資源簡介

第6章 細胞的生命歷程
第1節 細胞的增殖
第2課時動植物細胞有絲分裂的異同及觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂
【素養導引】
1.生命觀念:運用結構與功能的觀念,說出動植物細胞有絲分裂的不同點。
2.科學思維:實驗操作,觀察細胞的有絲分裂。
3.科學探究:通過觀察有絲分裂實驗,掌握顯微觀察實驗的基本操作方法,提高實踐能力。
一、動植物細胞有絲分裂的區別和有絲分裂意義
1.動植物細胞有絲分裂的區別:
不同點 植物細胞 動物細胞
前期 紡錘體形成方式不同 由細胞兩極發出紡錘絲構成紡錘體 由位于細胞兩極的兩組中心粒周圍發出星射線構成紡錘體
末期 細胞質分裂方式不同 細胞板向四周擴展形成細胞壁,分成兩個子細胞 由細胞膜向內凹陷,縊裂成兩個子細胞
2.有絲分裂的意義:親代細胞的染色體經過復制之后,精確地平均分配到兩個子細胞中。由于染色體上有遺傳物質DNA,因而在細胞的親代和子代之間保持了遺傳的穩定性。
[思考]　與動物細胞有絲分裂有關的細胞器有哪些
提示:中心體、核糖體、線粒體。
二、觀察根尖分生區組織細胞的有絲分裂
1.實驗原理:
(1)各個細胞的分裂是獨立進行的,在同一個分生組織中可以看到處于不同分裂時期的細胞。
(2)依據細胞內染色體的行為變化,判斷這些細胞各處于有絲分裂的時期。
(3)染色體容易被堿性染料(如甲紫溶液)著色。
2.實驗步驟:
(1)洋蔥根尖的培養:實驗前3~4 d,將洋蔥放在裝滿清水的廣口瓶上,底部接觸清水,置于溫暖處培養,待根長至約5 cm。
(2)裝片的制作:
取材:剪取根尖2~3mm
↓
↓
↓
↓
3.觀察:
低倍鏡觀察:找到分生區細胞,特點是細胞呈正方形,排列緊密
↓
高倍鏡觀察:先找分裂中期的細胞,再找前期、后期、末期細胞,最后觀察分裂間期細胞
[思考]　視野中處于哪個時期的細胞數目最多 為什么
提示:分裂間期,因為間期時間長。
【走進生活】
根尖包括根冠、分生區、伸長區和成熟區,其中分生區適宜作為有絲分裂的觀察材料,其他區域不宜作為該實驗材料。結合所學知識判斷:
1.洋蔥根尖分生區細胞也可進行質壁分離實驗的觀察。(×)
分析:洋蔥根尖分生區細胞無成熟大液泡,所以不能進行質壁分離實驗的觀察。
2.分生區細胞多呈正方形,排列緊密。(√)
學習任務一:動植物細胞有絲分裂的區別
1.動植物細胞有絲分裂的區別:
(1)說明:動植物細胞有絲分裂的不同主要體現在前期紡錘體形成的方式不同和末期細胞質分裂的方式不同。
(2)細胞分裂過程中的細胞器:
細胞器 作用時期 生理作用 細胞類型
核糖體 分裂間期 有關蛋白質的合成 動植物細胞
中心體 前期 與紡錘體的形成有關 動物,某些低等植物
高爾基體 末期 與細胞壁的形成有關 植物細胞
線粒體 整個細胞周期 提供能量 動植物細胞
[思考探究]　細胞板與赤道板有什么不同
提示:①赤道板是一種假想平面,不是細胞結構,在光學顯微鏡下觀察不到。
②細胞板是一種真實結構,在光學顯微鏡下能觀察到,出現在植物細胞有絲分裂的末期。
【拓展歸納】
細胞分裂過程中細胞器的分配
(1)中心體經復制后,均等分配到兩個子細胞中。
(2)線粒體等細胞器隨機、不均等地分配到兩個子細胞中。
2.動植物細胞有絲分裂圖像辨析:
說明:(1)動植物細胞有絲分裂中,染色體的行為變化一致,所以區分動植物細胞有絲分裂時,不能以染色體為依據。
(2)動植物細胞有絲分裂的不同之處主要與二者的結構有關:植物細胞有細胞壁,動物細胞有中心體,低等植物細胞也有中心體。
【方法規律】
“三看法”界定動植物細胞分裂圖像
【學習加點料】
思維易錯:動物細胞有絲分裂過程中中心體倍增發生在哪個時期
提示:間期,中心體倍增成為兩組。
【典題例析】
如圖為動物細胞和植物細胞的有絲分裂圖,據圖分析正確的是(　　)
A.甲為分裂間期、乙為分裂末期,⑤聚集成為細胞板
