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高中生物人教版 (新课标)必修1《分子与细胞》第2节 细胞的能量“通货”──ATP精品学案设计
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这是一份高中生物人教版 (新课标)必修1《分子与细胞》第2节 细胞的能量“通货”──ATP精品学案设计，共28页。
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第2课时 动植物细胞有丝分裂的区别和观察有丝分裂实验
课前自主预习案
一、动物细胞的有丝分裂
1．动植物细胞有丝分裂的不同点[填表]
时期
植物细胞有丝分裂
动物细胞有丝分裂
间期
无中心粒
有中心粒，且完成倍增
前期
细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体
中心粒移到细胞两极，并发出星射线形成纺锤体
末期
细胞板扩展形成细胞壁，分割细胞
细胞膜由中部向内凹陷，缢裂细胞
2.有丝分裂的特征和意义
(1)特征：将经过复制的亲代细胞的染色体，精确地平均分配到两个子细胞中。
(2)意义：在细胞的亲代和子代间保持了遗传性状的稳定性。
二、无丝分裂
三、细胞不能无限长大
细胞不能无限长大的限制因素
四、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、茎尖的分生区细胞能进行有丝分裂。
(2)在高倍显微镜下，可根据细胞内染色体的形态识别该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碱性染料(如龙胆紫溶液)着色。
(4)盐酸和酒精混合液能使组织中的细胞相互分离。
2．实验试剂
(1)解离液：由质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精按11配制而成。
(2)龙胆紫溶液(或醋酸洋红液)：使染色体着色。
(3)漂洗液：清水，洗去组织中的解离液。
3．实验步骤
(1)装片的制作：[填图]
(2)观察：使用低倍镜找到根尖分生区的细胞，然后换上高倍镜，观察分生区的各个细胞，并找到有丝分裂各个时期的细胞。
判断下列有关叙述的正误
(1)动植物细胞有丝分裂过程中染色体的形态变化不同( )
(2)动物细胞分裂间期有DNA的复制和中心体的倍增( )
(3)无丝分裂过程中核膜不消失( )
(4)制作细胞的有丝分裂装片时，洋葱根尖解离后直接用龙胆紫溶液染色( )
(5)解离和压片都有利于根尖分生区细胞分散( )
答案：(1)× (2)√ (3)√ (4)× (5)√
课堂互动探究案
【课程标准】
描述细胞通过不同的方式进行分裂，其中有丝分裂保证了遗传信息在亲代和子代细胞中的一致性
制作和观察根尖细胞有丝分裂简易装片，或观察其永久装片
【素养达成】
1．通过比较分析，阐明动植物细胞有丝分裂的异同。(科学思维)
2．观察细胞分裂示意图，动手画坐标曲线图，理解有丝分裂中染色体和DNA等物质的数目变化特点。(科学思维)
3．制作装片并观察根尖分生组织细胞的有丝分裂过程。(科学探究)
有丝分裂中形成的染色体可以在高倍镜下观察到，因此我们可以通过观察染色体的数目和形态来判断细胞分裂的不同时期。另外，动物细胞和植物细胞在结构上有很大的区别，植物细胞有细胞壁，动物细胞没有细胞壁，但有中心体，因此它们的有丝分裂过程也有着不同的地方。这就是今天这节课要学的内容。
探究点一 动、植物细胞有丝分裂的比较、无丝分裂
【师问导学】
如图是动物细胞和高等植物细胞有丝分裂的对比图，据图分析：
时期
间期
前期
末期
植物细胞
动物细胞
1.动植物细胞分裂间期的区别主要是什么？
答案：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？
答案：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？
答案：高等植物细胞中央出现细胞板，向四周扩展形成细胞壁，一个细胞形成两个子细胞；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．(1)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？
(2)无丝分裂过程中有遗传物质的复制和分离吗？两个子细胞的遗传物质完全相同吗？
(3)原核细胞的分裂方式是无丝分裂吗？
答案：
(1)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植物细胞中高尔基体参与分裂，合成纤维素和果胶，形成新的细胞壁。
(2)无丝分裂过程中有遗传物质的复制和分离，核遗传物质一定平均分配，否则不能保证子细胞遗传性状的稳定性，细胞质遗传物质并不平均分配，总的遗传物质不完全相同。
(3)不是。无丝分裂是真核细胞的一种分裂方式，原核细胞的分裂方式称为二分裂。
【智涂笔记】
动物细胞和高等植物细胞有丝分裂的区别可以归纳为：
(1)三个时期：区别较大的集中在分裂间期、前期和末期。
(2)二个结构：变化集中于中心体和细胞板两个结构。
(3)一个特例：低等植物细胞兼具动物细胞和高等植物细胞的特点。
【师说核心】
1．高等植物细胞与动物细胞有丝分裂过程的比较
不同点
相同点
有丝分裂过程
间期
分裂期
中心体
有无及
倍增
前期：纺锤体形成机制不同
末期：胞质分裂方式不同
高等
植物
细胞
无
染色体完成复制
染色体平均分配到两个子细胞中
动物
细胞
有
染色体完成复制
染色体平均分配到两个子细胞中
2.根据染色体变化识别细胞分裂时期
(1)染色质变为染色体，染色体散乱分布→前期，如图1。
(2)着丝点排列在赤道板上→中期，如图2。
(3)着丝点分裂，染色体数目加倍→后期，如图3。
(4)染色体变成染色质→末期，如图4。
3．动植物细胞分裂图像的识别
(1)
(2)图像呈圆形，外面无细胞壁，或有中心粒结构，无细胞板结构，通过缢裂方式产生子细胞，一般可判断为动物细胞。
【检测反馈】
1．(合格必考)关于高等动、植物细胞有丝分裂的叙述，正确的是( )
A．核分裂时，染色体的活动不同
B．细胞质的分裂方式相同
C．纺锤体的形成和消失方式相同
D．细胞分裂末期高尔基体的作用不同
解析：动、植物细胞有丝分裂过程中，染色体变化是相同的；细胞质的分裂方式不同，动物细胞从中央凹陷缢裂均分细胞质，植物细胞中央出现细胞板，分隔细胞质形成两个子细胞；在末期高尔基体的作用不同，动物细胞高尔基体与细胞分裂无直接关系，植物细胞高尔基体与细胞壁的形成有关。
答案：D
2．(合格必考)如图为某一高等生物的细胞进行有丝分裂某一时期的图像，下列叙述不正确的是( )
A．该生物为一种植物
B．该细胞中含有8条染色单体
C．该细胞处于有丝分裂后期
D．该细胞含有8条染色体
解析：图中细胞具有细胞壁，是植物细胞；细胞中正在发生染色体着丝点分裂，姐妹染色单体分开，形成的子染色体在纺锤丝的牵引下正向两极移动，该细胞处于有丝分裂的后期；染色体数目以着丝点为准，图中有8个着丝点即含有8条染色体，没有染色单体存在。
答案：B
3．(合格必考)下列关于无丝分裂的叙述错误的是( )
A．低等生物细胞特有的分裂方式
B．也存在遗传物质的复制过程
C．分裂过程中不出现纺锤丝
D．分裂过程中不出现染色体的变化
解析：无丝分裂是指分裂过程中不会出现纺锤丝和染色体的变化的一种细胞分裂方式。无丝分裂与有丝分裂一样也存在遗传物质的复制过程。无丝分裂在高等动物体内也存在，如蛙的红细胞的分裂。
答案：A
4．(合格必考)依据生理特点，鉴别一个正在进行有丝分裂的细胞是植物细胞还是动物细胞，最可靠的方法是检查它( )
A．DNA的复制方式
B．是否出现星射线
C．细胞质分成两部分的方式
D．自身蛋白质合成的方式
解析：最可靠的区分依据是检查它的子细胞形成方式。
答案：C
5．(等级选考)下面是某动物细胞有丝分裂模式图，有关叙述不正确的是( )
A．上述细胞有丝分裂的顺序是甲→丁→乙→丙
B．显微镜下观察到最多的细胞处于甲时期
C．开始出现染色体的时期是丁，染色体开始转变成染色质形态的时期是丙
D．若某药物可抑制纺锤体形成，则它极可能是作用于丙图
解析：图中甲为间期，乙为后期，丙为末期，丁为前期，故图中细胞有丝分裂顺序为甲→丁→乙→丙；细胞周期中，间期历时最长，显微镜观察连续分裂的动物组织细胞，处于间期的细胞数目最多；细胞有丝分裂过程中，染色体出现在前期，消失转变为染色质发生在末期；纺锤体的形成是在前期。
答案：D
6．(等级选考)洋葱根尖分生区细胞在分裂过程中不会出现的是( )
A．在细胞分裂间期，核糖体合成蛋白质功能增强
B．在细胞分裂前期，细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体
C．在细胞分裂中期，细胞内ATP的含量明显减少
D．在细胞分裂末期，高尔基体为细胞壁的形成合成多糖
解析：在细胞分裂间期，要完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，而蛋白质的合成场所是核糖体，所以核糖体合成蛋白质功能增强，A正确；在细胞分裂前期，高等植物细胞由两极发出纺锤丝形成纺锤体，B正确；在细胞分裂中期，由于染色体的运动等导致细胞内ATP消耗增加，但由于ATP与ADP的相互转化，所以ATP含量基本保持相对平衡，C错误；在细胞分裂末期，在赤道板位置，细胞板扩展形成细胞壁，而高尔基体与细胞壁的形成有关，D正确。
答案：C
探究点二 动植物细胞有丝分裂过程中的染色体、DNA数量变化规律
【师问导学】
1．结合有丝分裂各时期染色体的特点，以体细胞中DNA数目为2c、染色体数目为2n为例，完成下表：
项目
时期
染色体形态变化
核DNA
分子数目
染色体
数目
染色单
体数目
分裂间期
2c→__
______
__→4n
分裂
前期
______
______
______
分裂中期
______
______
______
分裂后期
______
______
______
分裂末期
______
______
______
答案：4c 2n 0 4c 2n 4n 4c 2n 4n 4c 4n 0 4c→2c 4n→2n 0
2．结合上表分析，请绘出核DNA的变化曲线，并分析：
(1)DNA数目加倍是在什么时期？原因是什么？
(2)DNA数目减半是在什么时期？原因又是什么？
答案：如图所示
(1)分裂间期。原因是DNA复制，DNA分子数目加倍。
(2)末期。原因是细胞一分为二，DNA数目减半。
3．结合上表，请绘出染色体数目的变化曲线，并分析：
(1)染色体数目加倍是在什么时期？原因是什么？
(2)加倍后的染色体数目减半是在什么时期？原因是什么？
答案：如图所示
(1)后期。原因是着丝点分裂，姐妹染色单体分开成为染色体，染色体数目加倍。
