1、 第第 23 课时课时 体细胞的分裂体细胞的分裂(一一) 目标导读 1.阅读教材 P106107内容，理解细胞不能无限长大的原因。2.结合图 72，理解 有丝分裂过程中的 DNA 与染色体的含量变化。3.阅读教材 P108109内容，学习制作装片并观 察植物细胞的有丝分裂。4.结合图 75，掌握植物细胞有丝分裂的过程，重点阐明各阶段的 主要变化特征。 重难点击 1.观察植物细胞的有丝分裂实验。2.植物细胞有丝分裂各个阶段的变化特点。 一、细胞不能无限长大 1自然界的生物大小差异很大，组成它们的细胞的大小是否有差异呢？观察下表，回答问 题。 细胞类型 直径/m 支原体细胞 0.10.3 细菌细胞
2、 12 动植物细胞 2030 人的红细胞 7 通过上表可以看出，不同的细胞尽管在大小上有一定差异，但它们的体积都比较小，一般都 需要在显微镜下才能看得到。 2分析下图，思考细胞为什么这么小呢？ 上图中，27 个小细胞的表面积之和是 1 个大细胞表面积的 3 倍，也就是说 27 个小细胞具有 更大的膜面积进行物质交换。细胞体积越小，相对表面积(表面积与体积的比)就越大；细胞 体积越大，相对表面积就越小，细胞的物质运输的效率就越低。 3上述 2 内容说明：细胞表面积与体积的关系限制了细胞的长大，其次，如果细胞体积很 大，细胞核就难以实现对细胞的有效控制。因此，细胞体积的大小对细胞的代谢与调控有着
3、巨大的影响，细胞会在长到一定的体积时进行分裂，以维持其正常的功能。 归纳提炼 细胞不能无限长大的原因 (1)细胞表面积与体积的关系限制了细胞的长大。 (2)细胞核所能控制的范围是有限的。细胞核中的 DNA 不会随着细胞体积的增大而增加。 活学活用 1下列有关细胞体积小的解释，正确的是( ) A细胞体积小，有利于进行细胞分裂 B细胞体积小，有利于扩散和转移 C细胞体积小，有利于高效地进行物质交换和信息交流 D细胞体积小，有利于细胞膜上分子的流动 答案 C 解析 细胞体积小，相对表面积大，有利于高效地进行物质交换和信息交流。 二、观察植物细胞的有丝分裂 1有丝分裂中的 DNA 与染色体 有丝分裂是
4、动植物体细胞增殖的主要方式， 通过有丝分裂产生的子细胞与亲代细胞的大小和 形态是相同的，据此推测亲代细胞与子细胞中的遗传物质DNA 是相同的。有丝分裂是 如何实现亲代细胞与子细胞中遗传物质的恒定呢？如图表示细胞有丝分裂过程中的DNA含 量变化，据图分析。 (1)在连续进行有丝分裂的细胞中 DNA 的含量呈现周期性的变化，总是先增倍再减半，如此 循环。每次分裂，DNA 都是先复制再平均分配到两个子细胞中去。 (2)有丝分裂过程中 DNA 能均等分配与 DNA 的存在形式有关，染色体是 DNA 的载体。有 丝分裂过程中染色体会经历一系列的形态变化， 大部分时间呈细丝状的染色质， 而在细胞分 裂之前
5、染色质会高度螺旋化，变短变粗形成染色体，每条染色体包含两条姐妹染色单体，两 条姐妹染色单体由一个着丝粒相连。 细胞一分为二后， 染色体在子细胞中又恢复成松散的细 丝状。 (3)携带 DNA 的染色体分配到两个子细胞中与纺锤体有关。在动物细胞中，随着两对中心粒 分别移动到细胞的两极， 纺锤体在中心粒之间形成。 在植物细胞中纺锤体的形成则不需要中 心粒。纺锤体对有丝分裂时染色单体的分离起着关键作用。 2观察植物细胞的有丝分裂 动植物的许多组织细胞都进行有丝分裂， 高等植物的根尖和茎尖分生组织、 高等动物的骨髓 和一些上皮组织，都是观察有丝分裂现象的适宜材料。阅读教材 P108109内容，分析回答下
