第1节 第2课时 动物细胞的有丝分裂与观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂课件PPT

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第2课时　动物细胞的有丝分裂与观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂【主干知识梳理】一、动物细胞的有丝分裂1．动植物细胞有丝分裂的区别中心粒中心粒细胞膜从中部细胞板星射线中心粒纺锤丝细胞两极2．有丝分裂的特征和意义(1)特征：将亲代细胞的 经过复制(关键是DNA的复制)之后，精确地 _________到两个子细胞中。(2)意义：由于染色体上有遗传物质 ，因而在细胞的亲代和子代之间保持了 的稳定性。染色体遗传DNA平均分配二、无丝分裂(1)特点：分裂过程中没有出现 和 的变化。(2)过程①细胞核先延长，核的中部向内凹陷，缢裂成两个 。②整个细胞从中部缢裂成两部分，形成 。(3)实例：蛙的 的无丝分裂。纺锤丝红细胞两个子细胞细胞核染色体三、观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂1．实验原理(1)高等植物根尖、芽尖的 细胞能进行有丝分裂。(2)在高倍显微镜下观察各个时期细胞内 的存在状态，就可以判断这些细胞处于有丝分裂的哪个时期。(3)细胞核内的染色体容易被 (如甲紫溶液)着色。分生区碱性染料染色体2．实验步骤【教材微点发掘】1．下图是动植物细胞分裂示意图(参见教材第112～114页图6­-2、图6­-3)，请按照要求归类。(1)表示高等植物细胞有丝分裂的是 。(2)表示动物细胞有丝分裂的是 。图2、图3、图5图1、图4、图62．细胞是否能够无限分裂？癌细胞为什么能够恶性增殖？(参见教材第115页楷体字部分)提示：正常细胞不会无限分裂，在人的一生中，体细胞一般能够分裂50～60次。但是，有的细胞受到致癌因子的作用，细胞中遗传物质发生变化，就变成不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞，这种细胞就是癌细胞。 教材问题提示(一)《思考·讨论》之动物细胞与植物细胞有丝分裂的相同点和不同点(教材第114页)1．动物细胞有丝分裂和植物细胞有丝分裂在染色体的行为、染色体和DNA数量变化的共同规律：在前期，染色质丝螺旋缠绕、缩短变粗形成染色体，每条染色体由两条并列的姐妹染色单体组成，此时染色体的数量不变，但DNA的数量较体细胞加倍；在中期，染色体的着丝粒都排列在赤道板上；在后期，染色体的着丝粒分裂成两个，两条姐妹染色单体分开，在纺锤丝的牵引下分别移向细胞的两极，此时染色体的数量加倍，而DNA的数量保持不变；在末期，染色体逐渐变成细长而盘曲的染色质丝，末期结束后子细胞中染色体和DNA的数量与亲代相同。2．动物细胞的有丝分裂过程与植物细胞的不同点：第一，动物细胞有由一对中心粒构成的中心体，中心粒在间期倍增，成为两组。进入分裂期后，两组中心粒分别移向细胞两极。在这两组中心粒的周围，发出大量放射状的星射线，两组中心粒之间的星射线形成了纺锤体。第二，动物细胞分裂的末期不形成细胞板，而是细胞膜从细胞的中部向内凹陷，最后把细胞缢裂成两部分，每部分都含有一个细胞核。3．细胞有丝分裂的重要意义：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。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。(二)《思维训练》之运用模型作解释(教材第115页)1．细胞越小，表面积与体积的比值越大。2．细胞越大，表面积与体积的比值越小，物质运输的效率就越低。3．细胞不是越小越好，因为细胞中有众多的必需物质和细胞器，细胞太小，就没有足够的空间，细胞就不能进行相应的生命活动，发挥出相应的生理功能。新知探究(一)　动植物细胞有丝分裂的区别及无丝分裂【探究·深化】[问题驱动]　据下面动物细胞有丝分裂模式图归纳动植物细胞有丝分裂的区别：(1)动植物细胞分裂间期的区别主要是什么？提示：发生复制的结构不完全相同，动物还有中心体的复制。