
【主干知識梳理】一、動物細(xì)胞的有絲分裂1.動植物細(xì)胞有絲分裂的區(qū)別
2.有絲分裂的特征和意義(1)特征:將親代細(xì)胞的_______經(jīng)過復(fù)制(關(guān)鍵是DNA的復(fù)制)之后,精確地_________到兩個子細(xì)胞中。(2)意義:由于染色體上有遺傳物質(zhì)______,因而在細(xì)胞的親代和子代之間保持了______的穩(wěn)定性。
(1)特點:分裂過程中沒有出現(xiàn)_______和_______的變化。?(2)過程:①細(xì)胞核先延長,核的中部向內(nèi)凹陷,縊裂成兩個_______。②整個細(xì)胞從中部縊裂成兩部分,形成___________。(3)實例:蛙的________的無絲分裂。
三、觀察根尖分生區(qū)組織細(xì)胞的有絲分裂1.實驗原理(1)高等植物根尖、芽尖的________細(xì)胞能進(jìn)行有絲分裂。(2)在高倍顯微鏡下觀察各個時期細(xì)胞內(nèi)_______的存在狀態(tài),就可以判斷這些細(xì)胞處于有絲分裂的哪個時期。(3)細(xì)胞核內(nèi)的染色體容易被__________ (如甲紫溶液)著色。
【教材微點發(fā)掘】1.下圖是動植物細(xì)胞分裂示意圖,請按照要求歸類。
(1)表示高等植物細(xì)胞有絲分裂的是________________。(2)表示動物細(xì)胞有絲分裂的是______________。2.細(xì)胞是否能夠無限分裂?癌細(xì)胞為什么能夠惡性增殖?提示:正常細(xì)胞不會無限分裂,在人的一生中,體細(xì)胞一般能夠分裂50~60次。但是,有的細(xì)胞受到致癌因子的作用,細(xì)胞中遺傳物質(zhì)發(fā)生變化,就變成不受機(jī)體控制的、連續(xù)進(jìn)行分裂的惡性增殖細(xì)胞,這種細(xì)胞就是癌細(xì)胞。
教材問題提示(一)思考·討論1.動物細(xì)胞有絲分裂和植物細(xì)胞有絲分裂在染色體的行為、染色體和DNA數(shù)量變化的共同規(guī)律是:在前期,染色質(zhì)絲螺旋纏繞、縮短變粗形成染色體,每條染色體由兩條并列的姐妹染色單體組成,此時染色體的數(shù)量不變,但DNA的數(shù)量較體細(xì)胞加倍;在中期,染色體的著絲粒都排列在赤道板上;在后期,染色體的著絲粒分裂成兩個,兩條姐妹染色單體分開,在紡錘絲的牽引下分別移向細(xì)胞的兩極,此時染色體的數(shù)量加倍,而DNA的數(shù)量保持不變;在末期,染色體逐漸變成細(xì)長而盤曲的染色質(zhì)絲,末期結(jié)束后子細(xì)胞中染色體和DNA的數(shù)量與親代相同。
2.動物細(xì)胞的有絲分裂過程與植物細(xì)胞的不同點:第一,動物細(xì)胞有由一對中心粒構(gòu)成的中心體,中心粒在間期倍增,成為兩組。進(jìn)入分裂期后,兩組中心粒分別移向細(xì)胞兩極。在這兩組中心粒的周圍,發(fā)出大量放射狀的星射線,兩組中心粒之間的星射線形成了紡錘體。第二,動物細(xì)胞分裂的末期不形成細(xì)胞板,而是細(xì)胞膜從細(xì)胞的中部向內(nèi)凹陷,最后把細(xì)胞縊裂成兩部分,每部分都含有一個細(xì)胞核。3.細(xì)胞有絲分裂的重要意義: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子細(xì)胞中。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。
