内容正文:
第6章 细胞的生命历程
高中生物必修1 分子与细胞
第6章 细胞的生命历程
第1节 细胞的增殖
第2课时 动物细胞的增殖及观察根尖
分生区组织细胞的有丝分裂
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课前•基础认知
第6章 细胞的生命历程
一、动物细胞的有丝分裂、无丝分裂
1.动物细胞的有丝分裂
动物细胞有丝分裂的过程,与植物细胞的基本相同。不同的特点主要体现在以下几个方面。
(1)间期:中心体完成倍增。
(2)前期:中心粒移向细胞两极,并发出星射线,形成了纺锤体。
(3)末期:细胞膜由中部向内凹陷,缢裂成两个细胞。
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第6章 细胞的生命历程
2.有丝分裂的特点和意义
(2)意义:将亲代细胞经复制之后的染色体,精确地平均分配到两个子细胞中,从而在细胞的亲代和子代之间保持了遗传的稳定性。
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3.无丝分裂
(2)特点:不出现纺锤丝和染色体的变化。
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第6章 细胞的生命历程
微判断1 基于对动物细胞的有丝分裂和无丝分裂的认识,判断下列表述是否正确。
1.动物细胞的中心粒在前期倍增。( )
2.有丝分裂可将细胞内所有的遗传物质平均分配到两个子细胞中。( )
3.细胞的有丝分裂对于生物的遗传有重要意义。( )
4.有丝分裂后期,着丝粒分裂是由纺锤丝牵引导致的。( )
×
×
√
×
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第6章 细胞的生命历程
微训练1
1.下列关于无丝分裂的说法,错误的是( )
A.分裂过程中无纺锤丝和染色体的出现
B.无丝分裂过程中也存在DNA分子的复制
C.原核生物没有染色体,能够进行无丝分裂
D.蛙的红细胞能进行无丝分裂
答案:C
解析:无丝分裂是真核生物的细胞分裂方式,原核生物没有染色体,不能进行无丝分裂,只能进行二分裂。
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2.动植物细胞有丝分裂过程的区别主要体现在( )
A.染色体和纺锤体的形成方式不同
B.间期的时间长短不同
C.纺锤体的形成方式和细胞质的分裂方式不同
D.染色体的活动规律不同
答案:C
解析:动植物细胞结构不同,导致有丝分裂过程存在差异,具体表现在前期纺锤体的形成方式以及末期细胞质的分裂方式上。
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二、观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
1.实验原理
(1)高等植物的根尖、芽尖等分生区细胞有丝分裂旺盛。
(2)同一分生组织中各个细胞的分裂是独立进行的,可以在同一时刻观察到处于不同分裂时期的细胞。
(3)细胞内的染色体易被碱性染料着色。
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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)甲紫溶液(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。
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3.实验过程
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4.绘图
绘出植物细胞有丝分裂中期的简图。
微思考 制作好的装片中若细胞相互重叠,则会导致观察效果不理想。实验中有哪些操作可以保证细胞相互分散开来?
提示:解离要充分;用镊子把根尖弄碎;用拇指轻轻按压盖玻片。
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微判断2 基于“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”实验的过程和原理,判断下列表述是否正确。
1.在显微镜下观察根尖分生区组织细胞时,发现处于分裂期的细胞数目较多。( )
2.持续观察处于有丝分裂中期的细胞,能够观察到该细胞中着丝粒的分裂过程。( )
3.统计一个视野中不同时期的细胞数目能够估算各个时期持续的时间。( )
4.解离和压片都有利于根尖分生区细胞分散。( )
×
×
×
√
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微训练2 下图表示洋葱根尖分生区细胞有丝分裂装片的制作与观察过程,据图回答下列问题。
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(1)A过程叫 ,目的是 。
(2)C过程叫 ,目的是 。
(3)D过程需要对载玻片上的根尖进行按压,使细胞 。
(4)E过程中需要先在低倍镜下找到根尖的 ,才能进行下一步的观察。
(5)将低倍镜换成高倍镜时,先将要观察的目标移至 ,并调节视野 。
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(6)在低倍显微镜下看到的洋葱根尖分生区细胞的形态应是下图中的 。
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答案:(1)解离 使细胞相互分离开来 (2)染色 将染色体染成深色,便于观察 (3)分散开来,便于观察 (4)分生区细胞 (5)视野中央 亮度 (6)A
解析:从图中可以看出,A过程为解离,解离的目的是使细胞相互分离开来;C过程为染色,其目的是将染色体染成深色,便于观察。观察时,先在低倍镜下找到分生区细胞,可观察到分生区细胞呈正方形,排列紧密,然后将其移到视野中央,再换用高倍镜,并将视野调亮进行观察。
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一 动植物细胞有丝分裂的区别
问题探究
下图是动物细胞有丝分裂过程的模式图,请据图思考并回答下列问题。
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(1)动物细胞有丝分裂过程中,染色体行为、染色体和核DNA数目的变化规律与植物细胞有丝分裂是否相同?
