第6章 第1节 第2课时 观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂（配套教参Word）-【步步高】2025-2026学年高一生物必修1 分子与细胞学习笔记（人教版 鲁湘辽黑吉专版）

本高中生物学讲义聚焦观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂，系统梳理细胞周期中染色体、核DNA、染色单体的数量变化规律，通过表格归纳与曲线模型构建夯实理论基础，进而分析细胞不能无限长大的原因，最终指导根尖分生区细胞有丝分裂的实验观察，形成从理论到实践的完整学习支架。 资料以任务驱动设计（如填表分析数量变化、实验操作讨论），培养学生科学思维（模型构建与数据分析）和探究实践能力（实验步骤优化与现象解释），渗透生命观念中的结构与功能观。课中实验指导与问题设计助力教师高效教学，课后分层题组（如细胞周期曲线分析、实验操作正误判断）帮助学生巩固知识，查漏补缺。

第2课时　观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 [学习目标]　1.通过观察有丝分裂实验，掌握显微观察实验的基本操作方法，提高实践能力。2.通过构建有丝分裂过程中染色体和核DNA数量变化模型，培养利用逻辑思维分析问题的能力。 一、细胞周期中相关结构含量变化 任务一：分析细胞周期中相关结构含量变化 1．观察一个细胞周期中染色体的行为变化，填表归纳染色体数目、核DNA数目、染色单体数目的变化规律(2n表示正常体细胞内染色体数目和核DNA数目)。 项目 分裂间期 前期 中期 后期 末期 染色体数目 2n 2n 2n 4n 4n→2n 核DNA数目 2n→4n 4n 4n 4n 4n→2n 染色单体数目 0→4n 4n 4n 0 0 2.在下面坐标图中画出一个细胞周期中细胞内染色体数、核DNA分子数的变化曲线。 提示　如图所示 3．请思考：在一个连续分裂的细胞内发生的下列变化。 (1)核DNA在分裂间期发生复制，数目加倍；核DNA数目在分裂末期结束时减半，减半的原因是姐妹染色单体分开后分别进入两个子细胞。 (2)染色体数目在分裂后期加倍，加倍的原因是每个着丝粒分裂成两个，姐妹染色单体分开成为两条染色体；染色体数目在分裂末期结束时减半，减半的原因是姐妹染色单体分开后分别进入两个子细胞。 (3)染色单体在分裂间期出现，出现的原因是分裂间期DNA发生复制；染色单体在后期消失，消失的原因是后期着丝粒分裂，染色单体分开成为染色体。 4．在下面坐标图中画出一个细胞周期中每条染色体上DNA分子数的变化曲线，并在纵轴上标出正确的取值。 提示　如图所示 1．(2025·松原高一调研)在细胞增殖过程中，染色体和核DNA分子都有复制和加倍的过程，下列相关叙述不正确的是(　　) A．染色体复制后其数目是之前的两倍 B．细胞中b、d过程发生在分裂间期 C．细胞中a过程发生在分裂间期，c过程发生在细胞分裂后期 D．染色体复制的同时核DNA的数目加倍 答案　A 解析　分裂间期染色体复制的实质是DNA分子的复制和蛋白质的合成，复制后着丝粒数目不变，染色体数目不变，核DNA的数目加倍，A错误，B、D正确；a过程表示染色体的复制，发生在分裂间期，c过程表示染色体数目加倍，其原因是着丝粒分裂，发生在分裂后期，C正确。 2．如图表示细胞有丝分裂的某时期(图1)和不同时期染色体和核DNA分子的数量关系(图2)。下列有关叙述不正确的是(　　) A．图1表示有丝分裂的中期图，可对应图2的bc段 B．完成图2中cd段变化的细胞分裂时期是末期 C．图2中ab段细胞完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成 D．bc段细胞中染色体数∶染色单体数∶核DNA分子数为1∶2∶2 答案　B 解析　cd段为着丝粒一分为二的过程，发生在细胞分裂后期，B错误。 二、运用模型解释细胞不能无限长大 任务二：细胞不能无限长大的原因 1．运用细胞模型所给的数据进行计算完善表格： 细胞模型的边长/ mm 表面积/mm2 体积/mm3 表面积与体积之比 葡萄糖向内扩散的深度/mm 葡萄糖扩散的体积与整个“细胞”体积的比值 2 24 8 3 0.5 4 96 64 0.5 8 384 512 0.5 2.