人教版必修1第6章第1节第2课时动植物细胞有丝分裂的异同和观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂学案

第2课时动植物细胞有丝分裂的异同和观察根尖分生区组织细胞

的有丝分裂学习目标素养定位.分析比较动、植物细胞有丝分裂的异同。.利用细胞模型，解释细胞不能无限长大的原因。.制作根尖分生区组织细胞的有丝分裂临时装片,观察、描述有丝分裂各个时期的特点.运用比较的方法，理解动、植物细胞有丝分裂过程的异同点及意义。（生命观念、科学思维）.利用细胞模型,解释细胞不能无限长大的原因。（科学思维）.学会利用实验探究细胞的有丝分裂过程。（科学探究）一、比较动植物细胞分裂间期和有丝分裂各时期的不同点比较项目植物细胞有丝分裂动物细胞有丝分裂分裂间期无业口拉的倍增（低等植物细胞除外）完成空心粒的倍增前期细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体两组中心粒移到细胞两极,并且其周围发出星射线,形成纺锤体末期细胞板扩展为细胞壁，分割细胞质细胞膜从细胞的中部向内凹陷,缢裂细胞质二、有丝分裂的意义.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。加工运输有关,高尔基体数目增多,说明细胞分泌活动加强,与动物细胞有丝分裂无直接关系;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。.在“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”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1〜3mm处——+++乙根尖1〜3mm处+—++丙根尖5~7mm处++++则甲、乙、丙观察到的实验现象分别是（C）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，防止解离过度，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5〜7mm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,故丙观察不到染色体。.用不同浓度的药物X处理洋葱根尖一段时间后，分别制片观察分生区细胞有丝分裂各个时期特点，并统计有丝分裂指数［有丝分裂指数（%）=分裂期细胞数/观察细胞数X100M,结果如图所示。下列相关叙述正确的是（D）A.在制作装片过程中，使用解离液的目的是固定细胞的形态B.不用药物X处理的细胞有丝分裂中期的染色体数目与后期相同C.药物X浓度为0时的结果出现的原因是多数细胞没有进入细胞周期D.药物X能抑制根尖细胞有丝分裂,且随药物X浓度的增加,抑制程度增大解析:在制作装片过程中，使用解离液的目的是使组织细胞相互分离开;不用药物X处理的细胞有丝分裂后期的染色体数目是有丝分裂中期染色体数目的两倍;药物X浓度为0时,有丝分裂指数为9%,表明多数细胞处于分裂间期，而不是没有进入细胞周期;据题图分析，随着药物X浓度的增加，细胞有丝分裂指数减小，说明药物X抑制根尖分生区细胞的有丝分裂,且在图示浓度范围内，随药物X浓度的增加,抑制程度增大。.图A为某生物体细胞有丝分裂示意图，图B表示在一个细胞周期G、S、Gz组成分裂间期,M为分裂期）中细胞核内DNA含量的变化曲线；图C表示某组织中10000个细胞中核DNA含量的情况（用特殊的方法在一个培养基中测得的），请据图回答下列问题。⑴图A细胞在分裂末期不能出现细胞板,判断依据是。⑵若图A是根尖分生区细胞,正处于营养液中，则在正常情况下，与其吸收矿质元素有关的细胞器主要是和。⑶观察有丝分裂的临时装片时，在分生区中看到细胞重叠,无法分辨,可能是在这些操作过程中出现了问题。（4）用DNA合成抑制剂处理,C图中核DNA含量为C的细胞数量会增加。图B中，若用含放射性同位素的胸昔（DNA复制的原料之一）短期培养此细胞,处于S期的细胞都会被标记。洗脱含放射性同位素的胸背，换用无放射性的新鲜培养液培养,定期检测。预计最快约h后会检测到被标记的M期细胞。⑸若取样的10000个细胞中，处于M期（分裂期）的细胞数目是280个,则处于G?期的细胞数目是个。解析：（1）由图A可知，该细胞有中心体没有细胞壁,为动物细胞，因此在分裂末期不会出现细胞板。⑵根尖细胞吸收矿质元素的方式为主动运输,需要载体蛋白，且消耗能量。