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(共59张PPT)
第6章　细胞的生命历程
第1节　细胞的增殖
第2课时　动物细胞的有丝分裂与观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
课时目标 1.运用结构与功能观，分析动植物细胞有丝分裂的异同点。(生命观念)
2．运用模型解释细胞不能无限长大的原因。(科学思维)
3．通过“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”的实验，掌握显微观察实验的基本操作方法，提高实践能力。(科学探究)
纺锤丝
一、动物细胞的有丝分裂
1．动植物细胞有丝分裂的区别
不同点 植物细胞 动物细胞
前期 纺锤体形成方式不同 从细胞两极发出________形成纺锤体 由位于细胞两极的两组中心粒周围发出_________形成纺锤体
末期 细胞质分裂方式不同 细胞板逐渐扩展，形成新的_________，分成两个子细胞 细胞膜从细胞的中部______ _____，缢裂成两个子细胞
星射线
细胞壁
向内
凹陷
2.细胞有丝分裂的意义
(1)将亲代细胞经复制之后的_________(关键是DNA的复制)，精确地平均分配到_______________中。
(2)由于染色体上有_________________，因而在细胞的亲代和子代之间保持了________________。
染色体
两个子细胞
遗传物质DNA
遗传的稳定性
二、无丝分裂
1．特点：分裂过程中没有出现_________和_________的变化。
2．过程
(1)_________先延长，核的中部向内凹陷，缢裂成为两个细胞核。
(2)整个细胞从中部缢裂成两部分，形成_______________。
3．实例：_______________。
纺锤丝
染色体
细胞核
两个子细胞
蛙的红细胞
三、观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
1．实验原理
(1)各个细胞的分裂是独立进行的，在同一分生组织中可以看到处于__________________的细胞。
(2)根据细胞内_________的存在状态，判断细胞分别处于有丝分裂的哪个时期。
(3)染色体容易被____________(如甲紫溶液)着色。
不同分裂时期
染色体
碱性染料
2．实验步骤
(1)洋葱根尖的培养：实验前3～4 d，将洋葱放在装满清水的广口瓶上，底部接触水面，放在温暖的地方培养至根长约5 cm。
(2)装片的制作
(3)洋葱根尖细胞有丝分裂的观察
(4)绘图：绘出植物细胞有丝分裂______简图。
中期
◆基础速判(对的画“√”，错的画“×”)
1．动植物细胞有丝分裂的中期都会出现赤道板。(　　　)
提示：赤道板是一个虚拟的结构，动植物细胞有丝分裂过程中都不会出现。
2．在细胞的亲代和子代之间通过有丝分裂保持了遗传的稳定性。(　　　)
3．蛙的生长发育过程中，体细胞增殖仅靠有丝分裂。(　　　)
提示：蛙的生长发育过程中，体细胞的增殖方式为有丝分裂和无丝分裂(如蛙的红细胞)。
×
√
×
4．洋葱根尖分生区组织细胞也可进行质壁分离实验的观察。 (　　　)
提示：洋葱根尖分生区组织细胞无成熟大液泡，所以不能进行质壁分离实验的观察。
×
◆助学巧记
洋葱的“一材多用”
(1)洋葱叶片——绿叶中色素的提取和分离。
(2)洋葱鳞片叶外表皮——观察植物细胞的质壁分离和复原。
(3)洋葱根尖分生区组织细胞——观察有丝分裂。
◆思维启迪
1．观察根尖分生区组织细胞装片时，视野中处于哪个时期的细胞数目最多？为什么？
提示：分裂间期，因为分裂间期在细胞周期中所占时间最长。
2．若持续观察处于分裂间期的一个细胞，能否观察到一个完整的细胞周期？为什么？
提示：不能，因为显微镜下观察到的都是死细胞，不能看到动态变化。
◆视野拓展
细胞不能无限长大的原因
(1)细胞与外界的物质交换效率限制了细胞的生长。
(2)细胞核是细胞遗传和代谢的控制中心，是遗传信息库。细胞核中的DNA是有限的，其能够控制的细胞质的范围有限。
1．细胞分裂的过程中出现中心体的一定是动物细胞吗？
答案：不一定，因为低等植物细胞细胞分裂的过程中也出现中心体。
2．区分动物或植物细胞有丝分裂的可靠依据是什么？
答案：末期时细胞质的分裂方式。
任务一__动植物细胞有丝分裂的区别
3．与动植物细胞分裂过程密切相关的细胞器。
细胞类型 主要细胞器
动物细胞 ____________________________
高等植物细胞 ____________________________
低等植物细胞 ____________________________