(2)末期。原因是细胞一分为二，染色体数目减半。
4．结合上表，染色单体的变化曲线又是怎样的？请绘出。
答案：如图所示
5．结合上表，如图表示细胞有丝分裂过程中一条染色体上的DNA含量变化图解，请分析：
(1)AB段变化的原因是什么？
(2)BC段中始终存在染色单体吗？
(3)CD段表示什么时期？变化的原因是什么？
答案：
(1)DNA分子的复制。
(2)是。
(3)后期。着丝点分裂，姐妹染色单体分开成为染色体，每条染色体上又只含有一个DNA分子。
【智涂笔记】
(1)有丝分裂后期染色体数目是最多的。
(2)有丝分裂中，核DNA在分裂间期因为DNA的复制而加倍，末期细胞一分为二时减半；染色体在后期着丝点分裂后加倍，末期细胞一分为二时减半；染色单体形成于间期，出现于前期、中期，后期消失。
【师说核心】
有丝分裂过程中表示染色体、染色单体和DNA分子的数目变化有多种形式，如表格、曲线、柱状图等。
1．表格形式
分裂间期
前期
中期
后期
末期
染色体数
2N
2N
2N
4N
2N
染色单体数
0→4N
4N
4N
0
0
DNA分子数
2N→4N
4N
4N
4N
2N
2.曲线图形式
(1)纵坐标是染色体、染色单体和DNA分子的数量
A→B是DNA复制的结果，C→D是染色体着丝点分裂的结果，E→F是染色体平均分配到两个子细胞的结果。
(2)纵坐标是染色体与DNA的比值
图中A→B是G1期，1条染色体含有1个DNA分子；B→C是S期，完成DNA复制，1条染色体含有2个DNA分子，所以比值由1到1/2，直至DE段；到了后期，染色体着丝点分裂，两个姐妹染色单体分开成为两个染色体，每个染色体含有1个DNA分子，比值由1/2到1，直至末期。
3．柱状图形式
A→B表示间期的变化，B→C表示前期到中期的变化，C→D表示中期到后期的变化，D→E表示后期到末期的变化。
【检测反馈】
1．(合格必考)在细胞有丝分裂过程中，当染色体、染色单体和DNA分子三者数量比为1：2：2时，所处的分裂期应是( )
A．前期和中期 B．中期和后期
C．后期和末期 D．前期和末期
解析：在细胞有丝分裂的间期，细胞核内染色体复制的结果是每条染色体形成两条完全一样的姐妹染色单体，共用一个着丝粒，因此在分裂期的前期和中期，每一条染色体含两条姐妹染色单体，也含两个DNA分子，染色体、染色单体和DNA分子的数量之比为1：2：2。分裂后期，着丝粒分裂，染色单体分开成为两条子染色体，因此，后期和末期染色单体的数目变为0，DNA分子数目与染色体数目相同。
答案：A
2．(合格必考)处于有丝分裂过程中的动物细胞，当中心体移向两极时，染色体数(a)、染色单体数(b)、DNA分子数(c)可表示为下图中的哪一项( )
解析：动物细胞有中心体，在细胞分裂间期，中心体的两个中心粒各自产生了一个新的中心粒，即中心体的复制。在分裂前期，一组中心粒的位置不变，另一组中心粒移向细胞的另一极，因而决定了细胞的分裂方向。由此可知题目要求判断的是分裂前期三者的数量关系，它们的数量关系是：染色体：染色单体：DNA＝1：2：2。
答案：B
3．(合格必考)如图表示某生物细胞有丝分裂过程中细胞核内DNA分子含量变化的曲线。下列有关叙述正确的是( )
A．O～a段表示间期，染色体复制，DNA含量加倍
B．动物细胞中，只有在b～d段含有两组中心粒
C．c～d段细胞核中染色体：染色单体：DNA为1：2：2
D．细菌与b～c段细胞相比主要区别是没有核膜和核仁
解析：O～a段表示间期，进行染色体复制(DNA的复制和蛋白质的合成)，DNA含量加倍，A正确；动物含有中心体，中心体在间期复制，在有丝分裂的前、中、后期的细胞中都含有2个中心体，即图中a～d段细胞中都含有2个中心体，B错误；c～d段表示有丝分裂后期，着丝点分裂，染色单体变成染色体，所以此时细胞核中染色体：染色单体：DNA为1：0：1，C错误；b～c段表示分裂中期，由于核膜、核仁在前期已经解体消失，故中期细胞中没有核膜和核仁，而细菌细胞是原核生物，没有核膜、核仁，所以细菌与b～c段细胞均无核膜、核仁，D错误。
答案：A
4．(合格必考)真核细胞的DNA是随着染色体的复制而复制的，研究表明，真核生物染色体的复制是不同步的，有的先复制，有的后复制。下图中能真实反映染色体复制过程中染色体数目变化的是( )
解析：染色体复制的实质是DNA的复制，染色体复制后染色体的数目不变。
答案：C
5．(等级选考)细胞增殖过程中DNA含量会发生变化，通过测定一定数量细胞的DNA含量，可分析其细胞周期。根据细胞的DNA含量不同，将某种连续增殖的细胞分为三组，每组的细胞数目如图。从图中所示结果分析其细胞周期，不正确的是( )
A．乙组细胞正在进行DNA复制
B．细胞分裂间期的时间比分裂期长
C．丙组中只有部分细胞的染色体数目加倍
D．将周期阻断在DNA复制前会导致甲组细胞数减少
解析：乙组细胞中的DNA相对含量为2c～4c，说明正在进行DNA复制，A正确；甲组和乙组所示的细胞均处于分裂间期，丙组细胞中的DNA相对含量为4c，说明正处于分裂期，处于分裂间期的细胞数量远多于分裂期的细胞，说明细胞分裂间期的时间比分裂期长，B正确；丙组处于分裂期，其中处于分裂后期和末期的细胞中染色体数目加倍，C正确；将周期阻断在DNA复制前将会导致甲组细胞数增加，D错误。
答案：D
探究点三 运用模型作解释及观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
【师问导学】
一、“细胞大小与物质运输的关系”实验
根据实验结果进行计算得到下表，请据表分析：
琼脂
块的
边长
(cm)
表面积
(cm2)
体积
(cm3)
表面积与
体积之比
NaOH
扩散
的深度
(cm)
NaOH扩散的
体积与整
个琼脂块的
体积之比
1
6
1
6
0.5
1
2
24
8
3
0.5
3
54
27
2
0.5
1.在相同时间内，NaOH在每一琼脂块内扩散的深度是否相同？说明什么？
答案：基本相同。说明NaOH在每一琼脂块内扩散的速率是相同的。
2．琼脂块的表面积和体积之比随着琼脂块的增大发生什么变化？
答案：逐渐减小。
3．NaOH扩散的体积和整个琼脂块的体积之比随着琼脂块的增大发生什么变化？
答案：逐渐减小。
4．由此可见，细胞体积与周围环境之间进行物质交流的效率之间是什么关系？
答案：细胞体积越大，与周围环境之间进行物质交流的效率就越低。
5．结合影响细胞不能无限长大的因素和细胞生长所需的条件，思考细胞是不是越小越好？
答案：不是。组成细胞的结构(如核糖体等)和物质(如酶)必须占据一定的空间，细胞内各种生化反应的进行也需要一定的空间，这些因素决定了细胞的体积不能太小。
二、根据下图和教材内容完成相关问题：
1．该实验的选材有什么要求？下表中最合适的是哪一种生物？
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。
2．实验中在用解离液对根尖进行解离的时候，时间选择3～5 min，处理时间太短或太长都不好，请思考要严格控制时间的原因。
答案：①解离时间过长会使根尖过分酥软且染色体成分会被破坏。
②解离时间过短会使根尖细胞解离不充分，不能相互分离。
3．解离完要进行漂洗，而且一定要彻底，这样处理的目的是什么？
答案：防止残留的解离液(盐酸)继续破坏细胞，同时盐酸也腐蚀镜头也会影响染色效果。
4．装片中细胞相互重叠，会导致观察效果不理想，请思考实验中有哪些操作可以保证细胞相互分散开？
答案：①解离要充分；②用镊子弄碎；③压片。
5．视野中处于哪个时期的细胞数目最多？为什么？
答案：处于间期的细胞最多，因为在细胞周期中间期经历时间最长。
6．在观察时如何找到分生区细胞？
答案：把制成的装片先放在低倍镜下观察，扫视整个装片，找到呈正方形且排列紧密的细胞即为分生区细胞。
7．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：不能。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。
【智涂笔记】
1．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。
2．观察根尖组织细胞有丝分裂实验的三点提醒
(1)视野中处于间期的细胞最多，因为间期时间最长。
(2)每一时期的时长＝细胞周期×此时期的细胞数占计数细胞总数的比例。
(3)观察不到细胞分裂的动态连续变化的原因：根尖细胞解离时已经被解离液杀死。
【师说核心】
一、细胞大小与物质运输效率关系的模拟实验
1．实验原理
酚酞遇NaOH呈紫红色；用琼脂块的大小模拟细胞的大小；用NaOH扩散的体积与整个琼脂块的体积之比来表示物质运输效率。
2．实验步骤
制备琼脂块：将琼脂块切成3块边长分别为3 cm、2 cm、1 cm的正方体
↓
浸泡：将琼脂块同时放入质量分数为0.1%的NaOH溶液中，浸泡10 min
↓
切割：捞取、干燥，将琼脂块切成两半
↓
测量：测量切面上NaOH扩散的深度
↓
计算、记录：计算不同琼脂块的体积、表面积、NaOH扩散的体积和整个琼脂块体积的比值，记入相应的表格
3．实验结果
(1)在相同时间内，NaOH在每一琼脂块内扩散的深度基本相同，说明NaOH在每一琼脂块内扩散的速率是相同的。
(2)请计算直径为20 μm和30 μm的球形细胞的表面积和体积之比(球体的体积公式V＝4/3πr3，表面积公式S＝4πr2)，将计算结果填入下表：
细胞直径(μm)
表面积(μm2)
体积(μm3)
表面积/体积
20
1 256
4 187
0.30
30
2 826
14 130
0.20
4.实验结论
细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞与周围环境之间进行物质交流的面积相对越小，所以物质运输的效率越低。
二、观察根尖分生组织细胞的有丝分裂
1．操作步骤
2．使根尖细胞相互分散的方法
(1)解离，盐酸可破坏细胞壁的果胶层，使组织细胞分离。
(2)制片时用镊子尖把根尖弄碎。
(3)压片可使细胞尽可能呈单层铺展。
3．实验过程中的注意事项
(1)解离：
①解离充分，细胞才能分离开来。
②解离时间要适当：过长会使根尖过于酥软且染色体成分被破坏，过短会使根尖细胞不能相互分离。
(2)漂洗：
①漂洗一定要彻底，防止解离液有残留。
②染色前必须先漂洗，这两步不能颠倒，否则影响实验效果。
(3)染色：染色时要掌握好染色液的浓度和染色时间，若染色时间过长，染色过深，显微镜下会出现一片紫色，无法观察到染色体。
(4)压片：压片时用力要恰当，过重会将组织压烂，过轻则细胞不能分散开来，用力过重或过轻都会影响观察。
(5)观察：
①通过解离将细胞杀死，使细胞停留在不同分裂时期，因此要不断移动装片，寻找不同时期的细胞分裂图像。
②观察到的不同时期细胞数目的多少反映出各时期经历时间的长短，其中，处于间期的细胞数目最多。
【检测反馈】