提示:相同。
(2)动物细胞有丝分裂前的间期与植物细胞有丝分裂前的间期相比,有无不同之处?
提示:有不同之处。与植物细胞相比,动物细胞有丝分裂前的间期除发生DNA的复制和有关蛋白质的合成外,还有中心体的复制。
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(3)从分裂期看,动物细胞有丝分裂过程与植物细胞有丝分裂过程的区别有哪些?
提示:①纺锤体的形成方式:动物细胞有丝分裂的前期,在两组中心粒的周围发出的大量星射线形成纺锤体;植物细胞有丝分裂前期由两极发出纺锤丝形成纺锤体。
②子细胞的形成方式:动物细胞有丝分裂的末期,细胞膜从细胞的中部向内凹陷,细胞缢裂成为两个子细胞;植物细胞有丝分裂的末期,在赤道板位置出现细胞板,细胞板向四周扩展形成新的细胞壁,最后形成两个子细胞。
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(4)若观察到某细胞有丝分裂前期在中心体的周围发出星射线,能否确定该细胞一定是动物细胞?为什么?
提示:不能。有中心体的细胞也可能是低等植物细胞。
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归纳总结
1.“三看法”界定动植物细胞有丝分裂图像
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2.与细胞分裂有关的细胞器及其生理作用
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典例剖析
【例1】 动物细胞与高等植物细胞有丝分裂过程的差异可以体现在( )
A.动物细胞由细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体
B.动物细胞有丝分裂末期,细胞膜从细胞中部向内凹陷
C.高等植物细胞在中心粒周围发出星射线形成纺锤体
D.高等植物细胞有丝分裂末期,由赤道板直接形成新的细胞壁
答案:B
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第6章 细胞的生命历程
解析:动物细胞在两组中心粒周围发出的星射线形成纺锤体。动物细胞有丝分裂末期,细胞膜从细胞中部向内凹陷,最后把细胞缢裂成两部分。高等植物细胞不含中心粒,由细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体。高等植物细胞有丝分裂末期,由细胞板向四周扩展形成新的细胞壁,最终将细胞一分为二。
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学以致用
1.下图为动物细胞和植物细胞的有丝分裂图。
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据图分析,下列叙述正确的是( )
A.甲为动物细胞有丝分裂前期,乙为植物细胞有丝分裂后期
B.前期,在①周围发出的星射线形成纺锤体,作用于②,影响染色体的移动
C.③④均为细胞膜,两种细胞的细胞质分裂方式相同
D.⑤聚集成为植物细胞的赤道板,需要高尔基体参与
答案:B
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第6章 细胞的生命历程
解析:甲为动物细胞有丝分裂前期,乙为植物细胞有丝分裂末期,A项错误。③为细胞膜,④为细胞壁,两种细胞的细胞质分裂方式不同,C项错误。⑤聚集成为植物细胞的细胞板,细胞板逐渐扩展形成细胞壁,需要高尔基体参与,D项错误。
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二 观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
问题探究
“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”实验的主要流程如下图所示。请思考并回答下列问题。
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(1)解离过的洋葱根尖需要先漂洗再染色,这样操作的目的是什么?
提示:漂洗的目的是洗去根尖组织中的盐酸,有利于碱性染料着色,否则解离液中的盐酸会影响染色效果。
(2)为什么不能对一个细胞的有丝分裂过程进行连续观察?如何才能找到处于有丝分裂不同时期的细胞?
