区别是没有核膜和核仁
C.C~D段细胞核中染色体数∶染色单体数∶DNA分子数的比为1∶2∶2
D.B~D段的团藻细胞中含有两组中心粒
解析 O~A段表示DNA复制,含量加倍;B~C段为有丝分裂中期,核膜和核仁消失;C~D段为后期,染色体数∶染色单体数∶DNA分子数的比为4∶0∶4;团藻细胞属于低等植物细胞,在分裂间期中心体复制。
答案 D
3.菠菜根的分生区细胞不断分裂使根向远处生长,在分裂过程中不会出现的是
( )
A.细胞分裂间期,中心体的两个中心粒各自产生一个新的中心粒
B.细胞分裂中期,染色体形态较稳定、数目较清晰
C.细胞分裂前期,核膜和核仁逐渐消失
D.细胞分裂末期,高尔基体参与细胞壁的形成
解析 中心体存在于低等植物细胞和动物细胞中,菠菜是高等植物不含中心体;在有丝分裂中期,染色体的形态较稳定,数目较清晰,是观察染色体形态和数目的最佳时期;有丝分裂前期,核膜解体,核仁逐渐消失,出现染色体和纺锤体;在植物细胞有丝分裂末期形成细胞壁,而植物细胞中与细胞壁形成有关的细胞器是高尔基体。
答案 A
4.下列有关无丝分裂的说法正确的是
( )
A.人的红细胞以无丝分裂方式增殖
B.无丝分裂过程中染色体复制,并平均分配
C.细菌可以无丝分裂的方式产生后代
D.在高等动植物体内,无丝分裂时常存在
解析 无丝分裂是真核生物发生的特殊的细胞分裂,没有出现染色体、纺锤体的变化。
无丝分裂在高等动植物体内时常存在,用以快速增加细胞的数目,但人的红细胞已经失去分裂能力。
答案 D
5.如图是某同学在“目镜10×,物镜40×”的显微镜下看到的洋葱根尖细胞有丝分裂图像,据图回答:
(1)将视野中的图像按有丝分裂的顺序进行排列(用数字表示)。
(2)处于有丝分裂后期的图像是。
完成DNA数目加倍的时期是[ ]。
(3)欲将图中③所指的细胞移到视野的中央进行观察,则装片应向视野的移动。
(4)在观察细胞有丝分裂的实验中,你能否看到图像②慢慢地进入下一个分裂期?
。
为什么?
。
(5)某同学在视野中看到许多呈长方形的细胞,始终找不到进行分裂的细胞图像,请你帮助分析该同学观察不到分裂图像的最可能原因是
。
解析 要明确细胞分裂中不同时期的染色体和DNA的数量关系。
由于观察的细胞已经死亡,所以不会看到一个细胞整个分裂的过程,而由于细胞分裂的不同步,可以在一个视野内找到不同时期的分裂图像。
显微镜下看到的物像和实物的关系是倒像。
在观察细胞有丝分裂过程中,首先要找到分生区。
该同学找不到分裂期图像的可能原因是没有找到分生区。
答案
(1)④②①③
(2)① ④ 间期 (3)左下方
(4)不能 细胞已经死亡,失去生命活性
(5)很可能看到的是根尖的伸长区,没有找到根尖的分生区
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