1．(合格必考)大多数高等动植物细胞的直径一般在20～30 μm之间，根据实验细胞模型的探究，你认为对如此微小的细胞叙述，正确的分析是( )
A．细胞越大，物质运输所需时间越长
B．细胞越小，物质运输所需时间越长
C．细胞越小，物质运输越快，越旺盛
D．细胞越小，遗传物质发挥作用越容易
解析：随体积增大，物质交换和运输所需时间相应增加。细胞变小，物质运输所需时间相应减少；细胞核与细胞质之间的比值一般以1/3为宜，细胞太小，不利于细胞代谢。遗传物质的表达需要场所，细胞太小遗传物质不易发挥作用。
答案：A
2．(合格必考)下列有关细胞不能无限长大的原因中，不正确的是( )
A．与细胞表面积和体积的比例有关
B．细胞核的大小是有一定限度的
C．细胞体积过大不利于细胞内的物质交流
D．细胞的体积与细胞核无关
解析：与细胞的表面积和体积比有关，细胞体积越大，细胞的表面积和体积比越小，物质运输的效率越低，A正确；细胞核是细胞代谢的控制中心，所以细胞不能无限长大与细胞核所能控制的范围有关，B正确，D错误；细胞体积越大，细胞的表面积和体积比越小，物质运输的效率越低，C正确。
答案：D
3．(合格必考)下列关于“观察洋葱根尖分生区组织细胞的有丝分裂”实验的叙述，错误的是( )
A．制片流程为：解离→漂洗→染色→制片
B．观察中期细胞可清晰地看到染色体且随后染色体着丝点分裂
C．显微镜下绝大多数细胞中不能观察到染色体
D．低倍镜下寻找分生区的依据是细胞呈正方形、排列紧密
解析：制片流程为解离→漂洗→染色→制片，A正确；观察中期细胞可清晰地看到染色体但是看到的细胞均是死细胞，所以看不到动态变化，B错误；细胞分裂间期时间长，所以显微镜下只有少数细胞中能观察到染色体，C正确；分生区细胞分裂能力强，细胞呈正方形、排列紧密，D正确。
答案：B
4．(合格必考)下列关于“观察洋葱根尖分生区组织细胞有丝分裂”实验的叙述正确的是( )
A．盐酸和酒精混合液主要起固定作用
B．碱性染料吡罗红可用于染色体染色
C．观察到分裂末期细胞内细胞板向四周扩展形成新细胞壁
D．细胞内染色体的存在状态可作为判断有丝分裂各时期的依据
解析：盐酸和酒精混合液的作用是解离，使组织细胞分散开，A错误；染色体易被碱性染料(如龙胆紫溶液、醋酸洋红液)染成深色，B错误；经过解离步骤后，细胞已经死亡，因此观察不到细胞板向四周扩展形成新细胞壁的动态变化过程，C错误；有丝分裂不同时期，细胞中染色体的形态存在一定差异，因此细胞内染色体的存在状态可作为判断有丝分裂各时期的依据，D正确。
答案：D
5．(合格必考)用高倍显微镜观察洋葱根尖细胞的有丝分裂时，下列叙述正确的是( )
A．可看到分裂中期的染色体和DNA
B．视野中不同细胞的染色体数目可能不相等
C．处于分裂间期和中期的细胞数目大致相等
D．选某个特定细胞可观察它的整个分裂过程
解析：在高倍显微镜下观察不到DNA。有丝分裂过程中，间期、前期、中期与末期染色体数目相等，均是后期染色体数目的一半，因此视野中不同细胞的染色体数目可能不相等。分裂间期的持续时间约占细胞周期的90%～95%，因此，处于分裂间期的细胞数目远远多于处于中期的细胞数目。洋葱根尖细胞经解离后死亡，故不能观察某个特定细胞的整个分裂过程。
答案：B
6．(合格必考)下列关于“观察植物细胞的有丝分裂”实验的叙述，正确的是( )
A．本实验可用健那绿染液代替龙胆紫染液为染色体染色
B．观察到分裂中期的细胞核内染色体的着丝点整齐排列在赤道板上
C．该实验的操作过程包括取材→解离→漂洗→染色→压片→观察
D．质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精混合液主要起固定作用
解析：染色体或染色质能被碱性染料染成深色，一般用龙胆紫溶液或醋酸洋红液进行染色，不能用健那绿染液替代，A错误；细胞分裂中期，细胞核的核膜与核仁已经解体，无细胞核；所有染色体的着丝点整齐排列在赤道板上，B错误；实验制作临时装片的步骤是解离→漂洗→染色→制片，然后先在低倍镜下观察，再在高倍镜下观察，C正确；质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精混合液主要起解离作用，使细胞相互分离开来，D错误。
答案：C
7．(等级选考)[2019·北京西城高一期末]如图是光学显微镜下观察到的洋葱(体细胞中含有16条染色体)根尖细胞有丝分裂图像。请回答：
(1)制作临时装片时，取根尖2～3 mm是为方便找到________区的细胞，根尖经过解离、漂洗后，用________染色，观察不同时期细胞中的染色体形态。
(2)在一个视野中大多数的细胞处于图中________(填图中字母)细胞的时期，该时期为________，细胞在这一时期进行________，为后续的分裂过程做准备。
(3)为观察染色体的形态和数目应选择图中的________(填图中字母)细胞，该细胞处于分裂期的________期。
(4)细胞分裂后期的特点是________，此时上述一个细胞内染色体数目变为________条。
解析：(1)制作临时装片的过程一般包括解离、漂洗、染色、制片等四步。洋葱根尖分生区细胞呈正方形，排列紧密，有的正在进行有丝分裂，观察洋葱根尖有丝分裂装片时，应找到分生区的细胞进行观察。龙胆紫溶液可以将染色体染色。(2)细胞周期中分裂间期的时间长，因此在一个视野中大多数的细胞处于C分裂间期，此时细胞中发生的主要变化是DNA的复制和有关蛋白质的合成。(3)B细胞中染色体整齐的排在赤道板平面上，表示分裂中期，因此为观察染色体的形态和数目应选择图中的B细胞。(4)细胞分裂后期着丝粒分裂，姐妹染色单体分离，体细胞中含有16条染色体，在分裂后期，着丝粒分裂，细胞内染色体数目加倍，变为32条。
答案：
(1)分生 龙胆紫溶液
(2)C 分裂间期 DNA复制和有关蛋白质的合成
(3)B 中
(4)着丝粒分裂，姐妹染色单体分离 32
【网络建构】
【主干落实】
1．动物细胞与高等植物细胞有丝分裂的主要区别在于：
(1)间期中心粒倍增。
(2)前期纺锤体由中心粒发出的星射线组成。
(3)末期细胞膜从中部凹陷并把细胞缢裂为两部分。
2．无丝分裂没有出现纺锤丝和染色体的变化。
3．龙胆紫溶液或醋酸洋红液的作用是使染色体着色，盐酸和酒精的作用是解离植物细胞。
4．洋葱根尖细胞有丝分裂装片制作的流程：解离→漂洗→染色→制片。
5．由于细胞分裂间期持续时间最长，因此处于分裂间期的细胞数目最多。
课后分层检测案22 动植物细胞有丝分裂的区别和观察有丝分裂实验
授课提示：对应学生用书177页
【合格考全员做】(学业水平一、二)
1．下列哪一项叙述，表明动物细胞正在进行有丝分裂( )
A．核糖体合成活动加强
B．线粒体产生大量ATP
C．中心体周围发射出星射线
D．高尔基体数目显著增多
解析：核糖体合成活动加强和线粒体产生大量ATP只能说明细胞代谢旺盛，不一定进行有丝分裂；在动物细胞中，高尔基体的作用是与细胞分泌物的形成有关，高尔基体数目增多，说明细胞分泌活动加强，与有丝分裂无直接关系。选项中只有中心体周围发出星射线是动物细胞进行有丝分裂的特征。
答案：C
2．下列关于菠菜根尖分生组织细胞有丝分裂过程的描述，正确的是( )
A．细胞分裂中期，染色体形态稳定、数目清晰，着丝点排列在细胞板上
B．细胞分裂间期，细胞核和叶绿体中的DNA复制
C．细胞分裂前期，核膜逐渐消失，核仁逐渐解体
D．细胞分裂末期，赤道板消失、高尔基体参与细胞板的形成
解析：菠菜根尖分生组织细胞有丝分裂中期，染色体着丝点排列在赤道板上，而不是细胞板，中期细胞板还未形成；根尖无叶绿体，分裂间期只有细胞核DNA复制；赤道板只表示一个位置，细胞中无赤道板这一结构。
答案：C
3．下列关于染色体和DNA分子关系的叙述，正确的是( )
A．DNA分子数目加倍时，染色体数目也加倍
B．染色体数目减半时，DNA分子数目不变
C．染色体数目加倍时，DNA分子数目也加倍
D．染色体复制时，DNA分子也复制
解析：DNA分子加倍发生在有丝分裂间期，此时染色体数目没有加倍；染色体减半发生在有丝分裂的末期，此时DNA分子的数目也随之减半；染色体数目加倍发生在有丝分裂的后期，此时DNA分子数目没有发生改变；染色体的复制实质是指DNA分子的复制。
答案：D
4．a、b、c、d分别是某些体细胞某个分裂时期的示意图，相关的描述正确的是( )
A．a图表示植物细胞有丝分裂中期
B．b图表示人成熟红细胞分裂的某个阶段
C．c图细胞由于着丝点分裂，染色体数目加倍，染色单体数目不变
D．d图细胞中含有8条染色单体
解析：题干中a图为有丝分裂末期；b图为蛙红细胞的无丝分裂；c图由于着丝点分裂，染色单体消失。
答案：D
5．下列几种细胞在进行细胞分裂时，始终观察不到染色体的是( )
①洋葱根尖分生区细胞 ②变形虫细胞 ③大肠杆菌细胞 ④蛙的红细胞 ⑤蛙的囊胚期细胞 ⑥人的造血干细胞 ⑦发菜
A．③④⑦ B．③⑥⑦
C．①③⑤ D．②④⑥
解析：细胞分裂过程中始终观察不到染色体，说明其细胞分裂的方式可能是无丝分裂或细胞中无染色体。蛙的红细胞的分裂方式为无丝分裂。大肠杆菌和发菜属于原核生物，细胞中无染色体。
答案：A
6．在动物细胞有丝分裂中期，若从一极观察，可见到染色体的排列情况是图中的( )
解析：在有丝分裂中期，着丝点排列在赤道板上，课本中画出的是侧面图，若从一极观察，着丝点应散乱排布于“赤道板”上。
答案：D
7．若图甲、乙、丙是某同学做观察根尖分生区组织细胞有丝分裂实验时，在光学显微镜下观察到的图像，下列有关说法正确的是( )
A．图甲是在低倍镜下所观察到的植物根尖分生区细胞图像
B．将图甲转为图乙的操作步骤是移动装片→转动转换器→调节视野亮度→转动粗准焦螺旋
C．图丙是根尖经过解离、漂洗、染色、制片后，在高倍镜下所观察到的图像
D．制作装片的过程是解离→染色→漂洗→制片
解析：A项错误，图甲细胞呈长方形，应为根尖伸长区的细胞图像；B项错误，转动转换器换上高倍物镜后，不能再转动粗准焦螺旋；C项正确，图丙中能看到有丝分裂的各时期，说明在制作的过程中已经过解离、漂洗、染色、制片等一系列正确的操作流程；D项错误，制作装片的过程是解离→漂洗→染色→制片。
答案：C
8．人体干细胞可通过增殖分化形成新细胞。在一次分裂过程中细胞内依次发生的变化是( )
①复制的两个DNA分子完全分开 ②出现放射状排列的星射线 ③中心体发生倍增 ④着丝点排列在一个平面上
A．③→②→④→① B．②→④→③→①
C．③→②→①→④ D．②→③→④→①
解析：有丝分裂后期，着丝点分裂，姐妹染色单体分开，复制形成的两个DNA分子完全分开；有丝分裂前期中心体发出星射线，形成纺锤体；有丝分裂间期，中心体复制，数目倍增；有丝分裂中期，染色体的着丝点排列在赤道板上。
答案：A
9.图甲表示某种生物细胞有丝分裂某一时期图，表乙表示该生物细胞有丝分裂周期中细胞内DNA分子数和染色体数的变化，据图表回答下面的问题：
细胞周期
a期
b期
c期
d期
e期
DNA分子数
4→8
8
8
8
8→4
染色体数
4
4
4
4→8
8→4
表乙