提示:解离结束后细胞已经死亡,观察到的是处于固定状态的各时期的细胞。如果要找到处于有丝分裂不同时期的细胞,就要不断地移动装片,在不同的视野中寻找。
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第6章 细胞的生命历程
(3)视野中处于哪个时期的细胞数目最多?为什么?分生区细胞有何特点?
提示:处于分裂间期的细胞数目最多。因为在细胞周期中分裂间期时间最长。分生区细胞呈正方形且排列紧密。
(4)洋葱根尖分生区组织细胞临时装片的制作流程有哪几个环节?
提示:解离→漂洗→染色→制片。
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归纳总结
实验的选材及注意事项
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典例剖析
【例2】 下图为某学生进行“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”实验的基本操作步骤,
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下列相关叙述正确的是( )
A.观察有丝分裂后期的图像,可见纺锤丝牵引着染色体向细胞两极缓慢移动
B.该同学的操作步骤中存在的错误是解离后先用甲紫溶液染色再用清水漂洗
C.f步骤的目的是固定盖玻片,防止滑动
D.g步骤中可以直接用高倍镜找出处于分裂中期的细胞并观察
答案:B
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第6章 细胞的生命历程
解析:观察细胞的有丝分裂图像时,细胞经过解离已经死亡,不能看到纺锤丝牵引着染色体向细胞两极缓慢移动,A项错误。该实验的操作步骤应该是解离、漂洗、染色、制片和观察,所以该同学的操作步骤错误,应该在解离后先用清水漂洗再染色,B项正确。f步骤的目的是使细胞分散开来,有利于观察,C项错误。g步骤中需要先在低倍镜下找到相应的细胞并将其移到视野中央,再换用高倍镜观察,D项错误。
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学以致用
2.在观察植物细胞的有丝分裂实验中,三位实验人员制作洋葱根尖装片的操作步骤如下表所示(“+”表示操作,“-”表示未操作),
实验人员 操作
取材 解离 漂洗 染色 制片
甲 根尖1~3 mm处 - + + +
乙 根尖1~3 mm处 + - + +
丙 根尖5~7 mm处 + + + +
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第6章 细胞的生命历程
则甲、乙、丙观察到的实验现象分别是( )
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
C
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第6章 细胞的生命历程
解析:解离的目的是使细胞分散开,甲未解离,细胞相互重叠;漂洗的目的是洗去解离液,以免影响染色体着色,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,染色体呈染色质丝状态,观察不到染色体。
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第6章 细胞的生命历程
1.下列叙述中,可表明动物细胞正在进行有丝分裂的是( )
A.核糖体合成活动加强
B.线粒体产生大量ATP
C.出现纺锤体
D.高尔基体数目显著增多
答案:C
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第6章 细胞的生命历程
解析:核糖体合成活动加强和线粒体产生大量ATP只能说明细胞代谢旺盛,不一定进行有丝分裂,A、B两项不符合题意。在动物细胞中,高尔基体一般与细胞分泌物的形成有关;在植物细胞中,高尔基体还与细胞壁的形成有关。故动物细胞内高尔基体数目增多,说明细胞分泌活动加强,与有丝分裂无直接关系,D项不符合题意。
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2.动物细胞有丝分裂过程与高等植物细胞有丝分裂过程明显不同的是前者( )
①间期有染色体的复制 ②后期有着丝粒的分裂 ③在中心粒周围发出星射线,形成纺锤体 ④后期到末期染色体平均分配到两个子细胞中 ⑤末期在细胞中央不形成细胞板
A.①②④ B.②③④
C.③⑤ D.②⑤
答案:C
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第6章 细胞的生命历程
解析:由于植物细胞有细胞壁,动物细胞无细胞壁,所以动物细胞在有丝分裂的末期不能形成细胞板;动物细胞的纺锤体是由中心粒周围发出的星射线形成的。
