第6章 第1节 第2课时 动植物细胞有丝分裂的比较与观察 根尖分生区组织细胞的有丝分裂(Word教参)-【精讲精练】2024-2025学年高中生物必修1（人教版2019 多选版）

第2课时　动植物细胞有丝分裂的比较与观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 学习目标 1.通过对比动植物细胞有丝分裂的过程，阐明动植物细胞有丝分裂的异同。(科学思维) 2．通过制作临时装片并观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂过程，掌握显微观察实验的基本操作方法，提高实践能力。(科学探究) 一、动植物细胞有丝分裂的不同 时期 植物 动物 间期 无中心粒的倍增(低等植物细胞除外) 中心粒倍增 前期 细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体 一组中心粒移到细胞两极，并且其周围发出星射线，形成纺锤体 末期 细胞板扩展为细胞壁，分割细胞质 细胞膜从细胞中部向内凹陷，将细胞缢裂成两部分 二、有丝分裂的意义 1．将亲代细胞的染色体经过复制(关键是DNA的复制)之后，精确地平均分配到两个子细胞中。 2．由于染色体上有遗传物质DNA，因而在细胞的亲代和子代之间保持了遗传的稳定性。 三、无丝分裂 1．特点：分裂过程中没有出现纺锤丝和染色体的变化(细胞分裂前也要进行DNA的复制)。 2．过程 (1)细胞核先延长，核的中部向内凹陷，缢裂成两个细胞核。 (2)整个细胞从中部缢裂成两部分，形成两个子细胞。 3．实例：蛙的红细胞的无丝分裂。 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(如甲紫溶液)着色。 (4)盐酸和酒精混合液能使组织中的细胞相互分离。 2．操作步骤 根尖包括根冠、分生区、伸长区和成熟区，其中分生区适宜作为有丝分裂的观察材料，其他区域不宜作为该实验材料。结合所学知识判断： (1)洋葱根尖分生区细胞也可进行质壁分离实验的观察。(×) (2)分生区细胞多呈正方形，排列紧密。(√) (3)盐酸解离根尖的同时也为甲紫染色创造酸性环境。(×) (4)显微镜下绝大多数细胞中能观察到染色体。(×) 探究点一　动植物细胞有丝分裂的比较 下表是动物细胞和高等植物细胞的细胞增殖对比图，据表分析问题。 时期 间期 前期 末期 高等 植物 细胞 动物 细胞 (1)动物和高等植物细胞分裂间期的区别主要是什么？ 提示：发生复制的结构不完全相同，动物细胞有中心粒的复制。 (2)动物和高等植物细胞分裂前期形成纺锤体的方式有什么不同？ 提示：高等植物细胞由细胞两极发出的纺锤丝形成纺锤体，动物细胞由中心粒周围发出的星射线形成纺锤体。 (3)动物和高等植物细胞分裂末期细胞一分为二的方式有什么不同？ 提示：高等植物细胞有丝分裂末期中央出现细胞板，向四周扩展形成细胞壁，一个细胞形成两个子细胞；动物细胞分裂末期不形成细胞板，而是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)通过有丝分裂进行增殖的动物和高等植物细胞，在细胞增殖过程中与该过程有关的细胞器及作用有何异同？ 提示：相同点：①线粒体，为该过程提供能量；②核糖体，合成与细胞分裂有关的蛋白质。不同点：①动物细胞有中心体，分裂前期，两组中心粒周围发出星射线，形成纺锤体；②植物细胞高尔基体参与该过程，与细胞壁的形成有关。 1．与有丝分裂有关的细胞器及其生理作用 细胞器名称 细胞类型 活跃的时期 生理作用 核糖体 动、植物 整个细胞周期，但主要是间期 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、植物 整个细胞周期 提供能量 2.“三看”法界定动、植物细胞分裂图像 1．如图是某生物体细胞有丝分裂的不同分裂时期的图像，对图像的叙述正确的是(　　) A．该生物可能是低等植物 B．甲、乙、丙三细胞内染色体、染色单体与DNA分子数比例都为1∶2∶2 C．甲细胞进行中心体复制，发出星射线，形成了纺锤体 D．