(二)思維訓(xùn)練1.細(xì)胞越小,表面積與體積的比值越大。2.細(xì)胞越大,表面積與體積的比值越小,物質(zhì)運輸?shù)男示驮降汀?.細(xì)胞不是越小越好,因為細(xì)胞中有眾多的必需物質(zhì)和細(xì)胞器,細(xì)胞太小,就沒有足夠的空間,細(xì)胞就不能進(jìn)行相應(yīng)的生命活動,發(fā)揮出相應(yīng)的生理功能。
新知探究(一) 動植物細(xì)胞有絲分裂的區(qū)別及無絲分裂【探究·深化】[情境質(zhì)疑]據(jù)動物細(xì)胞有絲分裂模式圖歸納動植物細(xì)胞有絲分裂的區(qū)別:
(1)動植物細(xì)胞分裂間期的區(qū)別主要是什么?提示:發(fā)生復(fù)制的結(jié)構(gòu)不完全相同,動物還有中心體的復(fù)制。(2)動植物細(xì)胞分裂前期形成紡錘體的方式有什么不同?提示:高等植物細(xì)胞是由細(xì)胞兩極發(fā)出紡錘絲形成紡錘體,動物細(xì)胞是由中心粒周圍發(fā)出星射線形成紡錘體。(3)動植物細(xì)胞分裂末期細(xì)胞一分為二的方式有什么不同?提示:高等植物細(xì)胞中央出現(xiàn)細(xì)胞板,向四周擴(kuò)展形成細(xì)胞壁,一個細(xì)胞分裂成兩個子細(xì)胞;動物細(xì)胞膜從細(xì)胞的中部向內(nèi)凹陷,一個細(xì)胞縊裂成兩個子細(xì)胞。
(4)動植物細(xì)胞有絲分裂過程中與細(xì)胞分裂有關(guān)的細(xì)胞器及作用有何異同?提示:相同點:①線粒體:為細(xì)胞分裂提供能量。②核糖體:合成與細(xì)胞分裂有關(guān)的蛋白質(zhì)。不同點:①動物細(xì)胞有中心體,分裂前期,兩組中心粒周圍發(fā)出的星射線形成紡錘體,牽引染色體移動,某些低等植物細(xì)胞也有中心體。②植物細(xì)胞高爾基體參與分裂,合成纖維素和果膠,形成細(xì)胞壁。
[重難點撥]1.圖解動物細(xì)胞與高等植物細(xì)胞有絲分裂的主要區(qū)別
2.與有絲分裂有關(guān)的細(xì)胞器及相應(yīng)的生理作用
【典題·例析】[典例1] 如圖是細(xì)胞不同分裂時期的示意圖,分析以下敘述,錯誤的是( )A.②時期與③時期細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目相等B.④時期的細(xì)胞有8條染色體C.①時期細(xì)胞內(nèi)含有8個核DNAD.③時期是觀察辨認(rèn)染色體形態(tài)和數(shù)目的最佳時期
[答案] D[解析] ①時期細(xì)胞中染色體的著絲粒都排列在赤道板上,處于有絲分裂中期;②時期細(xì)胞中染色體散亂分布,處于有絲分裂前期;③時期細(xì)胞處于有絲分裂間期;④時期細(xì)胞中著絲粒已分裂,處于有絲分裂后期。②時期細(xì)胞與③時期細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目相等,都是4條,A正確;④時期的細(xì)胞中著絲粒已分裂,該細(xì)胞中有8條染色體,B正確;①時期細(xì)胞內(nèi)含有4條染色體,8個核DNA,C正確;①時期細(xì)胞中染色體形態(tài)比較穩(wěn)定、數(shù)目比較清晰,是觀察辨認(rèn)染色體形態(tài)和數(shù)目的最佳時期,D錯誤。
