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人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第6章 细胞的生命历程第1节 细胞的增殖第2课时学案
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这是一份人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第6章 细胞的生命历程第1节 细胞的增殖第2课时学案，共16页。学案主要包含了动物细胞的有丝分裂，有丝分裂的特征和意义，无丝分裂，细胞不能无限长大的原因等内容，欢迎下载使用。
一、动物细胞的有丝分裂
二、有丝分裂的特征和意义
1．特征：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。
2．意义：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。
三、无丝分裂
四、细胞不能无限长大的原因
细胞体积越大，细胞的相对表面积越小，其与外界物质交换的效率越低。
五、观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
1．观察部位：根尖、芽尖等分生区细胞。
2．实验操作
(1)装片制作的步骤：解离→漂洗→染色→制片。
(2)观察：低倍镜下找到分生区的细胞，其特点是细胞呈正方形、排列紧密，然后高倍镜下观察各时期的特点。
(1)动物、植物细胞有丝分裂的中期都会出现赤道板。( × )
(2)蛙的生长、发育过程中，体细胞增殖仅靠有丝分裂。( × )
(3)在显微镜下观察根尖细胞时，发现处于分裂期的细胞数目较多。( × )
(4)持续观察处于分裂中期的细胞，能够观察到该细胞中着丝粒的分裂过程。( × )
(5)统计一个视野中不同时期的细胞数目能够估算各个时期持续的相对时间。( × )
知识点一 动物细胞与植物细胞有丝分裂的区别
1．图解法
动物细胞与高等植物细胞有丝分裂的主要区别(如下图)：
2．与细胞分裂有关的细胞器及生理作用
发展素养
“二看法”界定动物、植物细胞有丝分裂的图像
如何从外形判断某细胞是植物细胞还是动物细胞？
提示：动物细胞分裂时一般呈球形。
1．(2020·黑龙江哈尔滨模拟)下图是细胞周期过程中部分时期模式图或结构图，下列有关叙述不正确的是( )
A．上述细胞周期的顺序是甲→丁→乙→丙
B．显微镜下观察到的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发生的时期
解析：选D。图中甲为分裂间期，乙为后期，丙为末期，丁为前期，故图中细胞周期的顺序为甲→丁→乙→丙，A正确；细胞周期中，分裂间期历时最长，显微镜观察连续分裂的动物组织细胞，处于分裂间期的细胞数目最多，B正确；细胞有丝分裂过程中，染色体开始出现是在前期，开始转变为染色质是在末期，C正确；纺锤体形成发生在有丝分裂前期，因此若某药物可抑制纺锤体形成，则它极可能是作用于丁时期，D错误。
2．下表为某同学观察到的4块装片中细胞有丝分裂的结果，能表示动物细胞有丝分裂前期与末期装片的依次是( )
A．1、3号 B．4、2号
C．1、2号 D．4、3号
解析：选C。动物细胞有丝分裂前期由中心粒发出星射线形成纺锤体，而植物细胞则由细胞两极发出的纺锤丝形成纺锤体；动物细胞有丝分裂末期细胞膜向内凹陷把细胞缢裂为两部分，而植物细胞则通过形成细胞板将细胞一分为二。
知识点二 观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
1．实验原理
(1)植物的分生区组织细胞的有丝分裂较为旺盛。
(2)有丝分裂各个时期细胞内染色体行为变化不同，根据各个时期内染色体的形态和数目，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(质)易被碱性染料着色。
2．实验操作步骤及分析
3.绘图：绘制植物细胞有丝分裂中期简图。
[温馨提醒]
(1)选材：保证选取的是根尖分生区组织细胞。
(2)解离时间：解离时间要严格控制，解离时间不能太短，否则细胞间果胶未溶解，压片时细胞不易分开，达不到较好的效果；时间过长则细胞解离过度、过于酥软，无法取出根尖进行染色和制片。
(3)压片：压片时用力必须恰当，过重会将盖玻片压破；过轻则细胞未分散。二者都会影响观察效果。
1．在观察细胞有丝分裂的过程中为什么不可能看到连续的分裂过程？(科学思维——水平二)
提示：因为在解离过程中细胞已经死亡，需要不断移动装片，在不同的视野中找到各个时期的分裂图像。
2．为什么根尖长度一般选5 cm左右，实验时只剪取2～3 mm根尖？(科学思维——水平二)
提示：根尖长度一般选5 cm左右，而分生区只在其最前端的2～3 mm(包藏于根冠之下)内，只有分生区细胞才能进行细胞分裂。实验时剪取2～3 mm，否则看到的大多数是其他区的细胞。
1．下列关于观察洋葱根尖分生区组织细胞有丝分裂的实验的评价，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：选C。剪取的2～3 mm根尖主要是分生区，A错误；该实验步骤的错误为应在②和③之间增加清水漂洗这一环节，而步骤④的清水漂洗环节应删除，B错误；分生区的细胞呈正方形，细胞经解离已死亡，C正确；b区域的细胞属于分生区细胞，其液泡较小，渗透作用不明显，故不适宜用来观察质壁分离和复原，D错误。
