内容正文:
参天大树,从幼鱼到成鱼,生物体由小长大的奥秘是什么?细胞作为生命活动的基本单位,其生长使体积增大,分裂使数量增多。今天,我们将通过观察洋葱根尖细胞分裂切片,探究细胞分裂的过程,以及染色体如何确保遗传物质稳定传递,揭开生物体生长的微观机制。 观察细胞的分裂 专题内容 03 (一)细胞分裂与生物体的生长 【情景展示】 一粒微小的种子萌发后,逐渐长成高大的树木;池塘中的小鱼经过一段时间生长,体型显著增大;人类从幼年发育至青年,身体体积和质量也明显增加。这些生命现象的背后,都离不开细胞数量的增多。生物体由小长大,不仅依赖细胞的生长,更关键的是细胞的分裂过程。 观察洋葱根尖细胞的分裂现象 任务: 观察显微镜下洋葱根尖细胞分裂切片图像,识别处于分裂状态的细胞,并描述其形态特征。 参考答案: 图中部分细胞内可见被染成深色、形态清晰的棒状结构,这些细胞正处于分裂过程中;分裂中的细胞核结构发生变化,染色物质聚集明显。 洋葱根尖细胞的分裂(染色,放大600倍) 【活动探究】 【活动探究】 问题1: 上图中哪些细胞正在进行分裂?判断依据是什么? 问题2: 分裂中的细胞最明显的特征是什么?为什么这些结构会被染成深色? 分析: 在图像中,部分细胞内部出现被碱性染料染成深色的物质,呈细丝状或短棒状,说明这些细胞正处于分裂期。这些深色物质是染色体,由 和蛋白质组成。 携带遗传信息,因此染色体是遗传物质的载体。细胞分裂时,染色体会高度螺旋化并凝聚,便于平均分配到两个新细胞中,这是分裂过程中最显著的特征。 【归纳总结】 1. 细胞分裂是生物体生长的基础: 生物体由小长大,与细胞的生长、分裂和分化密切相关。细胞通过吸收营养物质实现体积增大,即细胞的生长;但细胞不能无限长大,一部分细胞在达到一定大小后会进行分裂,从而增加细胞数量。 2. 细胞分裂过程中最显著的特征是染色体的变化: 在细胞分裂过程中,细胞核内的染色体被碱性染料染成深色,易于观察。染色体由 和蛋白质构成,其中 是遗传物质,因此染色体是遗传物质的主要载体。分裂过程中,染色体会复制并平均分配到两个子细胞中,保证遗传信息的稳定性。 细胞分裂的过程 专题内容 04 【情景展示】 生物体由小长大,离不开细胞数量的增加和体积的增大。例如,一粒小小的蚕豆种子萌发后,根尖逐渐伸长,植株不断长高,这一过程中细胞的数量显著增多。显微镜下观察蚕豆根尖,可以发现其中许多细胞正处于分裂状态。这说明细胞分裂是生物体生长发育的基础。 图1-16 蚕豆根尖细胞的分裂(染色,放大600倍) (一)细胞分裂的基本过程 【活动探究】 观察植物细胞分裂的过程 任务: 观察图1-16,描述植物细胞在分裂过程中最明显的结构变化,并推测新细胞形成的关键步骤。 参考答案: 在细胞中央出现新的细胞膜和细胞壁,将一个细胞分隔成两个子细胞。 问题: 1. 植物细胞分裂时,如何保证一个细胞变成两个完整的细胞? 2. 新的细胞壁是在什么位置形成的? 分析: 第一个问题引导学生关注细胞分裂的完整性。植物细胞在原细胞中央形成新的细胞膜和细胞壁,从而将细胞质均等分割,确保每个新细胞都有独立的边界结构。 第二个问题聚焦于分裂的具体位置。新的细胞壁在原细胞中央形成,使两个子细胞获得相等的空间和物质基础。 【归纳总结】 1. 植物细胞分裂的过程: 细胞核先由一个分成两个。 细胞质分成两份,每份含一个细胞核。 