(1)该生物细胞是________(填“动物”或“植物”)细胞，简述判断的理由________________________________________________________________________。
(2)图甲所表示的时期相当于表乙中细胞周期的________期(用字母表示)。
(3)由图表可知，该细胞在分裂前期有________个DNA分子，________条染色体。
(4)表乙中________期可在光学显微镜下看到姐妹染色单体(用字母表示)。
解析：(1)题图中的细胞呈椭圆形，没有细胞壁而具有中心体，所以为动物细胞。(2)着丝点分裂，染色体加倍并移向细胞的两极，处于有丝分裂的后期，相当于表乙中的d期。(3)该细胞在分裂前期(b期)的染色体数为4条，前期时的DNA分子是经过复制的，所以DNA为8个。(4)有丝分裂的前期和中期DNA分子数是染色体数的2倍，含有姐妹染色单体。
答案：(1)动物 细胞无细胞壁，由中心粒发出星射线形成纺锤体 (2)d (3)8 4 (4)b、c
【等级考选学做】(学业水平三、四)
10．细胞周期的各阶段中，一个细胞中的染色体和DNA分子数量比不可能是下图中的( )
解析：在细胞分裂周期中，染色体和DNA数目比有两种情况，当染色体中无染色单体时，染色体数目和DNA分子数目比为1：1；当染色体中有染色单体时，因为每一条染色单体上有一个DNA分子，染色体数目和DNA分子数目比为1：2。
答案：A
11．如图是某生物体细胞有丝分裂的不同分裂期，对图像的描述正确的是( )
A．甲、乙、丙细胞分别处在有丝分裂的前期、后期和中期
B．甲、乙、丙细胞染色体数、染色单体数与DNA数之比均为1：2：1
C．甲细胞进行中心体复制，发出星射线，形成了纺锤体
D．该生物可能是高等植物
解析：由图可知，甲细胞中中心体、染色体清晰可见，且染色体散乱排布，中心体移向细胞两极，处于有丝分裂前期，乙细胞内姐妹染色单体已经分开，且移向细胞两极，处于有丝分裂后期，丙细胞中着丝点整齐地排列在赤道板上，处于有丝分裂中期，A正确；乙细胞中无染色单体，B错误；中心体复制发生在间期，C错误；高等植物细胞中不含中心体，D错误。
答案：A
12．如图表示细胞有丝分裂过程中每条染色体中DNA含量变化曲线，下列有关叙述正确的是( )
A．该细胞在BC时期始终有染色单体存在
B．若是植物细胞，在BC时期会出现赤道板，由C到D会出现细胞板
C．DE时期不能表示细胞有丝分裂的后期
D．用电镜观察马蛔虫受精卵细胞，会发现中心粒倍增和移向细胞两极发生在AB段
解析：图中BC时期表示每条染色体中都含有两个DNA分子，所以包括了前期、中期，但不包括后期；若图中曲线表示植物细胞，细胞板则出现在DE段，赤道板是一个假想平面，并不是细胞的真实结构；DE段表示每条染色体中含有一个DNA分子，可以表示有丝分裂后期和末期；图中AB段表示间期，动物细胞中心粒的倍增发生在间期，倍增的中心粒移向细胞两极发生在前期。
答案：A
13.如图是某同学在观察洋葱根尖细胞有丝分裂时拍摄的显微照片。下列叙述正确的是( )
A．甲细胞中每条染色体的着丝点排列在细胞板上
B．乙细胞中染色体被平均分配，移向细胞两极
C．甲和乙细胞中的染色体数目相等，DNA含量相同
D．统计图中处于分裂期的细胞数可计算细胞周期的长短
解析：根据图示可知：甲细胞处于有丝分裂中期，乙细胞处于有丝分裂后期。甲细胞的每条染色体的着丝点排列在赤道板而不是细胞板上，A错误；乙细胞中的染色体被平均分配，移向细胞的两极，B正确；乙细胞中的染色体数是甲细胞中的2倍，DNA含量相同，C错误；细胞周期包括分裂间期和分裂期，统计图中处于分裂期的细胞数不可能计算出细胞周期的长短，只可计算分裂期所用时间在细胞周期中的比例，D错误。
答案：B
14．某科学家用含32P的培养基培养蚕豆根尖分生区细胞，测得一个细胞中放射性含量变化如右图。下列判断不正确的是( )
A．CF不能表示一个细胞周期，但可用它计算一个细胞周期的时间
B．AB可表示DNA散乱分布于纺锤体中央
C．在细胞质中不可能检测到放射性
D．着丝点分裂出现在BC和EF段
解析：AD或DG表示一个完整的细胞周期，CF从时间上等同于一个细胞周期持续的时间，但不能表示一个细胞周期，故A项正确；AB段放射性增大至最大，表示DNA散乱分布于纺锤体中央过程，故B项正确；线粒体中含有DNA，因此在细胞质中也能检测到放射性，故C项错误；BC段和EF段中放射性不变化，说明DNA含量未变，可表示前期、中期和后期，故D项正确。
答案：C
15．如图所示，图1是细胞有丝分裂示意图，图2是细胞有丝分裂过程中一个细胞内的染色体数目变化曲线图，图3表示在低倍显微镜视野中看到的洋葱根尖细胞，请据图回答下列问题：
(1)图1中的A图表示的是________细胞进行有丝分裂的________期。此时细胞中有DNA分子________个，染色单体________条。
(2)图1中的B图表示的有丝分裂过程相当于图2中曲线的哪一段？______。该生物的体细胞中有染色体______条。
(3)用胰蛋白酶处理染色体后，剩余的细丝状结构是________________。
(4)图3中属于分生区细胞的是________(填图中字母)。若换上高倍物镜，使分生区细胞移至视野中央，应将装片向________方移动。
(5)在观察植物细胞有丝分裂实验中，要将实验材料(洋葱根尖)进行染色，染色主要是让细胞内的________________染上颜色(紫色或红色)，便于观察清楚。龙胆紫溶液和醋酸洋红液都是________性染料。
(6)观察洋葱根尖细胞的有丝分裂时，剪取2～3 mm根尖，立即放入解离液中解离，其目的是________________________________________________________________________。
解析：图A中含有中心体，无细胞壁，为动物细胞有丝分裂中期；图B表示植物细胞有丝分裂后期；根尖分生区细胞呈正方形，排列紧密。
答案：
(1)动物 中 12 12
(2)a～b 6 (3)DNA (4)B 右(偏上)
(5)染色质或染色体 碱
(6)使组织细胞相互分离开来
16．[2019·东城高一期末]某研究小组探究了不同浓度K2CrO4溶液处理对某植物根尖分生组织细胞有丝分裂的影响，实验结果如下表所示。
K2CrO4溶液
(mmol·L－1)
观察的细
胞数量
进行分裂的
细胞数量
产生微核的
细胞数量
0
4 019
523
3
50
4 034
467
287
100
3 986
314
534
150
4 008
283
658
(1)制作根尖细胞有丝分裂装片时，剪取根尖，放入盐酸和酒精的混合液中________3～5 min；将根尖放入清水中漂洗10 min；用________溶液对根尖染色3～5 min，压片后制成装片。为更加清晰地观察计数染色体，应选取处于分裂________期的细胞进行观察。
(2)K2CrO4会使染色体发生断裂，断裂后没有着丝粒的染色体片段不能被________牵引，在有丝分裂________期核膜重建后，会被遗留在细胞核外，而成为微核。实验结果表明，K2CrO4溶液对有丝分裂和产生微核的影响依次是________、________(填“促进”、“抑制”或“无影响”)。
解析：根据表格分析，本实验的自变量是不同浓度K2CrO4溶液，因变量是进行有丝分裂细胞数和产生微核的细胞数；与对照组(K2CrO4溶液浓度为0)相比，随着K2CrO4溶液浓度的增加，进行分裂的细胞数量逐渐减少，产生微核的细胞数量逐渐增加，说明K2CrO4溶液对有丝分裂和产生微核的影响依次是抑制和促进。(1)制作根尖细胞有丝分裂装片的流程为解离、漂洗、染色、制片。剪取根尖，放入盐酸和酒精的混合液中解离3～5 min，目的是使组织细胞分散开来；将根尖放入清水中漂洗10 min；用醋酸洋红或龙胆紫对根尖染色3～5 min，压片后制成装片。为更加清晰地观察计数染色体，应选取处于分裂中期的细胞进行观察。(2)染色体发生断裂后，没有着丝粒的染色体片段不能被纺锤丝牵引，在有丝分裂末期核膜重建后，会被遗留在细胞核外，而成为微核。根据以上分析可知，K2CrO4溶液对有丝分裂和产生微核的影响依次是抑制和促进。
答案：
(1)解离 醋酸洋红或龙胆紫 中
(2)纺锤丝 末 抑制 促进
【素养养成练】
17．请回答下列有关生物实验的问题：
(1)在观察植物细胞有丝分裂的实验中，观察经解离、染色后制成的洋葱根尖临时装片，在其分生区细胞中看不到被明显染成深色的染色体，其原因最可能是________________________________________________________________________。
(2)铝是自然界中含量最多的金属元素，但是在人和动植物体内的水平却很低。有文章报道，铝对植物生长有益，但在一定的条件下，铝对植物也有毒害作用。同学们为探究三氯化铝对洋葱根尖细胞有丝分裂的影响，设计了如下实验(提示：细胞分裂程度可用细胞分裂指数来表示，即分裂中期的细胞数与所观察的细胞总数之比)。
实验材料及器材：略。
实验步骤：①取A、B、C、D四个培养皿，在培养皿中加入适量且等量的、质量浓度分别为0.2 g/L、0.4 g/L、0.6 g/L、0.8 g/L的AlCl3溶液。
②在每个培养皿中放入一个洋葱，在室温下培养生根。
③待洋葱长出5 cm长的新根后，分别从每个洋葱上剪取一个根尖，制成临时装片。
④镜检。观察并统计每张装片100个细胞中________细胞的数目，计算出
________________________________________________________________________。
预期实验结果与结论：(略)。
(3)认真阅读以上实验方案，并回答以下问题。
①以上实验方案的实验目的是
________________________________________________________________________。
②指出以上实验方案中的两个不足之处，并说明理由。
________________________________________________________________________。
解析：(1)细胞经解离后一定要用清水漂洗，然后才能染色。(2)本实验的目的是探究AlCl3溶液对洋葱根尖细胞有丝分裂程度的影响。实验的自变量为AlCl3溶液的浓度，实验的检测指标是细胞分裂程度。该实验除了利用不同浓度的AlCl3溶液处理洋葱根尖外，还需要利用清水作为对照组，便于准确判断不同浓度的AlCl3溶液对细胞有丝分裂的影响；同时，由于实验中只取一个根尖，会因各种偶然因素影响结果的准确性，所以要取多个根尖进行实验，将其平均值作为实验结果。
答案：(1)没有漂洗 (2)④处于分裂中期 分裂指数