6、 列问题。 (1)实验原理 植物体的根尖、茎尖等部位的分生组织细胞有丝分裂旺盛。 细胞内的染色体易被碱性染料染成深色。 (2)该实验的选材有什么要求？下表中最适合的是哪一种生物？ 生物 分裂间期(h) 分裂期(h) A 10.6 0.4 B 18 0.5 C 3.5 1 D 10.4 2.3 答案 由于处于分裂期的细胞数目较少， 因此选材时要选分裂期占细胞周期的比例相对较高 的生物细胞，这样可以使处于分裂期的细胞相对较多，容易观察。根据这个原则，上表中最 合适的应该是物种 C。 (3)实验步骤 步骤 操作方法 时间 目的 洋葱根 尖培养 取洋葱放在装满清水的广口瓶上， 让其底部接触水面 实验之
7、前的 34 d 使洋葱长出根尖 装 片 制 作 解 离 切取洋葱根尖 23 mm，立即放入 盛有盐酸和酒精混合液(11)的培 养皿中，在室温下解离 5 min 左右 用药液使组织中的细胞相 互分离 漂 洗 待根尖酥软后，取出根尖放入盛有 清水的培养皿中漂洗 10 min 防止盐酸与染色剂起作 用；洗去药液，防止解离 过度 染 色 把根尖放进盛有质量分数为 1%的 龙胆紫溶液(或醋酸洋红溶液)的培 养皿中染色 35 min 使染色体着色，便于观察 制 片 用镊子将这段根尖取出来，放在载玻片上，加一滴清水，并用镊子尖把根尖捣 碎，盖上盖玻片，在盖玻片上再加一片载玻片。然后，用手指轻轻压载玻片， 以
8、便使细胞分散开，便于观察 观察 先在低倍显微镜下观察，找到分生区细胞。再用高倍显微镜观察，先找分裂中 期细胞，然后再找前期、后期、末期细胞。最后观察间期细胞 (4)讨论 能否将视野固定在一个细胞观察其连续的变化过程？如果不能，应怎样做？ 答案 将视野固定在一个细胞观察不到动态分裂过程， 细胞解离后已被杀死， 因此要通过移 动装片寻找不同时期的细胞分裂图像。 观察结果中，处于哪一时期的细胞最多？为什么？ 答案 间期。观察到不同时期的细胞数目多少反映出各时期经历时间的长短间期最长， 故观察的细胞数目最多。 小贴士 (1)洋葱根尖分生区特点 细胞呈正方形 排列紧密 有的细胞正在分裂 不含叶绿体、大液
9、泡 (2)每一时期的时间计算公式 归纳提炼 实验注意事项 (1)根尖培养：培养时应经常换水，防止根尖细胞长期缺氧进行无氧呼吸，产生酒精，使根 细胞中毒、腐烂。 (2)取材：剪取生长旺盛、带有分生区的根尖，长度 23 mm，同时注意剪取的时间，一般 在上午 10 时至下午 2 时之间，此时分生区细胞分裂旺盛。 (3)解离：时间不宜过长或过短：过长会使根尖过分酥软且染色体成分被破坏；过短使根尖 细胞解离不充分，不能相互分离。 (4)漂洗：一定要彻底，防止残留的解离液(盐酸)继续破坏细胞，同时盐酸也影响染色和腐蚀 镜头。先漂洗再染色，两步骤不能颠倒。 (5)压片：用力要恰当均匀，过重可能将组织压烂，
10、过轻则细胞不能分散开。 活学活用 2在“观察植物细胞有丝分裂”实验中，三位同学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： 操作 取材 解离 漂洗 染色 制片 甲 根尖 13 mm 处 乙 根尖 13 mm 处 丙 根尖 57 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 答案 C 解析 根据题意和表格分析可知，