(2)动植物细胞分裂前期形成纺锤体的方式有什么不同？提示：高等植物细胞是由细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体，动物细胞是由中心粒周围发出星射线形成纺锤体。(3)动植物细胞分裂末期细胞一分为二的方式有什么不同？提示：高等植物细胞中央出现细胞板，向四周扩展形成细胞壁，一个细胞分裂成两个子细胞；动物细胞膜从细胞的中部向内凹陷，一个细胞缢裂成两个子细胞。(4)动植物细胞有丝分裂过程中与细胞分裂有关的细胞器及作用有何异同？提示：相同点：①线粒体：为细胞分裂提供能量。②核糖体：合成与细胞分裂有关的蛋白质。不同点：①动物细胞有中心体，分裂前期，两组中心粒周围发出的星射线形成纺锤体，牵引染色体移动，某些低等植物细胞也有中心体。②植物细胞高尔基体参与分裂，合成纤维素和果胶，形成细胞壁。[重难点拨]　 1．图解动物细胞与高等植物细胞有丝分裂的主要区别2．与有丝分裂有关的细胞器及相应的生理作用【典题·例析】[典例1]　如图是某生物体细胞有丝分裂不同时期的图像，下列对其叙述正确的是 (　　)A．甲、乙、丙细胞分别处于有丝分裂的前期、后期和中期B．甲、乙、丙细胞的染色体数、染色单体数与核DNA分子数的比例都为1∶2∶1C．甲细胞进行中心体复制，发出星射线，形成了纺锤体D．该生物可能是低等植物细胞[解析]　该细胞无细胞壁、有中心体，可判定为动物细胞。甲细胞处于有丝分裂前期，主要特征是核仁解体、核膜消失，染色体和纺锤体出现，中心体的复制在间期。乙细胞处于有丝分裂后期，着丝粒分裂，姐妹染色单体分离(染色单体数为0)，染色体数目暂时加倍。丙细胞处于有丝分裂中期，染色体数目和形态清晰，着丝粒排列在细胞中央的赤道板上。故选A。[答案]　A[典例2]　图甲、图乙两图都是某种动物细胞分裂过程中部分染色体行为示意图，图中两个细胞均来自同一个体；图丙是该动物某种细胞分裂过程中染色体数目变化曲线(部分时期)。下列分析正确的是 (　　)A．图甲、图乙两图中染色体和核DNA数分别是4、8和4、8B．图甲、图乙两图细胞中都含有姐妹染色单体C．图丙中bc段形成的原因是核DNA复制使染色体数目加倍D．图丙处于de段的细胞会出现细胞膜向内凹陷的现象[解析]　题图甲细胞处于有丝分裂中期，有4条染色体、8个核DNA分子；题图乙细胞处于有丝分裂后期，有8条染色体、8个核DNA分子，A错误。题图甲细胞有姐妹染色单体，题图乙细胞没有姐妹染色单体，B错误。题图丙中bc段染色体含量加倍，是因为着丝粒的分裂，姐妹染色单体分开，成为2条染色体，C错误。题图丙中de段应是有丝分裂的末期，且该细胞为动物细胞，则会出现细胞膜向内凹陷的现象，D正确。[答案]　D[延伸思考](1)如果图甲表示高等植物细胞，则怎样改进此图？提示：高等植物细胞没有中心体，应将题图甲的中心体去掉；高等植物细胞具有细胞壁，题图中没有画出，应该补充。(2)据图丙所示，若将纵坐标的含义换为染色体数目/核DNA数目，请画出相应的曲线变化。提示： 【应用·体验】1．用药物处理哺乳动物细胞并培养，所测得细胞有丝分裂中DNA含量与细胞数的变化如下图所示，判断该药物可能的作用是 (　　)A．通过抑制DNA的复制，抑制细胞分裂B．通过促进DNA的复制，促进细胞分裂C．通过抑制纺锤体的形成，抑制细胞分裂D．通过促进着丝粒分裂，促进细胞分裂解析：从题图中可看出，正常培养的细胞能正常分裂，产生DNA含量正常(DNA＝2N)的细胞数量多；而药物处理的细胞产生DNA含量正常(DNA＝2N)的细胞数量少，产生DNA含量加倍(DNA＝4N)的细胞数量多，说明药物抑制了细胞的分裂而没有影响DNA的复制，所以药物的作用可能是通过抑制纺锤体的形成，从而抑制细胞分裂。故选C。答案：C2．(2020·荆门期末)图a、b、c、d分别是一些生物细胞某个分裂时期的示意图，下列有关叙述正确的是 (　　)A．图a表示植物细胞有丝分裂中期B．图b表示人的红细胞分裂的某个阶段C．图c细胞可能来自图d所示细胞D．图d细胞中含有8条染色体解析：题图a中细胞正逐步形成细胞板，表示植物细胞有丝分裂末期，A错误；人的成熟的红细胞没有细胞核，不能进行无丝分裂，人的红细胞是由骨髓造血干细胞增裂、分化而来的，题图b可表示蛙的红细胞分裂的某个阶段，B错误；题图c中细胞处于有丝分裂的后期，有8条染色体，题图d中细胞处于有丝分裂的中期且有4条染色体，故题图c细胞可能来自题图d所示细胞，C正确；题图d表示动物细胞有丝分裂中期，细胞中含有4条染色体、8条染色单体，D错误。