(3)①探究不同浓度(四种浓度)的AlCl3溶液对洋葱根尖细胞有丝分裂程度(指数)的影响 ②a.只取一个根尖，会因各种偶然因素影响结果的准确性，应取多个根尖制临时装片，统计和计算细胞分裂指数的平均值； b．未设空白对照，依据实验结果难以准确判断不同浓度的AlCl3溶液对细胞有丝分裂的影响及影响程度
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第2课时 动植物细胞有丝分裂的区别和观察有丝分裂实验
课前自主预习案
一、动物细胞的有丝分裂
1．动植物细胞有丝分裂的不同点[填表]
时期
植物细胞有丝分裂
动物细胞有丝分裂
间期
无中心粒
有中心粒，且完成倍增
前期
细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体
中心粒移到细胞两极，并发出星射线形成纺锤体
末期
细胞板扩展形成细胞壁，分割细胞
细胞膜由中部向内凹陷，缢裂细胞
2.有丝分裂的特征和意义
(1)特征：将经过复制的亲代细胞的染色体，精确地平均分配到两个子细胞中。
(2)意义：在细胞的亲代和子代间保持了遗传性状的稳定性。
二、无丝分裂
三、细胞不能无限长大
细胞不能无限长大的限制因素
四、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、茎尖的分生区细胞能进行有丝分裂。
(2)在高倍显微镜下，可根据细胞内染色体的形态识别该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碱性染料(如龙胆紫溶液)着色。
(4)盐酸和酒精混合液能使组织中的细胞相互分离。
2．实验试剂
(1)解离液：由质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精按11配制而成。
(2)龙胆紫溶液(或醋酸洋红液)：使染色体着色。
(3)漂洗液：清水，洗去组织中的解离液。
3．实验步骤
(1)装片的制作：[填图]
(2)观察：使用低倍镜找到根尖分生区的细胞，然后换上高倍镜，观察分生区的各个细胞，并找到有丝分裂各个时期的细胞。
判断下列有关叙述的正误
(1)动植物细胞有丝分裂过程中染色体的形态变化不同( )
(2)动物细胞分裂间期有DNA的复制和中心体的倍增( )
(3)无丝分裂过程中核膜不消失( )
(4)制作细胞的有丝分裂装片时，洋葱根尖解离后直接用龙胆紫溶液染色( )
(5)解离和压片都有利于根尖分生区细胞分散( )
答案：(1)× (2)√ (3)√ (4)× (5)√
课堂互动探究案
【课程标准】
描述细胞通过不同的方式进行分裂，其中有丝分裂保证了遗传信息在亲代和子代细胞中的一致性
制作和观察根尖细胞有丝分裂简易装片，或观察其永久装片
【素养达成】
1．通过比较分析，阐明动植物细胞有丝分裂的异同。(科学思维)
2．观察细胞分裂示意图，动手画坐标曲线图，理解有丝分裂中染色体和DNA等物质的数目变化特点。(科学思维)
3．制作装片并观察根尖分生组织细胞的有丝分裂过程。(科学探究)
有丝分裂中形成的染色体可以在高倍镜下观察到，因此我们可以通过观察染色体的数目和形态来判断细胞分裂的不同时期。另外，动物细胞和植物细胞在结构上有很大的区别，植物细胞有细胞壁，动物细胞没有细胞壁，但有中心体，因此它们的有丝分裂过程也有着不同的地方。这就是今天这节课要学的内容。
探究点一 动、植物细胞有丝分裂的比较、无丝分裂
【师问导学】
如图是动物细胞和高等植物细胞有丝分裂的对比图，据图分析：
时期
间期
前期
末期
植物细胞
动物细胞
1.动植物细胞分裂间期的区别主要是什么？
答案：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？
答案：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？
答案：高等植物细胞中央出现细胞板，向四周扩展形成细胞壁，一个细胞形成两个子细胞；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．(1)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？
(2)无丝分裂过程中有遗传物质的复制和分离吗？两个子细胞的遗传物质完全相同吗？
(3)原核细胞的分裂方式是无丝分裂吗？
答案：
(1)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植物细胞中高尔基体参与分裂，合成纤维素和果胶，形成新的细胞壁。
(2)无丝分裂过程中有遗传物质的复制和分离，核遗传物质一定平均分配，否则不能保证子细胞遗传性状的稳定性，细胞质遗传物质并不平均分配，总的遗传物质不完全相同。
(3)不是。无丝分裂是真核细胞的一种分裂方式，原核细胞的分裂方式称为二分裂。
【智涂笔记】
动物细胞和高等植物细胞有丝分裂的区别可以归纳为：
(1)三个时期：区别较大的集中在分裂间期、前期和末期。
(2)二个结构：变化集中于中心体和细胞板两个结构。
(3)一个特例：低等植物细胞兼具动物细胞和高等植物细胞的特点。
【师说核心】
1．高等植物细胞与动物细胞有丝分裂过程的比较
不同点
相同点
有丝分裂过程
间期
分裂期
中心体
有无及
倍增
前期：纺锤体形成机制不同
末期：胞质分裂方式不同
高等
植物
细胞
无
染色体完成复制
染色体平均分配到两个子细胞中
动物
细胞
有
染色体完成复制
染色体平均分配到两个子细胞中
2.根据染色体变化识别细胞分裂时期
(1)染色质变为染色体，染色体散乱分布→前期，如图1。
(2)着丝点排列在赤道板上→中期，如图2。
(3)着丝点分裂，染色体数目加倍→后期，如图3。
(4)染色体变成染色质→末期，如图4。
3．动植物细胞分裂图像的识别
(1)
(2)图像呈圆形，外面无细胞壁，或有中心粒结构，无细胞板结构，通过缢裂方式产生子细胞，一般可判断为动物细胞。
【检测反馈】
1．(合格必考)关于高等动、植物细胞有丝分裂的叙述，正确的是( )
A．核分裂时，染色体的活动不同
B．细胞质的分裂方式相同
C．纺锤体的形成和消失方式相同
D．细胞分裂末期高尔基体的作用不同
解析：动、植物细胞有丝分裂过程中，染色体变化是相同的；细胞质的分裂方式不同，动物细胞从中央凹陷缢裂均分细胞质，植物细胞中央出现细胞板，分隔细胞质形成两个子细胞；在末期高尔基体的作用不同，动物细胞高尔基体与细胞分裂无直接关系，植物细胞高尔基体与细胞壁的形成有关。
答案：D
2．(合格必考)如图为某一高等生物的细胞进行有丝分裂某一时期的图像，下列叙述不正确的是( )
A．该生物为一种植物
B．该细胞中含有8条染色单体
C．该细胞处于有丝分裂后期
D．该细胞含有8条染色体
解析：图中细胞具有细胞壁，是植物细胞；细胞中正在发生染色体着丝点分裂，姐妹染色单体分开，形成的子染色体在纺锤丝的牵引下正向两极移动，该细胞处于有丝分裂的后期；染色体数目以着丝点为准，图中有8个着丝点即含有8条染色体，没有染色单体存在。
答案：B
3．(合格必考)下列关于无丝分裂的叙述错误的是( )
A．低等生物细胞特有的分裂方式
B．也存在遗传物质的复制过程
C．分裂过程中不出现纺锤丝
D．分裂过程中不出现染色体的变化
解析：无丝分裂是指分裂过程中不会出现纺锤丝和染色体的变化的一种细胞分裂方式。无丝分裂与有丝分裂一样也存在遗传物质的复制过程。无丝分裂在高等动物体内也存在，如蛙的红细胞的分裂。
答案：A
4．(合格必考)依据生理特点，鉴别一个正在进行有丝分裂的细胞是植物细胞还是动物细胞，最可靠的方法是检查它( )
A．DNA的复制方式
B．是否出现星射线
C．细胞质分成两部分的方式
D．自身蛋白质合成的方式
解析：最可靠的区分依据是检查它的子细胞形成方式。
答案：C
5．(等级选考)下面是某动物细胞有丝分裂模式图，有关叙述不正确的是( )
A．上述细胞有丝分裂的顺序是甲→丁→乙→丙
B．显微镜下观察到最多的细胞处于甲时期
C．开始出现染色体的时期是丁，染色体开始转变成染色质形态的时期是丙
D．若某药物可抑制纺锤体形成，则它极可能是作用于丙图
解析：图中甲为间期，乙为后期，丙为末期，丁为前期，故图中细胞有丝分裂顺序为甲→丁→乙→丙；细胞周期中，间期历时最长，显微镜观察连续分裂的动物组织细胞，处于间期的细胞数目最多；细胞有丝分裂过程中，染色体出现在前期，消失转变为染色质发生在末期；纺锤体的形成是在前期。
答案：D
6．(等级选考)洋葱根尖分生区细胞在分裂过程中不会出现的是( )
A．在细胞分裂间期，核糖体合成蛋白质功能增强
B．在细胞分裂前期，细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体
C．在细胞分裂中期，细胞内ATP的含量明显减少
D．在细胞分裂末期，高尔基体为细胞壁的形成合成多糖
解析：在细胞分裂间期，要完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，而蛋白质的合成场所是核糖体，所以核糖体合成蛋白质功能增强，A正确；在细胞分裂前期，高等植物细胞由两极发出纺锤丝形成纺锤体，B正确；在细胞分裂中期，由于染色体的运动等导致细胞内ATP消耗增加，但由于ATP与ADP的相互转化，所以ATP含量基本保持相对平衡，C错误；在细胞分裂末期，在赤道板位置，细胞板扩展形成细胞壁，而高尔基体与细胞壁的形成有关，D正确。
答案：C
探究点二 动植物细胞有丝分裂过程中的染色体、DNA数量变化规律
【师问导学】
1．结合有丝分裂各时期染色体的特点，以体细胞中DNA数目为2c、染色体数目为2n为例，完成下表：
项目
时期
染色体形态变化
核DNA
分子数目
染色体
数目
染色单
体数目
分裂间期
2c→__
______
__→4n
分裂
前期
______
______
______
分裂中期
______
______
______
分裂后期
______
______
______
分裂末期
______
______
______
答案：4c 2n 0 4c 2n 4n 4c 2n 4n 4c 4n 0 4c→2c 4n→2n 0
2．结合上表分析，请绘出核DNA的变化曲线，并分析：
(1)DNA数目加倍是在什么时期？原因是什么？
(2)DNA数目减半是在什么时期？原因又是什么？
答案：如图所示
(1)分裂间期。原因是DNA复制，DNA分子数目加倍。
(2)末期。原因是细胞一分为二，DNA数目减半。
3．结合上表，请绘出染色体数目的变化曲线，并分析：
(1)染色体数目加倍是在什么时期？原因是什么？
(2)加倍后的染色体数目减半是在什么时期？原因是什么？
答案：如图所示
(1)后期。原因是着丝点分裂，姐妹染色单体分开成为染色体，染色体数目加倍。
(2)末期。原因是细胞一分为二，染色体数目减半。
4．结合上表，染色单体的变化曲线又是怎样的？请绘出。
答案：如图所示
5．结合上表，如图表示细胞有丝分裂过程中一条染色体上的DNA含量变化图解，请分析：
(1)AB段变化的原因是什么？
(2)BC段中始终存在染色单体吗？