11、 由于甲没有进行解离， 细胞与细胞没有分离开而重叠在一 起；由于乙没有进行漂洗，解离液会与染色剂发生反应，导致染色效果不好，使染色体着色 很浅不清楚； 由于丙取材是在根尖 57 mm 处， 此处已不是分生区， 细胞不进行有丝分裂， 染色质不会变成染色体，但操作过程正确，所以细胞着色清楚，但看不到染色体。 三、植物细胞有丝分裂的过程 有丝分裂是一个连续发生的动态过程，但为了描述方便，根据染色体的变化，科学家把 分裂过程人为地划分为几个阶段， 每个阶段都有各自的变化特点和明显的特征。 请阅读教材 P110内容，结合图示归纳植物细胞有丝分裂的特点。 1间期与前期 (1)间期(如图 1) 主要变化：D
12、NA 复制、蛋白质合成、能量准备等。 (2)前期(如图 2) 主要变化：从两极发出许多由微管组成的纺锤丝，染色质缩短、变粗，形成染色体，核仁逐 渐解体，核被膜消失。 (3)概念辨析 染色质、染色体与染色单体 如图，A、B 呈染色质状态，C 呈染色体状态，其中 1 和 2 是一对姐妹染色单体，它们由一 个共同的3着丝粒连接着构成一条4染色体。 小贴士 着丝粒数染色体条数。 2中期、后期和末期 (1)中期(如图 3) 主要变化：纺锤丝与着丝粒相连形成纺锤体，着丝粒排列在细胞的赤道板(细胞中央的平面) 上，染色体形态数目清晰可见，容易观察。 (2)后期(如图 4) 主要变化：染色体的着丝粒一分为二，
13、每条染色体的姐妹染色单体分开，由纺锤丝牵引逐渐 向两极移动，每一极的染色体与分裂前的亲代细胞中的染色体完全相同，染色体数目加倍。 (3)末期(如图 5) 主要变化：染色体变成染色质，纺锤丝逐渐消失，核被膜、核仁重新出现，赤道板的位置出 现了细胞板，细胞板由细胞的中央向四周扩展，逐渐形成新的细胞壁和细胞膜，把细胞质完 全分隔开，最后形成两个新的子细胞。 (4)辨析赤道板和细胞板 赤道板是与纺锤体的中轴相垂直的一个平面，类似于地球上赤道的位置。 细胞板是植物细胞有丝分裂末期在细胞中央形成的结构， 细胞板由细胞的中央向四周扩展， 逐渐形成新的细胞壁和细胞膜，将细胞一分为二。细胞板的形成与高尔基体有关
14、。 二者中，能在显微镜下观察到的是细胞板。 小贴士 1观察染色体最好的时期是中期。 2染色单体形成于间期，出现于前期，消失于后期。 3归纳与植物细胞有丝分裂有关的细胞器的功能 细胞器 功能 线粒体 供能(DNA 复制、蛋白质合成、染色体分开) 高尔基体 形成细胞板(植物细胞) 核糖体 合成蛋白质 归纳提炼 活学活用 3如图是具有 6 条染色体的植物细胞的有丝分裂图。请据图回答下列问题： (1)乙图所示分裂的时期是_期，判断理由是_ _。 (2)上述细胞中，DNA 分子数与染色体数相同的是_。 (3)染色体数目加倍发生在_图所示的时期。 (4)在分裂过程中，染色体发生的一系列形态变化和运动都是与
15、_ 相适应的。染色体的活动决定于_的作用。 问题导析 (1)图甲属于有丝分裂中期，判断依据是每条染色体的着丝粒都排列在赤道板上。 (2)图乙属于有丝分裂前期，判断依据是染色体含有染色单体且散乱分布在纺锤体中央。 (3)图丙属于有丝分裂末期，判断依据是出现核被膜和细胞板。 (4)图丁属于有丝分裂后期，判断依据是着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，在纺锤丝的牵引 下，平均分配到细胞两极。 答案 (1)前 染色体含有染色单体，散乱地分布在纺锤体的中央 (2)丙、丁 (3)丁 (4)染 色体及 DNA 分子平均分配到两个子细胞中去 纺锤丝牵引 解析 图甲中染色体的着丝粒都排列在赤道板上，属于中期特点；图乙中
