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 江苏专版）

本讲义聚焦高中生物学“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”核心内容，先通过表格归纳细胞周期中染色体、核DNA、染色单体数量变化规律并绘制曲线，再结合模型计算分析细胞不能无限长大的原因，最后指导观察根尖分生区细胞有丝分裂的实验操作，构建“理论分析—模型解释—实验验证”的学习支架。 该资料以科学思维和探究实践为特色，通过构建数量变化模型培养逻辑分析能力，结合实验步骤中的解离、漂洗等操作及问题讨论提升实践能力。课中辅助教师系统授课，课后通过对点练和综合题帮助学生巩固知识，查漏补缺，体现生命观念中结构与功能观的渗透。

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．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．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．(多选)(2025·淮安高一期末)若甲、乙、丙是某同学做观察根尖分生组织细胞有丝分裂实验时，在光学显微镜下观察到的图像。下列有关说法正确的是(　　) A．图甲是在低倍镜下观察到的植物根尖伸长区细胞图像 B．将图甲转为图乙的操作步骤是移动装片→转动转换器→调节视野亮度→转动粗准焦螺旋 C．图丙是根尖经过甲紫溶液染色后，在高倍镜下观察到的图像 D．制作装片的过程是解离→染色→漂洗→制片 答案　AC 解析　图甲中细胞明显是长方形，可以判断这是根尖伸长区细胞图像，A正确；图甲转为图乙的操作步骤是移动装片→转动转换器→调节视野亮度→转动细准焦螺旋，B错误；制作装片的过程是解离→漂洗→染色→制片，D错误。 课时对点练 [分值：100分] 第1～2题，每题5分；第3～12题，每题6分，共70分。 题组一　细胞周期中相关结构含量变化 1．(2024·徐州高一月考)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．(2025·镇江高一阶段检测)如图表示某高等植物细胞有丝分裂不同时期的图像。下列相关叙述正确的是(　　) A．在图①所示时期的细胞，可以清晰观察到赤道板和染色体结构 B．动物细胞有丝分裂与高等植物细胞有丝分裂不同的时期有②③ C．图④中着丝粒分裂后，染色体数目加倍，核DNA含量也会随之加倍 D．图②①④③可表示一个完整的细胞周期 答案　B 解析　图①代表有丝分裂的中期，此时染色体排列在赤道板上，结构清晰可见，但赤道板是假想的平面，无法观察到，A错误；动物细胞有丝分裂与高等植物细胞有丝分裂不同的特点有前期纺锤体的形成方式不同和末期细胞分裂方式不同，对应图中的②③，B正确；图④中着丝粒分裂后，染色体数目加倍，但核DNA含量不变，C错误；①处于有丝分裂中期，②处于前期，③处于末期，④处于后期，无间期细胞，不能表示一个完整的细胞周期，D错误。 题点　植物细胞有丝分裂各时期的图像 3．(2024·盐城伍佑中学高一调研)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．(2025·扬州高一期末)如图是细胞增殖过程中细胞内两种物质含量变化的曲线图。下列叙述正确的是(　　) A．图中的虚线可代表染色体含量的变化曲线 B．图中的ab段表示有丝分裂的间期 C．图中的de段会发生着丝粒分裂 D．该两种物质含量的加倍都发生在间期 答案　A 解析　图中虚线的起点和终点含量相等，且没有斜线向上，可代表染色体含量的变化曲线，A正确；有丝分裂不包括分裂间期，图中的ab段表示间期、有丝分裂的前期和中期，B错误；de段染色体和核DNA都减半，表示有丝分裂末期细胞分裂，着丝粒分裂发生在bc段，C错误；染色体数目加倍发生在有丝分裂后期，核DNA数目加倍发生在间期，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．(2025·无锡高一期末)下列有关实验“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”的叙述，正确的是(　　) A．解离的目的是使组织中的细胞相互分离开来 B．漂洗的目的是洗去多余的染料，避免染色过度影响观察 C．染色时，先用甲紫溶液浸泡，再用酒精洗去浮色 D．在视野中可观察到染色体在纺锤丝的牵引下移向细胞两极 答案　A 解析　解离液的成分是体积分数为95%的酒精和质量分数为15%的盐酸，解离的目的是使组织中的细胞相互分离开来，A正确；漂洗的目的是洗去解离液，防止解离过度，以便于染色，B错误；观察细胞有丝分裂实验的操作步骤：解离→漂洗→染色→制片，用甲紫溶液染色后不需要用酒精洗去浮色，C错误；由于解离时细胞已经死亡，故在视野中不能观察到染色体在纺锤丝的牵引下移向细胞两极，D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．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 9．如图为某同学在观察洋葱根尖细胞有丝分裂后绘制的两幅图像，下列相关叙述正确的是(　　) A．统计视野中各时期细胞数目不可计算细胞周期的时长 B．为了放大观察图2左上角的细胞，应向右下方移动装片 C．图1中的a～g表示洋葱根尖分生区细胞有丝分裂过程 D．