北师大版必修一 第7章 第1节 体细胞的分裂 学案.doc

第1节体细胞的分裂1.限制细胞不能无限长大的原因：细胞表面积与体积比；细胞核与细胞质的相对比值。2细胞体积越大，相对表面积越小，物质运输效率就越低。3有丝分裂是一个连续发生的动态过程，据染色体的变化，可将它分为间期、前期、中期、后期和末期。不同时期的细胞，其形态特征不同。4细胞的分裂受细胞的营养状况、环境温度、湿度等因素的影响。一些化学药品也会对有丝分裂的进程产生不可逆的作用。5细胞进行无丝分裂时，不出现染色体和纺锤体。6进行连续分裂的细胞具有细胞周期，一个细胞周期可分为：dna合成前期(g1期)、dna合成期(s期)、dna合成后期(g2期)和分裂期(m期)四个时期，其中g1期、s期和g2期共同组成间期。细胞不能无限长大1细胞表面积与体积的关系限制细胞长大(1)细胞体积越小，相对表面积就越大；细胞体积越大，相对表面积就越小，细胞的物质运输效率就越低。(2)细胞体积大到一定程度时，其相对表面积变小，没有足够的表面积完成营养物质和废物的运输。2细胞核的控制范围限制细胞无限长大细胞中的调控中心是细胞核，若细胞体积很大，细胞核就难以实现对细胞的有效控制。1有关细胞不能无限长大原因的叙述，不正确的是()a细胞体积越大，物质运输效率相对越低b细胞体积越大，其相对表面积越大，物质运输效率相对越低c细胞表面积与体积关系限制了细胞长大d细胞核中的dna不会随细胞体积增大而增加解析：细胞体积越大，相对表面积越小，物质运输效率相对越低。答案：b有丝分裂中的dna与染色体(1)有丝分裂过程中细胞核内dna的含量呈现周期性的变化，总是先倍增再减半。(2)细胞中的染色体，大部分时间呈丝状的染色质，而在细胞分裂之前高度螺旋化，变短变粗形成染色体。(3)纺锤体对有丝分裂时染色单体的分离起着关键作用。2下列说法错误的是()a在连续进行有丝分裂的细胞中，核dna总是先增倍再减半b染色体在细胞有丝分裂过程中会发生形态的变化c纺锤体在有丝分裂过程中有规律地出现和消失d纺锤体都是由中心粒形成的答案：d观察植物细胞的有丝分裂自读教材夯基础观察植物细胞有丝分裂的实验流程洋葱根尖培养：课前34 d，待根长到2 cm装片制作观察绘图：跟随名师解疑难1实验原理(1)高等植物的根尖、芽尖的分生区细胞在适宜条件下有丝分裂旺盛。(2)细胞分裂具有独立性：某一时刻，同一组织的不同细胞，可处于不同分裂时期。(3)质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精可将细胞固定于分裂的某一时期。(4)质量分数为1%的龙胆紫溶液可将染色体染成紫色，便于观察。(5)在高倍镜下，根据染色体的形态和数目，识别有丝分裂的不同时期。2实验材料的选取(1)选择染色体数目较少的生物，便于染色体的计数。(2)选择分裂期占细胞周期时间比例大的细胞，易观察到分裂期细胞。(3)选材部位一般为根尖或茎尖。(4)取材时间一般在上午10点至下午2点左右，此时分生区细胞分裂旺盛。3实验注意事项(1)根尖培养：培养时应经常换水，防止根细胞长期缺氧，进行无氧呼吸，产生酒精，使根细胞中毒、腐烂。(2)解离：通过解离将细胞杀死，使细胞停留在不同的分裂时期。解离时间不宜过长或过短：过长会使根尖过分酥软且染色体成分被破坏；过短使根尖细胞解离不充分，不能相互分离。(3)漂洗：一定要彻底，防止残留的解离液(盐酸)继续破坏细胞，同时盐酸也影响染色和腐蚀镜头。(4)压片：用力要恰当均匀。