人教版必修1第6章第1節(jié)第2課時(shí)動植物細(xì)胞有絲分裂的異同和觀察根尖分生區(qū)組織細(xì)胞的有絲分裂學(xué)案

第2課時(shí)動植物細(xì)胞有絲分裂的異同和觀察根尖分生區(qū)組織細(xì)胞

的有絲分裂學(xué)習(xí)目標(biāo)素養(yǎng)定位.分析比較動、植物細(xì)胞有絲分裂的異同。.利用細(xì)胞模型，解釋細(xì)胞不能無限長大的原因。.制作根尖分生區(qū)組織細(xì)胞的有絲分裂臨時(shí)裝片,觀察、描述有絲分裂各個(gè)時(shí)期的特點(diǎn).運(yùn)用比較的方法，理解動、植物細(xì)胞有絲分裂過程的異同點(diǎn)及意義。（生命觀念、科學(xué)思維）.利用細(xì)胞模型,解釋細(xì)胞不能無限長大的原因。（科學(xué)思維）.學(xué)會利用實(shí)驗(yàn)探究細(xì)胞的有絲分裂過程。（科學(xué)探究）一、比較動植物細(xì)胞分裂間期和有絲分裂各時(shí)期的不同點(diǎn)比較項(xiàng)目植物細(xì)胞有絲分裂動物細(xì)胞有絲分裂分裂間期無業(yè)口拉的倍增（低等植物細(xì)胞除外）完成空心粒的倍增前期細(xì)胞兩極發(fā)出紡錘絲形成紡錘體兩組中心粒移到細(xì)胞兩極,并且其周圍發(fā)出星射線,形成紡錘體末期細(xì)胞板擴(kuò)展為細(xì)胞壁，分割細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞膜從細(xì)胞的中部向內(nèi)凹陷,縊裂細(xì)胞質(zhì)二、有絲分裂的意義.將親代細(xì)胞的染色體經(jīng)過復(fù)制（關(guān)鍵是DNA的復(fù)制）之后,精確地平均分配到兩個(gè)子細(xì)胞中。加工運(yùn)輸有關(guān),高爾基體數(shù)目增多,說明細(xì)胞分泌活動加強(qiáng),與動物細(xì)胞有絲分裂無直接關(guān)系;動物細(xì)胞有絲分裂末期，細(xì)胞膜從細(xì)胞中部向內(nèi)凹陷,最后把細(xì)胞縊裂成兩部分。.在“觀察根尖分生區(qū)組織細(xì)胞的有絲分裂”實(shí)驗(yàn)中，三位實(shí)驗(yàn)人員制作洋蔥根尖裝片的操作步驟如表所示（“+”表示操作，“-”表示未操作）。實(shí)驗(yàn)人員操作取材解離漂洗染色制片甲根尖1?3mm處——+++乙根尖1?3mm處+—++丙根尖5~7mm處++++則甲、乙、丙觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分別是（C）A.細(xì)胞重疊、染色體著色很淺不清楚、細(xì)胞分散染色體清楚B.細(xì)胞分散但看不到染色體、染色體著色清楚、細(xì)胞分散染色體清楚C.細(xì)胞重疊、染色體著色很淺不清楚、細(xì)胞著色清楚但看不到染色體D.染色體著色很淺不清楚、細(xì)胞分散染色體清楚、細(xì)胞分散染色體清楚解析:解離的目的是使細(xì)胞分散開，甲未解離，細(xì)胞相互重疊;漂洗的目的是洗去解離液，防止解離過度，以免影響染色體著色，乙未漂洗，影響染色效果，染色體著色很淺不清楚;根尖5?7mm處為伸長區(qū)，伸長區(qū)細(xì)胞已失去分裂能力，染色體呈染色質(zhì)絲狀態(tài),故丙觀察不到染色體。.用不同濃度的藥物X處理洋蔥根尖一段時(shí)間后，分別制片觀察分生區(qū)細(xì)胞有絲分裂各個(gè)時(shí)期特點(diǎn)，并統(tǒng)計(jì)有絲分裂指數(shù)［有絲分裂指數(shù)（%）=分裂期細(xì)胞數(shù)/觀察細(xì)胞數(shù)X100M,結(jié)果如圖所示。下列相關(guān)敘述正確的是（D）A.在制作裝片過程中，使用解離液的目的是固定細(xì)胞的形態(tài)B.