甲、乙、丙三细胞分别处于有丝分裂的前期、后期和中期 解析　该生物细胞含有中心体，且无细胞壁，该生物属于动物，A错误；甲、丙细胞内染色体、染色单体与DNA分子数比例都为1∶2∶2，乙细胞中无染色单体，染色体∶DNA＝1∶1，B错误；甲细胞处于有丝分裂前期，而中心体的复制发生在间期，C错误。由图可知，甲细胞中染色体散乱分布，处于有丝分裂前期；乙细胞中着丝粒分裂，处于有丝分裂后期；丙细胞中每条染色体的着丝粒整齐地排列在一个平面，处于有丝分裂中期。甲、乙、丙三细胞分别处于有丝分裂的前期、后期和中期，D正确。 答案　D 2．下列关于高等动、植物细胞有丝分裂的异同点叙述中，正确的是(　　) A．在分裂前期，都由中心粒周围发出星射线形成纺锤体 B．在分裂中期，染色体着丝粒都排列在赤道板上 C．在分裂后期，都会在细胞中央形成赤道板 D．在分裂末期，都是通过细胞膜凹陷把细胞缢裂成两部分的 解析　在分裂前期，动物细胞由中心粒周围发出星射线形成纺锤体，高等植物细胞由细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体，A错误；在分裂中期，染色体着丝粒都排列在赤道板上，B正确；赤道板是不存在的假想结构，C错误；在分裂末期，动物细胞通过细胞膜凹陷把细胞缢裂成两部分，植物细胞在赤道板的位置形成细胞板， 最后形成细胞壁，D错误。 答案　B 探究点二　观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 如图表示洋葱根尖细胞有丝分裂装片的制作与观察： (1)①A过程为解离，目的是使组织中的细胞相互分离开来。 ②B过程为漂洗，目的是洗去解离液，防止解离过度。 ③C过程为染色，目的是使染色体着色。 ④D过程中需要对载玻片上的根尖进行按压，以促使细胞分散开来。 (2)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。 提示：①解离要充分；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)解离和染色时间要严格控制的原因是什么？ 提示：①若解离时间太短，则压片时细胞不易分散开；时间过长，则细胞解离过度，过于酥软，无法取出根尖进行染色和制片。②若染色时间太短，则染色体不能完全着色；若染色时间过长，则使细胞其他部位充满染色剂，无法分辨染色体。 (4)能否对细胞有丝分裂装片中同一细胞进行连续观察以观察细胞分裂各个时期？为什么？要找全各个分裂时期的细胞应如何操作？ 提示：不能；解离过程中细胞已经死亡，观察到的只是一个固定时期；如果要找到各个分裂时期的细胞，要不断地移动装片，在不同的视野中寻找。 3．下列对“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”实验的叙述，正确的是(　　) A．漂洗的目的是洗去多余的碱性染料，有利于观察各时期染色体的形态和分布 B．染色时，将甲紫溶解在质量分数为2%的醋酸溶液中配制成醋酸洋红液再进行染色 C．实验中可以观察到染色体排列在赤道板位置上的细胞，大多数呈正方形 D．在该实验过程中，能够清晰地观察到一个细胞的连续分裂过程 解析　漂洗的目的是洗去多余的解离液，A错误；将甲紫溶解在质量分数为2%的醋酸溶液中配制成甲紫溶液再进行染色，B错误；该实验主要观察分生区细胞，分生区细胞大多数呈正方形，C正确；在该实验过程中，细胞已死亡，不能观察到一个细胞的连续分裂过程，D错误。 答案　C 4．(2023·青岛调研)如图是关于观察洋葱根尖分生区组织细胞有丝分裂实验的部分操作示意图，下列叙述正确的是(　　) A．剪取洋葱根尖2～3 mm，因为该区域属于根毛区，细胞有丝分裂旺盛 B．该实验步骤中唯一错误的是在②和③之间缺少用清水漂洗这一环节 C．在观察的图像中，甲属于分生区的细胞，细胞已死亡 D．统计图⑧中处于分裂期的细胞数目可计算细胞周期的时间 解析　洋葱根尖2～3 mm的区域属于分生区，细胞有丝分裂旺盛，A错误；该实验步骤中③和④顺序颠倒了，B错误；在观察的图像中，甲属于分生区的细胞，在解离步骤细胞已死亡，C正确；统计分裂间期、分裂期的细胞数目，只能推算出分裂间期和分裂期所占时间的比例，无法知道细胞周期的长短，D错误。 答案　C [课堂小结] [课堂巩固] 1．下列叙述能表明动物细胞一定正在进行有丝分裂的是(　　) A．