2．在“观察植物细胞有丝分裂”实验中，1～3组同学在剪取洋葱根尖后立即进行如下表所示的操作步骤：
注：“＋”表示已操作，“－”表示未进行该操作。
据表可知，1～3组同学不可能观察到的实验结果是( )
A．染色体未染上颜色，无法看清
B．细胞重叠，看不到染色体
C．染色体染上颜色，清晰可见
D．染色体着色很浅，模糊不清
解析：选C。解离、漂洗、染色、制片是装片制作的基本步骤。第1组同学制作装片时未解离，细胞重叠，影响观察，所以看不到染色体；第2组同学制作装片时未漂洗，影响碱性染料的染色，染色体着色很浅，看起来模糊不清；第3组同学制作装片时未染色，观察不到染色体的存在。因此三组同学都看不清染色体。故C符合题意。
[随堂检测]
1．(2020·西安高一检测)在细胞分裂过程中，只在植物细胞中出现的结构是( )
A．中心体 B．纺锤体
C．细胞板 D．姐妹染色单体
答案：C
2．(2020·江西上高二中月考)下图是某生物体细胞有丝分裂的不同分裂时期的图像，下列对图像的描述，正确的是( )
A．该生物可能是低等植物
B．甲、乙、丙三个细胞内染色体、染色单体与核DNA分子数的比例都为1∶2∶2
C．甲细胞进行中心体复制，发出星射线，形成了纺锤体
D．甲、乙、丙三个细胞分别处于有丝分裂的前期、后期和中期
解析：选D。该生物含有中心体，但无细胞壁，属于动物细胞，A错误；甲、丙两细胞内染色体数、染色单体数与核DNA分子数的比例都为1∶2∶2，乙细胞中无染色单体，染色体数∶核DNA分子数＝1∶1，B错误；甲细胞处于有丝分裂前期，而中心体的复制发生在分裂间期，C错误；由题图可知，甲、乙、丙三个细胞分别处于有丝分裂的前期、后期和中期，D正确。
3．下图是蛙红细胞的无丝分裂过程，和有丝分裂相比，下列叙述正确的是( )
A．分裂过程中没有出现纺锤丝和染色体的变化
B．没有DNA和染色体的复制
C．分裂过程中细胞核缢裂成两个细胞核，因此子细胞中染色体减少一半
D．无丝分裂只发生在原核生物的细胞分裂中，有丝分裂只发生在真核生物的细胞分裂中
答案：A
4．下列有关细胞的叙述，不正确的是( )
A．细胞不能无限长大与细胞表面积和体积的比例有关
B．细胞体积增大依靠细胞增殖
C．细胞数量的增多，是通过细胞分裂来实现的
D．细胞体积过大不利于细胞内外物质的交换
解析：选B。细胞体积增大依靠细胞生长。
5．某小组进行“观察洋葱根尖分生区组织细胞有丝分裂”的实验，下列关于该实验的叙述，正确的是( )
A．盐酸和酒精混合液主要起固定作用
B．双缩脲试剂可用于染色体染色
C．可观察到分裂末期细胞内细胞板向四周扩散形成新的细胞壁的过程
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：选D。盐酸和酒精的混合液主要用于解离，使细胞相互分离开，A项错误；双缩脲试剂用于检测蛋白质而不是染色体染色，B项错误；观察有丝分裂时的细胞为死细胞，不能看到细胞分裂末期细胞板向四周扩展形成细胞壁的动态变化，C项错误；通过观察细胞内染色体的存在状态可以作为判断有丝分裂各时期的依据，D项正确。
6．(2020·北京西城区高一期末)下面是某植物细胞细胞周期中某时期的图像，请回答下列问题：
(1)图b处于细胞周期的________期，此时细胞内发生的主要变化有____________________________。
(2)以上图像在一个细胞周期中正确的排序为________________________(用字母和箭头表示)，其中属于有丝分裂中期的是________(用字母表示)，作出判断的依据是__________________________________________。
(3)图中染色体数与核DNA数的比值为1∶1的是图__________(用字母表示)。
(4)若图a细胞中染色体数目为32条，则图c细胞中染色体数目是________条。
答案：(1)分裂间 DNA复制和相关蛋白质的合成
(2)b→c→a→d→e c 染色体的着丝粒排列在细胞中央的平面(赤道板)上
(3)a、d(多选e也可)
(4)16
[课时作业]
A 合格性考试
1．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：选A。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，蛙的红细胞的分裂方式为无丝分裂。大肠杆菌细胞和发菜属于原核生物，无染色体。
2．(2020·福州高一检测)右图为某一高等生物细胞有丝分裂某一时期的图像，下列叙述不正确的是( )
A．该生物为一种动物
B．该生物的体细胞中含有8条染色体
C．该细胞处于有丝分裂后期
D．该细胞中含有8条染色体
解析：选B。图中细胞无细胞壁，具有中心体，判断为动物细胞；有丝分裂后期，着丝粒分裂，染色体数目加倍，所以该生物的体细胞中有4条染色体；图中细胞内染色体的着丝粒分裂后，形成的子染色体正移向两极，判断为有丝分裂后期的图像；图中细胞还没有完成分裂，共有8条染色体。
3．下列关于动物细胞细胞周期的叙述，正确的是( )
A．分裂间期有DNA和中心体的复制
B．分裂间期DNA含量和染色体数目都加倍
C．纺锤体形成于分裂前期，消失于分裂后期
D．染色单体形成于分裂前期，消失于分裂后期
解析：选A。细胞分裂间期，完成DNA的复制和有关蛋白质的合成，动物细胞还需完成中心体的复制，A正确；分裂间期染色体复制，DNA含量加倍，但两条染色单体连在一个着丝粒上，染色体数目没有加倍，B错误；纺锤体形成于分裂前期，消失于分裂末期，C错误；染色单体形成于分裂间期，消失于分裂后期，D错误。