讨论： (1)细胞的表面积与体积之比与细胞的大小有什么关系？ 提示　细胞越大，细胞的表面积与体积之比越小。 (2)从物质运输的效率看，细胞为什么不能太大？ 提示　细胞越大，与周围环境之间进行物质交换的效率就越低。 3．(2025·绥化高一检测)下列有关细胞相对表面积(指细胞的表面积与细胞体积之比)、细胞对外的物质运输效率和细胞新陈代谢强度之间关系的叙述，正确的是(　　) A．细胞的相对表面积越大，物质运输效率越高，细胞新陈代谢越旺盛 B．细胞的相对表面积越大，物质运输效率越低，细胞新陈代谢越缓慢 C．细胞的相对表面积越小，物质运输效率越高，细胞新陈代谢越缓慢 D．细胞的相对表面积越小，物质运输效率越低，细胞新陈代谢越旺盛 答案　A 解析　细胞的相对表面积越大，物质运输效率越高，细胞新陈代谢越旺盛，A正确，B错误；细胞的相对表面积越小，物质运输效率越低，细胞新陈代谢越缓慢，C、D错误。 三、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、芽尖等分生区细胞能进行有丝分裂。 (2)各个细胞的分裂是独立进行的，在同一个分生组织中可看到处于不同分裂时期的细胞。 (3)据细胞内染色体的存在状态，判断这些细胞各处于有丝分裂的哪个时期。 (4)染色体容易被碱性染料(如甲紫溶液)着色。 2．实验步骤 判断正误 (1)显微镜观察洋葱根尖分生区组织细胞的一个视野中，往往看不到细胞周期各个时期的图像(　　) (2)在显微镜下观察根尖细胞时，发现处于分裂期的细胞数目最多(　　) (3)持续观察处于分裂中期的细胞，能够观察到该细胞中着丝粒的分裂过程(　　) 答案　　(1)√　(2)×　(3)× 提示　(2)视野中数量最多的是处于分裂间期的细胞。(3)解离后细胞已经死亡，不能观察到细胞中着丝粒的分裂过程。 补充材料　根尖的结构 部位 形态 作用 特点 成熟区(根毛区) 具有中央大液泡 是根吸收水分和无机盐的主要部位 根毛是成熟区表皮细胞向外突出的一部分 伸长区 伸长区下部细胞较小，越靠近成熟区的细胞越大 是根部向前推进的主要区域 生长最快的部分是伸长区 分生区 细胞呈正方体，个体小、排列紧密、细胞壁薄、细胞核较大 可以不断地进行细胞分裂，增加根尖的细胞数目 没有中央大液泡 根冠 由多层松散排列的薄壁细胞组成，细胞排列较不规则 最前端的帽状结构，属于保护组织，罩在分生区的外面 外层细胞常黏液化 任务三：观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 1．取材时只能剪根尖2～3 mm，原因是若剪得过长会包括伸长区，该区无细胞分裂，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；时间过短使根尖细胞解离不充分，观察时细胞容易重叠。 3．解离完了要进行漂洗，而且一定要彻底，这样处理是防止残留的解离液继续破坏细胞，同时残留的盐酸也会影响染色和腐蚀镜头。 4．在你的观察结果中，处于分裂间期(填分裂时期)的细胞最多，因为细胞周期的大部分时间处于分裂间期。 5．如何比较细胞周期中不同时期的时间长短？ 提示　某时期的细胞数占计数细胞总数的比例越大，该时期的时间越长。 核心归纳　实验成功的关键点 4．(不定项)(2025·鄂尔多斯高一质检)如图①～⑤为大蒜根尖细胞有丝分裂不同时期的图像。下列相关叙述正确的是(　　) A．制片流程：解离→染色→漂洗→制片 B．分裂过程的先后顺序为②③①⑤④，构成细胞周期 C．④的细胞中央会形成细胞板，最终扩展为细胞壁 D．⑤中染色体形态清晰，是观察染色体的最佳时期 答案　BC 解析　制片流程：解离→漂洗→染色→制片，A错误；①表示分裂中期，②表示分裂间期，③表示分裂前期，④表示分裂末期，⑤表示分裂后期，故分裂过程的先后顺序为②③①⑤④，构成细胞周期，B正确；⑤表示分裂后期，①表示分裂中期，中期染色体形态稳定、数目清晰，是观察染色体的最佳时期，D错误。 课时对点练 [分值：100分] 第1～9题，每题5分；第10～12题，每题7分，共66分。 