2018版高中生物苏教版必修1学案：5.1.2 观察植物细胞的有丝分裂和无丝分裂
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第二课时 观察植物细胞的有丝分裂和无丝分裂
学习目标
1．制作装片并观察植物细胞的有丝分裂，比较分析动植物有丝分裂的异同。
2.理解有丝分裂中染色体和DNA等物质的数目变化特点(重难点)。
3.概述无丝分裂。
|基础知识|
一、观察植物细胞的有丝分裂
1．实验原理
(1)在高等植物体内，有丝分裂常见于根尖、芽尖等分生区细胞。由于各个细胞的分裂是独立进行的，因此在同一分生组织中可以看到处于不同分裂时期的细胞。
(2)高倍镜下观察各个时期细胞内染色体(或染色质)的存在状态，就可以判断这些细胞各处于有丝分裂的哪个时期，进而认识有丝分裂的完整过程。
(3)染色体易被碱性染料(如龙胆紫溶液)着色，有利于观察。
2．实验步骤
二、动、植物细胞有丝分裂的比较
时期 动物细胞有丝分裂 植物细胞有丝分裂
间期
完成中心粒的复制 无中心粒的复制(低等植物细胞除外)
前期 中心粒移到细胞两极，并发出星状射线，形成纺锤体 细胞两极发出纺锤丝，形成纺锤体
末期 细胞膜向中央凹陷，使细胞缢裂为两个子代细胞 细胞板扩展为细胞壁，分割细胞质
三、无丝分裂
1．特点：分裂过程中，没有染色体和纺锤体等结构的出现。
2．远程
(1)细胞核先延长，核从中部缢裂成两个子细胞核。
(2)整个细胞从中部缢裂成两个子细胞。
|自查自纠|
判断正误：
(1)染色体复制导致DNA加倍和染色单体的形成，复制后，一条染色体由两条染色单体组成，染色体数目并未加倍。
( )
(2)选择洋葱表皮细胞观察植物细胞的有丝分裂时，先使用低倍镜再使用高倍镜。
( )
(3)观察植物细胞有丝分裂实验制片步骤是解离、染色、漂洗、制片。
( )
(4)无丝分裂过程中不出现纺锤丝和染色体。
( )
(5)实验中，可以选取根尖或者芽尖任意细胞，因为根尖或者芽尖的细胞都具有分裂能力。
( )
答案 (1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)×
|图解图说|
想一想
在视野中能看到如下图所示的连续分裂的细胞吗？
提示：不能，因为解离时细胞已死亡。
染色时间不能过长，时间过长，视野中一片紫色，无法观察
有丝分裂中期
★植物细胞和动物细胞有丝分裂末期的分裂方式。
想一想？
观察装片的视野中处于哪个时期的细胞最多？为什么？
提示：间期，间期持续的时间最长。
探究点一 观察植物细胞的有丝分裂
1．根尖分生区细胞一定处于分裂期吗？试从细胞周期的特点分析其原因。
提示：不一定。因为在细胞周期中分裂间期约占细胞周期的90%～95%，所以观察时会发现处于间期的细胞数目最多，只有少数处于分裂期。
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
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。根据这个原则，上表中最合适的应该是物种C。
3．思考在制作有丝分裂装片的过程中为什么一定要遵循“解离→漂洗→染色→制片”的顺序？能否颠倒？
提示：制作装片时，解离液中含盐酸，而染色剂是碱性的，不漂洗会影响染色的效果。漂洗的目的一是防止解离过度，二是便于染色，所以操作顺序不能颠倒。
4．某同学利用根尖分生区细胞观察有丝分裂过程时，没有观察到染色体行为的变化，于是等待细胞的继续分裂，他能等到吗？为什么？如果不能应该怎么操作？
提示：不能。因为制作有丝分裂装片时细胞已经被杀死。这位同学应移动装片寻找观察视野中处于各分裂时期的图像。
5．若在低倍镜下看到一典型分裂期细胞处在视野的右上方，可直接换用高倍镜观察吗？为什么？ 提示：不可以。因为直接换用高倍镜后该物像将不在视野范围内，需先将其移至视野中央后再换用高倍镜观察。
1．材料的选择
观察有丝分裂实验，应选择不断进行有丝分裂的材料，如根尖(分生区细胞)、受精卵等，且要求材料易获取、染色体数目少、分裂期所占细胞周期比例大。
2．观察注意事项
(1)观察时要注意边观察边移动装片，观察有丝分裂的各个时期。
(2)换高倍镜时，要先把低倍镜下的物像移到视野中央。
【例1】 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．处于分裂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
尝试解答
解析 在一个细胞周期中，间期大约占90%～95%，分裂期大约占5%～10%，分裂间期的细胞要远远多于分裂中期的细胞；在整个有丝分裂过程中，细胞内染色体数目可能是不同的，后期染色体数目由于着丝点分裂而加倍；在分裂中期，染色体数目清晰，但赤道板只是一个虚拟的位置概念，而并非结构，细胞板才是分裂过程出现的结构；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。