4．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：选D。在有丝分裂中期，着丝粒排列在赤道板上，教材中画出的是侧面图，若从一极观察，着丝粒应散乱排布于赤道板上。
5．a、b、c分别是一些生物细胞周期中某个分裂时期的示意图，下列有关描述正确的是( )
A．图中a表示动物细胞有丝分裂间期
B．图中b表示人红细胞分裂的某个阶段
C．图中c表示植物细胞有丝分裂中期
D．图中c细胞中含有8条染色单体
解析：选D。图中a有细胞壁，细胞中央出现细胞板，为植物细胞有丝分裂末期，故A错误；图中b没有染色体和纺锤体出现，细胞核和细胞质直接一分为二，为蛙红细胞的无丝分裂，故B错误；图中c有中心体，无细胞壁，为动物细胞有丝分裂中期，故C错误；图中c细胞中有4条染色体，每条染色体含2条姐妹染色单体，故D正确。
6．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，核糖体合成蛋白质的功能增强
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：选C。在细胞分裂中期，细胞内消耗ATP，但由于ATP与ADP间的迅速转化，所以ATP含量保持相对平衡。
7．(2020·福建南安高一期末)在人体细胞增殖的一个细胞周期中，纺锤体形成时，一个细胞中的染色体数为n，DNA含量为m。当该细胞中染色单体消失时，此细胞中的染色体数和DNA含量分别是( )
A．2n和m B．n/2和m/2
C．2n和m/2 D．n和m
解析：选A。纺锤体形成于前期，此时每条染色体含有两条姐妹染色单体。染色单体消失于后期，消失的原因是着丝粒分裂，分裂的结果是染色体数目加倍，但DNA含量不变。
8．用高倍显微镜观察洋葱根尖细胞的有丝分裂，下列叙述正确的是( )
A．同一视野中各个细胞的染色体数目相等
B．在一个视野中处于分裂前期和中期的细胞数目可能相等
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．每个细胞是独立分裂的，任选一个细胞即可持续观察它的整个分裂过程
解析：选B。同一视野中各个细胞所处的时期可能不一样，各个细胞的染色体数目不一定相等，在分裂后期染色体数目会加倍；在一个视野中处于分裂前期和中期的细胞数目可能相等；观察处于分裂中期的细胞，可清晰地看到染色体，但看不到赤道板，赤道板是一个假想的结构；每个细胞是独立分裂的，但在解离的时候，细胞已经被杀死，所以仅能观察到细胞分裂过程中某个阶段的静态图像。
9．下图表示洋葱根尖分生区组织细胞有丝分裂装片的制作与观察过程，据图回答下列问题：
(1)a过程叫________，目的是____________________________________。
(2)c过程叫________，目的是____________________________________。
(3)d过程需要对载玻片上的根尖进行按压，以便促使细胞____________。
(4)e过程中需要先在低倍镜下找到根尖的__________________，才能进行下一步的观察。
(5)将低倍镜换成高倍镜时，先将要观察的目标移至________________，并调节视野________度。
(6)在低倍显微镜下看到的洋葱根尖分生区细胞的形态应是图中的________。
解析：从图中可以看出，a过程为解离，解离的目的是使细胞相互分离开来；c过程为染色，其目的是将染色体染成深色，便于观察。观察时，先在低倍镜下找到分生区细胞，然后将其移到视野中央，换用高倍镜，并将视野调亮进行观察，可观察到分生区细胞呈正方形，排列紧密。
答案：(1)解离 使细胞相互分离开来 (2)染色 将染色体染成深色，以便观察 (3)呈单层分散开 (4)分生区细胞 (5)视野中央 亮 (6)A
10．(2020·山西陵川一中高一期末)若干连续增殖的细胞根据核DNA含量不同分为三组，每组细胞数如下图甲所示；下图乙是上述连续增殖的细胞中某细胞的模式图。回答下列问题：
(1)图甲中________组细胞处于分裂间期；图乙所示细胞处于有丝分裂________期，属于图甲中________组细胞。
(2)图乙中有________条染色体、________条染色单体，该生物正常体细胞中含有________条染色体。
(3)Ⅲ组细胞数目最少的原因是________________________。
(4)观察发现m处线粒体较多，原因是______________________。
答案：(1)Ⅰ、Ⅱ 后 Ⅲ (2)8 0 4 (3)Ⅲ组细胞为分裂期细胞，在细胞周期中分裂期所占比例小 (4)m处消耗能量较多
B 等级性考试
11．观察洋葱根尖分生区组织细胞有丝分裂时，你会看到一个视野中处于分裂期的细胞少，而处于分裂间期的细胞多，原因是( )
A．细胞分裂间期时间长，分裂期时间短
B．分裂间期细胞中进行染色体的复制，易观察
C．分生区的多数细胞不进行分裂
D．碱性染料染色后，容易观察到间期的细胞
解析：选A。在显微镜下观察到的不同时期细胞的数目，与每一时期所经历的时间成正比，分裂间期所经历的时间长，处于该时期的细胞数目也就多。
12．下图表示植物细胞细胞周期中细胞核裂解和重建过程。以下相关说法正确的是( )
A．①→②→③→④为一个完整的细胞周期
B．①中完成DNA的复制及相关蛋白质的合成
C．在③过程中内质网的作用十分突出