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3.下列有关无丝分裂的叙述,正确的是( )
A.分裂过程中核膜不会消失
B.不会出现纺锤丝,但会出现星射线
C.细胞核缢裂为两个时,细胞也一分为二
D.只有蛙的红细胞能进行无丝分裂
答案:A
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解析:无丝分裂过程中核膜、核仁不会消失,A项正确。无丝分裂过程中不会出现纺锤丝,也不会出现星射线,B项错误。无丝分裂过程中,先是细胞核缢裂为两个,然后整个细胞缢裂形成两个子细胞,C项错误。不是只有蛙的红细胞才能进行无丝分裂,如某些原生动物的细胞等也能进行无丝分裂,D项错误。
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第6章 细胞的生命历程
4.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,正确的是( )
A.通过观察细胞内染色体的行为判断细胞所处的时期
B.装片的制作流程是解离→染色→漂洗→制片
C.显微镜下观察到处于有丝分裂中期的细胞最多
D.显微镜下观察到的分生区细胞近似正方形,细胞会继续分裂
答案:A
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第6章 细胞的生命历程
解析:有丝分裂不同时期,染色体的行为不同,所以可以通过观察细胞内染色体的行为判断细胞所处的时期,A项正确。装片的制作流程为解离、漂洗、染色、制片,B项错误。细胞周期的大部分时间处于分裂间期,所以显微镜下观察到处于有丝分裂前的间期的细胞最多,C项错误。观察洋葱根尖细胞有丝分裂实验中,解离过程中细胞已经被杀死,所以细胞不可能继续分裂,D项错误。
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第6章 细胞的生命历程
5.图甲表示一个细胞周期,图乙是正在分裂的动物细胞示意图。请据图回答下列问题。
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(1)图甲中A表示 ,此时期细胞最大的特点是完成 ;B表示 。图乙所示细胞正处于有丝分裂 期。
(2)图乙中DNA分子数与染色体数之比为 。
(3)图乙中C是 ,其功能是 。
(4)多细胞生物体以此方式增加 的数量。
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第6章 细胞的生命历程
答案:(1)分裂间期 DNA分子的复制和有关蛋白质的合成 分裂期 前
(2)2∶1
(3)中心体 与动物细胞的有丝分裂有关(或在中心粒周围发出放射状的星射线形成纺锤体)
(4)体细胞
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第6章 细胞的生命历程
解析:图甲为一个细胞周期,A为分裂间期,B为分裂期。图乙所示细胞处于有丝分裂前期,其中C为中心体,D为含姐妹染色单体的染色体。(1)图甲中A表示分裂间期,此时期最大的特点是进行DNA分子的复制和有关蛋白质的合成;B为分裂期。图乙所示细胞正处于有丝分裂前期。(2)图乙中的染色体有姐妹染色单体,所以每条染色体上有两个DNA分子,故DNA分子数与染色体数目之比为2∶1。(3)图乙中C是中心体。在有丝分裂过程中,在中心粒周围发出放射状的星射线,形成纺锤体。(4)多细胞生物体以有丝分裂方式增加体细胞的数量。
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第6章 细胞的生命历程
(1)特点
(1)过程:细胞核延长→→两个子细胞
细胞器
细胞类型
生理作用
核糖体
动物细胞、植物细胞
各种蛋白质的合成场所
中心体
动物细胞、低等植物细胞
前期参与纺锤体的形成
高尔基体
植物细胞
末期参与细胞壁的形成
线粒体
动物细胞、植物细胞
提供能量
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
选取分裂旺盛的部位(如根尖、芽尖的分生区)
时间
分裂旺盛时
注意
事项
解离
时间
过短
细胞解离过轻,压片时细胞不易分散
过长
细胞解离过度,会使根尖过于酥软,影响染色和制片
漂洗时间
适宜
洗去药液,防止解离过度
染色
时间
过短
染色体或染色质不能完全着色
过长
使其他部分也被染成深色,无法分辨染色体
压片
过轻
细胞不能分散开来
过重
会将盖玻片压碎
显微
镜观
察
细胞状态
显微镜下观察到的都是死细胞,不能看到动态变化
细胞数目
处于分裂间期的细胞数目最多,原因是在一个细胞周期中分裂间期历时最长
最佳观
察时期
中期,原因是中期染色体形态稳定、数目清晰
$