(3)CD段表示什么时期？变化的原因是什么？
答案：
(1)DNA分子的复制。
(2)是。
(3)后期。着丝点分裂，姐妹染色单体分开成为染色体，每条染色体上又只含有一个DNA分子。
【智涂笔记】
(1)有丝分裂后期染色体数目是最多的。
(2)有丝分裂中，核DNA在分裂间期因为DNA的复制而加倍，末期细胞一分为二时减半；染色体在后期着丝点分裂后加倍，末期细胞一分为二时减半；染色单体形成于间期，出现于前期、中期，后期消失。
【师说核心】
有丝分裂过程中表示染色体、染色单体和DNA分子的数目变化有多种形式，如表格、曲线、柱状图等。
1．表格形式
分裂间期
前期
中期
后期
末期
染色体数
2N
2N
2N
4N
2N
染色单体数
0→4N
4N
4N
0
0
DNA分子数
2N→4N
4N
4N
4N
2N
2.曲线图形式
(1)纵坐标是染色体、染色单体和DNA分子的数量
A→B是DNA复制的结果，C→D是染色体着丝点分裂的结果，E→F是染色体平均分配到两个子细胞的结果。
(2)纵坐标是染色体与DNA的比值
图中A→B是G1期，1条染色体含有1个DNA分子；B→C是S期，完成DNA复制，1条染色体含有2个DNA分子，所以比值由1到1/2，直至DE段；到了后期，染色体着丝点分裂，两个姐妹染色单体分开成为两个染色体，每个染色体含有1个DNA分子，比值由1/2到1，直至末期。
3．柱状图形式
A→B表示间期的变化，B→C表示前期到中期的变化，C→D表示中期到后期的变化，D→E表示后期到末期的变化。
【检测反馈】
1．(合格必考)在细胞有丝分裂过程中，当染色体、染色单体和DNA分子三者数量比为1：2：2时，所处的分裂期应是( )
A．前期和中期 B．中期和后期
C．后期和末期 D．前期和末期
解析：在细胞有丝分裂的间期，细胞核内染色体复制的结果是每条染色体形成两条完全一样的姐妹染色单体，共用一个着丝粒，因此在分裂期的前期和中期，每一条染色体含两条姐妹染色单体，也含两个DNA分子，染色体、染色单体和DNA分子的数量之比为1：2：2。分裂后期，着丝粒分裂，染色单体分开成为两条子染色体，因此，后期和末期染色单体的数目变为0，DNA分子数目与染色体数目相同。
答案：A
2．(合格必考)处于有丝分裂过程中的动物细胞，当中心体移向两极时，染色体数(a)、染色单体数(b)、DNA分子数(c)可表示为下图中的哪一项( )
解析：动物细胞有中心体，在细胞分裂间期，中心体的两个中心粒各自产生了一个新的中心粒，即中心体的复制。在分裂前期，一组中心粒的位置不变，另一组中心粒移向细胞的另一极，因而决定了细胞的分裂方向。由此可知题目要求判断的是分裂前期三者的数量关系，它们的数量关系是：染色体：染色单体：DNA＝1：2：2。
答案：B
3．(合格必考)如图表示某生物细胞有丝分裂过程中细胞核内DNA分子含量变化的曲线。下列有关叙述正确的是( )
A．O～a段表示间期，染色体复制，DNA含量加倍
B．动物细胞中，只有在b～d段含有两组中心粒
C．c～d段细胞核中染色体：染色单体：DNA为1：2：2
D．细菌与b～c段细胞相比主要区别是没有核膜和核仁
解析：O～a段表示间期，进行染色体复制(DNA的复制和蛋白质的合成)，DNA含量加倍，A正确；动物含有中心体，中心体在间期复制，在有丝分裂的前、中、后期的细胞中都含有2个中心体，即图中a～d段细胞中都含有2个中心体，B错误；c～d段表示有丝分裂后期，着丝点分裂，染色单体变成染色体，所以此时细胞核中染色体：染色单体：DNA为1：0：1，C错误；b～c段表示分裂中期，由于核膜、核仁在前期已经解体消失，故中期细胞中没有核膜和核仁，而细菌细胞是原核生物，没有核膜、核仁，所以细菌与b～c段细胞均无核膜、核仁，D错误。
答案：A
4．(合格必考)真核细胞的DNA是随着染色体的复制而复制的，研究表明，真核生物染色体的复制是不同步的，有的先复制，有的后复制。下图中能真实反映染色体复制过程中染色体数目变化的是( )
解析：染色体复制的实质是DNA的复制，染色体复制后染色体的数目不变。
答案：C
5．(等级选考)细胞增殖过程中DNA含量会发生变化，通过测定一定数量细胞的DNA含量，可分析其细胞周期。根据细胞的DNA含量不同，将某种连续增殖的细胞分为三组，每组的细胞数目如图。从图中所示结果分析其细胞周期，不正确的是( )
A．乙组细胞正在进行DNA复制
B．细胞分裂间期的时间比分裂期长
C．丙组中只有部分细胞的染色体数目加倍
D．将周期阻断在DNA复制前会导致甲组细胞数减少
解析：乙组细胞中的DNA相对含量为2c～4c，说明正在进行DNA复制，A正确；甲组和乙组所示的细胞均处于分裂间期，丙组细胞中的DNA相对含量为4c，说明正处于分裂期，处于分裂间期的细胞数量远多于分裂期的细胞，说明细胞分裂间期的时间比分裂期长，B正确；丙组处于分裂期，其中处于分裂后期和末期的细胞中染色体数目加倍，C正确；将周期阻断在DNA复制前将会导致甲组细胞数增加，D错误。
答案：D
探究点三 运用模型作解释及观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
【师问导学】
一、“细胞大小与物质运输的关系”实验
根据实验结果进行计算得到下表，请据表分析：
琼脂
块的
边长
(cm)
表面积
(cm2)
体积
(cm3)
表面积与
体积之比
NaOH
扩散
的深度
(cm)
NaOH扩散的
体积与整
个琼脂块的
体积之比
1
6
1
6
0.5
1
2
24
8
3
0.5
3
54
27
2
0.5
1.在相同时间内，NaOH在每一琼脂块内扩散的深度是否相同？说明什么？
答案：基本相同。说明NaOH在每一琼脂块内扩散的速率是相同的。
2．琼脂块的表面积和体积之比随着琼脂块的增大发生什么变化？
答案：逐渐减小。
3．NaOH扩散的体积和整个琼脂块的体积之比随着琼脂块的增大发生什么变化？
答案：逐渐减小。
4．由此可见，细胞体积与周围环境之间进行物质交流的效率之间是什么关系？
答案：细胞体积越大，与周围环境之间进行物质交流的效率就越低。
5．结合影响细胞不能无限长大的因素和细胞生长所需的条件，思考细胞是不是越小越好？
答案：不是。组成细胞的结构(如核糖体等)和物质(如酶)必须占据一定的空间，细胞内各种生化反应的进行也需要一定的空间，这些因素决定了细胞的体积不能太小。
二、根据下图和教材内容完成相关问题：
1．该实验的选材有什么要求？下表中最合适的是哪一种生物？
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。
2．实验中在用解离液对根尖进行解离的时候，时间选择3～5 min，处理时间太短或太长都不好，请思考要严格控制时间的原因。
答案：①解离时间过长会使根尖过分酥软且染色体成分会被破坏。
②解离时间过短会使根尖细胞解离不充分，不能相互分离。
3．解离完要进行漂洗，而且一定要彻底，这样处理的目的是什么？
答案：防止残留的解离液(盐酸)继续破坏细胞，同时盐酸也腐蚀镜头也会影响染色效果。
4．装片中细胞相互重叠，会导致观察效果不理想，请思考实验中有哪些操作可以保证细胞相互分散开？
答案：①解离要充分；②用镊子弄碎；③压片。
5．视野中处于哪个时期的细胞数目最多？为什么？
答案：处于间期的细胞最多，因为在细胞周期中间期经历时间最长。
6．在观察时如何找到分生区细胞？
答案：把制成的装片先放在低倍镜下观察，扫视整个装片，找到呈正方形且排列紧密的细胞即为分生区细胞。
7．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：不能。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。
【智涂笔记】
1．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。
2．观察根尖组织细胞有丝分裂实验的三点提醒
(1)视野中处于间期的细胞最多，因为间期时间最长。
(2)每一时期的时长＝细胞周期×此时期的细胞数占计数细胞总数的比例。
(3)观察不到细胞分裂的动态连续变化的原因：根尖细胞解离时已经被解离液杀死。
【师说核心】
一、细胞大小与物质运输效率关系的模拟实验
1．实验原理
酚酞遇NaOH呈紫红色；用琼脂块的大小模拟细胞的大小；用NaOH扩散的体积与整个琼脂块的体积之比来表示物质运输效率。
2．实验步骤
制备琼脂块：将琼脂块切成3块边长分别为3 cm、2 cm、1 cm的正方体
↓
浸泡：将琼脂块同时放入质量分数为0.1%的NaOH溶液中，浸泡10 min
↓
切割：捞取、干燥，将琼脂块切成两半
↓
测量：测量切面上NaOH扩散的深度
↓
计算、记录：计算不同琼脂块的体积、表面积、NaOH扩散的体积和整个琼脂块体积的比值，记入相应的表格
3．实验结果
(1)在相同时间内，NaOH在每一琼脂块内扩散的深度基本相同，说明NaOH在每一琼脂块内扩散的速率是相同的。
(2)请计算直径为20 μm和30 μm的球形细胞的表面积和体积之比(球体的体积公式V＝4/3πr3，表面积公式S＝4πr2)，将计算结果填入下表：
细胞直径(μm)
表面积(μm2)
体积(μm3)
表面积/体积
20
1 256
4 187
0.30
30
2 826
14 130
0.20
4.实验结论
细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞与周围环境之间进行物质交流的面积相对越小，所以物质运输的效率越低。
二、观察根尖分生组织细胞的有丝分裂
1．操作步骤
2．使根尖细胞相互分散的方法
(1)解离，盐酸可破坏细胞壁的果胶层，使组织细胞分离。
(2)制片时用镊子尖把根尖弄碎。
(3)压片可使细胞尽可能呈单层铺展。
3．实验过程中的注意事项
(1)解离：
①解离充分，细胞才能分离开来。
②解离时间要适当：过长会使根尖过于酥软且染色体成分被破坏，过短会使根尖细胞不能相互分离。
(2)漂洗：
①漂洗一定要彻底，防止解离液有残留。
②染色前必须先漂洗，这两步不能颠倒，否则影响实验效果。
(3)染色：染色时要掌握好染色液的浓度和染色时间，若染色时间过长，染色过深，显微镜下会出现一片紫色，无法观察到染色体。
(4)压片：压片时用力要恰当，过重会将组织压烂，过轻则细胞不能分散开来，用力过重或过轻都会影响观察。
(5)观察：
①通过解离将细胞杀死，使细胞停留在不同分裂时期，因此要不断移动装片，寻找不同时期的细胞分裂图像。
②观察到的不同时期细胞数目的多少反映出各时期经历时间的长短，其中，处于间期的细胞数目最多。
【检测反馈】
1．(合格必考)大多数高等动植物细胞的直径一般在20～30 μm之间，根据实验细胞模型的探究，你认为对如此微小的细胞叙述，正确的分析是( )
A．细胞越大，物质运输所需时间越长
B．细胞越小，物质运输所需时间越长
C．细胞越小，物质运输越快，越旺盛
D．细胞越小，遗传物质发挥作用越容易
