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

第2課時動植物細胞有絲分裂的異同和觀察根尖分生區(qū)組織細胞

的有絲分裂學(xué)習(xí)目標(biāo)素養(yǎng)定位.分析比較動、植物細胞有絲分裂的異同。.利用細胞模型，解釋細胞不能無限長大的原因。.制作根尖分生區(qū)組織細胞的有絲分裂臨時裝片,觀察、描述有絲分裂各個時期的特點.運用比較的方法，理解動、植物細胞有絲分裂過程的異同點及意義。（生命觀念、科學(xué)思維）.利用細胞模型,解釋細胞不能無限長大的原因。（科學(xué)思維）.學(xué)會利用實驗探究細胞的有絲分裂過程。（科學(xué)探究）一、比較動植物細胞分裂間期和有絲分裂各時期的不同點比較項目植物細胞有絲分裂動物細胞有絲分裂分裂間期無業(yè)口拉的倍增（低等植物細胞除外）完成空心粒的倍增前期細胞兩極發(fā)出紡錘絲形成紡錘體兩組中心粒移到細胞兩極,并且其周圍發(fā)出星射線,形成紡錘體末期細胞板擴展為細胞壁，分割細胞質(zhì)細胞膜從細胞的中部向內(nèi)凹陷,縊裂細胞質(zhì)二、有絲分裂的意義.將親代細胞的染色體經(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胞中。加工運輸有關(guān),高爾基體數(shù)目增多,說明細胞分泌活動加強,與動物細胞有絲分裂無直接關(guān)系;動物細胞有絲分裂末期，細胞膜從細胞中部向內(nèi)凹陷,最后把細胞縊裂成兩部分。.在“觀察根尖分生區(qū)組織細胞的有絲分裂”實驗中，三位實驗人員制作洋蔥根尖裝片的操作步驟如表所示（“+”表示操作，“-”表示未操作）。實驗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、丙觀察到的實驗現(xiàn)象分別是（C）A.細胞重疊、染色體著色很淺不清楚、細胞分散染色體清楚B.細胞分散但看不到染色體、染色體著色清楚、細胞分散染色體清楚C.細胞重疊、染色體著色很淺不清楚、細胞著色清楚但看不到染色體D.染色體著色很淺不清楚、細胞分散染色體清楚、細胞分散染色體清楚解析:解離的目的是使細胞分散開，甲未解離，細胞相互重疊;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間后，分別制片觀察分生區(qū)細胞有絲分裂各個時期特點，并統(tǒng)計有絲分裂指數(shù)［有絲分裂指數(shù)（%）=分裂期細胞數(shù)/觀察細胞數(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胞的形態(tài)B.不用藥物X處理的細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時的結(jié)果出現(xiàn)的原因是多數(shù)細胞沒有進入細胞周期D.藥物X能抑制根尖細胞有絲分裂,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胞相互分離開;不用藥物X處理的細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,有絲分裂指數(shù)為9%,表明多數(shù)細胞處于分裂間期，而不是沒有進入細胞周期;據(jù)題圖分析，隨著藥物X濃度的增加，細胞有絲分裂指數(shù)減小，說明藥物X抑制根尖分生區(qū)細胞的有絲分裂,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為某生物體細胞有絲分裂示意圖，圖B表示在一個細胞周期G、S、Gz組成分裂間期,M為分裂期）中細胞核內(nèi)DNA含量的變化曲線；圖C表示某組織中10000個細胞中核DNA含量的情況（用特殊的方法在一個培養(yǎng)基中測得的），請據(jù)圖回答下列問題。⑴圖A細胞在分裂末期不能出現(xiàn)細胞板,判斷依據(jù)是。⑵若圖A是根尖分生區(qū)細胞,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)的細胞器主要是和。⑶觀察有絲分裂的臨時裝片時，在分生區(qū)中看到細胞重疊,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)此細胞,處于S期的細胞都會被標(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)計最快約h后會檢測到被標(biāo)記的M期細胞。⑸若取樣的10000個細胞中，處于M期（分裂期）的細胞數(shù)目是280個,則處于G?期的細胞數(shù)目是個。