[典例2] 甲、乙兩圖都是某種動物細(xì)胞分裂過程中部分染色體行為示意圖,兩個細(xì)胞均來自同一個體;丙圖是該動物某種細(xì)胞分裂過程中染色體數(shù)目變化曲線(部分時期)。下列分析正確的是( )
A.甲、乙兩圖中染色體和核DNA數(shù)分別是4、8和4、8B.甲、乙兩圖細(xì)胞中都含有姐妹染色單體C.丙圖中bc段形成的原因是核DNA復(fù)制使染色體數(shù)目加倍D.丙圖處于de段的細(xì)胞會出現(xiàn)細(xì)胞膜向內(nèi)凹陷的現(xiàn)象
[答案] D[解析] 甲圖細(xì)胞處于有絲分裂中期,有4條染色體、8個核DNA分子;乙圖細(xì)胞處于有絲分裂后期,有8條染色體、8個核DNA分子,A錯誤。甲圖細(xì)胞有姐妹染色單體,乙圖細(xì)胞沒有姐妹染色單體,B錯誤。丙圖中bc段染色體含量加倍,是因為著絲粒的分裂,姐妹染色單體分開,成為2條染色體,C錯誤。丙圖中de段應(yīng)是有絲分裂的末期,且該細(xì)胞為動物細(xì)胞,則會出現(xiàn)細(xì)胞膜向內(nèi)凹陷的現(xiàn)象,D正確。
[延伸思考](1)如果甲圖表示高等植物細(xì)胞,則怎樣改進(jìn)此圖?提示:高等植物細(xì)胞沒有中心體,應(yīng)將甲圖的中心體去掉;高等植物細(xì)胞具有細(xì)胞壁,圖中沒有畫出,應(yīng)該補(bǔ)充。(2)據(jù)丙圖所示,若將縱坐標(biāo)的含義換為染色體數(shù)目/核DNA數(shù)目,請畫出相應(yīng)的曲線變化。提示:
【應(yīng)用·體驗】1.動物細(xì)胞和植物細(xì)胞同屬于真核細(xì)胞,它們的有絲分裂過程基本相同。動植物細(xì)胞有絲分裂的不同點是( )A.分裂間期:DNA分子復(fù)制B.分裂中期:著絲粒排列在赤道板上C.分裂后期:染色體數(shù)目加倍D.分裂末期:細(xì)胞中央出現(xiàn)細(xì)胞板
答案:D 解析:植物和動物細(xì)胞有絲分裂的主要區(qū)別在前期和末期,植物細(xì)胞在末期赤道板的位置出現(xiàn)細(xì)胞板形成細(xì)胞壁,分裂成為兩個子細(xì)胞,動物細(xì)胞在末期不形成細(xì)胞板,而是細(xì)胞膜從細(xì)胞中部內(nèi)陷,把細(xì)胞縊裂成兩部分,形成兩個子細(xì)胞。
2.(2020·荊門期末)a、b、c、d分別是一些生物細(xì)胞某個分裂時期的示意圖,下列有關(guān)敘述正確的是( )A.a(chǎn)圖表示植物細(xì)胞有絲分裂中期B.b圖表示人的紅細(xì)胞分裂的某個階段C.c圖細(xì)胞可能來自d圖所示細(xì)胞D.d圖細(xì)胞中含有8條染色體
答案:C 解析:a圖中細(xì)胞正逐步形成細(xì)胞板,表示植物細(xì)胞有絲分裂末期,A錯誤;人的成熟的紅細(xì)胞沒有細(xì)胞核,不能進(jìn)行無絲分裂,人的紅細(xì)胞是由骨髓造血干細(xì)胞增裂、分化而來的,b圖可表示蛙的紅細(xì)胞分裂的某個階段,B錯誤;c圖中細(xì)胞處于有絲分裂的后期,有8條染色體,d圖中細(xì)胞處于有絲分裂的中期且有4條染色體,故c圖細(xì)胞可能來自d圖所示細(xì)胞,C正確;d圖表示動物細(xì)胞有絲分裂中期,細(xì)胞中含有4條染色體、8條染色單體,D錯誤。
新知探究(二) 觀察根尖分生區(qū)組織細(xì)胞的有絲分裂【探究·深化】[情境質(zhì)疑]根據(jù)下圖和教材內(nèi)容回答下列問題:
(1)該實驗的選材有什么要求?提示:由于處于分裂期的細(xì)胞數(shù)目較少,因此選材時要選分裂期占細(xì)胞周期的比例相對較高的生物細(xì)胞,這樣可以使處于分裂期的細(xì)胞相對較多,容易觀察。(2)解離完了要進(jìn)行漂洗,而且一定要徹底,這樣處理的目的是什么?提示:防止殘留的解離液(鹽酸)繼續(xù)破壞細(xì)胞,同時鹽酸也腐蝕鏡頭。(3)視野中處于哪個分裂時期的細(xì)胞數(shù)目最多?為什么?提示:處于間期的細(xì)胞最多,因為細(xì)胞周期中間期所占的時間最長。
(4)為何要找分生區(qū)?分生區(qū)的特點是什么?能用高倍物鏡找分生區(qū)嗎?為什么? 提示:因為在根尖中只有分生區(qū)的細(xì)胞能夠進(jìn)行細(xì)胞分裂;分生區(qū)的特點是:細(xì)胞呈正方形,排列緊密,有的細(xì)胞處于分裂狀態(tài);不能用高倍物鏡找分生區(qū),因為高倍物鏡觀察的實際范圍很小,難以發(fā)現(xiàn)分生區(qū)。(5)所觀察的細(xì)胞能從中期變化到后期嗎?為什么?提示:不能,因為所觀察的細(xì)胞都是停留在某一時期的死細(xì)胞。
[重難點撥]實驗成功的關(guān)鍵及注意事項
【典題·例析】[典例1] 下面是關(guān)于觀察洋蔥根尖細(xì)胞有絲分裂實驗的部分操作示意圖,有關(guān)評價合理的是( )
A.剪取洋蔥根尖2~3 mm,因為該區(qū)域?qū)儆诟珔^(qū),細(xì)胞有絲分裂旺盛B.該實驗步驟中唯一錯誤的是在②和③之間缺少用清水漂洗這一環(huán)節(jié)C.在觀察的圖像中,b區(qū)域?qū)儆诜稚鷧^(qū)的細(xì)胞,細(xì)胞已死亡D.若用圖中b區(qū)域的細(xì)胞觀察質(zhì)壁分離和復(fù)原,實驗現(xiàn)象明顯[答案] C[解析] 洋蔥根尖2~3 mm的區(qū)域?qū)儆诜稚鷧^(qū);實驗過程中在②和③之間應(yīng)增加清水漂洗這一環(huán)節(jié),而③和⑤之間的清水漂洗環(huán)節(jié)應(yīng)刪除;分生區(qū)的細(xì)胞呈正方形,細(xì)胞經(jīng)解離已死亡;b區(qū)域的細(xì)胞屬于分生區(qū)細(xì)胞,其液泡很小,用來觀察質(zhì)壁分離和復(fù)原時,實驗現(xiàn)象不明顯。
[典例2] 回答與觀察細(xì)胞染色體實驗有關(guān)的問題:(1)右圖表示洋蔥根尖細(xì)胞的細(xì)胞周期。假設(shè)洋蔥根尖細(xì)胞的細(xì)胞周期大多開始于夜晚22:00時,若要觀察洋蔥根尖細(xì)胞有絲分裂過程,取材的最佳時間是______________________。
(2)某同學(xué)檢查了洋蔥根尖6 000個處于有絲分裂中的細(xì)胞,其中有692個處于前期,105個處于中期,35個處于后期,168個處于末期。據(jù)此判斷,下列有關(guān)敘述錯誤的是( )A.分裂期中各時期相對持續(xù)時間是前期>末期>中期>后期B.細(xì)胞周期中分裂期持續(xù)的時間比分裂間期要短C.分裂期中前期持續(xù)的時間最短D.分裂中期持續(xù)的時間約為0.21 h