D．经过该过程，两个子细胞中的DNA含量可能不同
解析：选D。分析图示可知，①表示核膜破裂，染色体清晰，为分裂前期；②表示末期开始；③表示新细胞核形成，是末期或子细胞；④表示分裂间期，有完整细胞核。细胞周期包括分裂间期和分裂期，分裂期包括前期、中期、后期、末期四个时期，图示是一个细胞增殖形成两个细胞，应该是有丝分裂，但没有中期和后期，①→②→③→④不能算一个完整的细胞周期，A错误；DNA复制及蛋白质的合成在④时期完成，B错误；植物细胞在有丝分裂末期先形成细胞板再形成细胞壁，③过程中高尔基体的作用突出，C错误；经过该过程，两个子细胞中的核DNA含量相同，但细胞质DNA含量不一定相同，因此两个子细胞中的DNA含量可能不同，D正确。
13．下图所示，图甲中a、b、c、d表示某植物根尖的不同区域，图乙是用高倍显微镜观察到的该植物组织切片有丝分裂的显微照片：
下列相关叙述错误的是( )
A．观察根尖细胞有丝分裂时应选择b区细胞
B．观察染色体最好观察图乙中的A
C．用高倍镜可以看到一个细胞经历图乙中A→B→C→D整个过程
D．视野中处于分裂间期的细胞最多
解析：选C。图甲为根尖结构图及细胞的一些变化，a为根冠，b为分生区，c为伸长区，d为成熟区，只有分生区的细胞能进行连续分裂，所以观察根尖细胞有丝分裂时应选择b区的细胞，A正确；图乙中的A处于有丝分裂中期，该时期的染色体数目清晰、形态固定，是观察染色体最好的时期，B正确；由于该实验需要对根尖进行解离，解离过程中细胞被杀死，所以在显微镜视野中无法看到一个细胞连续的分裂过程，C错误；在一个细胞周期中，分裂间期时间最长，大部分细胞处于该时期，所以视野中处于分裂间期的细胞最多，D正确。
14．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．持续观察图丙中的一个处于间期的细胞，可见它从间期进入分裂期的全过程
解析：选C。图甲细胞呈长方形，应为根尖伸长区的细胞图像，A错误；转动转换器换上高倍镜后，不能再转动粗准焦螺旋调焦，B错误；图丙中能看到有丝分裂的各时期，说明在装片制作的过程中已经过解离、漂洗、染色、制片，C正确；在制作临时装片时细胞均死亡，因此不会在显微镜下看到细胞动态分裂的过程，D错误。
15．(2020·河北张家口高一期末)下面是显微镜下洋葱根尖细胞周期图像，根据题意回答问题：
(1)请按先后顺序排列一个完整的细胞周期过程：______________。
(2)实验室制作洋葱根尖分生区组织细胞有丝分裂临时装片，解离液是体积分数为95%的酒精和质量分数为15%的________混合液，解离液的作用是____________________。
(3)下面是细胞周期过程中染色体和核DNA含量的变化图示。
图中实线代表的是________含量变化的曲线。斜线的生物学含义是______________________，实现这个过程需要的主要原料是______________。用字母表示一个细胞周期是从________到________的过程。DE包含的有丝分裂时期是______________。
答案：(1)④⑤⑥①②③
(2)盐酸 使组织细胞相互分离开
(3)核DNA 分裂间期DNA的复制过程 脱氧核糖核苷酸 A E 后期和末期
课标要求
核心素养
素养对接
素养水平
1.说出动物细胞和植物细胞有丝分裂的区别。
2．制作和观察根尖分生区组织细胞有丝分裂简易装片或观察其永久装片。
生命观念：通过比较动物、植物细胞有丝分裂的异同，认识生命现象的多样性和统一性。
水平一
科学思维：构建有丝分裂过程中染色体和DNA数量变化模型。
水平二
科学探究：通过观察有丝分裂实验，掌握显微观察实验的基本操作方法，提高实践能力。
水平二
细胞器
细胞类型
生理作用
核糖体
动物、植物
各种蛋白质的合成场所
中心体
动物、低等植物
前期参与纺锤体的形成
高尔基体
植物
末期参与细胞壁的形成
线粒体
动物、植物
提供能量
编号
观察结果
1
中心粒发出星射线，染色体散乱排列
2
细胞中部凹陷
3
细胞中部形成了细胞板
4
细胞两极发出纺锤丝，染色体散乱排列
过程
操作
步骤说明
根尖
培养
实验前3～4 d，将洋葱放在瓶内装满清水的广口瓶上，底部接触清水，置于温暖处培养，常换水，待根长约5 cm时取用
取材
剪取根尖2～3 mm(注意取材时间)
装
片
制
作
解离
↓
①解离液：质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精按1∶1体积比混合；
②时间：3～5 min；
③目的：使组织中的细胞相互分离开来
漂洗
↓
①漂洗液：清水；
②时间：约10 min；
③目的：洗去药液，防止解离过度
染色
↓
①染色液：质量浓度为0.01 g/mL或0.02 g/mL的甲紫溶液(或醋酸洋红液)；
②时间：3～5 min；
③目的：使染色体(或染色质)着色
制片
①用镊子将处理过的根尖放在载玻片上，加一滴清水，并用镊子尖把根尖弄碎，盖上盖玻片。然后，用拇指轻轻地按压盖玻片；
②目的：使细胞分散开来，有利于观察
观察
先低倍镜：找分生区细胞(细胞呈正方形、排列紧密)
↓
后高倍镜：找出各时期细胞，观察记录
组别
操作步骤
解离
漂洗
染色
制片
观察
1
－
＋
＋
＋
＋
2
＋
－
＋
＋
＋
3
＋
＋
－
＋
＋
核心知识小结
[要点回眸]
[答题必备]
动物细胞与高等植物细胞细胞周期的主要区别在于动物细胞：
(1)分裂间期要进行中心体倍增。
(2)前期纺锤体由中心粒发出的星射线组成。
(3)末期细胞膜从中部向内凹陷并把细胞缢裂为两部分。