(5)观察：先在低倍镜下找到分生区细胞，并移到视野中央再换用高倍镜观察。因细胞已死亡，因此要不断移动载玻片寻找不同时期的细胞分裂图像。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。3观察植物细胞有丝分裂较好的材料是()a洋葱表皮细胞b茎表皮c根尖分生区部分 d叶肉细胞解析：观察植物细胞的有丝分裂，选材时一定要考虑该材料是否具有分裂能力，茎表皮细胞、叶肉细胞和洋葱表皮细胞均是成熟植物细胞，没有分裂能力，只有根尖分生区部分的分生区细胞具有分裂能力。答案：c4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(“”表示操作，“”表示未操作)如下表所示：实验人员操作取材解离漂洗染色压片甲根尖13 mm处乙根尖13 mm处丙根尖57 mm处则甲、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：解离的目的是使组织细胞分散开来，没有解离时，细胞会重叠在一起。漂洗的目的是洗去解离液，便于着色，没有漂洗时，着色比较浅。丙组取材部位不合适，该细胞基本不进行分裂，观察不到染色体。答案：c有丝分裂的过程自读教材夯基础1有丝分裂的时期划分有丝分裂是一个连续发生的动态过程，根据染色体的变化，可把它分为间期和分裂期，其中分裂期又分为前期、中期、后期和末期。2各时期的特征(1)分裂间期：主要变化：a完成dna分子的复制和有关蛋白质的合成。b细胞适度的生长。意义：为分裂期进行活跃的物质准备。(2)分裂期(以高等植物细胞为例)：图示时期主要变化前期染色质丝螺旋缠绕，缩短变粗，成为染色体(含姐妹染色体单体)细胞两极发出纺锤丝，形成纺锤体核仁逐渐解体，核被膜破裂中期纺锤丝牵引染色体运动，使其着丝粒排列在赤道板上染色体形态稳定，数目清晰，容易观察后期着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，染色体数目加倍子染色体在纺锤丝的牵引下移向细胞两极末期染色体变成染色质，纺锤丝消失核被膜、核仁出现，形成两个新细胞核赤道板位置出现细胞板，逐渐扩展为细胞壁3.动物细胞的有丝分裂过程与植物细胞的不同点(1)动物细胞的中心粒在间期倍增，进入分裂期后，两组中心粒分别移向细胞两极，两组中心粒发出纺锤丝形成纺锤体。(2)分裂末期，细胞膜内陷，形成两个子细胞。4有丝分裂的意义(1)将亲代细胞的染色体经过复制(实质为dna的复制)之后，精确地平均分配到两个子细胞中。(2)由于染色体上有遗传物质dna，因而在细胞的亲代和子代间保持了遗传性状的稳定性。跟随名师解疑难1有丝分裂过程中细胞结构的变化(1)染色体的变化：形态变化：行为变化：复制散乱分布于纺锤体中央着丝粒排列在赤道板上着丝粒分裂移向两极平均分配到两个子细胞中。(2)纺锤体的变化：形成(前期)解体消失(末期)。(3)核膜、核仁的变化：解体消失(前期)重建(末期)。(4)中心粒的变化(动物细胞)：中心粒在间期复制，在分裂期逐渐移向两极。(5)末期出现细胞板(植物细胞)。关键一点口诀法记忆分裂期的特征前期：膜仁消失现两体；中期：赤道板上排整齐；后期：粒裂数加移两极；末期：两消两现建新壁。2动物细胞与高等植物细胞的有丝分裂异同点不同点相同点间期：中心体复制前期：纺锤体形成机制末期：细胞分割方式间期分裂期植物细胞无两极纺锤丝纺锤体细胞板细胞壁分割细胞(质)染色体完成复制染色体平均分配动物细胞有两组中心粒(复制于间期)纺锤丝纺锤体细胞膜中央内陷缢裂细胞(质)3.