不用藥物X處理的細(xì)胞有絲分裂中期的染色體數(shù)目與后期相同C.藥物X濃度為0時(shí)的結(jié)果出現(xiàn)的原因是多數(shù)細(xì)胞沒有進(jìn)入細(xì)胞周期D.藥物X能抑制根尖細(xì)胞有絲分裂,且隨藥物X濃度的增加,抑制程度增大解析:在制作裝片過程中，使用解離液的目的是使組織細(xì)胞相互分離開;不用藥物X處理的細(xì)胞有絲分裂后期的染色體數(shù)目是有絲分裂中期染色體數(shù)目的兩倍;藥物X濃度為0時(shí),有絲分裂指數(shù)為9%,表明多數(shù)細(xì)胞處于分裂間期，而不是沒有進(jìn)入細(xì)胞周期;據(jù)題圖分析，隨著藥物X濃度的增加，細(xì)胞有絲分裂指數(shù)減小，說明藥物X抑制根尖分生區(qū)細(xì)胞的有絲分裂,且在圖示濃度范圍內(nèi)，隨藥物X濃度的增加,抑制程度增大。.圖A為某生物體細(xì)胞有絲分裂示意圖，圖B表示在一個(gè)細(xì)胞周期G、S、Gz組成分裂間期,M為分裂期）中細(xì)胞核內(nèi)DNA含量的變化曲線；圖C表示某組織中10000個(gè)細(xì)胞中核DNA含量的情況（用特殊的方法在一個(gè)培養(yǎng)基中測得的），請據(jù)圖回答下列問題。⑴圖A細(xì)胞在分裂末期不能出現(xiàn)細(xì)胞板,判斷依據(jù)是。⑵若圖A是根尖分生區(qū)細(xì)胞,正處于營養(yǎng)液中，則在正常情況下，與其吸收礦質(zhì)元素有關(guān)的細(xì)胞器主要是和。⑶觀察有絲分裂的臨時(shí)裝片時(shí)，在分生區(qū)中看到細(xì)胞重疊,無法分辨,可能是在這些操作過程中出現(xiàn)了問題。（4）用DNA合成抑制劑處理,C圖中核DNA含量為C的細(xì)胞數(shù)量會增加。圖B中，若用含放射性同位素的胸昔（DNA復(fù)制的原料之一）短期培養(yǎng)此細(xì)胞,處于S期的細(xì)胞都會被標(biāo)記。洗脫含放射性同位素的胸背，換用無放射性的新鮮培養(yǎng)液培養(yǎng),定期檢測。預(yù)計(jì)最快約h后會檢測到被標(biāo)記的M期細(xì)胞。⑸若取樣的10000個(gè)細(xì)胞中，處于M期（分裂期）的細(xì)胞數(shù)目是280個(gè),則處于G?期的細(xì)胞數(shù)目是個(gè)。解析：（1）由圖A可知，該細(xì)胞有中心體沒有細(xì)胞壁,為動物細(xì)胞，因此在分裂末期不會出現(xiàn)細(xì)胞板。⑵根尖細(xì)胞吸收礦質(zhì)元素的方式為主動運(yùn)輸,需要載體蛋白，且消耗能量。載體蛋白在核糖體上合成,能量則主要由線粒體提供。⑶解離是使組織細(xì)胞相互分離開,壓片是使細(xì)胞之間分散開,有利于觀察。觀察有絲分裂的臨時(shí)裝片時(shí),在分生區(qū)中看到細(xì)胞重疊,無法分辨，可能是在解離和壓片的過程中出現(xiàn)了問題。（4）用DNA合成抑制劑處理，即細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制受到抑制,所以C圖中DNA含量為2C的細(xì)胞數(shù)量會增加；圖B表示一個(gè)細(xì)胞周期內(nèi)細(xì)胞核DNA的變化情況,若用含放射性同位素的胸背（DNA復(fù)制的原料之一）短期培養(yǎng)此細(xì)胞,處于S期的細(xì)胞都會被標(biāo)記。洗脫含放射性同位素的胸昔，換用無放射性的新鮮培養(yǎng)液培養(yǎng)，定期檢測。預(yù)計(jì)最快約1h后會檢測到被標(biāo)記的M期細(xì)胞,因?yàn)閺腟期結(jié)束（DNA被標(biāo)記）到M期開始需要1小時(shí)。（5）C圖中DNA含量由2C到4c的細(xì)胞,處在B圖的S期（DNA正在復(fù)制中）。