B.①由微管組成,在前期較晚時形成紡錘體作用于②
C.甲細胞中染色體數量已加倍,甲產生的子細胞中染色體數量加倍
D.③④均為細胞膜,兩種細胞的細胞質分裂方式相同
[解題思維]
提取關鍵點 動物細胞和植物細胞的有絲分裂圖
轉化知識點 有絲分裂過程,動植物細胞有絲分裂的區別
排除障礙點 動植物細胞細胞質分裂的方式不同,動物細胞細胞膜向內凹陷將細胞質一分為二,植物細胞通過形成細胞板將細胞質一分為二
【解析】選B。甲為分裂前期、乙為分裂末期,⑤聚集成為細胞板,其內含有形成細胞壁的物質,A錯誤;①為中心體,由微管組成,在前期較晚時形成紡錘體作用于②著絲粒,B正確;甲細胞處于有絲分裂前期,染色體數目沒有加倍,產生的子細胞染色體數與親本細胞相同,C錯誤;③為細胞膜,④為細胞壁,兩種細胞的細胞質分裂方式不同,D錯誤。
[借題發揮]　判斷甲圖為動物細胞,且處于有絲分裂前期的依據是什么
提示:甲圖細胞沒有細胞壁,有中心體,所以為動物細胞。核仁消失,中心粒周圍發出星射線形成紡錘體,所以為前期。
【即學即練】
1.與動物細胞有絲分裂相比,下列僅屬于植物細胞有絲分裂特征的是(　　)
A.由兩組中心粒發出的星射線形成紡錘體
B.分裂間期染色體進行復制
C.分裂中期,著絲粒排列在赤道板上
D.分裂末期,細胞中部形成細胞板
【解析】選D。高等植物細胞沒有中心體,有細胞壁,分裂末期,植物細胞中部形成細胞板,進而形成細胞壁,D正確。
2.(2022·北京高一檢測)下列關于動植物細胞有絲分裂相同點的敘述,正確的是(　　)
A.間期,染色體復制且數目加倍
B.前期,由中心粒周圍發出星射線形成紡錘體
C.中期,染色體的著絲粒排列在赤道板上,含染色單體
D.后期,每一個著絲粒分裂成兩個,染色體數目不加倍
【解析】選C。動植物細胞分裂間期,都有DNA的復制,且經過復制后DNA數目加倍,染色體數目不加倍,A錯誤;動物細胞有絲分裂前期,中心粒周圍出現星射線,形成紡錘體,而高等植物細胞有絲分裂前期,細胞兩極發出紡錘絲形成紡錘體,B錯誤;有絲分裂中期,動植物細胞中染色體的著絲粒都排列在赤道板上,都含染色單體,C正確;有絲分裂后期,動植物細胞中著絲粒都一分為二,染色體數都加倍,且都不含染色單體,D錯誤。
學習任務二:觀察根尖分生區組織細胞的有絲分裂
1.實驗材料的選擇:
類型 選取細胞周期短,分裂期占細胞周期比例相對較大的材料
部位 選取細胞分裂旺盛的部位,如根尖或莖尖的分生區
時間 選取分裂旺盛的時間
[思考探究]　實驗中剪取洋蔥根尖2~3 mm的原因是什么
提示:根尖2~3 mm可取到分生區。
【拓展歸納】
洋蔥的“一材多用”
(1)洋蔥葉片——綠葉中色素的提取和分離。
(2)洋蔥鱗片葉外表皮——觀察植物細胞的質壁分離和復原。
(3)洋蔥根尖分生區細胞——觀察有絲分裂。
(4)洋蔥鱗片葉內表皮——觀察DNA和RNA的分布。
2.實驗操作注意事項:
(1)控制解離時間:
(2)控制漂洗時間:
(3)控制染色時間:
(4)控制壓片力度:
[思考探究]　若選擇持續觀察處于分裂間期的一個細胞,能否觀察到一個完整的細胞周期 為什么
提示:不能,顯微鏡下觀察到的都是死細胞,不能看到動態變化。
【學習加點料】
思維易錯:簡述解離液中質量分數為15%的鹽酸和體積分數為95%的酒精的具體作用是什么
提示:質量分數為15%的鹽酸:迅速殺死細胞,固定細胞形態;體積分數為95%的酒精:溶解果膠,軟化細胞壁,使細胞容易分離。
【典題例析】
在制作并觀察植物細胞有絲分裂的臨時裝片①活動中,觀察到不同分裂時期的細胞②如圖所示:
下列敘述錯誤的是(　　)
A.裝片制作過程中需用清水漂洗已解離的根尖便于染色
B.觀察過程中先用低倍鏡找到分生區細胞再換用高倍鏡
C.圖甲細胞所處時期發生DNA復制及相關蛋白質的合成
D.圖丙細胞中的染色體數目比圖乙細胞中的增加了一倍
[解題思維]