无丝分裂没有出现纺锤丝和染色体的变化。
细胞体积越大，其相对表面积越小，物质转运速率越低。
甲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。
由于细胞分裂间期持续时间最长，因此显微镜下处于分裂间期的细胞数目最多。
一、动物细胞的有丝分裂
二、有丝分裂的特征和意义
1．特征：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。
2．意义：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。
三、无丝分裂
四、细胞不能无限长大的原因
细胞体积越大，细胞的相对表面积越小，其与外界物质交换的效率越低。
五、观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
1．观察部位：根尖、芽尖等分生区细胞。
2．实验操作
(1)装片制作的步骤：解离→漂洗→染色→制片。
(2)观察：低倍镜下找到分生区的细胞，其特点是细胞呈正方形、排列紧密，然后高倍镜下观察各时期的特点。
(1)动物、植物细胞有丝分裂的中期都会出现赤道板。( × )
(2)蛙的生长、发育过程中，体细胞增殖仅靠有丝分裂。( × )
(3)在显微镜下观察根尖细胞时，发现处于分裂期的细胞数目较多。( × )
(4)持续观察处于分裂中期的细胞，能够观察到该细胞中着丝粒的分裂过程。( × )
(5)统计一个视野中不同时期的细胞数目能够估算各个时期持续的相对时间。( × )
知识点一 动物细胞与植物细胞有丝分裂的区别
1．图解法
动物细胞与高等植物细胞有丝分裂的主要区别(如下图)：
2．与细胞分裂有关的细胞器及生理作用
发展素养
“二看法”界定动物、植物细胞有丝分裂的图像
如何从外形判断某细胞是植物细胞还是动物细胞？
提示：动物细胞分裂时一般呈球形。
1．(2020·黑龙江哈尔滨模拟)下图是细胞周期过程中部分时期模式图或结构图，下列有关叙述不正确的是( )
A．上述细胞周期的顺序是甲→丁→乙→丙
B．显微镜下观察到的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发生的时期
解析：选D。图中甲为分裂间期，乙为后期，丙为末期，丁为前期，故图中细胞周期的顺序为甲→丁→乙→丙，A正确；细胞周期中，分裂间期历时最长，显微镜观察连续分裂的动物组织细胞，处于分裂间期的细胞数目最多，B正确；细胞有丝分裂过程中，染色体开始出现是在前期，开始转变为染色质是在末期，C正确；纺锤体形成发生在有丝分裂前期，因此若某药物可抑制纺锤体形成，则它极可能是作用于丁时期，D错误。
2．下表为某同学观察到的4块装片中细胞有丝分裂的结果，能表示动物细胞有丝分裂前期与末期装片的依次是( )
A．1、3号 B．4、2号
C．1、2号 D．4、3号
解析：选C。动物细胞有丝分裂前期由中心粒发出星射线形成纺锤体，而植物细胞则由细胞两极发出的纺锤丝形成纺锤体；动物细胞有丝分裂末期细胞膜向内凹陷把细胞缢裂为两部分，而植物细胞则通过形成细胞板将细胞一分为二。
知识点二 观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
1．实验原理
(1)植物的分生区组织细胞的有丝分裂较为旺盛。
(2)有丝分裂各个时期细胞内染色体行为变化不同，根据各个时期内染色体的形态和数目，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(质)易被碱性染料着色。
2．实验操作步骤及分析
3.绘图：绘制植物细胞有丝分裂中期简图。
[温馨提醒]
(1)选材：保证选取的是根尖分生区组织细胞。
(2)解离时间：解离时间要严格控制，解离时间不能太短，否则细胞间果胶未溶解，压片时细胞不易分开，达不到较好的效果；时间过长则细胞解离过度、过于酥软，无法取出根尖进行染色和制片。
(3)压片：压片时用力必须恰当，过重会将盖玻片压破；过轻则细胞未分散。二者都会影响观察效果。
1．在观察细胞有丝分裂的过程中为什么不可能看到连续的分裂过程？(科学思维——水平二)
提示：因为在解离过程中细胞已经死亡，需要不断移动装片，在不同的视野中找到各个时期的分裂图像。
2．为什么根尖长度一般选5 cm左右，实验时只剪取2～3 mm根尖？(科学思维——水平二)
提示：根尖长度一般选5 cm左右，而分生区只在其最前端的2～3 mm(包藏于根冠之下)内，只有分生区细胞才能进行细胞分裂。实验时剪取2～3 mm，否则看到的大多数是其他区的细胞。
1．下列关于观察洋葱根尖分生区组织细胞有丝分裂的实验的评价，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：选C。剪取的2～3 mm根尖主要是分生区，A错误；该实验步骤的错误为应在②和③之间增加清水漂洗这一环节，而步骤④的清水漂洗环节应删除，B错误；分生区的细胞呈正方形，细胞经解离已死亡，C正确；b区域的细胞属于分生区细胞，其液泡较小，渗透作用不明显，故不适宜用来观察质壁分离和复原，D错误。
2．在“观察植物细胞有丝分裂”实验中，1～3组同学在剪取洋葱根尖后立即进行如下表所示的操作步骤：
注：“＋”表示已操作，“－”表示未进行该操作。
据表可知，1～3组同学不可能观察到的实验结果是( )
A．染色体未染上颜色，无法看清
B．细胞重叠，看不到染色体
C．染色体染上颜色，清晰可见
D．染色体着色很浅，模糊不清