染色体、染色单体、dna分子三者之间的关系(1)图示：(2)说明：染色单体是染色体经过复制后仍连接在同一个着丝粒的两条姐妹染色单体；当着丝粒分裂后，两姐妹染色单体就分开成为独立的染色体。染色体数目是根据着丝粒数目来计数的，有几个着丝粒就有几条染色体。无染色单体时，染色体dna11；有染色单体存在时，染色体染色单体dna122。(3)dna含量、染色体数目的变化规律：列表比较(假定正常体细胞的细胞核中dna含量为2a，染色体数目为2n)：分裂时期比较项目间期前期中期后期末期dna含量2a4a4a4a4a4a2a染色体数目2n2n2n4n4n2n染色单体数目04n4n4n00曲线模型：a染色体数量变化规律：2n4n2n。bdna含量变化规律：2n4n2n。由a、b中曲线可知，有丝分裂能保持染色体及核内dna数目不变。a、b中曲线特殊时段含义及变化：ab段：有丝分裂后期，着丝粒分裂导致染色体数目暂时加倍。cd段：有丝分裂间期，dna复制导致核内dna数目暂时加倍。ef段：有丝分裂末期，染色单体分开后平均分配移向细胞两极。由此可知，在有丝分裂中，染色体及核内dna分子不同时加倍，但同时移向两极而减半，最终保持数目恒定。5染色单体的形成、出现和消失分别发生在细胞周期中的()a前期、中期、后期b间期、前期、后期c间期、前期、末期 d前期、后期、末期解析：分裂间期染色体复制，每条染色体含有两条姐妹染色单体，但是在间期是以细长的丝状(染色质)形式存在的。前期染色质螺旋化，缩短变粗，在光学显微镜下可以看到每条染色体含有两条并列的姐妹染色单体。后期着丝粒分裂，每条染色单体都有一个属于自己的独立的着丝粒，各自成为一条染色体。因此，染色单体形成于间期，出现于前期，消失于后期。答案：b6下图是具有6条染色体的植物细胞有丝分裂图。据图分析回答：(1)乙图所示细胞分裂的时期是_期，判断理由是_。(2)一个细胞中，dna分子数与染色体数相同的是_图。(3)染色体数目加倍发生在_图。(4)在分裂过程中，染色体发生的一系列形态变化和活动都是与_相适应的。染色体的活动决定于_的作用。解析：首先根据图中染色体的变化特征确定各个时期及其变化顺序：乙是前期，甲是中期，丁是后期，丙是末期，然后根据图回答问题。答案：(1)前染色体含染色单体，散乱地分布在纺锤体的中央(2)丙、丁(3)丁(4)染色体及dna平均分配到两个子细胞中纺锤丝牵引细胞周期无丝分裂自读教材夯基础1细胞周期(1)细胞周期的概念：前提条件：连续分裂的细胞。时间：从一次有丝分裂完成时开始，到下一次有丝分裂完成时为止。两个阶段：分裂间期和分裂期。(2)细胞周期分期：分裂间期：分裂期：细胞分裂形成新细胞。(3)影响因素：温度、营养状况、湿度、一些化学药品及物理因素等。2无丝分裂(1)特点：分裂过程中不出现纺锤丝和染色体的变化。(2)过程：核仁先行分裂，接着细胞核拉长，核仁向核两端移动，核的中部向内凹进，缢裂成两个细胞核。整个细胞从中部缢裂成两部分，形成两个子细胞。(3)实例：变形虫的分裂。跟随名师解疑难对细胞周期的理解(1)前提条件：只有连续分裂的细胞才有细胞周期，如根尖分生区细胞、茎形成层细胞、皮肤生发层细胞和胚胎干细胞等。(2)时间：从一次有丝分裂完成时开始下一次有丝分裂完成时结束。(3)两个阶段：分裂间期在前，经历时间较长，占整个细胞周期的90%95%。分裂期在后，经历时间较短，可划分为前期、中期、后期和末期四个连续的时期。