图2视野中的细胞可观察到染色体、赤道板、细胞板 答案　A 解析　统计各时期的数目，只能计算各时期在细胞周期中的比例，但不能确定时间的长短，A正确；显微镜下观察到的是倒像，为了放大观察图2左上角的细胞，应向左上方移动装片，B错误；a和b是间期，有丝分裂过程不包括间期，C错误；赤道板是假想的平面，不能观察到，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 10．(多选)(2024·南通高一期末)如图为某细胞在有丝分裂过程中染色体向赤道板位置运动情况的系列照片。下列相关叙述错误的是(　　) A．图中箭头所指为染色体，主要由RNA和蛋白质组成 B．该细胞正在从分裂前期到分裂中期 C．此细胞中不含有染色单体 D．中心体正在倍增，即将移向细胞两极 答案　ACD 解析　染色体主要由DNA和蛋白质组成，A错误；分析题图可知，染色体向赤道板移动，即该细胞正在从分裂前期到分裂中期，此时该细胞含有染色单体，中心体倍增发生在间期，B正确，C、D错误。 题点　动物细胞有丝分裂各时期的特点 11．(多选)(2024·盐城高一期末)图1表示有丝分裂不同时期染色体和核DNA的数量关系，图2表示细胞分裂不同时期每条染色体上DNA数的变化。下列有关叙述正确的是(　　) A．图1中有丝分裂发生的时间顺序可能是c→a→b→c B．图1中a时期与图2中②之后时期对应，此时不存在姐妹染色单体 C．图2中0到①时期细胞中主要完成DNA的复制和相关蛋白质的合成 D．图2中①到②之间对应时期的细胞染色体数可能是体细胞染色体数的2倍 答案　BC 解析　图1中a的染色体和核DNA数目都是4n，表示有丝分裂后期，b可表示有丝分裂的前期和中期，c可表示分裂结束形成的子细胞或间期DNA复制前的细胞，根据图1中染色体的变化情况可知，有丝分裂(包括前期、中期、后期和末期)发生的时间顺序是b→a→c，A错误；图1中a为有丝分裂的后期，着丝粒分裂，姐妹染色单体分开成为子染色体，图2中②之后时期姐妹染色单体消失，与图1中a时期对应，B正确；图2中0到①时期，染色体上DNA数由1个变为2个，为分裂间期，此时期细胞中主要完成DNA的复制和相关蛋白质的合成，C正确；图2中①到②之间，每条染色体上含有2个DNA分子，对应时期为有丝分裂的前期、中期，此时细胞染色体数与体细胞染色体数相同，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 12．(多选)(2025·常州高一期末)研究者提取了一些培养的肿瘤细胞，测定出它们的染色体数和核DNA分子数，结果如图所示。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个姐妹染色单体 D．一个细胞周期可以表示为a→b→c 答案　ABC 解析　据图可知，a组细胞中染色体数和核DNA分子数均为2n，可表示G1期的细胞，刚进入间期，还未开始复制，A正确；b组细胞中核DNA分子数处于2n～4n之间，说明细胞核内正在进行DNA复制，处于分裂间期的S期，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个姐妹染色单体，C正确；一个细胞周期可以表示为a→b→c→a，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 13．(16分)图1是显微镜下洋葱根尖分生区细胞有丝分裂显微照片，图2为该区细胞的连续分裂数据；图3为每条染色体上的DNA含量在细胞分裂各时期的变化情况。 回答下列问题： (1)图1中处于有丝分裂中期的细胞为__________(填字母)，此时细胞中染色体形态稳定、数目清晰。图1中A细胞所处的分裂时期对应图3的____段。图1中A细胞的染色体数∶核DNA数∶染色单体数＝__________。 (2)在细胞周期中，绝大多数细胞处于__________(填时期)，原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________， 此时期细胞中进行的活动主要是____________________________________________。 (3)由图2可知，洋葱根尖分生区细胞的细胞周期时间为______h，图2中能表示一个完整细胞周期的是______________(用字母和箭头表示)。 答案　(1)C　de　1∶1∶0　(2)分裂间期　细胞周期的大部分时间处于分裂间期　DNA的复制和蛋白质的合成(同时细胞有适度生长)　(3)19.3　B→D 解析　(1)图1中处于有丝分裂中期的细胞为C，此时期细胞中染色体的着丝粒排列在细胞中央赤道板上，此时是观察染色体形态、数目的最佳时期。图1中A细胞处于有丝分裂后期，对应图3中的de段，此时细胞中着丝粒一分为二，染色单体消失，染色体数目暂时加倍，此时细胞中每条染色体含有1个DNA分子，因此，此时期染色体数∶核DNA数∶染色单体数＝1∶1∶0。(2)细胞周期包括分裂期和分裂间期，其中分裂间期是分裂期前的物质准备，占细胞周期时间的90%～95%，即大部分时间处于分裂间期，故在细胞周期中，绝大多数细胞处于分裂间期，此时期细胞中进行的活动主要是DNA复制和有关蛋白质的合成，同时细胞有适度生长。(3)细胞周期从一次分裂完成开始，到下一次分裂完成结束，先处于分裂间期再处于分裂期，由于分裂间期时间长于分裂期，因此图2中BC、DE为分裂间期，AB、CD为分裂期，综上分析洋葱根尖分生区细胞的细胞周期时间为17.3＋2＝19.3(h)，图中能表示一个完整细胞周期的是B→D。 题点　细胞的增殖图像曲线综合 14．(14分)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。若染色体处于图1中位置③对应时期，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 $