答案：C新知探究(二)　观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂【探究·深化】[问题驱动]　根据下图和教材相关内容完成下列问题：(1)该实验的选材有什么要求？提示：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。(2)解离完了要进行漂洗，而且一定要彻底，这样处理的目的是什么？提示：防止残留的解离液(盐酸)继续破坏细胞，同时防止盐酸腐蚀镜头。另外，防止盐酸影响染色效果。(3)视野中处于哪个分裂时期的细胞数目最多？为什么？提示：处于间期的细胞最多。因为细胞周期中间期所占的时间最长。(4)为何要找根尖分生区？根尖分生区的特点是什么？能用高倍物镜找根尖分生区吗？为什么？ 提示：因为在根尖中只有分生区的细胞能够进行细胞分裂。分生区的特点是：细胞呈正方形，排列紧密，有的细胞处于分裂状态。不能用高倍物镜找分生区。因为高倍物镜观察的实际范围很小，难以发现分生区。(5)所观察的细胞能从中期变化到后期吗？为什么？提示：不能。因为所观察的细胞都是停留在某一时期的死细胞。[重难点拨]实验成功的关键及注意事项续表【典题·例析】[典例1]　下面是关于观察洋葱根尖细胞有丝分裂实验的部分操作示意图，有关评价合理的是 (　　)A．剪取洋葱根尖2～3 mm，因为该区域属于根毛区，细胞有丝分裂旺盛B．该实验步骤中唯一错误的是在②和③之间缺少用清水漂洗这一环节C．在观察的图像中，b区域属于分生区的细胞，细胞已死亡D．若用图中b区域的细胞观察质壁分离和复原，实验现象明显[解析] 洋葱根尖2～3 mm的区域属于分生区；实验过程中在②和③之间应增加清水漂洗这一环节，而③和⑤之间的清水漂洗环节应删除；分生区的细胞呈正方形，细胞经解离已死亡；b区域的细胞属于分生区细胞，其液泡很小，用来观察质壁分离和复原时，实验现象不明显。故选C。[答案]　C[典例2]　回答与观察细胞染色体实验有关的问题：(1)右图表示洋葱根尖细胞的细胞周期。假设洋葱根尖细胞的细胞周期大多开始于22：00时，若要观察洋葱根尖细胞有丝分裂过程，取材的最佳时间是________。(2)某同学检查了洋葱根尖6 000个处于有丝分裂中的细胞，其中有692个处于前期，105个处于中期，35个处于后期，168个处于末期。据此判断，下列有关叙述错误的是 (　　)A．分裂期中各时期相对持续时间是前期＞末期＞中期＞后期B．细胞周期中分裂期持续的时间比分裂间期要短C．分裂期中前期持续的时间最短D．分裂中期持续的时间约为0.21 h[解析] (1)分裂间期是一个新的细胞周期的开始，观察洋葱根尖细胞的有丝分裂过程主要是观察分裂期的各期图像，结合题干信息和题图计算得出：分裂期所处的时间是次日8：00～10：00。(2)由题干可知，处于前期的细胞数目＞处于末期的细胞数目＞处于中期的细胞数目＞处于后期的细胞数目，根据细胞数目推测细胞有丝分裂过程中各个时期的时间关系为前期＞末期＞中期＞后期。分裂中期持续时间为105÷6 000×12＝0.21(h)。故选C。[答案] (1)次日8：00～10：00　(2)C方法规律细胞分裂时期与所观察细胞数目的关系及计算(1)细胞周期中不同时期持续时间长短与处于该时期的细胞数呈正相关。(2)某时期持续时间(t)＝ ×细胞周期(T)。【应用·体验】1．蛔虫是观察细胞有丝分裂的适宜材料，受精后的蛔虫其子宫中游离着许多处于有丝分裂不同时期的受精卵。某同学进行“观察蛔虫受精卵有丝分裂”的实验，下列相关叙述错误的是 (　　)A．与观察根尖细胞有丝分裂相比，不需要用甲紫溶液等进行染色B．与观察根尖细胞有丝分裂相比，不需要解离、漂洗实验操作C．与观察根尖细胞有丝分裂不同，实验过程中可能用到生理盐水D．与观察根尖细胞有丝分裂相比，观察过程仍需要先使用低倍镜解析：观察有丝分裂需要用甲紫溶液或醋酸洋红液对染色体进行染色，A错误；由题干信息可知，蛔虫子宫中处于有丝分裂不同时期的受精卵处于游离状态，因此不需要解离和漂洗，B正确；观察动物细胞有丝分裂，滴加生理盐水可以维持细胞的正常形态，C正确；用显微镜观察蛔虫受精卵有丝分裂时，仍需先用低倍镜找到细胞再用高倍镜仔细观察，D正确。