图解如下：图解一：细胞周期图解二：图示中ac段为一个细胞周期，ce段也为一个细胞周期。关键一点(1)细胞周期是一个连续变化的过程，每个细胞周期必须以分裂间期为起点。(2)细胞的种类不同，一个细胞周期的时间及其两个阶段所占比例也不相同。7科学家用含15n的硝酸盐作为标记物浸泡蚕豆幼苗，追踪蚕豆根尖细胞的分裂情况，得到蚕豆根尖分生区细胞连续分裂的数据如下，则下列叙述正确的是()a高尔基体、线粒体、叶绿体在蚕豆根尖细胞分裂过程中活动旺盛b蚕豆根尖细胞的dna分子结构稳定性最低的时期有02 h、19.321.3 h、38.640.6 hc一个细胞周期可以用019.3 h、19.338.6 h来表示d蚕豆根尖细胞分裂的一个细胞周期为19.3 h解析：从上一次细胞分裂完成时开始，到下一次细胞分裂完成时为止为一个细胞周期，包括分裂间期和分裂期，间期经历时间长，分裂期经历时间短。从图中可以看出，221.3 h、21.340.6 h各为一个细胞周期，一个细胞周期需要的时间是19.3 h。在细胞分裂过程中，间期进行dna分子的复制，双链解旋，稳定性最低，即219.3 h、21.338.6 h时，dna分子的稳定性最低。蚕豆根尖中无叶绿体，在细胞分裂过程中，高尔基体与新细胞壁的形成有关，在细胞壁(细胞板)的形成过程中，需要线粒体为其提供能量，所以高尔基体和线粒体在根尖细胞分裂过程中活动旺盛。答案：d对细胞周期概念的理解例1下图表示4种植物细胞的细胞周期(按顺时针方向)，其中说法正确的是()a图中的bab表示细胞增殖过程的一个细胞周期b甲图中的ba与丙图中的ba所用的时间可能相同c从ab，由于dna的复制使染色体数目增加一倍d观察植物细胞有丝分裂的最好实验材料是植物甲解析a项，细胞周期包括分裂间期和分裂期，按顺时针方向，ba较短，为分裂期，是细胞周期的第二个阶段；ab较长，为分裂间期，是细胞周期的第一个阶段，所以aba可表示一个细胞周期。b项，扇形只表示分裂间期和分裂期的时间比例，并不表示具体时间，甲图中ba与丙图中ba所占扇形面积有差异，但所用时间可能相同。c项，ab表示分裂间期，dna分子完成复制，但染色体数目并未改变。d项，观察有丝分裂最好选丁，因为分裂期(ba)相对较长，便于找到处于分裂期中各个时期的细胞。答案b1下图ad表示连续分裂细胞的两个细胞周期。下列叙述不正确的是()aab为一个细胞周期bc段结束dna含量增加一倍c遗传物质平分一般发生在d段dbc为一个细胞周期解析：细胞周期包括分裂间期和分裂期，先进行分裂间期，再进行分裂期，且分裂间期持续时间远远长于分裂期。因图中为连续的两个细胞周期，因此a和b处于一个细胞周期，c和d处于另一个细胞周期。由于c长于d，因此c为分裂间期，进行dna分子的复制，此期结束时dna含量增加一倍。答案：d有丝分裂中dna、染色体、染色单体的数量变化例2下图中的甲、乙、丙表示动物细胞有丝分裂中的三个阶段，a是染色体数，b是染色单体数，c是dna分子数，a、b、c的数量关系正确的是()a甲、乙b甲、丙c乙、丙 d甲、乙、丙解析在有丝分裂过程中，前期和中期每条染色体上有两条染色单体，每条染色体上有两个dna分子，其数目关系为：染色体染色单体dna122，符合图甲所示；后期和末期，每条染色体上含有一个dna分子，其数目关系为：染色体染色单体dna101，符合图丙所示。答案b归纳拓展 染色(单)体与dna的数量关系 有丝分裂过程中图像和曲线分析例3图甲所示为某植物细胞在一个有丝分裂的细胞周期中dna含量的变化，图乙为其细胞分裂图像。