解析：选C。解离、漂洗、染色、制片是装片制作的基本步骤。第1组同学制作装片时未解离，细胞重叠，影响观察，所以看不到染色体；第2组同学制作装片时未漂洗，影响碱性染料的染色，染色体着色很浅，看起来模糊不清；第3组同学制作装片时未染色，观察不到染色体的存在。因此三组同学都看不清染色体。故C符合题意。
[随堂检测]
1．(2020·西安高一检测)在细胞分裂过程中，只在植物细胞中出现的结构是( )
A．中心体 B．纺锤体
C．细胞板 D．姐妹染色单体
答案：C
2．(2020·江西上高二中月考)下图是某生物体细胞有丝分裂的不同分裂时期的图像，下列对图像的描述，正确的是( )
A．该生物可能是低等植物
B．甲、乙、丙三个细胞内染色体、染色单体与核DNA分子数的比例都为1∶2∶2
C．甲细胞进行中心体复制，发出星射线，形成了纺锤体
D．甲、乙、丙三个细胞分别处于有丝分裂的前期、后期和中期
解析：选D。该生物含有中心体，但无细胞壁，属于动物细胞，A错误；甲、丙两细胞内染色体数、染色单体数与核DNA分子数的比例都为1∶2∶2，乙细胞中无染色单体，染色体数∶核DNA分子数＝1∶1，B错误；甲细胞处于有丝分裂前期，而中心体的复制发生在分裂间期，C错误；由题图可知，甲、乙、丙三个细胞分别处于有丝分裂的前期、后期和中期，D正确。
3．下图是蛙红细胞的无丝分裂过程，和有丝分裂相比，下列叙述正确的是( )
A．分裂过程中没有出现纺锤丝和染色体的变化
B．没有DNA和染色体的复制
C．分裂过程中细胞核缢裂成两个细胞核，因此子细胞中染色体减少一半
D．无丝分裂只发生在原核生物的细胞分裂中，有丝分裂只发生在真核生物的细胞分裂中
答案：A
4．下列有关细胞的叙述，不正确的是( )
A．细胞不能无限长大与细胞表面积和体积的比例有关
B．细胞体积增大依靠细胞增殖
C．细胞数量的增多，是通过细胞分裂来实现的
D．细胞体积过大不利于细胞内外物质的交换
解析：选B。细胞体积增大依靠细胞生长。
5．某小组进行“观察洋葱根尖分生区组织细胞有丝分裂”的实验，下列关于该实验的叙述，正确的是( )
A．盐酸和酒精混合液主要起固定作用
B．双缩脲试剂可用于染色体染色
C．可观察到分裂末期细胞内细胞板向四周扩散形成新的细胞壁的过程
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：选D。盐酸和酒精的混合液主要用于解离，使细胞相互分离开，A项错误；双缩脲试剂用于检测蛋白质而不是染色体染色，B项错误；观察有丝分裂时的细胞为死细胞，不能看到细胞分裂末期细胞板向四周扩展形成细胞壁的动态变化，C项错误；通过观察细胞内染色体的存在状态可以作为判断有丝分裂各时期的依据，D项正确。
6．(2020·北京西城区高一期末)下面是某植物细胞细胞周期中某时期的图像，请回答下列问题：
(1)图b处于细胞周期的________期，此时细胞内发生的主要变化有____________________________。
(2)以上图像在一个细胞周期中正确的排序为________________________(用字母和箭头表示)，其中属于有丝分裂中期的是________(用字母表示)，作出判断的依据是__________________________________________。
(3)图中染色体数与核DNA数的比值为1∶1的是图__________(用字母表示)。
(4)若图a细胞中染色体数目为32条，则图c细胞中染色体数目是________条。
答案：(1)分裂间 DNA复制和相关蛋白质的合成
(2)b→c→a→d→e c 染色体的着丝粒排列在细胞中央的平面(赤道板)上
(3)a、d(多选e也可)
(4)16
[课时作业]
A 合格性考试
1．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：选A。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，蛙的红细胞的分裂方式为无丝分裂。大肠杆菌细胞和发菜属于原核生物，无染色体。
2．(2020·福州高一检测)右图为某一高等生物细胞有丝分裂某一时期的图像，下列叙述不正确的是( )
A．该生物为一种动物
B．该生物的体细胞中含有8条染色体
C．该细胞处于有丝分裂后期
D．该细胞中含有8条染色体
解析：选B。图中细胞无细胞壁，具有中心体，判断为动物细胞；有丝分裂后期，着丝粒分裂，染色体数目加倍，所以该生物的体细胞中有4条染色体；图中细胞内染色体的着丝粒分裂后，形成的子染色体正移向两极，判断为有丝分裂后期的图像；图中细胞还没有完成分裂，共有8条染色体。
3．下列关于动物细胞细胞周期的叙述，正确的是( )
A．分裂间期有DNA和中心体的复制
B．分裂间期DNA含量和染色体数目都加倍
C．纺锤体形成于分裂前期，消失于分裂后期
D．染色单体形成于分裂前期，消失于分裂后期
解析：选A。细胞分裂间期，完成DNA的复制和有关蛋白质的合成，动物细胞还需完成中心体的复制，A正确；分裂间期染色体复制，DNA含量加倍，但两条染色单体连在一个着丝粒上，染色体数目没有加倍，B错误；纺锤体形成于分裂前期，消失于分裂末期，C错误；染色单体形成于分裂间期，消失于分裂后期，D错误。
4．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：选D。在有丝分裂中期，着丝粒排列在赤道板上，教材中画出的是侧面图，若从一极观察，着丝粒应散乱排布于赤道板上。
5．a、b、c分别是一些生物细胞周期中某个分裂时期的示意图，下列有关描述正确的是( )