圖C顯示,取樣的10000個(gè)細(xì)胞中,DNA含量在4C的細(xì)胞數(shù)為2000個(gè)⑹期+M期）,處于M期（分裂期）的細(xì)胞數(shù)目是280個(gè)，則處于G2期的細(xì)胞數(shù)目是1720個(gè)。答案：（1）該細(xì)胞是一個(gè)動物細(xì)胞（2）線粒體核糖體（3）解離、制片⑷21（5）17202.由于染色體上有遺傳物質(zhì)DNA,因而在細(xì)胞的親代和子代之間保持了遺傳的穩(wěn)定性。三、無絲分裂和細(xì)胞不能無限長大的原因.無絲分裂.細(xì)胞不能無限長大的兩個(gè)主要原因⑴物質(zhì)運(yùn)輸效率的限制:細(xì)胞越大,相對表面積越小,物質(zhì)運(yùn)輸效率越低。因此，當(dāng)細(xì)胞達(dá)到一定的大小后就會分裂或停止生長。(2)細(xì)胞核的控制范圍有限:細(xì)胞核是細(xì)胞遺傳和代謝的控制中心，其控制范圍是有限的。四、觀察根尖分生區(qū)組織細(xì)胞的有絲分裂.實(shí)驗(yàn)原理⑴高等植物的根尖、芽尖等分生區(qū)細(xì)胞能進(jìn)行有絲分裂。⑵在高倍顯微鏡下,根據(jù)細(xì)胞內(nèi)染色體的存在狀態(tài),就可以判斷這些細(xì)胞分別處于有絲分裂的哪個(gè)時(shí)期。(3)染色體容易被堿性染料(如甲紫溶液)著色。.實(shí)驗(yàn)試劑(1)解離液：由質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1596的鹽酸和體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精按］：1的比例配制而成。⑵染色劑：甲紫溶液(或醋酸洋紅液)。(3)漂洗液:清水。.實(shí)驗(yàn)步驟⑴裝片的制作⑵觀察:低倍鏡下,根據(jù)細(xì)胞特點(diǎn)找到根尖分生區(qū)細(xì)胞,然后換上高倍鏡,先找分裂中期細(xì)胞,再找前期、后期、末期的細(xì)胞。判斷正誤⑴動物細(xì)胞分裂間期中心粒實(shí)現(xiàn)加倍。（J）⑵有絲分裂前期動物細(xì)胞兩極發(fā)出紡錘絲形成紡錘體。（X）提示:有絲分裂前期動物細(xì)胞的中心體發(fā)出星射線形成紡錘體。⑶無絲分裂過程中遺傳物質(zhì)也要進(jìn)行復(fù)制。（V）⑷細(xì)胞體積越大，物質(zhì)運(yùn)輸效率越高。（X）提示:細(xì)胞體積越大,相對表面積越小,物質(zhì)運(yùn)輸效率越低。⑸制作細(xì)胞的有絲分裂裝片時(shí).，洋蔥根尖解離后直接用甲紫溶液染色。（X）提示:制作細(xì)胞的有絲分裂裝片時(shí),洋蔥根尖解離后先用清水漂洗,然后用甲紫溶液染色。（6）要觀察細(xì)胞內(nèi)染色體的形態(tài)和數(shù)目最好選擇處于有絲分裂中期的細(xì)胞。（J）探究一比較動植物細(xì)胞有絲分裂的異同動植物細(xì)胞有絲分裂的過程基本相同，如圖是動物細(xì)胞有絲分裂過程圖，結(jié)合圖示，回答下列問題。⑴動物細(xì)胞有絲分裂的過程中，染色體行為、染色體和核DNA數(shù)量的變化規(guī)律是否與植物細(xì)胞相同？提示:相同。⑵結(jié)合動、植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)的不同點(diǎn)，思考回答動物細(xì)胞有絲分裂過程與植物細(xì)胞有什么不同？提示:①紡錘體的形成動物細(xì)胞有絲分裂前期,在兩組中心粒的周圍，發(fā)出大量放射狀的星射線形成紡錘體;植物細(xì)胞則由兩極發(fā)出紡錘絲形成紡錘體。②子細(xì)胞形成方式動物細(xì)胞有絲分裂末期,細(xì)胞膜從細(xì)胞的中部向內(nèi)凹陷,細(xì)胞縊裂成為兩個(gè)子細(xì)胞;植物細(xì)胞有絲分裂末期在赤道板位置出現(xiàn)細(xì)胞板，向四周擴(kuò)展形成新的細(xì)胞壁,最后形成兩個(gè)子細(xì)胞。