第6章 第1节 第2课时 动物细胞的有丝分裂与观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂（Word教参）-【优化指导】2025-2026学年高中生物必修1 分子与细胞（人教版2019 单选版）

第2课时　动物细胞的有丝分裂与观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 课时目标 1.运用结构与功能观，分析动植物细胞有丝分裂的异同点。(生命观念) 2．运用模型解释细胞不能无限长大的原因。(科学思维) 3．通过“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”的实验，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、动物细胞的有丝分裂 1．动植物细胞有丝分裂的区别 不同点 植物细胞 动物细胞 前期 纺锤体形成方式不同 从细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体 由位于细胞两极的两组中心粒周围发出星射线形成纺锤体 末期 细胞质分裂方式不同 细胞板逐渐扩展，形成新的细胞壁，分成两个子细胞 细胞膜从细胞的中部向内凹陷，缢裂成两个子细胞 2.细胞有丝分裂的意义 (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。 二、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。 2．过程 (1)细胞核先延长，核的中部向内凹陷，缢裂成为两个细胞核。 (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。 三、观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 1．实验原理 (1)各个细胞的分裂是独立进行的，在同一分生组织中可以看到处于不同分裂时期的细胞。 (2)根据细胞内染色体的存在状态，判断细胞分别处于有丝分裂的哪个时期。 (3)染色体容易被碱性染料(如甲紫溶液)着色。 2．实验步骤 (1)洋葱根尖的培养：实验前3～4 d，将洋葱放在装满清水的广口瓶上，底部接触水面，放在温暖的地方培养至根长约5 cm。 (2)装片的制作 (3)洋葱根尖细胞有丝分裂的观察 (4)绘图：绘出植物细胞有丝分裂中期简图。 ◆视野拓展 细胞不能无限长大的原因 　(1)细胞与外界的物质交换效率限制了细胞的生长。 (2)细胞核是细胞遗传和代谢的控制中心，是遗传信息库。细胞核中的DNA是有限的，其能够控制的细胞质的范围有限。 ◆助学巧记 洋葱的“一材多用” (1)洋葱叶片——绿叶中色素的提取和分离。 (2)洋葱鳞片叶外表皮——观察植物细胞的质壁分离和复原。 (3)洋葱根尖分生区组织细胞——观察有丝分裂。 ◆基础速判(对的画“√”，错的画“×”) 1．动植物细胞有丝分裂的中期都会出现赤道板。 (　　×　　) 提示：赤道板是一个虚拟的结构，动植物细胞有丝分裂过程中都不会出现。 2．在细胞的亲代和子代之间通过有丝分裂保持了遗传的稳定性。 (　　√　　) 3．蛙的生长发育过程中，体细胞增殖仅靠有丝分裂。 (　　×　　) 提示：蛙的生长发育过程中，体细胞的增殖方式有有丝分裂和无丝分裂。 4．洋葱根尖分生区组织细胞也可进行质壁分离实验的观察。 (　　×　　) 提示：洋葱根尖分生区组织细胞无成熟大液泡，所以不能进行质壁分离实验的观察。 ◆思维启迪 1．观察根尖分生区组织细胞装片时，视野中处于哪个时期的细胞数目最多？为什么？ 提示：分裂间期，因为分裂间期在细胞周期中所占时间最长。 2．若持续观察处于分裂间期的一个细胞，能否观察到一个完整的细胞周期？为什么？ 提示：不能，因为显微镜下观察到的都是死细胞，不能看到动态变化。 任务一__动植物细胞有丝分裂的区别 1．细胞分裂的过程中出现中心体的一定是动物细胞吗？ 答案：不一定，因为低等植物细胞细胞分裂的过程中也出现中心体。 2．判断动植物细胞有丝分裂的可靠依据是什么？ 答案：末期细胞质分裂方式。 3．请在下表中填写与动植物细胞分裂过程密切相关的细胞器。 细胞类型 主要细胞器 动物细胞 线粒体、核糖体、中心体 高等植物细胞 高尔基体、线粒体和核糖体 低等植物细胞 高尔基体、线粒体、核糖体和中心体 1．动植物细胞有丝分裂的区别 提醒：动植物细胞有丝分裂的不同主要体现在前期纺锤体形成方式不同和末期细胞质分裂方式不同。 2．