答案：线粒体、核糖体、中心体　高尔基体、线粒体和核糖体　高尔基体、线粒体、核糖体和中心体
1．动植物细胞有丝分裂的区别
提醒：动植物细胞有丝分裂的不同主要体现在前期纺锤体形成方式不同和末期细胞质分裂方式不同。
2．细胞分裂过程中的有关细胞器
细胞器 作用时期 生理作用 细胞类型
核糖体 分裂间期(主要) 有关蛋白质的合成 动植物细胞
中心体 前期 与纺锤体的形成有关 动物、低等植物细胞
高尔基体 末期 与细胞壁的形成有关 植物细胞
线粒体 整个细胞周期 提供能量 动植物细胞
3.动植物细胞分裂图像的相关提醒
(1)动物细胞一般画成圆形，最外层是细胞膜；植物细胞一般画成长方形，最外层是细胞壁。
(2)画细胞分裂后期的图像时的注意事项：
①移向细胞两极的染色体形态不能画反，正确的应为染色体臂朝向中央，着丝粒靠近细胞两极。
②上下对应的两条染色体的大小、形态、颜色完全相同。
1．(2024·桂林高一检测)如图为一个正在进行有丝分裂的细胞图像。下列叙述正确的是 (　　)
A．该细胞正处于分裂间期
B．该细胞取自洋葱根尖分生区
C．该细胞正在进行着丝粒的分裂
D．该时期最明显的变化是出现染色体
D
解析：
图中细胞的核仁解体、核膜消失，且两组中心体发出星射线形成纺锤体，故细胞处于有丝分裂前期，A错误；该细胞没有细胞壁，且有中心体，可推测该细胞为动物细胞，B错误；着丝粒分裂发生在有丝分裂后期，该细胞此时处于有丝分裂前期，C错误；该细胞此时处于有丝分裂前期，最明显的变化是染色质丝高度螺旋化，缩短变粗，形成染色体，D正确。
2．下表为某同学观察到的4个装片中细胞有丝分裂的结果，能依次表示动物细胞有丝分裂前期与末期装片的是 (　　)
C
编号 观察结果
1 中心粒周围发出星射线形成纺锤体
2 细胞中部向内凹陷
3 细胞中部形成了细胞板
4 细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体
A．1、3号 B．4、2号
C．1、2号 D．4、3号
解析：
动物细胞有丝分裂前期由中心粒周围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中部向内凹陷，细胞缢裂成两部分，而植物细胞则通过形成细胞板将细胞一分为二。故选C。
“三看法”界定动植物细胞分裂图像
任务二__观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
下图是关于“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”实验的操作示意图。
[问题探究]
1．取材时只剪取根尖2～3 mm，为什么？
答案：若剪得过长会包括伸长区，伸长区无细胞分裂，增加了寻找观察细胞的难度。
2．解离时间不宜过长或过短，为什么？
答案：时间过长会使根尖过于软化且染色体成分被破坏；时间过短会使根尖细胞解离不充分，观察时细胞容易重叠。
3．能否对细胞有丝分裂装片中同一细胞进行连续观察，以观察细胞分裂各个时期？要找全各个分裂时期的细胞应如何操作？
答案：不能；解离过程中细胞已经死亡，只能观察到一个时期。如果要找到各个分裂时期的细胞，要不断地移动装片，在不同的视野中寻找。
1．实验材料的选择
类型 选取细胞周期相对较短，且分裂期占细胞周期比例相对较大的材料
部位 选取细胞分裂旺盛的部位，如根尖或茎尖的分生区
时间 选取分裂旺盛的时间
2.实验操作注意事项
(1)控制解离时间
(2)控制漂洗时间
(3)控制染色时间
(4)控制压片力度
1．(2024·百色高一检测)下列关于“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”实验的叙述，错误的是 (　　)
A．该实验用甲紫溶液是为了将细胞核中的染色体染成紫色
B．在显微镜下观察洋葱根尖细胞时，发现处于分裂间期的细胞较多
C．装片制作的流程为解离→染色→漂洗→制片
D．分生区细胞的特点：细胞呈正方形，排列紧密
C
解析：
染色体易被碱性染料染成深色，该实验用甲紫溶液是为了将细胞核中的染色体染成紫色，A正确；在细胞周期中分裂间期经历时间长，使用显微镜观察洋葱根尖细胞时，处于分裂间期的细胞数量较多，B正确；制作临时装片的顺序是解离→漂洗→染色→制片，C错误；根尖分生区细胞的特点是细胞呈正方形，排列紧密，D正确。
2．下列对“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”实验的叙述，不正确的是 (　　)
A．漂洗的目的是洗去解离液，防止解离过度
B．染色时，将甲紫溶解在质量分数为2%的醋酸溶液中配制成甲紫溶液再进行染色