⑶動物細(xì)胞有絲分裂過程中，中心粒的倍增發(fā)生在什么時(shí)期？提示:分裂間期。⑷若觀察到某細(xì)胞有絲分裂前期由中心體發(fā)出星射線形成紡錘體，能否確定該細(xì)胞一定是動物細(xì)胞?為什么？提示:不一定,也可能是低等植物細(xì)胞?！叭捶ā苯缍▌又参锛?xì)胞有絲分裂圖像L依據(jù)細(xì)胞生理特點(diǎn)鑒別一個(gè)正在進(jìn)行有絲分裂的細(xì)胞是植物細(xì)胞還是動物細(xì)胞，最可靠的方法是檢查它的（C）A.染色體的數(shù)目變化B.是否出現(xiàn)星射線C.細(xì)胞質(zhì)分成兩部分的方式D.自身蛋白質(zhì)合成的方式解析:動、植物細(xì)胞有絲分裂過程中染色體的數(shù)目變化相同。動物細(xì)胞有絲分裂過程中是中心體發(fā)出星射線形成紡錘體，植物細(xì)胞是兩極發(fā)出紡錘絲形成紡錘體,但觀察不到。植物細(xì)胞有絲分裂過程中，在末期細(xì)胞中央形成細(xì)胞板，并向四周擴(kuò)展形成新的細(xì)胞壁,將細(xì)胞分成兩個(gè)子細(xì)胞;動物細(xì)胞在分裂末期時(shí)，細(xì)胞膜從細(xì)胞中部向內(nèi)凹陷,將細(xì)胞縊裂成兩個(gè)子細(xì)胞。動、植物細(xì)胞自身蛋白質(zhì)的合成方式相同。2.a、b、c、d分別是某些體細(xì)胞某個(gè)分裂時(shí)期的示意圖，下列相關(guān)描述正確的是(D)A.a圖表示植物細(xì)胞有絲分裂中期B.b圖表示人體成熟紅細(xì)胞分裂的某個(gè)階段c圖細(xì)胞由于著絲粒分裂,染色體數(shù)目加倍,染色單體數(shù)目不變d圖細(xì)胞中含有8條染色單體解析:據(jù)題圖分析,a圖為植物細(xì)胞有絲分裂末期;b圖表示蛙的紅細(xì)胞無絲分裂;c圖由于著絲粒分裂,染色單體消失。探究二細(xì)胞大小與物質(zhì)運(yùn)輸?shù)年P(guān)系閱讀教材P115“思維訓(xùn)練”，思考回答下列問題。⑴通過計(jì)算，你發(fā)現(xiàn)細(xì)胞的表面積和體積的比值與細(xì)胞的大小有什么關(guān)系？提示:細(xì)胞越大,表面積和體積的比值越小。(2)“細(xì)胞”中物質(zhì)擴(kuò)散的體積與整個(gè)“細(xì)胞”體積的比值是否可以類比為物質(zhì)運(yùn)輸?shù)男剩刻崾?可以。⑶從物質(zhì)運(yùn)輸效率的角度看,細(xì)胞為什么不能太大？提示:細(xì)胞越大，需要與外界環(huán)境交流的物質(zhì)越多，但是細(xì)胞體積越大,其相對表面積越小，即細(xì)胞與周圍環(huán)境之間物質(zhì)交流的面積相對越小,所以物質(zhì)運(yùn)輸?shù)男试降?無法滿足細(xì)胞的物質(zhì)需求，因此細(xì)胞不能太大。.下列關(guān)于細(xì)胞相對表面積、細(xì)胞的物質(zhì)運(yùn)輸效率和細(xì)胞新陳代謝強(qiáng)度之間關(guān)系的敘述，正確的是(A)A.細(xì)胞的相對表面積越大,物質(zhì)運(yùn)輸效率越高,細(xì)胞新陳代謝越旺盛B.細(xì)胞的相對表面積越大,物質(zhì)運(yùn)輸效率越低,細(xì)胞新陳代謝越緩慢C.細(xì)胞的相對表面積越小,物質(zhì)運(yùn)輸效率越高,細(xì)胞新陳代謝越緩慢D.細(xì)胞的相對表面積越小，物質(zhì)運(yùn)輸效率越低，細(xì)胞新陳代謝越旺盛解析:細(xì)胞表面積與體積的關(guān)系限制了細(xì)胞的長大,細(xì)胞體積越大,其相對表面積越小,細(xì)胞的物質(zhì)運(yùn)輸效率就越低，細(xì)胞新陳代謝越緩慢。