在原细胞中央形成新的细胞膜和新的细胞壁,最终分裂为两个新细胞。 【情景展示】 动物细胞的分裂方式与植物不同。以正在分裂的动物细胞为例,在显微镜下可观察到其形态发生明显改变——细胞中部向内凹陷,最终缢裂为两个独立的细胞。这种现象常见于快速增殖的组织,如胚胎发育早期或伤口修复过程中的细胞更新。 图1-15 即将完成分裂的动物细胞(染色,放大400倍) (二)动物细胞与植物细胞分裂方式的差异 【活动探究】 项目 动物细胞 植物细胞 分裂末期特征 细胞膜向内凹陷 形成新的细胞膜和细胞壁 是否形成新壁 否 是 比较动植物细胞分裂的异同 任务: 对比图1-15和图1-16,找出动物细胞与植物细胞分裂过程中的主要区别,并填写表格。 参考答案: 动物细胞通过细胞膜内陷实现分裂;植物细胞则需构建新的细胞壁完成分裂。 问题: 1. 为什么植物细胞需要形成新的细胞壁,而动物细胞不需要? 2. 如果动物细胞也像植物细胞一样形成细胞壁,可能带来什么影响? 分析: 第一个问题涉及细胞结构差异。植物细胞具有刚性细胞壁,维持形态稳定,因此分裂时必须新建细胞壁以保障结构完整。 第二个问题引导学生反向思考。若动物细胞形成细胞壁,将失去变形能力和运动功能,影响吞噬、迁移等生命活动。 【归纳总结】 1. 动物细胞分裂特点: 细胞核分裂后,细胞质随之分开。 细胞膜从细胞中部向内凹陷,使细胞缢裂成两个子细胞。 2. 动植物细胞分裂的主要区别: 植物细胞在中央形成新的细胞膜和细胞壁。 动物细胞通过细胞膜内陷完成分裂,不形成细胞壁。 (三)细胞分裂中染色体的变化 【情景展示】 细胞分裂不仅是数量的增加,更重要的是遗传信息的准确传递。每一个新生成的细胞都必须携带与原细胞相同的遗传指令,才能保证生物体正常生长和功能稳定。染色体作为遗传物质 的主要载体,在分裂过程中发挥关键作用。 【活动探究】 探究染色体在细胞分裂中的行为 任务: 阅读教材内容,说明染色体在细胞分裂前后的变化过程。 参考答案: 分裂前,染色体进行复制;分裂时,复制后的染色体均分成两份,分别进入两个新细胞。 问题: 1. 新细胞中的染色体数目与原细胞是否相同? 2. 为什么新细胞能保持与原细胞相同的遗传特性? 分析: 第一个问题关注数量一致性。染色体在分裂前完成复制,分裂时平均分配,因此新细胞与原细胞染色体数目相同。 第二个问题深入遗传本质。由于染色体含有 ,而 是遗传物质,染色体的精确复制和均分保证了遗传信息的一致性。 【归纳总结】 1. 染色体的变化过程: 分裂准备期:染色体复制。 分裂过程中:复制后的染色体均分为两份,分别进入两个新细胞。 2. 遗传物质的稳定性: 新细胞与原细胞的染色体形态和数目相同。 由于染色体中含有 ,新细胞与原细胞所含的遗传物质相同。 课堂练习 专题内容 05 课堂练习 【题文】生物体由小长大,与细胞的生长、分裂等生命活动密不可分,下列关于细胞生长和细胞分裂的说法,正确的是( ) A.细胞生长过程中,体积会无限增大 B.细胞分裂过程中,染色体变化明显 C.细胞生长后,形态结构和生理功能改变 D.所有细胞长到一定大小,就会进行分裂 【答案】B 课堂练习 【题文】2025年,随神舟二十号载人飞船一起升空的还有一群特殊的“乘客”——涡虫。涡虫拥有强大的再生能力,一个涡虫细胞( ) A.分裂时,最先分裂的细胞结构是细胞质 B.分裂时染色体的变化明显,染色体