细胞分裂过程中的有关细胞器 细胞器 作用时期 生理作用 细胞类型 核糖体 分裂间期(主要) 有关蛋白质的合成 动植物细胞 中心体 前期 与纺锤体的形成有关 动物、低等植物细胞 高尔基体 末期 与细胞壁的形成有关 植物细胞 线粒体 整个细胞周期 提供能量 动植物细胞 3.动植物细胞分裂图像的相关提醒 (1)动物细胞一般画成圆形，最外层是细胞膜；植物细胞一般画成长方形，最外层是细胞壁。 (2)画细胞分裂后期的图像时的注意事项： ①移向细胞两极的染色体形态不能画反，正确的应为染色体臂朝向中央，着丝粒靠近细胞两极。 ②上下对应的两条染色体的大小、形态、颜色完全相同。 1．(2025·北京丰台高一检测)下图为某生物(2n＝2)细胞分裂模式图，下列分析错误的是 (　　) A．图中显示的是动物细胞的有丝分裂 B．乙细胞中着丝粒分裂，姐妹染色单体分开 C．丙细胞出现细胞板，实现胞质分裂 D．甲细胞中核DNA分子数是染色体数目的2倍 C　解析：图中细胞无细胞壁，有中心体，细胞分裂方式是细胞膜从细胞的中部向内凹陷，最终将细胞缢裂成两部分，所以图中显示的是动物细胞的有丝分裂，A正确；乙细胞为有丝分裂后期，此时着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，染色体数目加倍，B正确；细胞板是植物细胞有丝分裂过程中出现的，图中是动物细胞的有丝分裂，不会出现细胞板，C错误；甲细胞为有丝分裂中期，1条染色体中含有2条染色单体、2个DNA分子，所以甲细胞中核DNA分子数是染色体数目的2倍，D正确。 “三看法”界定动植物细胞分裂图像 2．下表为某同学观察到的4个装片中细胞有丝分裂的结果，能依次表示动物细胞有丝分裂前期与末期装片的是 (　　) 编号 观察结果 1 中心粒周围发出星射线形成纺锤体 2 细胞中部向内凹陷 3 细胞中部形成了细胞板 4 细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体 A.1号、3号 B．4号、2号 C．1号、2号 D．4号、3号 C　解析：动物细胞有丝分裂前期由中心粒周围发出星射线形成纺锤体，而植物细胞则由细胞两极发出的纺锤丝形成纺锤体；动物细胞有丝分裂末期细胞中部向内凹陷，细胞缢裂成两部分，而植物细胞则通过形成细胞板将细胞一分为二。故选C。 任务二__观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 下图是关于“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”实验的操作示意图。 [问题探究] 1．取材时只剪取根尖2～3 mm，原因是什么？ 答案：若剪得过长会包括伸长区，伸长区无细胞分裂，增加了寻找观察细胞的难度。 2．解离时间不宜过长或过短，原因是什么？ 答案：时间过长会使根尖过分酥软且染色体成分被破坏；时间过短会使根尖细胞解离不充分，观察时细胞容易重叠。 3．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？要找全各个分裂时期的细胞应如何操作？ 答案：不能；解离过程中细胞已经死亡，观察到的只是一个时期。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。 1．实验材料的选择 类型 选取细胞周期短，分裂期占细胞周期比例相对较大的材料 部位 选取细胞分裂旺盛的部位，如根尖或茎尖的分生区 时间 选取分裂旺盛的时间 2.实验操作注意事项 (1)控制解离时间 (2)控制漂洗时间 (3)控制染色时间 (4)控制压片力度 1．下列关于“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”实验的叙述，错误的是 (　　) A．该实验用甲紫溶液是为了将细胞核中的染色体染成紫色 B．在显微镜下观察洋葱根尖细胞时，发现处于分裂间期的细胞较多 C．装片制作的流程为解离→染色→漂洗→制片 D．分生区细胞的特点：细胞呈正方形，排列紧密 C　解析：染色体易被碱性染料染成深色，该实验用甲紫溶液是为了将细胞核中的染色体染成紫色，A正确；在细胞周期中分裂间期经历时间长，使用显微镜观察洋葱根尖细胞时，处于分裂间期的细胞数量较多，B正确；制作临时装片的顺序是解离→漂洗→染色→制片，C错误；根尖分生区细胞的特点是细胞呈正方形，排列紧密，D正确。 某时期持续时间(t)＝×细胞周期(T)。 2．(2025·永州高一检测)某同学以蚕豆为材料，观察植物细胞的有丝分裂，已知蚕豆根尖细胞一个细胞周期大约需17 h，该同学在观察了多个视野后，记录处于各时期的细胞数量，整理、统计后结果如下表。下列叙述错误的是 (　　) 细胞周期 分裂间期 前期 中期 后期 末期 细胞数(个) 270 13 12 3 2 A．