答案 B
【跟踪训练】
1．下列关于实验过程的描述，正确的一组是
( )
①解离的目的是使细胞重叠 ②漂洗的目的是为了洗去根尖上的盐酸和酒精的混合液，避免解离过度 ③用龙胆紫染液是为了将染色体染成紫色 ④压片可将根尖细胞压成单层，使之不相互重叠 ⑤当看到一个中期细胞时，要注意观察它如何进入后期、末期
A．①④⑤ B．②③④ C．③④⑤ D．①②③
解析 解离的主要目的是使细胞分开，还能杀死固定细胞，增加细胞的通透性便于染色；漂洗的目的是为了洗去根尖上的盐酸和酒精的混合液，避免解离过度；龙胆紫染液可以将染色体染成紫色；压片的目的是使根尖细胞不相重叠，形成单层细胞；经过解离的细胞已经死亡，不会再发生持续的周期性变化了。
答案 B
探究点二 动、植物细胞有丝分裂的比较
1．细胞分裂的过程中出现中心体的一定是动物细胞吗？为什么？
提示：不一定。细胞分裂的过程中出现中心体的不一定是动物细胞，某些低等植物细胞有丝分裂的分裂期，纺锤体的形成也与中心体有关。
2．动物细胞和植物细胞有丝分裂前期形成纺锤体的方式相同吗？请分析说明原因。
提示：不相同。动物细胞有丝分裂前期由中心粒周围发出星状射线形成纺锤体，植物细胞由细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体。
3．判断动物细胞和植物细胞有丝分裂的可靠依据是什么？
提示：末期子细胞的形成方式。有细胞板出现的是植物细胞的有丝分裂，细胞向内凹陷缢裂的为动物细胞的有丝分裂。
4．与细胞有丝分裂有关的细胞器有哪些，分别参与哪类生物细胞的有丝分裂，各自有什么功能？
提示：
细胞器名称
细胞类型 发挥作用的时期 生理作用
核糖体 动物、植物 间期(主要) 有关蛋白质的
合成
中心体 动物、低等植物 前期 纺锤体的形成
高尔基体 植物 末期 细胞壁的形成
线粒体 动物、植物 整个细胞周期 提供能量
动植物细胞有丝分裂的两点区别 (1)前期纺锤体的形成方式不同：动物细胞和某些低等植物细胞有丝分裂间期有中心体的复制，纺锤体由中心体发出的星状射线形成；高等植物细胞有丝分裂间期没有中心体的复制，纺锤体由细胞两极发出的纺锤丝形成。
(2)末期形成子细胞的方式不同：植物细胞由细胞板扩展成细胞壁形成两个子细胞，动物细胞由细胞膜向内凹陷缢裂为两个子细胞。
【例2】 如图是细胞分裂期的四个时期模式图，下列说法错误的是
(
)
A．动物细胞有丝分裂与上图不同之处主要表现在B、C图
B．中间存在细胞板的仅有B图
C．D图细胞内DNA数目大于8个
D．图A中细胞不是高度分化的细胞
尝试解答
解析 动物细胞有丝分裂与植物细胞有丝分裂不同之处表现在两个方面：一是纺锤体的形成方式不同，二是细胞质的分裂方式不同，表现在A、B两图。B图是末期，存在细胞板，其他三图不存在。考虑到细胞质DNA，因此细胞内的DNA数目大于8个。高度分化的细胞不能进行细胞分裂，因此图A中细胞不是高度分化的细胞。
答案
A
图像的识别包括三个方面：一是动物细胞和植物细胞的识别；二是识别细胞分裂的各个时期；三是识别细胞内染色体、染色单体及DNA的数目。
1．根据细胞分裂图像判断动植物细胞的方法
(1)有无细胞壁 有→植物细胞无→动物细胞
(2)纺锤体的形成方式
两极直接发出纺锤丝→高等植物细胞由中心体发出星状射线→动物细胞和某些低等植物细胞 (3)末期分裂成子细胞的方式
由中央赤道板处形成细胞板向周围扩展→植物细胞细胞膜内陷→动物细胞
2．识别各个时期要根据有丝分裂各个时期的特点，特别是染色体的变化行为
判断有丝分裂分裂期的方法：
(1)看染色体数目：如果染色体数目是其他细胞的二倍，则处于后期或末期；
(2)看有无细胞板：有细胞板则为末期；
(3)看染色体分布：若散乱排列，则为前期，若整齐排列在赤道板上，则为中期。
3．判断细胞内染色体、染色单体及DNA数目，主要参照中期或后期时的图像进行分析判断。
【跟踪训练】
2．下图表示光学显微镜下观察到的根尖分生区的细胞，视野内看到最多的细胞是
(
)
解析 A～D分别是后期、间期、末期和中期，由于间期时间最长，所以在视野中看到最多的细胞应是处于间期的细胞。
答案 B
探究点三 有丝分裂过程中的相关数量变化及相关图形分析
1．根据细胞分裂中染色体的行为变化以及细胞中染色体和DNA、染色单体的数量关系，补充完成下表。(假定体细胞中染色体的数量为2N，DNA含量为2C)
分裂时期
比较项目 间期 前期 中期 后期 末期
DNA含量
染色体数目
染色单体数目
提示：2C→4C 4C 4C 4C 4C→2C 2N 2N 2N 2N→4N 4N→2N 0→4N 4N
4N 0 0
2．根据表中数据，尝试在下面的坐标图中用实线画出细胞中染色体的数量变化，用虚线表