核糖体合成活动加强 B．高尔基体数目明显增多 C．线粒体产生大量ATP D．中心粒周围发射出星射线 解析　核糖体是合成蛋白质的场所，蛋白质合成旺盛不一定是有丝分裂的特点，A错误；高尔基体与动物细胞分泌物的形成有关，与动物细胞有丝分裂没有直接关系，B错误；很多生命活动都需要线粒体产生ATP供能，C错误；中心粒与细胞有丝分裂有关，中心粒周围发射出星射线，表明动物细胞正处于有丝分裂前期，D正确。 答案　D 2．动、植物细胞有丝分裂的相同点是(　　) A．前期纺锤体的形成方式 B．末期细胞质的分裂方式 C．间期结束时染色体数目加倍 D．染色体加倍后平均分配 解析　动、植物细胞分裂前期纺锤体形成方式不同，末期细胞质分裂方式不同。间期结束时，染色体数没有加倍，但动、植物细胞染色体加倍后最终都平均分配到子细胞中。 答案　D 3．在“观察植物细胞有丝分裂”实验中，三位实验人员制作洋葱根尖装片的操作步骤(“＋”表示操作，“－”表示未操作)如下表所示，则甲、乙、丙观察到的实验现象分别是(　　) 实验 人员 操作 取材 解离 漂洗 染色 制片 甲 根尖2～3 mm处 － ＋ ＋ ＋ 乙 根尖2～3 mm处 ＋ － ＋ ＋ 丙 根尖5～7 mm处 ＋ ＋ ＋ ＋ A.细胞重叠、染色体着色很浅不清楚、细胞分散染色体清楚 B．细胞分散但看不到染色体、染色体着色清楚、细胞分散染色体清楚 C．细胞重叠、染色体着色很浅不清楚、细胞着色清楚但看不到染色体 D．染色体着色很浅不清楚、细胞分散染色体清楚、细胞分散染色体清楚 解析　解离的目的是使细胞分离开来，甲未解离，细胞相互重叠；漂洗的目的是洗去药液，便于染色，乙未漂洗，影响染色效果，染色体着色很浅不清楚；根尖5～7 mm处为伸长区，伸长区细胞已失去分裂能力，染色体呈染色质状态，观察不到染色体。 答案　C 4．如图是某同学在显微镜下观察到某种细胞的分裂图像，下列分析正确的是(　　) A．该图可能是高等植物根尖细胞的分裂图像 B．该图细胞中每条染色体中含有2个DNA分子 C．该图可能是有丝分裂后期的图像 D．该图一定是动物细胞的分裂图像 解析　题图所示细胞含有中心体，可能是动物细胞或低等植物细胞的分裂图像，A、D错误；题图所示细胞含有染色单体，此时每条染色体上有2个DNA分子，B正确；题图所示细胞的核膜正在消失，染色体散乱分布，两组中心粒正向细胞两极移动，且在其周围发出星射线形成纺锤体，可能是有丝分裂前期的图像，C错误。 答案　B 5．某研究性学习小组配制了不同溶液培养洋葱根尖细胞，培养24小时后制成临时装片，观察不同处理方法对洋葱根尖细胞有丝分裂指数(有丝分裂指数＝分裂期细胞数/细胞总数×100%)的影响，结果如下表所示。回答下列问题： 组别 对照组 0.1%的氟化钠溶液 0.1%的秋水仙素溶液 有丝分裂指数/% 13.42 11.78 ？ (1)本实验需要制作根尖细胞有丝分裂装片，制片过程中需要用到质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精混合液，其目的是_______________________________________。 (2)实验中对照组的处理是________。经0.1%的氟化钠溶液处理可使有丝分裂指数下降，可能是因为氟化钠能抑制________，从而使更多细胞停留在分裂间期。已知秋水仙素可抑制纺锤体形成，据此推测，与对照组相比，经秋水仙素处理的实验组有丝分裂指数将________。 解析　(1)解离液是质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精混合液，目的是使组织中的细胞相互分离开来。(2)该实验的自变量是溶液的种类(氟化钠溶液和秋水仙素溶液)，因此对照组的处理是用清水培养洋葱根尖细胞。细胞分裂间期主要是DNA复制和蛋白质合成，经0.1%的氟化钠溶液处理后，有丝分裂指数下降可能是因为氟化钠能抑制DNA复制和有关蛋白质的合成，从而使更多细胞停留在分裂间期。秋水仙素可以抑制纺锤体的形成，导致分裂期的细胞数目增多。因此，与对照组相比，经秋水仙素处理的实验组有丝分裂指数将升高。 答案　(1)使组织中的细胞相互分离开来　(2)用清水培养洋葱根尖细胞　DNA复制和有关蛋白质的合成　升高 学科网（北京）股份有限公司 $$