据图分析回答：(1)ab表示_期，与它对应的分裂图像是_。(2)bc表示_期，依次对应于分裂图像_。(3)cd表示_期，它对应的分裂图像是_。该时期参与活动的细胞器为_。(4)d以后表示_期。(5)从一个细胞周期中dna含量的变化规律分析，有丝分裂的重要特征是_。(6)用虚线在坐标图中画出一个细胞周期中染色体数目变化的曲线。解析解决分裂图像和有关曲线问题关键是依据有丝分裂各时期染色体的行为特征，以及染色体和dna的数量变化，来确定各分裂图像以及曲线各段所处的分裂时期。题目所给曲线中 ab 段dna含量上升加倍，应是dna复制过程，属于间期，bc 段dna含量是加倍状态，应包含前期、中期、后期，cd段dna含量恢复正常，应属于末期，依据细胞结构和染色体行为可判断1、2、3、4、5各分裂图像分别表示中期、前期、间期、末期、后期。答案(1)分裂间3(2)前、中、后2、1、5(3)末4高尔基体和线粒体(4)下一个细胞周期或间(5)亲、子代细胞核内dna含量和染色体数保持不变(6)如右图所示规律方法 “dna线”和“染色体线”的特点分析 dna线：特别要注意在细胞进入分裂期前的间期准备时期，曲线有一个倾斜线，这与dna分子的复制有关。最终结果是曲线的起点和终点在同一水平。染色体线：曲线是典型的“几”字型折线，但结果同样是起点和终点位于同一水平。原因是通过有丝分裂子细胞获得了和母细胞一样的dna和染色体。2右面的细胞示意图可能表示的是()a高等动物细胞的有丝分裂中期图b低等植物细胞的有丝分裂后期图c细菌细胞的无丝分裂中期图d变形虫的无丝分裂中期图解析：图示细胞具有中心体，故可能是高等动物细胞或低等植物细胞。根据染色体行为特征判断，应属于分裂中期图。细菌细胞进行二分裂，变形虫进行无丝分裂，两者细胞增殖过程中均不出现染色体和纺锤体。答案：a1.观察根尖细胞有丝分裂的实验分析。2.观察有丝分裂实验的拓展应用。典例剖析洋葱(2n16)为二倍体植物。为比较不同处理方法对洋葱根尖细胞分裂指数(即视野内分裂期细胞数占细胞总数的百分比)的影响，某研究性学习小组进行了相关实验，实验步骤如下：将洋葱的老根去除，经水培生根后取出。将洋葱分组同时转入质量分数为0.01%、0.1%秋水仙素溶液中，分别培养24 h、36 h、48 h；秋水仙素处理停止后再转入清水中分别培养0 h、12 h、24 h、36 h。剪取根尖，用carnoy固定液(用3份无水乙醇、1份冰乙酸混匀)固定8 h，然后将根尖浸泡在1 mol/l盐酸溶液中58 min。将根尖取出，放入盛有清水的培养皿中漂洗。用石炭酸品红试剂染色。 制片、镜检；计数、拍照。实验结果：不同方法处理后的细胞分裂指数(%)如下表。秋水仙素溶液处理清水培养时间(h)质量分数(%)时间(h)01224360.012410.7113.6814.1914.46369.9411.9913.5913.62487.9810.0612.2211.970.1247.749.0911.0710.86366.127.879.989.81485.976.687.988.56请分析上述实验，回答有关问题：(1)步骤中“将根尖浸泡在1 mol/l盐酸溶液中”的作用是_。(2)步骤为了获得相应的观察视野，镜检时正确的操作方法是_。(3)根据所学的知识推测，石炭酸品红试剂是一种_性染料。(4)为了统计数据更加科学，计数时应采取的方法是_。(5)根据上表结果可以得出如下初步结论：质量分数为_秋水仙素溶液诱导后的