16、出现了染色体，并 且每条染色体上含有两条姐妹染色单体， 染色体散乱地分布在纺锤体的中央， 属于前期特点； 图丙中核被膜和细胞板出现，属于末期特点；图丁中，染色体的着丝粒一分为二，染色体数 目加倍，然后靠纺锤丝的牵引，平均分配到细胞两极，属于后期特点。 1下列叙述，正确的打“”，错误的打“”。 (1)细胞越大，细胞的物质运输效率越高( ) (2)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后期的细胞( ) (3)有丝分裂过程中，细胞内染色体的数目发生规律性变化( ) (4)使用高倍镜可观察到赤道板和细胞板的时期分别是中期和末期( ) 答案 (1) (2) (3) (4) 2洋葱根尖分生区
17、细胞在分裂过程中不会出现的是( ) A在细胞间期，核糖体合成蛋白质功能增强 B在细胞分裂前期，细胞两极产生纺锤丝 C在细胞分裂中期，细胞内染色体的数目最多 D在细胞分裂末期，高尔基体为细胞壁形成合成多糖 答案 C 解析 植物细胞有丝分裂间期进行 DNA 的复制和有关蛋白质的合成；前期，细胞两极产生 纺锤丝；在细胞分裂中期，细胞内染色体的数目清晰，但不是最多，染色体数目最多的是后期。 3如图所示为某学生所绘制的植物细胞有丝分裂过程中染色体行为的简图，其中不正确的是 ( ) 答案 C 解析 解答此题首先要了解植物细胞有丝分裂各个时期中染色体的行为变化及各个时期细 胞的特点。经分析 A 为中期图，B
18、 为前期图，C 为末期图，D 为后期图。其中 A、B、D 画 得正确，而 C 不正确，染色体臂的方向画反了。染色体向两极移动时由于受到细胞质的阻 力，染色体的臂应朝向移动的反方向。 4用高倍显微镜观察洋葱根尖细胞的有丝分裂，下列描述正确的是( ) A处于间期和中期的细胞数目大致相等 B视野中不同细胞的染色体数目可能不相等 C观察处于分裂中期的细胞，可清晰地看到赤道板和染色体 D细胞是独立分裂的，因此可选一个细胞持续观察它的整个分裂过程 答案 B 解析 在一个细胞周期中，间期大约占 9095%，分裂期大约占 510%，间期的细胞要远 远多于分裂中期的细胞，故 A 项错误；在有丝分裂过程中，细胞内
19、染色体数目在某些阶段 是不同的，如后期染色体数目由于着丝粒分裂而加倍，故 B 项正确；在分裂中期，染色体 结构清晰， 但赤道板只是一个虚拟的位置概念， 并非结构， 细胞板才是分裂过程出现的结构， 故 C 项错误；在该实验中，洋葱根尖细胞在解离液中解离时就已经被固定杀死了，要观察 有丝分裂全过程，只能从视野中寻找处于不同时期的细胞，故 D 项错误。 5如图是一个植物细胞有丝分裂的示意图，请据图回答下列问题： (1)此细胞处于有丝分裂的_期。 (2)该细胞此时有染色体_条。 (3)此细胞分裂结束以后，子细胞内的染色体有_条。 (4)和两条染色体是经过_期_形成的。 (5)此时期继续发展，将在_位置出现_，逐渐扩展形成_，最终分裂 为两个子细胞。 答案 (1)后 (2)8 (3)4 (4)间 染色体复制 (5)赤道板 细胞板 细胞壁