提取關鍵點 ①觀察植物細胞有絲分裂的臨時裝片②不同分裂時期的細胞
轉化知識點 據染色體形態和分布區分有絲分裂的時期,實驗操作步驟
排除障礙點 染色體數目加倍與著絲粒分裂有關,與間期DNA復制無關
【解析】選C。裝片在制作時需要先用鹽酸和酒精混合液解離,在染色前需要用清水漂洗的目的是洗去解離液,防止解離過度便于染色,A正確;觀察過程需要從低倍鏡開始,找到分生區細胞后再換高倍鏡觀察,B正確;圖甲為有絲分裂前期的細胞,正在處于核膜消失,形成染色體的階段,而間期已經完成了DNA的復制和相關蛋白質的合成,C錯誤;圖乙為有絲分裂中期的細胞,染色體數與普通體細胞相等,圖丙為有絲分裂后期的細胞,由于著絲粒分裂,使染色體暫時加倍,故圖丙細胞中的染色體數目比圖乙細胞中的增加了一倍,D正確。
【即學即練】
1.(2022·岳陽高一檢測)下列植物細胞,適合觀察細胞有絲分裂的是(　　)
A.蠶豆葉肉細胞
B.洋蔥鱗片葉表皮細胞
C.蠶豆根尖分生區細胞
D.洋蔥根尖伸長區細胞
【解析】選C。在四個備選項中只有C選項的細胞具有分裂能力,其他細胞高度分化,都不能進行細胞分裂,不適合觀察細胞分裂。
2.用高倍顯微鏡觀察洋蔥根尖細胞的有絲分裂。下列敘述正確的是(　　)
A.選一個處于間期的細胞,可持續觀察細胞分裂的全過程
B.視野中不同細胞的染色體數目可能不相等
C.觀察處于分裂中期的細胞,可清晰地看到赤道板和核膜
D.如果視野過暗,可以轉動細準焦螺旋增加視野的亮度
【解析】選B。解離后細胞死亡,因此不會觀察到細胞分裂的全過程,A錯誤;有絲分裂后期,由于著絲粒的分裂,染色體數目加倍,前期、中期細胞中染色體數目都與體細胞相同,因此視野中不同細胞的染色體數目可能不相等,B正確;赤道板不是真實存在的結構,核膜在前期消失,因此無法觀察到,C錯誤;如果視野過暗,可以使用大光圈增加視野的亮度,而轉動細準焦螺旋使物像更清晰,D錯誤。
【易錯提醒】①選取實驗材料時,根尖不能過長,否則會增加尋找觀察細胞的難度,還要注意取材的時間。
②有絲分裂裝片中的洋蔥根尖分生區組織細胞都是死細胞,不能看到染色體的動態變化。
洋蔥與生物實驗
　　紫色洋蔥是生物學中常用的實驗材料。它的葉分兩種:綠色管狀葉伸展于空中進行光合作用;紫色鱗片葉層層包裹形成鱗莖,富含營養物質。
探究:
(1)用________(填“管狀葉”或“鱗莖”)做“提取和分離葉綠體中的光合色素”的實驗,為防止色素被破壞,提取色素時需要加入的物質是________,提取色素的溶劑可用________。
(2)當紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞在質量濃度為0.3 g/mL的蔗糖溶液中處于質壁分離狀態時,在原生質層和細胞壁之間的液體是______________。
(3)若用洋蔥的根尖做“觀察植物細胞的有絲分裂”的實驗,實驗中制作臨時玻片標本的順序為________________________________。
【解析】(1)綠色管狀葉可用來提取色素。提取光合色素需要加入CaCO3防止色素被分解;色素溶于有機溶劑,所以提取色素可以用無水乙醇。
(2)由于細胞壁是全透性的,所以當植物細胞在蔗糖溶液中處于質壁分離狀態時,在原生質層和細胞壁之間的液體是外界溶液,根據題干,是蔗糖溶液。
(3)觀察植物細胞的有絲分裂的實驗,實驗中制作臨時玻片標本的順序為解離→漂洗→染色→制片。
答案:(1)管狀葉　CaCO3　無水乙醇 (2)蔗糖溶液
(3)解離→漂洗→染色→制片
【關鍵能力·素養發展】
情境載體 情境類型為生活、學習和實踐情境,突出與生活的聯系
信息轉化 ①洋蔥各部分與高中生物實驗的聯系
②“觀察植物細胞有絲分裂”的制片過程
學科素養 培養生命觀念中的結構與功能觀、科學思維中的分析與比較等素養
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