C．实验中可以观察到染色体排列在赤道板位置上的细胞，大多数呈正方形
D．在该实验过程中，能够清晰地观察到一个细胞的连续分裂过程
D
解析：
漂洗的目的是洗去解离液，防止解离过度，A正确；将甲紫溶解在质量分数为2%的醋酸溶液中配制成甲紫溶液再进行染色，B正确；根尖分生区细胞能进行有丝分裂，分生区细胞大多数呈正方形，C正确；在该实验过程中，细胞已死亡，不能观察到一个细胞的连续分裂过程，D错误。
动物细胞进入有丝分裂阶段，中心体负责纺锤体的组装，并受到丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶(PLK4)的调控。有研究表明，用PLK4抑制剂抑制其活性后，许多癌细胞和正常细胞分裂仍可在无中心体复制的条件下进行，产生无中心体的细胞，表现出非中心体型纺锤体组装。TRIM37是一种泛素连接酶，其不同的表达水平可以通过截然不同的机制控制细胞内非中心体型纺锤体的组装，具体机理如图1、图2所示。
动物细胞有丝分裂机制——生命观念
设计1：考查知识迁移能力
(1)与高等植物细胞相比，动物细胞有丝分裂过程的不同点主要体现在_____________________________________________________________ ___________________________________________________两个方面。
设计2：考查长句表达能力与科学思维
(2)PLK4活性受抑制后，TRIM37正常表达，许多癌细胞和正常细胞仍可发生非中心体型纺锤体组装的原因是___________________________ _____________________________________________________________；
TRIM37过量表达可通过引起CEP192降解而________(填“提高”或“减弱”)细胞对PLK4抑制剂的敏感性，最终导致出现染色体数目________的异常细胞。
设计3：考查问题解决能力与生命观念
(3)科研人员制作了异种移植神经母细胞瘤的裸鼠，具有过量表达TRIM37的特点。用含物质X的饲料饲喂这些裸鼠，统计发现癌细胞的数量增加不明显。
①推测物质X的作用是________________________________________ _____________________________________________________________。
②该实验应设置_____________________________________________ _________________________________________________________________________________________的对照组。
答案：(1)前期纺锤体形成方式不同，末期细胞质分裂方式不同
(2)失活的PLK4形成PLK4凝聚体，招募其他成分充当中心体作用，形成非中心体型纺锤体　减弱　加倍
(3)①促进了TRIM37的过量表达或促进了CEP192的降解　②用等量不含物质X的相同饲料饲喂相同生理状况的裸鼠
解析：
(1)动物细胞与高等植物细胞的有丝分裂过程的不同点：前期纺锤体形成方式不同，动物细胞由中心体周围发出星射线形成纺锤体，高等植物细胞由细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体；末期细胞质分裂方式不同，动物细胞细胞膜从中部向内凹陷缢裂，使一个细胞分裂成两个子细胞，高等植物细胞在赤道板位置出现了一个细胞板，细胞板逐渐扩展，形成新的细胞壁，从而使一个细胞分裂成为两个子细胞。(2)根据题图分析可知，PLK4活性受抑制后，TRIM37正常表达，许多癌细胞和正常细胞仍可发生非中心体型纺锤体组装的原因
解析：
是失活的PLK4形成PLK4凝聚体，招募其他成分充当中心体作用，形成非中心体型纺锤体。PLK4抑制剂的作用结果是形成非中心体型纺锤体，TRIM37过量表达时促进CEP192的降解使细胞不能形成非中心体型纺锤体，故会减弱细胞对PLK4抑制剂的敏感性。纺锤体不能形成，染色体不能移向细胞两极，细胞分裂不能正常进行，最终导致出现染色体数目加倍的异常细胞。(3)根据题意，裸鼠具有过量表达TRIM37的特点，用含物质X的饲料饲喂这些裸鼠，统计发现癌
解析：
细胞的数量增加不明显，说明细胞分裂被抑制。①物质X的作用可能是促进了TRIM37的表达或促进了CEP192的降解。②为证实推测，应设置用等量不含物质X的相同饲料饲喂相同生理状况的裸鼠的对照组(遵循单一变量原则和等量性原则)。
1．与动物细胞有丝分裂相比，下列仅属于植物细胞有丝分裂特征的是 (　　)