一个细胞周期大部分时间处于分裂间期 B．选取蚕豆叶片的表皮细胞可观察染色体的形态和数目 C．制作蚕豆根尖临时装片需要经过解离→漂洗→染色→制片等步骤 D．根据实验结果可估算出该细胞周期中分裂期的持续时间约为1.7 h B　解析：根据表格信息可知，大多数细胞处于分裂间期，因此一个细胞周期大部分时间处于分裂间期，A正确；叶片的表皮细胞不分裂，选取蚕豆叶片的表皮细胞不能观察到分裂期的染色体形态和数目，B错误；制作蚕豆根尖临时装片需要经过解离(使组织细胞相互分散)→漂洗(洗去解离液，防止解离过度)→染色(用甲紫溶液将染色体染色)→制片等步骤，C正确；蚕豆根尖细胞一个细胞周期大约需17 h，表格中分裂期的细胞数为(13＋12＋3＋2)＝30，整个细胞周期的细胞数为270＋30＝300，故可估算出该细胞周期中分裂期的持续时间约为30÷300×17＝1.7 h，D正确。 动物细胞有丝分裂机制——生命观念 动物细胞进入有丝分裂阶段，中心体负责纺锤体的组装，并受到丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶(PLK4)的调控。有研究表明，用PLK4抑制剂抑制其活性后，许多癌细胞和正常细胞分裂仍可在无中心体复制的条件下进行，产生无中心体的细胞，表现出非中心体型纺锤体组装。TRIM37是一种泛素连接酶，其不同的表达水平可以通过截然不同的机制控制细胞内非中心体型纺锤体的组装，具体机理如图1、图2所示。 设计1：考查知识迁移能力 (1)与高等植物细胞相比，动物细胞有丝分裂过程的不同点主要体现在 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 两个方面。 设计2：考查长句表达能力与科学思维 (2)PLK4活性受抑制后，TRIM37正常表达，许多癌细胞和正常细胞仍可发生非中心体型纺锤体组装的原因是_______________________________________________________ ________________________________________________________________________； TRIM37过量表达可通过引起CEP192降解而________(填“提高”或“减弱”)细胞对PLK4抑制剂的敏感性，最终导致出现染色体数目________的异常细胞。 设计3：考查问题解决能力与生命观念 (3)科研人员制作了异种移植神经母细胞瘤的裸鼠，具有过量表达TRIM37的特点。用含物质X的饲料饲喂这些裸鼠，统计发现癌细胞的数量增加不明显。 ①推测物质X的作用是___________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②该实验应设置____________________________________________________________ _____________________________________________________________的对照组。 答案：(1)前期纺锤体形成方式不同，末期细胞质分裂方式不同 (2)失活的PLK4形成PLK4凝聚体，招募其他成分充当中心体作用，形成非中心体型纺锤体　减弱　加倍 (3)①促进了TRIM37的过量表达或促进了CEP192的降解 ②用等量不含物质X的相同饲料饲喂相同生理状况的裸鼠 解析：(1)动物细胞与高等植物细胞的有丝分裂过程的不同点：前期纺锤体形成方式不同，动物细胞由中心体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；末期细胞质分裂方式不同，动物细胞细胞膜从中部向内凹陷把细胞缢裂成两部分，使一个细胞分裂成两个子细胞，高等植物细胞在赤道板位置出现了一个细胞板，细胞板逐渐扩展，形成新的细胞壁，从而使一个细胞分裂成为两个子细胞。(2)根据题图分析可知，PLK4活性受抑制后，TRIM37正常表达，许多癌细胞和正常细胞仍可发生非中心体型纺锤体组装的原因是失活的PLK4形成PLK4凝聚体，招募其他成分充当中心体作用，形成非中心体型纺锤体。PLK4抑制剂的作用结果是形成非中心体型纺锤体，TRIM37过量表达时促进CEP192的降解使细胞不能形成非中心体型纺锤体，故会减弱细胞对PLK4抑制剂的敏感性。纺锤体不能形成，染色体不能移向细胞两极，细胞分裂不能正常进行，最终导致出现染色体数目加倍的异常细胞。(3)根据题意，裸鼠具有过量表达TRIM37的特点，用含物质X的饲料饲喂这些裸鼠，统计发现癌细胞的数量增加不明显，说明细胞分裂被抑制。①物质X的作用可能是促进了TRIM37的过量表达或促进了CEP192的降解。