答案：A　2．在“观察植物细胞有丝分裂”实验中，三位实验人员制作洋葱根尖装片的操作步骤如下表所示：(“＋”表示操作，“－”表示未操作)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解析：解离的目的是使细胞相互分散开，甲未解离，细胞相互重叠；漂洗的目的是洗去解离液，便于染色，乙未漂洗，影响染色效果，染色体着色很浅不清楚；根尖5～7 mm处为伸长区，伸长区细胞已失去分裂能力，染色体呈染色质状态，观察不到染色体。故选C。答案：C　科学思维——构建模型与运用模型1．有丝分裂中核DNA数量变化曲线的两种变式模型(1)图2表示有丝分裂过程中每条染色体上DNA含量变化曲线。①图中ef段表示分裂间期，变化的原因是DNA分子复制。②fg段是存在染色单体的时期，包括间期的G2期、前期和中期，每条染色体中含有2个DNA分子。③g→h变化的原因是着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，形成子染色体，染色单体消失，每条染色体中只含有1个DNA分子。④hi段表示有丝分裂的后期和末期。(2)图3表示染色体与核DNA数量之比，是图2的变式。①在有染色单体时，染色体数与核DNA数之比为1∶2；不存在染色单体的时期，染色体数与核DNA数之比为1∶1。②图中BC段表示分裂间期，CD段表示有丝分裂的间期的G2期、前期和中期，EF段表示有丝分裂的后期和末期。2．运用模型解释细胞不能无限长大(1)细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞与周围环境的物质交换能力越小。(2)细胞内物质的交换受到细胞体积的制约，细胞体积过大，会影响物质运输的效率，细胞内的生命活动也不能得到有效的控制。【素养评价】1．以下有关细胞大小和分裂的叙述，正确的是 (　　)A．细胞体积越小，表面积也越小，物质运输效率越低B．原核细胞只能通过无丝分裂增加数目C．人的成熟红细胞可以进行有丝分裂，蛙的红细胞能进行无丝分裂D．细胞不能无限长大的原因之一是细胞核中的DNA不会随着细胞体积的扩大而增加解析：细胞体积越小，表面积也越小，但相对表面积增大，物质运输效率升高，A错误；原核细胞可通过二分裂增加数目，无丝分裂是真核细胞的分裂方式，B错误；人的成熟红细胞在分化过程中会失去细胞核，不能再进行分裂，C错误；细胞核是细胞的控制中心，细胞核中的DNA不会随着细胞体积的扩大而增加，这是细胞不能无限长大的原因之一，D正确。答案：D2. 如图是细胞有丝分裂过程中一条染色体上的DNA含量变化图解，下列叙述正确的是 (　　)A．在ab段主要进行蛋白质的合成，细胞生长速度快B．出现cd段变化的原因是细胞质分裂C．该细胞中，在bc段始终有染色单体存在D．若该细胞是植物细胞，则cd段高尔基体和内质网活动非常活跃解析：ab段一条染色体上的DNA分子由一个变为两个，表示的是DNA复制，A错误；出现cd段的原因是着丝粒分裂，姐妹染色单体分开成为染色体，每条染色体上只含有一个DNA分子，B错误；bc段每条染色体上始终有两个DNA分子，说明始终有2条姐妹染色单体，C正确；cd段为有丝分裂后期，而不是末期，若该细胞是植物细胞，末期时高尔基体活动才开始活跃，D错误。答案：C3．如图表示细胞分裂的不同时期，细胞内染色体与核DNA 数量比的变化关系，下列相关叙述错误的是 (　　)A．ab段细胞中核糖体的活动很活跃B．bc段只进行DNA复制C．处于cd段的细胞中染色体数是核DNA数的一半D．着丝粒分裂发生在de段解析：ab段处于DNA复制前的时期(G1期)，此时期需合成大量的蛋白质，因此ab段细胞中核糖体的活动很活跃，A正确；bc段属于间期，进行DNA复制和有关蛋白质的合成，B错误；cd段细胞中的DNA复制已完成加倍，但姐妹染色单体仍由一个着丝粒相连，为一条染色体，因此该时期细胞中染色体数是核DNA数的一半，C正确；de段发生着丝粒分裂，染色体数目加倍，染色体数与核DNA数的比值恢复为1∶1，D正确。答案：B“课时跟踪检测”见“课时跟踪检测（二十五）” (单击进入电子文档)