A．图中a表示动物细胞有丝分裂间期
B．图中b表示人红细胞分裂的某个阶段
C．图中c表示植物细胞有丝分裂中期
D．图中c细胞中含有8条染色单体
解析：选D。图中a有细胞壁，细胞中央出现细胞板，为植物细胞有丝分裂末期，故A错误；图中b没有染色体和纺锤体出现，细胞核和细胞质直接一分为二，为蛙红细胞的无丝分裂，故B错误；图中c有中心体，无细胞壁，为动物细胞有丝分裂中期，故C错误；图中c细胞中有4条染色体，每条染色体含2条姐妹染色单体，故D正确。
6．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，核糖体合成蛋白质的功能增强
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：选C。在细胞分裂中期，细胞内消耗ATP，但由于ATP与ADP间的迅速转化，所以ATP含量保持相对平衡。
7．(2020·福建南安高一期末)在人体细胞增殖的一个细胞周期中，纺锤体形成时，一个细胞中的染色体数为n，DNA含量为m。当该细胞中染色单体消失时，此细胞中的染色体数和DNA含量分别是( )
A．2n和m B．n/2和m/2
C．2n和m/2 D．n和m
解析：选A。纺锤体形成于前期，此时每条染色体含有两条姐妹染色单体。染色单体消失于后期，消失的原因是着丝粒分裂，分裂的结果是染色体数目加倍，但DNA含量不变。
8．用高倍显微镜观察洋葱根尖细胞的有丝分裂，下列叙述正确的是( )
A．同一视野中各个细胞的染色体数目相等
B．在一个视野中处于分裂前期和中期的细胞数目可能相等
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．每个细胞是独立分裂的，任选一个细胞即可持续观察它的整个分裂过程
解析：选B。同一视野中各个细胞所处的时期可能不一样，各个细胞的染色体数目不一定相等，在分裂后期染色体数目会加倍；在一个视野中处于分裂前期和中期的细胞数目可能相等；观察处于分裂中期的细胞，可清晰地看到染色体，但看不到赤道板，赤道板是一个假想的结构；每个细胞是独立分裂的，但在解离的时候，细胞已经被杀死，所以仅能观察到细胞分裂过程中某个阶段的静态图像。
9．下图表示洋葱根尖分生区组织细胞有丝分裂装片的制作与观察过程，据图回答下列问题：
(1)a过程叫________，目的是____________________________________。
(2)c过程叫________，目的是____________________________________。
(3)d过程需要对载玻片上的根尖进行按压，以便促使细胞____________。
(4)e过程中需要先在低倍镜下找到根尖的__________________，才能进行下一步的观察。
(5)将低倍镜换成高倍镜时，先将要观察的目标移至________________，并调节视野________度。
(6)在低倍显微镜下看到的洋葱根尖分生区细胞的形态应是图中的________。
解析：从图中可以看出，a过程为解离，解离的目的是使细胞相互分离开来；c过程为染色，其目的是将染色体染成深色，便于观察。观察时，先在低倍镜下找到分生区细胞，然后将其移到视野中央，换用高倍镜，并将视野调亮进行观察，可观察到分生区细胞呈正方形，排列紧密。
答案：(1)解离 使细胞相互分离开来 (2)染色 将染色体染成深色，以便观察 (3)呈单层分散开 (4)分生区细胞 (5)视野中央 亮 (6)A
10．(2020·山西陵川一中高一期末)若干连续增殖的细胞根据核DNA含量不同分为三组，每组细胞数如下图甲所示；下图乙是上述连续增殖的细胞中某细胞的模式图。回答下列问题：
(1)图甲中________组细胞处于分裂间期；图乙所示细胞处于有丝分裂________期，属于图甲中________组细胞。
(2)图乙中有________条染色体、________条染色单体，该生物正常体细胞中含有________条染色体。
(3)Ⅲ组细胞数目最少的原因是________________________。
(4)观察发现m处线粒体较多，原因是______________________。
答案：(1)Ⅰ、Ⅱ 后 Ⅲ (2)8 0 4 (3)Ⅲ组细胞为分裂期细胞，在细胞周期中分裂期所占比例小 (4)m处消耗能量较多
B 等级性考试
11．观察洋葱根尖分生区组织细胞有丝分裂时，你会看到一个视野中处于分裂期的细胞少，而处于分裂间期的细胞多，原因是( )
A．细胞分裂间期时间长，分裂期时间短
B．分裂间期细胞中进行染色体的复制，易观察
C．分生区的多数细胞不进行分裂
D．碱性染料染色后，容易观察到间期的细胞
解析：选A。在显微镜下观察到的不同时期细胞的数目，与每一时期所经历的时间成正比，分裂间期所经历的时间长，处于该时期的细胞数目也就多。
12．下图表示植物细胞细胞周期中细胞核裂解和重建过程。以下相关说法正确的是( )
A．①→②→③→④为一个完整的细胞周期
B．①中完成DNA的复制及相关蛋白质的合成
C．在③过程中内质网的作用十分突出
D．经过该过程，两个子细胞中的DNA含量可能不同
解析：选D。分析图示可知，①表示核膜破裂，染色体清晰，为分裂前期；②表示末期开始；③表示新细胞核形成，是末期或子细胞；④表示分裂间期，有完整细胞核。细胞周期包括分裂间期和分裂期，分裂期包括前期、中期、后期、末期四个时期，图示是一个细胞增殖形成两个细胞，应该是有丝分裂，但没有中期和后期，①→②→③→④不能算一个完整的细胞周期，A错误；DNA复制及蛋白质的合成在④时期完成，B错误；植物细胞在有丝分裂末期先形成细胞板再形成细胞壁，③过程中高尔基体的作用突出，C错误；经过该过程，两个子细胞中的核DNA含量相同，但细胞质DNA含量不一定相同，因此两个子细胞中的DNA含量可能不同，D正确。
