研究细胞有丝分裂的方法

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

有丝分裂是怎样发现的

有丝分裂是怎样发现的

任衍钢 宋玉奇 （阳泉教育学院）

目前大家公认有丝分裂是德国生物学家弗莱明发现的。在观察了蝾螈细胞分裂现象的基础上,弗莱明于1882年提出了“有丝分裂”这一术语。但从更详细的资料来看,有丝分裂的发现不是一蹴而就的,人类对有丝分裂的认识是一系列科学发现的综合结果。

有丝分裂的发现建立在显微镜发明的基础上,在20世纪以前,人们只能够放大到几百倍的光学显微镜,发现有丝分裂是很困难的。人们是在不断的对比和想象中来认识有丝分裂过程的。

最早对有丝分裂的认识开始于发现细胞核与细胞分裂有关。波兰生物学家里麦克1841年发表了两篇论文，在论文中，他清楚而准确地记载了鸡幼胚有核红血细胞分裂成为2个带核子细胞的全过程，并把这一现象当作细胞分裂机制最直接的证据。因此，学者们认为他可能是看到细胞核分裂的第一人。但是由于显微技术的限制，当时的许多科学家并没有把染色体与细胞分裂联系起来；瑞士植物学家内格里被认为是看到染色体的第一人。他在1842年出版的著作中写到，百合和紫露草细胞核在分裂过程中被一群很微小、生存时间很短的微结构所替代。除文字记载外，他还提供了1个微结构的显微图。不过，内格里所绘制的微结构显微图与现在所看到的染色体差异很大；1848年，霍夫曼斯特通过研究紫露草小孢子母细胞及雄蕊顶端组织细胞核分裂过程，发现细胞在分裂前虽然核膜消失了，但细胞核的基本成分却始终存在于细胞中。他用碘液染色的方法证实了内格里著作中所说的微粒(后来被命名为染色体)的存在。霍夫曼斯特在1849年出版的专著中已经精确地记载了紫露草、西蕃莲科和松树中所观察到的有丝分裂过程。这些过程包括细 有丝分裂是怎样发现的

1 一轮复习生物基础测试(八) 细胞增殖（一）

(时间：40分钟 满分：100分)

一、单项选择题（每小题4分，共40分）

1．在一个细胞周期中，最可能发生在同一时期的是 ( )

A．着丝点的分裂和细胞质的分裂 B．染色体复制和中心粒倍增

C．细胞板的出现和纺锤体的出现 D．染色体数加倍和染色单体形成

2．如图甲～丙依次表示某动物体内细胞分裂图，染色体中DNA含量的变化，不同分裂时期细胞中染色体数目、染色单体数目与染色体DNA数目关系变化。下列叙述中正确的是( )

A．图甲所示细胞对应于图乙中的DE段、图丙中的②

B．甲细胞分裂时期核糖体、中心体代谢活跃 C．图丙中与乙图BC段对应的只有②

D．图丙中引起②→③变化的原因是DNA复制

3．细胞周期的运转是十分有序的，是基因有序表达的结果。基因的有序表达，使进行有丝分裂的细胞按G1→S→G2→M时期的顺序周而复始地进行。下图为细胞周期中的某种生理变化的发生与其对应时期的关系，其中表示正确的是 ( )

4．科学家在染色体中找到了一种使姐妹染色单体连接成十字形的关键蛋白质，并将其命名为ASURA。下列与其有关叙述正确的是 ( )

①ASURA合成的场所是细胞质中的核糖体 ②ASURA可在有丝分裂间期大量合成 ③缺少ASURA的细胞，染色体数目可能会发生异常 ④ASURA与有丝分裂后期染色体的行为变化密切相关

A．① B．①② C．①②③ D．①②③④

5、PCNA是一类只存在于增殖细胞中的阶段性表达的蛋白质，其浓度在细胞周期中呈周期性变化(如图)，检测其在细胞中的表达，可作为评价细胞增殖状态的一个指标。下列推断错误的是 ( )

A．PCNA经核糖体合成，可能主要在细胞核内发挥作用

2 B．曲线表明PCNA可能辅助DNA的复制

C．PCNA可能与染色体平均分配到细胞两极有关

第十三讲观察根尖分生组织的有丝分裂(实验课)

1．实验原理

原 理

选材 高等植物的分生组织细胞有丝分裂较旺盛

染色 细胞核内的染色质(体)易被碱性染料(龙胆紫溶液)染成深色

时期确定 在同一分生组织中可以通过观察细胞内染色体的存在状态，判断处于不同分裂时期的细胞

2．方法步骤

1．实验成功的关键及注意事项

实验材料的选择 类型 选取分裂期占细胞周期比例相对较大的材料

部位 选取分裂旺盛的部位(如根尖、茎尖的分生区)

时间 必须在分裂旺盛的时间

操作注意事项 解离时间 太短 细胞间质未被完全溶解，压片时细胞不易分散

过长 导致细胞解离过度、根尖酥软，影响染色

漂洗

时间 适宜 洗去多余的盐酸，防止解离过度而影响染色

染色

时间 太短 染色体或染色质不能完全着色

过长 使其他部分也被染成深色，无法分辨染色体 压片 过轻 细胞未分散开

过重 将组织压烂

显微镜观察 细胞状态 显微镜观察的都是死细胞，不能看到动态变化

细胞数目 间期的细胞数目最多，原因是间期历时最长

易错提醒 (1)不清楚“解离”的作用原理，误认为可以观察细胞有丝分裂的动态变化过程

(2)不清楚细胞具有的相应结构，误认为赤道板也能观察到

(3)对取材原理不清楚，误认为根尖任何部位的细胞都可作为观察对象，实际上只有分生区细胞才可以作为观察对象

2．关注洋葱在实验中的“一材多用”

取材部位 实验名称 取材原因

叶 鳞片叶 植物细胞的质壁分离和复原 外表皮细胞含紫色大液泡

使用高倍显微镜观察细胞的多样性 细胞较大，外表皮细胞有大液泡，内表皮细胞有明显的细胞核

观察DNA和RNA在细胞中的分布 内表皮细胞近于无色

管状叶 叶绿体中色素的提取和分离 色素含量多

根 观察根尖分生组织细胞的有丝分裂 材料易得，且分生区细胞分裂能力强，染色体数目少，易于观察

低温诱导植物染色体数目的变化 材料易得，且低温(4 ℃)下根尖也能分裂生长，诱导染色体变异率较高