解析：随体积增大，物质交换和运输所需时间相应增加。细胞变小，物质运输所需时间相应减少；细胞核与细胞质之间的比值一般以1/3为宜，细胞太小，不利于细胞代谢。遗传物质的表达需要场所，细胞太小遗传物质不易发挥作用。
答案：A
2．(合格必考)下列有关细胞不能无限长大的原因中，不正确的是( )
A．与细胞表面积和体积的比例有关
B．细胞核的大小是有一定限度的
C．细胞体积过大不利于细胞内的物质交流
D．细胞的体积与细胞核无关
解析：与细胞的表面积和体积比有关，细胞体积越大，细胞的表面积和体积比越小，物质运输的效率越低，A正确；细胞核是细胞代谢的控制中心，所以细胞不能无限长大与细胞核所能控制的范围有关，B正确，D错误；细胞体积越大，细胞的表面积和体积比越小，物质运输的效率越低，C正确。
答案：D
3．(合格必考)下列关于“观察洋葱根尖分生区组织细胞的有丝分裂”实验的叙述，错误的是( )
A．制片流程为：解离→漂洗→染色→制片
B．观察中期细胞可清晰地看到染色体且随后染色体着丝点分裂
C．显微镜下绝大多数细胞中不能观察到染色体
D．低倍镜下寻找分生区的依据是细胞呈正方形、排列紧密
解析：制片流程为解离→漂洗→染色→制片，A正确；观察中期细胞可清晰地看到染色体但是看到的细胞均是死细胞，所以看不到动态变化，B错误；细胞分裂间期时间长，所以显微镜下只有少数细胞中能观察到染色体，C正确；分生区细胞分裂能力强，细胞呈正方形、排列紧密，D正确。
答案：B
4．(合格必考)下列关于“观察洋葱根尖分生区组织细胞有丝分裂”实验的叙述正确的是( )
A．盐酸和酒精混合液主要起固定作用
B．碱性染料吡罗红可用于染色体染色
C．观察到分裂末期细胞内细胞板向四周扩展形成新细胞壁
D．细胞内染色体的存在状态可作为判断有丝分裂各时期的依据
解析：盐酸和酒精混合液的作用是解离，使组织细胞分散开，A错误；染色体易被碱性染料(如龙胆紫溶液、醋酸洋红液)染成深色，B错误；经过解离步骤后，细胞已经死亡，因此观察不到细胞板向四周扩展形成新细胞壁的动态变化过程，C错误；有丝分裂不同时期，细胞中染色体的形态存在一定差异，因此细胞内染色体的存在状态可作为判断有丝分裂各时期的依据，D正确。
答案：D
5．(合格必考)用高倍显微镜观察洋葱根尖细胞的有丝分裂时，下列叙述正确的是( )
A．可看到分裂中期的染色体和DNA
B．视野中不同细胞的染色体数目可能不相等
C．处于分裂间期和中期的细胞数目大致相等
D．选某个特定细胞可观察它的整个分裂过程
解析：在高倍显微镜下观察不到DNA。有丝分裂过程中，间期、前期、中期与末期染色体数目相等，均是后期染色体数目的一半，因此视野中不同细胞的染色体数目可能不相等。分裂间期的持续时间约占细胞周期的90%～95%，因此，处于分裂间期的细胞数目远远多于处于中期的细胞数目。洋葱根尖细胞经解离后死亡，故不能观察某个特定细胞的整个分裂过程。
答案：B
6．(合格必考)下列关于“观察植物细胞的有丝分裂”实验的叙述，正确的是( )
A．本实验可用健那绿染液代替龙胆紫染液为染色体染色
B．观察到分裂中期的细胞核内染色体的着丝点整齐排列在赤道板上
C．该实验的操作过程包括取材→解离→漂洗→染色→压片→观察
D．质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精混合液主要起固定作用
解析：染色体或染色质能被碱性染料染成深色，一般用龙胆紫溶液或醋酸洋红液进行染色，不能用健那绿染液替代，A错误；细胞分裂中期，细胞核的核膜与核仁已经解体，无细胞核；所有染色体的着丝点整齐排列在赤道板上，B错误；实验制作临时装片的步骤是解离→漂洗→染色→制片，然后先在低倍镜下观察，再在高倍镜下观察，C正确；质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精混合液主要起解离作用，使细胞相互分离开来，D错误。
答案：C
7．(等级选考)[2019·北京西城高一期末]如图是光学显微镜下观察到的洋葱(体细胞中含有16条染色体)根尖细胞有丝分裂图像。请回答：
(1)制作临时装片时，取根尖2～3 mm是为方便找到________区的细胞，根尖经过解离、漂洗后，用________染色，观察不同时期细胞中的染色体形态。
(2)在一个视野中大多数的细胞处于图中________(填图中字母)细胞的时期，该时期为________，细胞在这一时期进行________，为后续的分裂过程做准备。
(3)为观察染色体的形态和数目应选择图中的________(填图中字母)细胞，该细胞处于分裂期的________期。
(4)细胞分裂后期的特点是________，此时上述一个细胞内染色体数目变为________条。
解析：(1)制作临时装片的过程一般包括解离、漂洗、染色、制片等四步。洋葱根尖分生区细胞呈正方形，排列紧密，有的正在进行有丝分裂，观察洋葱根尖有丝分裂装片时，应找到分生区的细胞进行观察。龙胆紫溶液可以将染色体染色。(2)细胞周期中分裂间期的时间长，因此在一个视野中大多数的细胞处于C分裂间期，此时细胞中发生的主要变化是DNA的复制和有关蛋白质的合成。(3)B细胞中染色体整齐的排在赤道板平面上，表示分裂中期，因此为观察染色体的形态和数目应选择图中的B细胞。(4)细胞分裂后期着丝粒分裂，姐妹染色单体分离，体细胞中含有16条染色体，在分裂后期，着丝粒分裂，细胞内染色体数目加倍，变为32条。
答案：
(1)分生 龙胆紫溶液
(2)C 分裂间期 DNA复制和有关蛋白质的合成
(3)B 中
(4)着丝粒分裂，姐妹染色单体分离 32
【网络建构】
【主干落实】
1．动物细胞与高等植物细胞有丝分裂的主要区别在于：
(1)间期中心粒倍增。
(2)前期纺锤体由中心粒发出的星射线组成。
(3)末期细胞膜从中部凹陷并把细胞缢裂为两部分。
2．无丝分裂没有出现纺锤丝和染色体的变化。
3．龙胆紫溶液或醋酸洋红液的作用是使染色体着色，盐酸和酒精的作用是解离植物细胞。
4．洋葱根尖细胞有丝分裂装片制作的流程：解离→漂洗→染色→制片。
5．由于细胞分裂间期持续时间最长，因此处于分裂间期的细胞数目最多。
课后分层检测案22 动植物细胞有丝分裂的区别和观察有丝分裂实验
授课提示：对应学生用书177页
【合格考全员做】(学业水平一、二)
1．下列哪一项叙述，表明动物细胞正在进行有丝分裂( )
A．核糖体合成活动加强
B．线粒体产生大量ATP
C．中心体周围发射出星射线
D．高尔基体数目显著增多
解析：核糖体合成活动加强和线粒体产生大量ATP只能说明细胞代谢旺盛，不一定进行有丝分裂；在动物细胞中，高尔基体的作用是与细胞分泌物的形成有关，高尔基体数目增多，说明细胞分泌活动加强，与有丝分裂无直接关系。选项中只有中心体周围发出星射线是动物细胞进行有丝分裂的特征。
答案：C
2．下列关于菠菜根尖分生组织细胞有丝分裂过程的描述，正确的是( )
A．细胞分裂中期，染色体形态稳定、数目清晰，着丝点排列在细胞板上
B．细胞分裂间期，细胞核和叶绿体中的DNA复制
C．细胞分裂前期，核膜逐渐消失，核仁逐渐解体
D．细胞分裂末期，赤道板消失、高尔基体参与细胞板的形成
解析：菠菜根尖分生组织细胞有丝分裂中期，染色体着丝点排列在赤道板上，而不是细胞板，中期细胞板还未形成；根尖无叶绿体，分裂间期只有细胞核DNA复制；赤道板只表示一个位置，细胞中无赤道板这一结构。
答案：C
3．下列关于染色体和DNA分子关系的叙述，正确的是( )
A．DNA分子数目加倍时，染色体数目也加倍
B．染色体数目减半时，DNA分子数目不变
C．染色体数目加倍时，DNA分子数目也加倍
D．染色体复制时，DNA分子也复制
解析：DNA分子加倍发生在有丝分裂间期，此时染色体数目没有加倍；染色体减半发生在有丝分裂的末期，此时DNA分子的数目也随之减半；染色体数目加倍发生在有丝分裂的后期，此时DNA分子数目没有发生改变；染色体的复制实质是指DNA分子的复制。
答案：D
4．a、b、c、d分别是某些体细胞某个分裂时期的示意图，相关的描述正确的是( )
A．a图表示植物细胞有丝分裂中期
B．b图表示人成熟红细胞分裂的某个阶段
C．c图细胞由于着丝点分裂，染色体数目加倍，染色单体数目不变
D．d图细胞中含有8条染色单体
解析：题干中a图为有丝分裂末期；b图为蛙红细胞的无丝分裂；c图由于着丝点分裂，染色单体消失。
答案：D
5．下列几种细胞在进行细胞分裂时，始终观察不到染色体的是( )
①洋葱根尖分生区细胞 ②变形虫细胞 ③大肠杆菌细胞 ④蛙的红细胞 ⑤蛙的囊胚期细胞 ⑥人的造血干细胞 ⑦发菜
A．③④⑦ B．③⑥⑦
C．①③⑤ D．②④⑥
解析：细胞分裂过程中始终观察不到染色体，说明其细胞分裂的方式可能是无丝分裂或细胞中无染色体。蛙的红细胞的分裂方式为无丝分裂。大肠杆菌和发菜属于原核生物，细胞中无染色体。
答案：A
6．在动物细胞有丝分裂中期，若从一极观察，可见到染色体的排列情况是图中的( )
解析：在有丝分裂中期，着丝点排列在赤道板上，课本中画出的是侧面图，若从一极观察，着丝点应散乱排布于“赤道板”上。
答案：D
7．若图甲、乙、丙是某同学做观察根尖分生区组织细胞有丝分裂实验时，在光学显微镜下观察到的图像，下列有关说法正确的是( )
A．图甲是在低倍镜下所观察到的植物根尖分生区细胞图像
B．将图甲转为图乙的操作步骤是移动装片→转动转换器→调节视野亮度→转动粗准焦螺旋
C．图丙是根尖经过解离、漂洗、染色、制片后，在高倍镜下所观察到的图像
D．制作装片的过程是解离→染色→漂洗→制片
解析：A项错误，图甲细胞呈长方形，应为根尖伸长区的细胞图像；B项错误，转动转换器换上高倍物镜后，不能再转动粗准焦螺旋；C项正确，图丙中能看到有丝分裂的各时期，说明在制作的过程中已经过解离、漂洗、染色、制片等一系列正确的操作流程；D项错误，制作装片的过程是解离→漂洗→染色→制片。
答案：C
8．人体干细胞可通过增殖分化形成新细胞。在一次分裂过程中细胞内依次发生的变化是( )
①复制的两个DNA分子完全分开 ②出现放射状排列的星射线 ③中心体发生倍增 ④着丝点排列在一个平面上
A．③→②→④→① B．②→④→③→①
C．③→②→①→④ D．②→③→④→①
解析：有丝分裂后期，着丝点分裂，姐妹染色单体分开，复制形成的两个DNA分子完全分开；有丝分裂前期中心体发出星射线，形成纺锤体；有丝分裂间期，中心体复制，数目倍增；有丝分裂中期，染色体的着丝点排列在赤道板上。
答案：A
9.图甲表示某种生物细胞有丝分裂某一时期图，表乙表示该生物细胞有丝分裂周期中细胞内DNA分子数和染色体数的变化，据图表回答下面的问题：
细胞周期
a期
b期
c期
d期
e期
DNA分子数
4→8
8
8
8
8→4
染色体数
4
4
4
4→8
8→4
表乙
(1)该生物细胞是________(填“动物”或“植物”)细胞，简述判断的理由________________________________________________________________________。