题组一　细胞周期中相关结构含量变化 1．细胞周期中DNA数目加倍和染色体数目加倍的时期分别是(　　) A．间期、前期 B．中期、后期 C．间期、后期 D．前期、中期 答案　C 解析　分裂间期染色体复制、核DNA数目加倍，后期着丝粒分裂，染色体数目加倍，C符合题意。 题点　有丝分裂过程中染色体、DNA和染色单体数目变化描述类 2．在动物细胞有丝分裂过程中，某一分裂时期细胞内的染色体数(a)、染色单体数(b)及核DNA分子数(c)如图所示，此时细胞内可能发生的变化是(　　) A．DNA正在进行自我复制 B．染色体向细胞两极移动 C．染色体的着丝粒排列在赤道板上 D．细胞中央细胞膜向内凹陷 答案　C 解析　DNA正在进行自我复制的时期对应分裂间期，此时细胞中每条染色体上DNA数目由1→2个，每条染色体上染色单体数目由0→2个，A不符合题意；染色体向细胞两极移动的过程发生在分裂后期，此时细胞中染色体数∶染色单体数∶核DNA分子数＝1∶0∶1，与图示不符，B不符合题意；染色体的着丝粒排列在赤道板上时细胞处于分裂中期，此时细胞中染色体数∶染色单体数∶核DNA分子数＝1∶2∶2，C符合题意；细胞中央细胞膜向内凹陷发生在分裂末期，此时细胞中染色体数∶染色单体数∶核DNA分子数＝1∶0∶1，与图示不符，D不符合题意。 题点　有丝分裂过程中染色体、DNA和染色单体数目变化柱形图类 3．(2025·双鸭山高一质检)果蝇体细胞含有8条染色体，下列关于果蝇体细胞增殖的叙述，错误的是(　　) A．在间期，中心粒倍增，核DNA分子经过复制成为16个 B．在前期，每条染色体有2条染色单体和2个DNA分子 C．在中期，8条染色体的着丝粒排列在赤道板上，易于观察染色体 D．在后期，着丝粒分裂，核DNA加倍，每条染色体有1个DNA分子 答案　D 解析　有丝分裂后期，着丝粒分裂，姐妹染色单体分开形成子染色体，染色单体数为0，染色体数目加倍，由8条变成16条，但核DNA数目不变，每条染色体有1个DNA分子，D错误。 题点　有丝分裂过程中染色体、核DNA 和染色单体数目变化描述类 4．如图是细胞中某两种物质的含量在有丝分裂过程中的变化情况。下列叙述错误的是(　　) A．图中实线代表核DNA分子，虚线代表染色体 B．b→c变化的原因是着丝粒分裂 C．d→e变化的原因是细胞质分裂 D．叶肉细胞和根尖细胞都会出现图中的变化 答案　D 解析　叶肉细胞是高度分化的植物细胞，不再进行有丝分裂，D错误。 题点　有丝分裂过程中染色体、核DNA 和染色单体数目变化曲线类 题组二　观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 5．下列关于洋葱根尖细胞有丝分裂装片的制作与观察的叙述，不正确的是(　　) A．甲过程所用的解离液是用15%的盐酸和 95%的酒精配成的 B．乙过程的主要目的是洗去药液，防止解离过度 C．在显微镜下可以看到一个细胞连续分裂的过程 D．在低倍镜下找到分生区细胞后，可以换用高倍镜继续观察 答案　C 解析　乙过程是漂洗，该过程的主要目的是洗去解离液，防止解离过度，B正确；经过解离步骤后，细胞已经死亡，因此不能观察到一个细胞连续分裂的过程，C错误。 题点　观察有丝分裂实验原理、操作步骤 6．(2024·鄂尔多斯高一期末)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．用质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精解离的目的是让细胞相互分离开来 B．用质量浓度为0.01 g/mL的甲紫溶液染色的目的是使染色体着色 C．用清水漂洗约10 min的目的是洗去多余的染料，便于观察 D．制片时用拇指轻轻地按压盖玻片的目的是使细胞分散开来 答案　C 解析　用清水漂洗约10 min的目的是洗去解离液，防止解离过度，C错误。 题点　观察有丝分裂实验原理、操作步骤 7．某同学利用洋葱根尖制作临时装片来观察植物细胞有丝分裂的过程，其观察到不同分裂时期的细胞如图所示。下列叙述错误的是(　　) A．观察染色体的形态和数目时，最好选用图2时期的细胞 B．解离以及压片都有利于细胞的分散，便于观察 C．