13．下图所示，图甲中a、b、c、d表示某植物根尖的不同区域，图乙是用高倍显微镜观察到的该植物组织切片有丝分裂的显微照片：
下列相关叙述错误的是( )
A．观察根尖细胞有丝分裂时应选择b区细胞
B．观察染色体最好观察图乙中的A
C．用高倍镜可以看到一个细胞经历图乙中A→B→C→D整个过程
D．视野中处于分裂间期的细胞最多
解析：选C。图甲为根尖结构图及细胞的一些变化，a为根冠，b为分生区，c为伸长区，d为成熟区，只有分生区的细胞能进行连续分裂，所以观察根尖细胞有丝分裂时应选择b区的细胞，A正确；图乙中的A处于有丝分裂中期，该时期的染色体数目清晰、形态固定，是观察染色体最好的时期，B正确；由于该实验需要对根尖进行解离，解离过程中细胞被杀死，所以在显微镜视野中无法看到一个细胞连续的分裂过程，C错误；在一个细胞周期中，分裂间期时间最长，大部分细胞处于该时期，所以视野中处于分裂间期的细胞最多，D正确。
14．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．持续观察图丙中的一个处于间期的细胞，可见它从间期进入分裂期的全过程
解析：选C。图甲细胞呈长方形，应为根尖伸长区的细胞图像，A错误；转动转换器换上高倍镜后，不能再转动粗准焦螺旋调焦，B错误；图丙中能看到有丝分裂的各时期，说明在装片制作的过程中已经过解离、漂洗、染色、制片，C正确；在制作临时装片时细胞均死亡，因此不会在显微镜下看到细胞动态分裂的过程，D错误。
15．(2020·河北张家口高一期末)下面是显微镜下洋葱根尖细胞周期图像，根据题意回答问题：
(1)请按先后顺序排列一个完整的细胞周期过程：______________。
(2)实验室制作洋葱根尖分生区组织细胞有丝分裂临时装片，解离液是体积分数为95%的酒精和质量分数为15%的________混合液，解离液的作用是____________________。
(3)下面是细胞周期过程中染色体和核DNA含量的变化图示。
图中实线代表的是________含量变化的曲线。斜线的生物学含义是______________________，实现这个过程需要的主要原料是______________。用字母表示一个细胞周期是从________到________的过程。DE包含的有丝分裂时期是______________。
答案：(1)④⑤⑥①②③
(2)盐酸 使组织细胞相互分离开
(3)核DNA 分裂间期DNA的复制过程 脱氧核糖核苷酸 A E 后期和末期
课标要求
核心素养
素养对接
素养水平
1.说出动物细胞和植物细胞有丝分裂的区别。
2．制作和观察根尖分生区组织细胞有丝分裂简易装片或观察其永久装片。
生命观念：通过比较动物、植物细胞有丝分裂的异同，认识生命现象的多样性和统一性。
水平一
科学思维：构建有丝分裂过程中染色体和DNA数量变化模型。
水平二
科学探究：通过观察有丝分裂实验，掌握显微观察实验的基本操作方法，提高实践能力。
水平二
细胞器
细胞类型
生理作用
核糖体
动物、植物
各种蛋白质的合成场所
中心体
动物、低等植物
前期参与纺锤体的形成
高尔基体
植物
末期参与细胞壁的形成
线粒体
动物、植物
提供能量
编号
观察结果
1
中心粒发出星射线，染色体散乱排列
2
细胞中部凹陷
3
细胞中部形成了细胞板
4
细胞两极发出纺锤丝，染色体散乱排列
过程
操作
步骤说明
根尖
培养
实验前3～4 d，将洋葱放在瓶内装满清水的广口瓶上，底部接触清水，置于温暖处培养，常换水，待根长约5 cm时取用
取材
剪取根尖2～3 mm(注意取材时间)
装
片
制
作
解离
↓
①解离液：质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精按1∶1体积比混合；
②时间：3～5 min；
③目的：使组织中的细胞相互分离开来
漂洗
↓
①漂洗液：清水；
②时间：约10 min；
③目的：洗去药液，防止解离过度
染色
↓
①染色液：质量浓度为0.01 g/mL或0.02 g/mL的甲紫溶液(或醋酸洋红液)；
②时间：3～5 min；
③目的：使染色体(或染色质)着色
制片
①用镊子将处理过的根尖放在载玻片上，加一滴清水，并用镊子尖把根尖弄碎，盖上盖玻片。然后，用拇指轻轻地按压盖玻片；
②目的：使细胞分散开来，有利于观察
观察
先低倍镜：找分生区细胞(细胞呈正方形、排列紧密)
↓
后高倍镜：找出各时期细胞，观察记录
组别
操作步骤
解离
漂洗
染色
制片
观察
1
－
＋
＋
＋
＋
2
＋
－
＋
＋
＋
3
＋
＋
－
＋
＋
核心知识小结
[要点回眸]
[答题必备]
动物细胞与高等植物细胞细胞周期的主要区别在于动物细胞：
(1)分裂间期要进行中心体倍增。
(2)前期纺锤体由中心粒发出的星射线组成。
(3)末期细胞膜从中部向内凹陷并把细胞缢裂为两部分。
无丝分裂没有出现纺锤丝和染色体的变化。
细胞体积越大，其相对表面积越小，物质转运速率越低。
甲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。
由于细胞分裂间期持续时间最长，因此显微镜下处于分裂间期的细胞数目最多。
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