解析：（1）由圖A可知，該細胞有中心體沒有細胞壁,為動物細胞，因此在分裂末期不會出現(xiàn)細胞板。⑵根尖細胞吸收礦質(zhì)元素的方式為主動運輸,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解離是使組織細胞相互分離開,壓片是使細胞之間分散開,有利于觀察。觀察有絲分裂的臨時裝片時,在分生區(qū)中看到細胞重疊,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，即細胞內(nèi)DNA復(fù)制受到抑制,所以C圖中DNA含量為2C的細胞數(shù)量會增加；圖B表示一個細胞周期內(nèi)細胞核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)此細胞,處于S期的細胞都會被標(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)計最快約1h后會檢測到被標(biāo)記的M期細胞,因為從S期結(jié)束（DNA被標(biāo)記）到M期開始需要1小時。（5）C圖中DNA含量由2C到4c的細胞,處在B圖的S期（DNA正在復(fù)制中）。圖C顯示,取樣的10000個細胞中,DNA含量在4C的細胞數(shù)為2000個⑹期+M期）,處于M期（分裂期）的細胞數(shù)目是280個，則處于G2期的細胞數(shù)目是1720個。答案：（1）該細胞是一個動物細胞（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、無絲分裂和細胞不能無限長大的原因.無絲分裂.細胞不能無限長大的兩個主要原因⑴物質(zhì)運輸效率的限制:細胞越大,相對表面積越小,物質(zhì)運輸效率越低。因此，當(dāng)細胞達到一定的大小后就會分裂或停止生長。(2)細胞核的控制范圍有限:細胞核是細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)組織細胞的有絲分裂.實驗原理⑴高等植物的根尖、芽尖等分生區(qū)細胞能進行有絲分裂。⑵在高倍顯微鏡下,根據(jù)細胞內(nèi)染色體的存在狀態(tài),就可以判斷這些細胞分別處于有絲分裂的哪個時期。(3)染色體容易被堿性染料(如甲紫溶液)著色。.實驗試劑(1)解離液：由質(zhì)量分數(shù)為1596的鹽酸和體積分數(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。.實驗步驟⑴裝片的制作⑵觀察:低倍鏡下,根據(jù)細胞特點找到根尖分生區(qū)細胞,然后換上高倍鏡,先找分裂中期細胞,再找前期、后期、末期的細胞。判斷正誤⑴動物細胞分裂間期中心粒實現(xiàn)加倍。（J）⑵有絲分裂前期動物細胞兩極發(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)也要進行復(fù)制。（V）⑷細胞體積越大，物質(zhì)運輸效率越高。（X）提示:細胞體積越大,相對表面積越小,物質(zhì)運輸效率越低。⑸制作細胞的有絲分裂裝片時.，洋蔥根尖解離后直接用甲紫溶液染色。（X）提示:制作細胞的有絲分裂裝片時,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胞。（J）探究一比較動植物細胞有絲分裂的異同動植物細胞有絲分裂的過程基本相同，如圖是動物細胞有絲分裂過程圖，結(jié)合圖示，回答下列問題。⑴動物細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)律是否與植物細胞相同？提示:相同。⑵結(jié)合動、植物細胞結(jié)構(gòu)的不同點，思考回答動物細胞有絲分裂過程與植物細胞有什么不同？提示:①紡錘體的形成動物細胞有絲分裂前期,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;植物細胞則由兩極發(fā)出紡錘絲形成紡錘體。②子細胞形成方式動物細胞有絲分裂末期,細胞膜從細胞的中部向內(nèi)凹陷,細胞縊裂成為兩個子細胞;植物細胞有絲分裂末期在赤道板位置出現(xiàn)細胞板，向四周擴展形成新的細胞壁,最后形成兩個子細胞。⑶動物細胞有絲分裂過程中，中心粒的倍增發(fā)生在什么時期？提示:分裂間期。⑷若觀察到某細胞有絲分裂前期由中心體發(fā)出星射線形成紡錘體，能否確定該細胞一定是動物細胞?為什么？提示:不一定,也可能是低等植物細胞?！叭捶ā苯缍▌又参锛毎薪z分裂圖像L依據(jù)細胞生理特點鑒別一個正在進行有絲分裂的細胞是植物細胞還是動物細胞，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、植物細胞有絲分裂過程中染色體的數(shù)目變化相同。