在显微镜下可观察到由图2时期到图3时期的变化过程 D．镜检视野中，处于图1所示细胞前一时期的细胞数量最多 答案　C 解析　解离后的细胞是死细胞，不会再进行细胞分裂，因此，在显微镜下不能观察到由图2时期到图3时期的变化过程，C错误。 题点　观察有丝分裂实验图像分析 8．如图所示为四组植物材料在“观察细胞的有丝分裂”实验中的结果，下列说法错误的是(　　) A．临时装片制作步骤为解离、漂洗、染色、制片 B．实验观察过程中如果利用药物抑制DNA的合成，所有细胞将停留在分裂间期 C．如果仅从图中细胞周期与分裂期来看，四组材料中d组最适合作为实验材料 D．视野中不同细胞的染色体数目可能不相等 答案　B 解析　实验观察前细胞已用解离液处理，都已死亡，利用药物抑制DNA的合成不起作用，B错误；应选择分裂期所占比例大的细胞作为实验材料，如果仅从图中细胞周期与分裂期来看，四组材料中d组最适合作为实验材料，C正确；视野中有的细胞处于分裂后期，着丝粒分裂，染色体数目加倍，不同细胞的染色体数目可能不相等，D正确。 题点　观察有丝分裂实验的综合分析 9．(2024·哈尔滨高一月考)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)如表所示： 实验操作人员 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 ＋ ＋ ＋ ＋ 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，染色体着色清楚 B．细胞分散，但看不到染色体；染色体着色清楚；细胞分散，染色体着色清楚 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，染色体着色清楚；细胞分散，染色体着色清楚 答案　C 解析　解离的目的是用药液使组织中的细胞相互分离开来，甲未进行解离，细胞相互重叠；漂洗的目的是洗去解离液，防止解离过度，便于染色，乙未漂洗，会影响染色效果，染色体着色很浅，不清楚；丙取的是根尖5～7 mm处，该区域为伸长区，该区域的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。综上所述，C符合题意。 题点　观察有丝分裂实验的综合分析 10．(不定项)如图为与有丝分裂相关的坐标曲线。下列相关说法正确的是(　　) A．若纵坐标表示一条染色体中DNA的含量，则c→d过程细胞中核DNA含量不变 B．若纵坐标表示一个细胞中核DNA的含量，则e点时一条染色体中核DNA的含量与a点相同 C．若纵坐标表示一条染色体中DNA的含量，则a→c过程染色体数目不变 D．若纵坐标表示一个细胞中核DNA的含量，则a→c过程染色体数目不变 答案　ABC 解析　若纵坐标表示一条染色体中DNA的含量，则c→d过程为有丝分裂后期，着丝粒分裂，染色体数目加倍，但该过程细胞中核DNA含量不变，A正确；若纵坐标表示一条染色体中DNA的含量，则a→c过程中着丝粒没有分裂，所以染色体数目不变，C正确；若纵坐标表示一个细胞中核DNA的含量，则a→c过程包括有丝分裂后期，有丝分裂后期时染色体数目加倍，D错误。 题点　有丝分裂过程中染色体、DNA和染色单体数目变化曲线类 11．(不定项)(2024·鹤岗高一质检)如图表示某真核生物细胞有丝分裂的相关图像。图Ⅰ表示在分裂过程中某种结构的变化，图Ⅱ表示分裂过程中一个细胞中染色体数目的变化，图Ⅲ表示部分细胞的分裂示意图。下列相关叙述正确的是(　　) A．图Ⅲ中的乙细胞时期，着丝粒在纺锤丝的牵引下一分为二 B．图Ⅱ出现②时期的原因是着丝粒分裂，姐妹染色单体分开形成子染色体 C．该细胞有丝分裂末期将形成细胞板，高尔基体在此过程中发挥重要作用 D．该细胞有丝分裂过程与低等植物细胞的区别主要体现在有丝分裂的末期 答案　BD 解析　着丝粒一分为二的过程是在酶的作用下发生的，与纺锤丝的牵引没有关系，A错误；图Ⅱ②时期是有丝分裂后期，着丝粒分裂，姐妹染色单体分开形成子染色体，染色体数目加倍，B正确；由图Ⅲ可知，该细胞为动物细胞，动物细胞在有丝分裂末期不会出现细胞板，C错误；低等植物细胞含中心体，有丝分裂前期形成纺锤体的方式与动物细胞相同，两种细胞的区别主要体现在有丝分裂的末期，D正确。 