载体蛋白在核糖体上合成,能量则主要由线粒体提供。⑶解离是使组织细胞相互分离开,压片是使细胞之间分散开,有利于观察。观察有丝分裂的临时装片时,在分生区中看到细胞重叠,无法分辨，可能是在解离和压片的过程中出现了问题。（4）用DNA合成抑制剂处理，即细胞内DNA复制受到抑制,所以C图中DNA含量为2C的细胞数量会增加；图B表示一个细胞周期内细胞核DNA的变化情况,若用含放射性同位素的胸背（DNA复制的原料之一）短期培养此细胞,处于S期的细胞都会被标记。洗脱含放射性同位素的胸昔，换用无放射性的新鲜培养液培养，定期检测。预计最快约1h后会检测到被标记的M期细胞,因为从S期结束（DNA被标记）到M期开始需要1小时。（5）C图中DNA含量由2C到4c的细胞,处在B图的S期（DNA正在复制中）。图C显示,取样的10000个细胞中,DNA含量在4C的细胞数为2000个⑹期+M期）,处于M期（分裂期）的细胞数目是280个，则处于G2期的细胞数目是1720个。答案：（1）该细胞是一个动物细胞（2）线粒体核糖体（3）解离、制片⑷21（5）17202.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。三、无丝分裂和细胞不能无限长大的原因.无丝分裂.细胞不能无限长大的两个主要原因⑴物质运输效率的限制:细胞越大,相对表面积越小,物质运输效率越低。因此，当细胞达到一定的大小后就会分裂或停止生长。(2)细胞核的控制范围有限:细胞核是细胞遗传和代谢的控制中心，其控制范围是有限的。四、观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂.实验原理⑴高等植物的根尖、芽尖等分生区细胞能进行有丝分裂。⑵在高倍显微镜下,根据细胞内染色体的存在状态,就可以判断这些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。.实验试剂(1)解离液：由质量分数为1596的盐酸和体积分数为95%的酒精按］：1的比例配制而成。⑵染色剂：甲紫溶液(或醋酸洋红液)。(3)漂洗液:清水。.实验步骤⑴装片的制作⑵观察:低倍镜下,根据细胞特点找到根尖分生区细胞,然后换上高倍镜,先找分裂中期细胞,再找前期、后期、末期的细胞。判断正误⑴动物细胞分裂间期中心粒实现加倍。（J）⑵有丝分裂前期动物细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体。（X）提示:有丝分裂前期动物细胞的中心体发出星射线形成纺锤体。⑶无丝分裂过程中遗传物质也要进行复制。（V）⑷细胞体积越大，物质运输效率越高。（X）提示:细胞体积越大,相对表面积越小,物质运输效率越低。⑸制作细胞的有丝分裂装片时.，洋葱根尖解离后直接用甲紫溶液染色。（X）提示:制作细胞的有丝分裂装片时,洋葱根尖解离后先用清水漂洗,然后用甲紫溶液染色。（6）要观察细胞内染色体的形态和数目最好选择处于有丝分裂中期的细胞。（J）探究一比较动植物细胞有丝分裂的异同动植物细胞有丝分裂的过程基本相同，如图是动物细胞有丝分裂过程图，结合图示，回答下列问题。⑴动物细胞有丝分裂的过程中，染色体行为、染色体和核DNA数量的变化规律是否与植物细胞相同？提示:相同。⑵结合动、植物细胞结构的不同点，思考回答动物细胞有丝分裂过程与植物细胞有什么不同？提示:①纺锤体的形成动物细胞有丝分裂前期,在两组中心粒的周围，发出大量放射状的星射线形成纺锤体;植物细胞则由两极发出纺锤丝形成纺锤体。②子细胞形成方式动物细胞有丝分裂末期,细胞膜从细胞的中部向内凹陷,细胞缢裂成为两个子细胞;植物细胞有丝分裂末期在赤道板位置出现细胞板，向四周扩展形成新的细胞壁,最后形成两个子细胞。⑶动物细胞有丝分裂过程中，中心粒的倍增发生在什么时期？提示:分裂间期。⑷若观察到某细胞有丝分裂前期由中心体发出星射线形成纺锤体，能否确定该细胞一定是动物细胞?为什么？提示:不一定,也可能是低等植物细胞。“三看法”界定动植物细胞有丝分裂图像L依据细胞生理特点鉴别一个正在进行有丝分裂的细胞是植物细胞还是动物细胞，最可靠的方法是检查它的（C）A.染色体的数目变化B.是否出现星射线C.细胞质分成两部分的方式D.自身蛋白质合成的方式解析:动、植物细胞有丝分裂过程中染色体的数目变化相同。动物细胞有丝分裂过程中是中心体发出星射线形成纺锤体，植物细胞是两极发出纺锤丝形成纺锤体,但观察不到。植物细胞有丝分裂过程中，在末期细胞中央形成细胞板，并向四周扩展形成新的细胞壁,将细胞分成两个子细胞;动物细胞在分裂末期时，细胞膜从细胞中部向内凹陷,将细胞缢裂成两个子细胞。