動物細胞有絲分裂過程中是中心體發(fā)出星射線形成紡錘體，植物細胞是兩極發(fā)出紡錘絲形成紡錘體,但觀察不到。植物細胞有絲分裂過程中，在末期細胞中央形成細胞板，并向四周擴展形成新的細胞壁,將細胞分成兩個子細胞;動物細胞在分裂末期時，細胞膜從細胞中部向內(nèi)凹陷,將細胞縊裂成兩個子細胞。動、植物細胞自身蛋白質(zhì)的合成方式相同。2.a、b、c、d分別是某些體細胞某個分裂時期的示意圖，下列相關(guān)描述正確的是(D)A.a圖表示植物細胞有絲分裂中期B.b圖表示人體成熟紅細胞分裂的某個階段c圖細胞由于著絲粒分裂,染色體數(shù)目加倍,染色單體數(shù)目不變d圖細胞中含有8條染色單體解析:據(jù)題圖分析,a圖為植物細胞有絲分裂末期;b圖表示蛙的紅細胞無絲分裂;c圖由于著絲粒分裂,染色單體消失。探究二細胞大小與物質(zhì)運輸?shù)年P(guān)系閱讀教材P115“思維訓(xùn)練”，思考回答下列問題。⑴通過計算，你發(fā)現(xiàn)細胞的表面積和體積的比值與細胞的大小有什么關(guān)系？提示:細胞越大,表面積和體積的比值越小。(2)“細胞”中物質(zhì)擴散的體積與整個“細胞”體積的比值是否可以類比為物質(zhì)運輸?shù)男?？提?可以。⑶從物質(zhì)運輸效率的角度看,細胞為什么不能太大？提示:細胞越大，需要與外界環(huán)境交流的物質(zhì)越多，但是細胞體積越大,其相對表面積越小，即細胞與周圍環(huán)境之間物質(zhì)交流的面積相對越小,所以物質(zhì)運輸?shù)男试降?無法滿足細胞的物質(zhì)需求，因此細胞不能太大。.下列關(guān)于細胞相對表面積、細胞的物質(zhì)運輸效率和細胞新陳代謝強度之間關(guān)系的敘述，正確的是(A)A.細胞的相對表面積越大,物質(zhì)運輸效率越高,細胞新陳代謝越旺盛B.細胞的相對表面積越大,物質(zhì)運輸效率越低,細胞新陳代謝越緩慢C.細胞的相對表面積越小,物質(zhì)運輸效率越高,細胞新陳代謝越緩慢D.細胞的相對表面積越小，物質(zhì)運輸效率越低，細胞新陳代謝越旺盛解析:細胞表面積與體積的關(guān)系限制了細胞的長大,細胞體積越大,其相對表面積越小,細胞的物質(zhì)運輸效率就越低，細胞新陳代謝越緩慢。反之,細胞的相對表面積越大,物質(zhì)運輸效率越高,細胞新陳代謝越旺盛。探究三觀察根尖分生區(qū)組織細胞的有絲分裂閱讀教材P116?117探究?實踐，回答下列問題。(1)分生區(qū)細胞有什么樣的特點？提示:分生區(qū)細胞呈正方形,排列整齊緊密，細胞較小,細胞核較大。⑵在同一視野中可觀察到不同分裂時期細胞的原因是什么？提示:各個細胞的分裂是獨立進行的，所以可在同一分生組織中看到處于不同分裂時期的細胞。⑶判斷細胞處于有絲分裂的哪個時期的依據(jù)是什么？提示:可根據(jù)細胞內(nèi)染色體的存在狀態(tài)判斷細胞所處的時期。(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能不能通過對一個有絲分裂的細胞持續(xù)觀察,從而觀察到全部有絲分裂過程?為什么？如何才能找到細胞分裂各個時期的細胞？提示:不能，解離結(jié)束后細胞己經(jīng)死亡，觀察到的是處于固定狀態(tài)的死細胞。要移動裝片，在不同的視野中尋找各個時期的細胞。(6)在顯微鏡下觀察到哪個時期的細胞數(shù)目最多？為什么？提示:分裂間期的細胞數(shù)目最多，因為細胞周期中分裂間期歷時最長。觀察根尖分生區(qū)組織細胞的有絲分裂實驗的操作注意事項解離太短細胞間質(zhì)未被完全溶解,壓片時細胞不易分散時間過長導(dǎo)致細胞解離過度、根尖過于酥軟，影響染色漂洗時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)組織細胞的有絲分裂”實驗的敘述，正確的是(C)A.實驗中可利用酒精對分生區(qū)組織進行解離和洗去浮色B.實驗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細胞連續(xù)分裂的過程解析：“觀察根尖分生區(qū)組織細胞的有絲分裂”實驗的制片流程是解離f漂洗f染色f制片，實驗中解離后要用清水漂洗約10min,洗去解離液,防止解離過度,實驗中不涉及用酒精洗去浮色;染色時使用的甲紫溶液或醋酸洋紅液都是堿性染料；由于細胞周期中分裂間期時間長，因此在顯微鏡視野中觀察到的大多數(shù)細胞都處于分裂間期;解離時細胞已經(jīng)死亡，因此在顯微鏡下觀察不到一個細胞連續(xù)分裂的過程。5.若圖1、圖2、圖3是某同學(xué)做觀察有絲分裂實驗時,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