题点　有丝分裂过程中染色体、DNA和染色单体数目变化曲线类 12．(不定项)研究者提取了培养的一些肿瘤细胞，测定出它们的染色体数和核DNA分子数，结果如图，其中a、b、c代表细胞周期中的不同时期。下列分析正确的是(　　) A．a组细胞中有的可能刚进入分裂间期 B．b组细胞的细胞核内正在进行DNA复制 C．c组细胞中每条染色体上都含有两条姐妹染色单体 D．一个细胞周期可以表示为a＋b＋c 答案　ABC 解析　a组细胞中染色体数和核DNA分子数均为2n，有的细胞可能刚进入分裂间期，还未开始复制，A正确；b组细胞中核DNA分子数位于2n～4n之间，说明正在进行复制，B正确；c组细胞中染色体数为2n，核DNA分子数为4n，此时每条染色体上都含有两条姐妹染色单体，C正确；a＋b＋c不能表示一个细胞周期，题图没有后期和末期，没有染色体数和核DNA分子数均为4n的时期，D错误。 题点　有丝分裂过程中染色体、DNA和染色单体数目变化曲线类 13．(20分)(2025·岳阳高一期末)在细胞周期中，多种结构发生周期性变化，染色体、染色单体、核DNA分子数也有规律性的变化。结合图示回答问题： (1)细胞周期过程中，发生染色质→染色体→染色质的周期变化，其中__________状态有利于在细胞分裂过程中移动并分配到子细胞中去，__________状态有利于DNA完成复制等生命活动。 (2)有丝分裂后期，移向细胞两极的染色体形态和数目__________(填“相同”或“不相同”)。 (3)图甲是根尖分生区用甲紫染色后观察到的，甲紫是一种____________染料，图甲中2代表________(时期)，4代表____________(时期)。 (4)图乙的表示的是__________(填“染色体”“染色单体”或“核DNA”)，能完整表示一个细胞周期的正确排序是____________(用图乙中①②③和箭头表示)。图乙中的____________时期可以表示图甲中3的情况。 (5)有丝分裂细胞内出现的一系列的变化，都是为了______________。 答案　(1)染色体　染色质　(2)相同　(3)碱性　分裂间期　分裂后期　(4)染色单体　①→②→③→①　②　(5)确保遗传物质(染色体或DNA)的均等分配 题点　观察有丝分裂实验的综合分析 14．(14分)(2025·葫芦岛高一检测)某高等植物细胞不发生分裂时，细胞内有8条染色体。图1为该植物的细胞有丝分裂过程中，一对姐妹染色单体(a和b)的切面变化及移动路径示意图，①→②→③表示不同时期细胞中a、b位置的依次变化；图2表示该细胞有丝分裂不同时期，每条染色体上DNA数的变化曲线。回答下列问题： (1)图1中①→②不同时期细胞中a、b位置发生变化是由__________导致的。染色体处于图1中位置③对应时期的该植物细胞内，染色体和染色单体的数量分别是______________。 (2)图1中②→③时期对应图2的________段(填字母)。图2中AB段变化的原因是_____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________。 (3)图2中A～E过程中，参与分裂的细胞器主要有____________。与高等植物细胞不同，动物细胞在有丝分裂末期的特点是______________________________________________ __________________________________________________________________________。 (4)与高等植物细胞有丝分裂相比，蛙的红细胞分裂方式的不同之处表现在__________ __________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________(至少答两点)。 答案　(1)纺锤丝牵引　16、0　(2)CD　DNA复制　(3)核糖体、线粒体、高尔基体　细胞膜向内凹陷，最后缢裂形成两个子细胞　(4)分裂过程不出现染色体结构、不出现纺锤体结构，不发生细胞壁变化 题点　细胞增殖的图像曲线综合 学科网（北京）股份有限公司 $