动、植物细胞自身蛋白质的合成方式相同。2.a、b、c、d分别是某些体细胞某个分裂时期的示意图，下列相关描述正确的是(D)A.a图表示植物细胞有丝分裂中期B.b图表示人体成熟红细胞分裂的某个阶段c图细胞由于着丝粒分裂,染色体数目加倍,染色单体数目不变d图细胞中含有8条染色单体解析:据题图分析,a图为植物细胞有丝分裂末期;b图表示蛙的红细胞无丝分裂;c图由于着丝粒分裂,染色单体消失。探究二细胞大小与物质运输的关系阅读教材P115“思维训练”，思考回答下列问题。⑴通过计算，你发现细胞的表面积和体积的比值与细胞的大小有什么关系？提示:细胞越大,表面积和体积的比值越小。(2)“细胞”中物质扩散的体积与整个“细胞”体积的比值是否可以类比为物质运输的效率？提示:可以。⑶从物质运输效率的角度看,细胞为什么不能太大？提示:细胞越大，需要与外界环境交流的物质越多，但是细胞体积越大,其相对表面积越小，即细胞与周围环境之间物质交流的面积相对越小,所以物质运输的效率越低,无法满足细胞的物质需求，因此细胞不能太大。.下列关于细胞相对表面积、细胞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)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解析:细胞表面积与体积的关系限制了细胞的长大,细胞体积越大,其相对表面积越小,细胞的物质运输效率就越低，细胞新陈代谢越缓慢。反之,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。探究三观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂阅读教材P116〜117探究•实践，回答下列问题。(1)分生区细胞有什么样的特点？提示:分生区细胞呈正方形,排列整齐紧密，细胞较小,细胞核较大。⑵在同一视野中可观察到不同分裂时期细胞的原因是什么？提示:各个细胞的分裂是独立进行的，所以可在同一分生组织中看到处于不同分裂时期的细胞。⑶判断细胞处于有丝分裂的哪个时期的依据是什么？提示:可根据细胞内染色体的存在状态判断细胞所处的时期。(4)为什么要将解离过的洋葱根尖漂洗后再染色？提示:漂洗的目的是洗去根尖组织中的解离液,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。⑸能不能通过对一个有丝分裂的细胞持续观察,从而观察到全部有丝分裂过程?为什么？如何才能找到细胞分裂各个时期的细胞？提示:不能，解离结束后细胞己经死亡，观察到的是处于固定状态的死细胞。要移动装片，在不同的视野中寻找各个时期的细胞。(6)在显微镜下观察到哪个时期的细胞数目最多？为什么？提示:分裂间期的细胞数目最多，因为细胞周期中分裂间期历时最长。观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂实验的操作注意事项解离太短细胞间质未被完全溶解,压片时细胞不易分散时间过长导致细胞解离过度、根尖过于酥软，影响染色漂洗时间适宜洗去多余的盐酸,防止解离过度而影响染色染色太短染色体或染色质不能完全着色时间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未分散开力度过重将组织压烂.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(C)A.实验中可利用酒精对分生区组织进行解离和洗去浮色B.实验用的醋酸洋红液是一种酸性染料C.在显微镜视野中，观察到的大多数细胞都处于分裂间期D.在显微镜下我们可以清晰地观察到一个细胞连续分裂的过程解析：“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”实验的制片流程是解离f漂洗f染色f制片，实验中解离后要用清水漂洗约10min,洗去解离液,防止解离过度,实验中不涉及用酒精洗去浮色;染色时使用的甲紫溶液或醋酸洋红液都是碱性染料；由于细胞周期中分裂间期时间长，因此在显微镜视野中观察到的大多数细胞都处于分裂间期;解离时细胞已经死亡，因此在显微镜下观察不到一个细胞连续分裂的过程。5.若图1、图2、图3是某同学做观察有丝分裂实验时,在光学显微镜下观察到的图像，下列有关说法正确的是（C）A.图1是在低倍显微镜下所观察到的植物根尖分生区细胞图像B.图1转为图2的操作步骤是移动装片一转动转换器一调节视野亮度一转动粗准焦