[解析] (1)分裂間期是一個新的細(xì)胞周期的開始,觀察洋蔥根尖細(xì)胞的有絲分裂過程主要是觀察分裂期的各期圖像,結(jié)合題干信息和題圖計算得出:分裂期所處的時間是次日8:00~10:00。(2)由題干可知,處于前期的細(xì)胞數(shù)目>處于末期的細(xì)胞數(shù)目>處于中期的細(xì)胞數(shù)目>處于后期的細(xì)胞數(shù)目,根據(jù)細(xì)胞數(shù)目推測細(xì)胞有絲分裂過程中各個時期的時間關(guān)系為前期>末期>中期>后期。分裂中期持續(xù)時間為105÷6 000×12=0.21(h)。[答案] (1)次日8:00~10:00 (2)C
【應(yīng)用·體驗】1.蛔蟲是觀察細(xì)胞有絲分裂的適宜材料,受精后的蛔蟲其子宮中游離著許多處于有絲分裂不同時期的受精卵。某同學(xué)進(jìn)行“觀察蛔蟲受精卵有絲分裂”的實驗,下列相關(guān)敘述錯誤的是( )A.與觀察根尖細(xì)胞有絲分裂相比,不需要用甲紫溶液等進(jìn)行染色B.與觀察根尖細(xì)胞有絲分裂相比,不需要解離、漂洗實驗操作C.與觀察根尖細(xì)胞有絲分裂不同,實驗過程中可能用到生理鹽水D.與觀察根尖細(xì)胞有絲分裂相比,觀察過程仍需要先使用低倍鏡
答案:A 解析:觀察有絲分裂需要用甲紫溶液或醋酸洋紅液對染色體進(jìn)行染色,A錯誤;由題干信息可知,蛔蟲子宮中處于有絲分裂不同時期的受精卵處于游離狀態(tài),因此不需要解離和漂洗,B正確;觀察動物細(xì)胞有絲分裂,滴加生理鹽水可以維持細(xì)胞的正常形態(tài),C正確;用顯微鏡觀察蛔蟲受精卵有絲分裂時,仍需先用低倍鏡找到細(xì)胞再用高倍鏡仔細(xì)觀察,D正確。
2.在“觀察植物細(xì)胞有絲分裂”實驗中,三位實驗人員制作洋蔥根尖裝片的操作步驟如下表所示(“+”表示操作,“-”表示未操作),甲、乙、丙觀察到的實驗現(xiàn)象分別是( )
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)胞分散染色體清楚答案:C 解析:解離的目的是使細(xì)胞相互分散開,甲未解離,細(xì)胞相互重疊;漂洗的目的是洗去解離液,便于染色,乙未漂洗,影響染色效果,染色體著色很淺不清楚;根尖5~7 mm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)狀態(tài),觀察不到染色體。
科學(xué)思維——構(gòu)建模型與運用模型1.有絲分裂中核DNA數(shù)量變化曲線的兩種變式模型
(1)圖2表示有絲分裂過程中每條染色體上DNA含量變化曲線。①圖中ef段表示分裂間期,變化的原因是DNA分子復(fù)制。②fg段是存在染色單體的時期,包括間期的G2期、前期和中期,每條染色體中含有2個DNA分子。③g→h變化的原因是著絲粒分裂,姐妹染色單體分開,形成子染色體,染色單體消失,每條染色體中只含有1個DNA分子。④gi段表示有絲分裂的后期和末期。
(2)圖3表示染色體與核DNA數(shù)目之比,是圖2的變式。①在有染色單體時,染色體數(shù)與核DNA數(shù)之比為1∶2;不存在染色單體的時期,染色體數(shù)與核DNA數(shù)之比為1∶1。②圖中BC段表示分裂間期,CD段表示有絲分裂的間期的G2期、前期和中期,DF段表示有絲分裂的后期和末期。
2.運用模型解釋細(xì)胞不能無限長大
(1)細(xì)胞體積越大,其相對表面積越小,細(xì)胞與周圍環(huán)境的物質(zhì)交換能力越小。(2)細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的交換受到細(xì)胞體積的制約,細(xì)胞體積過大,會影響物質(zhì)運輸?shù)男剩?xì)胞內(nèi)的生命活動也不能得到有效的控制。