②为证实推测，应设置用等量不含物质X的相同饲料饲喂相同生理状况的裸鼠的对照组(遵循单一变量原则和等量性原则)。 1．与动物细胞有丝分裂相比，下列仅属于植物细胞有丝分裂特征的是 (　　) A．由两组中心粒周围发出的星射线形成纺锤体 B．分裂间期，DNA进行复制 C．分裂中期，着丝粒排列在赤道板上 D．分裂末期，细胞中部形成细胞板 D　解析：高等植物细胞没有中心体，A错误；分裂间期DNA进行复制及分裂中期着丝粒排列在赤道板上，是动植物细胞有丝分裂的共同点，B、C错误；分裂末期，植物细胞中部形成细胞板，细胞板逐渐扩展，形成新的细胞壁，D正确。 2．下列植物细胞中适合作为观察细胞有丝分裂的材料的是 (　　) A．蚕豆叶肉细胞 B．洋葱鳞片叶表皮细胞 C．蚕豆根尖分生区细胞 D．洋葱根尖伸长区细胞 C　解析：题述的4个细胞中只有蚕豆根尖分生区细胞具有分裂能力，其他细胞高度分化，都不能进行细胞分裂，不适合作为观察细胞有丝分裂的材料。故选C。 3．下图是某生物体细胞有丝分裂过程中不同分裂时期的图像。下列对图像的描述，正确的是 (　　) A．该生物可能是低等植物 B．甲、乙、丙三个细胞中染色体、染色单体与核DNA分子数的比例都为1∶2∶2 C．甲细胞进行中心体倍增，发出星射线，形成纺锤体 D．甲、乙、丙三个细胞分别处于分裂前期、后期和中期 D　解析：图中细胞无细胞壁，有中心体，因此可以判断该生物是动物，A错误；甲、乙、丙三个细胞中染色体、染色单体与核DNA分子数的比例分别是1∶2∶2、1∶0∶1、1∶2∶2，B错误；甲细胞处于分裂前期，而中心体倍增发生在分裂间期，C错误；根据细胞内染色体的特征，可判断甲、乙、丙三个细胞分别处于有丝分裂前期、后期、中期，D正确。 4．(2024·日照高一检测)某同学按照下图所示实验流程，进行了观察洋葱根尖细胞有丝分裂的实验。下列叙述错误的是 (　　) A．图中①需用体积分数为95%的酒精解离根尖 B．漂洗的目的是防止根尖解离过度 C．②中可用甲紫溶液使染色体着色 D．观察时先用低倍镜找到分生区细胞 A　解析：图中①是解离，解离液为质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精的混合液(1∶1)，A错误；漂洗的目的是防止解离过度，B正确；②是染色，可用甲紫溶液使染色体着色，C正确；观察时，先在低倍镜下观察找到分生区细胞，再换成高倍镜，D正确。 5．比较动植物细胞有丝分裂的过程，以下叙述是动物细胞特有的是 (　　) A．染色质缩短变粗成为染色体 B．细胞膜从细胞的中部向内凹陷 C．赤道板的位置出现细胞板 D．核仁、核膜周期性的消失和重建 B　解析：细胞有丝分裂过程中，染色质缩短变粗成为染色体，不是动物细胞特有的，A错误；有丝分裂末期，动物细胞细胞膜从细胞的中部向内凹陷，植物细胞在赤道板的位置出现细胞板，B正确、C错误；细胞有丝分裂过程中，核仁、核膜周期性的消失和重建，不是动物细胞特有的，D错误。 6．(2024·邢台高一检测)就在你阅读此题时，你身体内就有许多细胞在进行分裂，有些细胞在生长，有些细胞刚刚结束自己的生命历程。下图是某同学在光学显微镜下观察到的洋葱根尖细胞的有丝分裂图像，洋葱根尖细胞染色体数为8对，细胞周期约12小时，据图回答问题： (1)在观察植物细胞有丝分裂的实验中，装片的制片流程是______________________→制片；显微镜下观察到的洋葱根尖分生区细胞的形态应是________(填“正方形”或“长方形”)。 (2)图c所示细胞含染色体、核DNA分子、姐妹染色单体数分别为______________。图d表示有丝分裂的________期。 (3)动物细胞与植物细胞有丝分裂过程有些不同点，若某动物细胞的有丝分裂中期图像如图所示，请简要画出该动物细胞有丝分裂后期的图像。 (4)根尖培养过程中用DNA合成抑制剂处理，会使细胞停留在________期。 答案：(1)解离→漂洗→染色　正方形 (2)32、32、0　末 (3) (4)分裂间 解析：(1)观察植物细胞有丝分裂的实验中，装片的制片流程是解离→漂洗→染色→制片。洋葱根尖分生区细胞分裂旺盛，细胞呈正方形，排列紧密。(2)洋葱根尖细胞染色体数为8对(16条)，图c所示细胞处于有丝分裂后期，着丝粒分裂，含染色体、核DNA分子、姐妹染色单体数分别为32、32、0。图d形成细胞板，随后发育为细胞壁，将细胞一分为二，表示有丝分裂末期。(3)图示细胞无细胞壁，为动物细胞有丝分裂中期，含有4条染色体，其有丝分裂后期着丝粒分裂，染色体加倍，在纺锤丝的牵引下分别向两极移动。(4)根尖培养过程中用DNA合成抑制剂处理，会抑制DNA的复制，DNA的复制发生在细胞分裂的间期。 学科网（北京）股份有限公司 $$