(2)图甲所表示的时期相当于表乙中细胞周期的________期(用字母表示)。
(3)由图表可知，该细胞在分裂前期有________个DNA分子，________条染色体。
(4)表乙中________期可在光学显微镜下看到姐妹染色单体(用字母表示)。
解析：(1)题图中的细胞呈椭圆形，没有细胞壁而具有中心体，所以为动物细胞。(2)着丝点分裂，染色体加倍并移向细胞的两极，处于有丝分裂的后期，相当于表乙中的d期。(3)该细胞在分裂前期(b期)的染色体数为4条，前期时的DNA分子是经过复制的，所以DNA为8个。(4)有丝分裂的前期和中期DNA分子数是染色体数的2倍，含有姐妹染色单体。
答案：(1)动物 细胞无细胞壁，由中心粒发出星射线形成纺锤体 (2)d (3)8 4 (4)b、c
【等级考选学做】(学业水平三、四)
10．细胞周期的各阶段中，一个细胞中的染色体和DNA分子数量比不可能是下图中的( )
解析：在细胞分裂周期中，染色体和DNA数目比有两种情况，当染色体中无染色单体时，染色体数目和DNA分子数目比为1：1；当染色体中有染色单体时，因为每一条染色单体上有一个DNA分子，染色体数目和DNA分子数目比为1：2。
答案：A
11．如图是某生物体细胞有丝分裂的不同分裂期，对图像的描述正确的是( )
A．甲、乙、丙细胞分别处在有丝分裂的前期、后期和中期
B．甲、乙、丙细胞染色体数、染色单体数与DNA数之比均为1：2：1
C．甲细胞进行中心体复制，发出星射线，形成了纺锤体
D．该生物可能是高等植物
解析：由图可知，甲细胞中中心体、染色体清晰可见，且染色体散乱排布，中心体移向细胞两极，处于有丝分裂前期，乙细胞内姐妹染色单体已经分开，且移向细胞两极，处于有丝分裂后期，丙细胞中着丝点整齐地排列在赤道板上，处于有丝分裂中期，A正确；乙细胞中无染色单体，B错误；中心体复制发生在间期，C错误；高等植物细胞中不含中心体，D错误。
答案：A
12．如图表示细胞有丝分裂过程中每条染色体中DNA含量变化曲线，下列有关叙述正确的是( )
A．该细胞在BC时期始终有染色单体存在
B．若是植物细胞，在BC时期会出现赤道板，由C到D会出现细胞板
C．DE时期不能表示细胞有丝分裂的后期
D．用电镜观察马蛔虫受精卵细胞，会发现中心粒倍增和移向细胞两极发生在AB段
解析：图中BC时期表示每条染色体中都含有两个DNA分子，所以包括了前期、中期，但不包括后期；若图中曲线表示植物细胞，细胞板则出现在DE段，赤道板是一个假想平面，并不是细胞的真实结构；DE段表示每条染色体中含有一个DNA分子，可以表示有丝分裂后期和末期；图中AB段表示间期，动物细胞中心粒的倍增发生在间期，倍增的中心粒移向细胞两极发生在前期。
答案：A
13.如图是某同学在观察洋葱根尖细胞有丝分裂时拍摄的显微照片。下列叙述正确的是( )
A．甲细胞中每条染色体的着丝点排列在细胞板上
B．乙细胞中染色体被平均分配，移向细胞两极
C．甲和乙细胞中的染色体数目相等，DNA含量相同
D．统计图中处于分裂期的细胞数可计算细胞周期的长短
解析：根据图示可知：甲细胞处于有丝分裂中期，乙细胞处于有丝分裂后期。甲细胞的每条染色体的着丝点排列在赤道板而不是细胞板上，A错误；乙细胞中的染色体被平均分配，移向细胞的两极，B正确；乙细胞中的染色体数是甲细胞中的2倍，DNA含量相同，C错误；细胞周期包括分裂间期和分裂期，统计图中处于分裂期的细胞数不可能计算出细胞周期的长短，只可计算分裂期所用时间在细胞周期中的比例，D错误。
答案：B
14．某科学家用含32P的培养基培养蚕豆根尖分生区细胞，测得一个细胞中放射性含量变化如右图。下列判断不正确的是( )
A．CF不能表示一个细胞周期，但可用它计算一个细胞周期的时间
B．AB可表示DNA散乱分布于纺锤体中央
C．在细胞质中不可能检测到放射性
D．着丝点分裂出现在BC和EF段
解析：AD或DG表示一个完整的细胞周期，CF从时间上等同于一个细胞周期持续的时间，但不能表示一个细胞周期，故A项正确；AB段放射性增大至最大，表示DNA散乱分布于纺锤体中央过程，故B项正确；线粒体中含有DNA，因此在细胞质中也能检测到放射性，故C项错误；BC段和EF段中放射性不变化，说明DNA含量未变，可表示前期、中期和后期，故D项正确。
答案：C
15．如图所示，图1是细胞有丝分裂示意图，图2是细胞有丝分裂过程中一个细胞内的染色体数目变化曲线图，图3表示在低倍显微镜视野中看到的洋葱根尖细胞，请据图回答下列问题：
(1)图1中的A图表示的是________细胞进行有丝分裂的________期。此时细胞中有DNA分子________个，染色单体________条。
(2)图1中的B图表示的有丝分裂过程相当于图2中曲线的哪一段？______。该生物的体细胞中有染色体______条。
(3)用胰蛋白酶处理染色体后，剩余的细丝状结构是________________。
(4)图3中属于分生区细胞的是________(填图中字母)。若换上高倍物镜，使分生区细胞移至视野中央，应将装片向________方移动。
(5)在观察植物细胞有丝分裂实验中，要将实验材料(洋葱根尖)进行染色，染色主要是让细胞内的________________染上颜色(紫色或红色)，便于观察清楚。龙胆紫溶液和醋酸洋红液都是________性染料。
(6)观察洋葱根尖细胞的有丝分裂时，剪取2～3 mm根尖，立即放入解离液中解离，其目的是________________________________________________________________________。
解析：图A中含有中心体，无细胞壁，为动物细胞有丝分裂中期；图B表示植物细胞有丝分裂后期；根尖分生区细胞呈正方形，排列紧密。
答案：
(1)动物 中 12 12
(2)a～b 6 (3)DNA (4)B 右(偏上)
(5)染色质或染色体 碱
(6)使组织细胞相互分离开来
16．[2019·东城高一期末]某研究小组探究了不同浓度K2CrO4溶液处理对某植物根尖分生组织细胞有丝分裂的影响，实验结果如下表所示。
K2CrO4溶液
(mmol·L－1)
观察的细
胞数量
进行分裂的
细胞数量
产生微核的
细胞数量
0
4 019
523
3
50
4 034
467
287
100
3 986
314
534
150
4 008
283
658
(1)制作根尖细胞有丝分裂装片时，剪取根尖，放入盐酸和酒精的混合液中________3～5 min；将根尖放入清水中漂洗10 min；用________溶液对根尖染色3～5 min，压片后制成装片。为更加清晰地观察计数染色体，应选取处于分裂________期的细胞进行观察。
(2)K2CrO4会使染色体发生断裂，断裂后没有着丝粒的染色体片段不能被________牵引，在有丝分裂________期核膜重建后，会被遗留在细胞核外，而成为微核。实验结果表明，K2CrO4溶液对有丝分裂和产生微核的影响依次是________、________(填“促进”、“抑制”或“无影响”)。
解析：根据表格分析，本实验的自变量是不同浓度K2CrO4溶液，因变量是进行有丝分裂细胞数和产生微核的细胞数；与对照组(K2CrO4溶液浓度为0)相比，随着K2CrO4溶液浓度的增加，进行分裂的细胞数量逐渐减少，产生微核的细胞数量逐渐增加，说明K2CrO4溶液对有丝分裂和产生微核的影响依次是抑制和促进。(1)制作根尖细胞有丝分裂装片的流程为解离、漂洗、染色、制片。剪取根尖，放入盐酸和酒精的混合液中解离3～5 min，目的是使组织细胞分散开来；将根尖放入清水中漂洗10 min；用醋酸洋红或龙胆紫对根尖染色3～5 min，压片后制成装片。为更加清晰地观察计数染色体，应选取处于分裂中期的细胞进行观察。(2)染色体发生断裂后，没有着丝粒的染色体片段不能被纺锤丝牵引，在有丝分裂末期核膜重建后，会被遗留在细胞核外，而成为微核。根据以上分析可知，K2CrO4溶液对有丝分裂和产生微核的影响依次是抑制和促进。
答案：
(1)解离 醋酸洋红或龙胆紫 中
(2)纺锤丝 末 抑制 促进
【素养养成练】
17．请回答下列有关生物实验的问题：
(1)在观察植物细胞有丝分裂的实验中，观察经解离、染色后制成的洋葱根尖临时装片，在其分生区细胞中看不到被明显染成深色的染色体，其原因最可能是________________________________________________________________________。
(2)铝是自然界中含量最多的金属元素，但是在人和动植物体内的水平却很低。有文章报道，铝对植物生长有益，但在一定的条件下，铝对植物也有毒害作用。同学们为探究三氯化铝对洋葱根尖细胞有丝分裂的影响，设计了如下实验(提示：细胞分裂程度可用细胞分裂指数来表示，即分裂中期的细胞数与所观察的细胞总数之比)。
实验材料及器材：略。
实验步骤：①取A、B、C、D四个培养皿，在培养皿中加入适量且等量的、质量浓度分别为0.2 g/L、0.4 g/L、0.6 g/L、0.8 g/L的AlCl3溶液。
②在每个培养皿中放入一个洋葱，在室温下培养生根。
③待洋葱长出5 cm长的新根后，分别从每个洋葱上剪取一个根尖，制成临时装片。
④镜检。观察并统计每张装片100个细胞中________细胞的数目，计算出
________________________________________________________________________。
预期实验结果与结论：(略)。
(3)认真阅读以上实验方案，并回答以下问题。
①以上实验方案的实验目的是
________________________________________________________________________。
②指出以上实验方案中的两个不足之处，并说明理由。
________________________________________________________________________。
解析：(1)细胞经解离后一定要用清水漂洗，然后才能染色。(2)本实验的目的是探究AlCl3溶液对洋葱根尖细胞有丝分裂程度的影响。实验的自变量为AlCl3溶液的浓度，实验的检测指标是细胞分裂程度。该实验除了利用不同浓度的AlCl3溶液处理洋葱根尖外，还需要利用清水作为对照组，便于准确判断不同浓度的AlCl3溶液对细胞有丝分裂的影响；同时，由于实验中只取一个根尖，会因各种偶然因素影响结果的准确性，所以要取多个根尖进行实验，将其平均值作为实验结果。
答案：(1)没有漂洗 (2)④处于分裂中期 分裂指数
(3)①探究不同浓度(四种浓度)的AlCl3溶液对洋葱根尖细胞有丝分裂程度(指数)的影响 ②a.只取一个根尖，会因各种偶然因素影响结果的准确性，应取多个根尖制临时装片，统计和计算细胞分裂指数的平均值； b．未设空白对照，依据实验结果难以准确判断不同浓度的AlCl3溶液对细胞有丝分裂的影响及影响程度
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