【素養(yǎng)評價】1.以下有關(guān)細(xì)胞大小和分裂的敘述,正確的是( )A.細(xì)胞體積越小,表面積也越小,物質(zhì)運輸效率越低B.原核細(xì)胞只能通過無絲分裂增加數(shù)目C.人的成熟紅細(xì)胞可以進(jìn)行有絲分裂,蛙的紅細(xì)胞能進(jìn)行無絲分裂D.細(xì)胞不能無限長大的原因之一是細(xì)胞核中的DNA不會隨著細(xì)胞體積的擴(kuò)大而增加
答案:D 解析:細(xì)胞體積越小,表面積也越小,但相對表面積增大,物質(zhì)運輸效率升高;原核細(xì)胞可通過二分裂增加數(shù)目,無絲分裂是真核細(xì)胞的分裂方式;人的成熟紅細(xì)胞在分化過程中會失去細(xì)胞核,不能再進(jìn)行分裂;細(xì)胞核是細(xì)胞的控制中心,細(xì)胞核中的DNA不會隨著細(xì)胞體積的擴(kuò)大而增加,這是細(xì)胞不能無限長大的原因之一。
2.如圖是細(xì)胞有絲分裂過程中一條染色體上的DNA含量變化圖解,下列敘述正確的是( )A.在ab段主要進(jìn)行蛋白質(zhì)的合成,細(xì)胞生長速度快B.出現(xiàn)cd段變化的原因是細(xì)胞質(zhì)分裂C.該細(xì)胞中,在bc段始終有染色單體存在D.若該細(xì)胞是植物細(xì)胞,則cd段高爾基體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)活動非?;钴S
答案:C 解析:ab段一條染色體上的DNA分子由一個變?yōu)閮蓚€,表示的是DNA復(fù)制。出現(xiàn)cd段的原因是著絲粒分裂,姐妹染色單體分開成為染色體,每條染色體上只含有一個DNA分子。bc段每條染色體上始終有兩個DNA分子,說明始終有2條姐妹染色單體。cd段為有絲分裂后期,而不是末期,若該細(xì)胞是植物細(xì)胞,末期時高爾基體活動才開始活躍。
3.如圖表示細(xì)胞分裂的不同時期,細(xì)胞內(nèi)染色體與核DNA數(shù)目比的變化關(guān)系,下列相關(guān)敘述錯誤的是( )
這是一份高中生物人教版 (2019)必修1《分子與細(xì)胞》第1節(jié) 細(xì)胞的增殖課文配套ppt課件,共48頁。PPT課件主要包含了第1節(jié)細(xì)胞的增殖,中心粒,紡錘絲,星射線,細(xì)胞板,細(xì)胞膜,染色體,兩個子細(xì)胞,蛙的紅細(xì)胞,細(xì)胞不能無限長大等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份高中生物人教版 (2019)必修1《分子與細(xì)胞》第1節(jié) 細(xì)胞的增殖作業(yè)ppt課件,共60頁。PPT課件主要包含了概念檢測,拓展提能等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份2021學(xué)年第6章 細(xì)胞的生命歷程綜合與測試教學(xué)演示課件ppt,共22頁。PPT課件主要包含了實驗基礎(chǔ)·自主學(xué)習(xí),NO1,分生區(qū)細(xì)胞,染色體,堿性染料,高倍鏡,分生區(qū),實驗關(guān)鍵·探究學(xué)習(xí),NO2,實驗應(yīng)用·對點練習(xí)等內(nèi)容,歡迎下載使用。
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