反之,細(xì)胞的相對表面積越大,物質(zhì)運(yùn)輸效率越高,細(xì)胞新陳代謝越旺盛。探究三觀察根尖分生區(qū)組織細(xì)胞的有絲分裂閱讀教材P116?117探究?實(shí)踐，回答下列問題。(1)分生區(qū)細(xì)胞有什么樣的特點(diǎn)？提示:分生區(qū)細(xì)胞呈正方形,排列整齊緊密，細(xì)胞較小,細(xì)胞核較大。⑵在同一視野中可觀察到不同分裂時(shí)期細(xì)胞的原因是什么？提示:各個(gè)細(xì)胞的分裂是獨(dú)立進(jìn)行的，所以可在同一分生組織中看到處于不同分裂時(shí)期的細(xì)胞。⑶判斷細(xì)胞處于有絲分裂的哪個(gè)時(shí)期的依據(jù)是什么？提示:可根據(jù)細(xì)胞內(nèi)染色體的存在狀態(tài)判斷細(xì)胞所處的時(shí)期。(4)為什么要將解離過的洋蔥根尖漂洗后再染色？提示:漂洗的目的是洗去根尖組織中的解離液,有利于堿性染料著色，否則解離液中的鹽酸會影響染色效果。⑸能不能通過對一個(gè)有絲分裂的細(xì)胞持續(xù)觀察,從而觀察到全部有絲分裂過程?為什么？如何才能找到細(xì)胞分裂各個(gè)時(shí)期的細(xì)胞？提示:不能，解離結(jié)束后細(xì)胞己經(jīng)死亡，觀察到的是處于固定狀態(tài)的死細(xì)胞。要移動裝片，在不同的視野中尋找各個(gè)時(shí)期的細(xì)胞。(6)在顯微鏡下觀察到哪個(gè)時(shí)期的細(xì)胞數(shù)目最多？為什么？提示:分裂間期的細(xì)胞數(shù)目最多，因?yàn)榧?xì)胞周期中分裂間期歷時(shí)最長。觀察根尖分生區(qū)組織細(xì)胞的有絲分裂實(shí)驗(yàn)的操作注意事項(xiàng)解離太短細(xì)胞間質(zhì)未被完全溶解,壓片時(shí)細(xì)胞不易分散時(shí)間過長導(dǎo)致細(xì)胞解離過度、根尖過于酥軟，影響染色漂洗時(shí)間適宜洗去多余的鹽酸,防止解離過度而影響染色染色太短染色體或染色質(zhì)不能完全著色時(shí)間過長使其他部分也被染成深色,無法分辨染色體壓片過輕細(xì)胞未分散開力度過重將組織壓爛.下列關(guān)于“觀察根尖分生區(qū)組織細(xì)胞的有絲分裂”實(shí)驗(yàn)的敘述，正確的是(C)A.實(shí)驗(yàn)中可利用酒精對分生區(qū)組織進(jìn)行解離和洗去浮色B.實(shí)驗(yàn)用的醋酸洋紅液是一種酸性染料C.在顯微鏡視野中，觀察到的大多數(shù)細(xì)胞都處于分裂間期D.在顯微鏡下我們可以清晰地觀察到一個(gè)細(xì)胞連續(xù)分裂的過程解析：“觀察根尖分生區(qū)組織細(xì)胞的有絲分裂”實(shí)驗(yàn)的制片流程是解離f漂洗f染色f制片，實(shí)驗(yàn)中解離后要用清水漂洗約10min,洗去解離液,防止解離過度,實(shí)驗(yàn)中不涉及用酒精洗去浮色;染色時(shí)使用的甲紫溶液或醋酸洋紅液都是堿性染料；由于細(xì)胞周期中分裂間期時(shí)間長，因此在顯微鏡視野中觀察到的大多數(shù)細(xì)胞都處于分裂間期;解離時(shí)細(xì)胞已經(jīng)死亡，因此在顯微鏡下觀察不到一個(gè)細(xì)胞連續(xù)分裂的過程。5.若圖1、圖2、圖3是某同學(xué)做觀察有絲分裂實(shí)驗(yàn)時(shí),在光學(xué)顯微鏡下觀察到的圖像，下列有關(guān)說法正確的是（C）A.圖1是在低倍顯微鏡下所觀察到的植物根尖分生區(qū)細(xì)胞圖像B.圖1轉(zhuǎn)為圖2的操作步驟是移動裝片一轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換器一調(diào)節(jié)視野亮度一轉(zhuǎn)動粗準(zhǔn)焦