A．由两组中心粒周围发出的星射线形成纺锤体
B．分裂间期，DNA进行复制
C．分裂中期，着丝粒排列在赤道板上
D．分裂末期，细胞中部形成细胞板
D
解析：
高等植物细胞没有中心体，A错误；分裂间期DNA进行复制及分裂中期着丝粒排列在赤道板上，是动植物细胞有丝分裂的共同点，B、C错误；分裂末期，植物细胞中部形成细胞板，细胞板逐渐扩展，形成新的细胞壁，D正确。
2．下列植物细胞中适合作为观察细胞有丝分裂的材料的是 (　　)
A．蚕豆叶肉细胞
B．洋葱鳞片叶表皮细胞
C．蚕豆根尖分生区细胞
D．洋葱根尖伸长区细胞
C
解析：
题述的4个细胞中只有蚕豆根尖分生区细胞具有分裂能力，其他细胞高度分化，都不能进行细胞分裂，不适合作为观察细胞有丝分裂的材料。故选C。
3．下图是某生物体细胞有丝分裂过程中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、丙三个细胞中染色体、染色单体与核DNA分子数的比例都为1∶2∶2
C．甲细胞进行中心体倍增，发出星射线，形成纺锤体
D．甲、乙、丙三个细胞分别处于分裂前期、后期和中期
D
解析：
图中细胞无细胞壁，有中心体，因此可以判断该生物是动物，A错误；甲、乙、丙三个细胞中染色体、染色单体与核DNA分子数的比例分别是1∶2∶2、1∶0∶1、1∶2∶2，B错误；甲细胞处于分裂前期，而中心体倍增发生在分裂间期，C错误；根据细胞内染色体的特征，可判断甲、乙、丙三个细胞分别处于有丝分裂前期、后期、中期，D正确。
4．(2024·日照高一检测)某同学按照下图所示实验流程，进行了观察洋葱根尖细胞有丝分裂的实验。下列叙述错误的是 (　　)
A．图中①需用体积分数为95%的酒精解离根尖
B．漂洗的目的是防止根尖解离过度
C．②中可用甲紫溶液使染色体着色
D．观察时先用低倍镜找到分生区细胞
A
解析：
图中①是解离，解离液为质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精溶液的混合液(1∶1)，A错误；漂洗的目的是防止解离过度，B正确；②是染色，可用甲紫溶液使染色体着色，C正确；观察时，先在低倍镜下找到分生区细胞，再换成高倍镜观察，D正确。
5．比较动植物细胞有丝分裂的过程，以下叙述是动物细胞特有的是 (　　)
A．染色质缩短变粗成为染色体
B．细胞膜从细胞的中部向内凹陷
C．赤道板的位置出现细胞板
D．核仁、核膜周期性地消失和重建
B
解析：
细胞有丝分裂过程中，染色质缩短变粗成为染色体，不是动物细胞特有的，A错误；有丝分裂末期，动物细胞细胞膜从细胞的中部向内凹陷，植物细胞在赤道板的位置出现细胞板，B正确、C错误；细胞有丝分裂过程中，核仁、核膜周期性地消失和重建，不是动物细胞特有的，D错误。
6．某研究小组以水仙为实验材料，对其根尖细胞有丝分裂进行探索。请回答下列问题：
(1)水仙根尖细胞的制片流程是________、漂洗、________和制片。
(2)观察水仙根尖细胞有丝分裂过程中，使用质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精混合液的目的是________________________。
(3)甲紫溶液属于________性染料，能够使水仙细胞中的________着色。
(4)下图是观察水仙根尖细胞有丝分裂的显微照片。
分生区细胞的特点是________________________________________，观察结果发现，处于图中________________(填序号)期的细胞最多，原因是_______________________________________。找到①期的细胞时，推断该细胞________(填“能”或“不能”)继续完成分裂。
答案：(1)解离　染色
(2)使组织中的细胞相互分离开来
(3)碱　染色体
(4)细胞呈正方形，排列紧密　②　分裂间期经历的时间最长　不能
解析：
(1)水仙根尖细胞的制片流程是解离、漂洗、染色和制片。(2)观察水仙根尖细胞过程中，使用质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精混合液的目的是使组织中的细胞相互分离开来。(3)甲紫溶液属于碱性染料，能够使水仙细胞中的染色体着色。(4)分生区细胞的特点是细胞呈正方形，排列紧密。①期细胞中染色体的着丝粒排列在赤道板上，故细胞处于分裂中期；②期细胞有染色质，且有核膜和核仁的存在，故细胞处于分裂间期；③期细胞中染色体的着
解析：
丝粒分裂，姐妹染色单体分开，故细胞处于分裂后期；④期细胞中出现了细胞板，故细胞处于分裂末期。因为分裂间期经历的时间最长，所以处于②分裂间期的细胞最多。找到①分裂中期的细胞时，细胞不能继续完成分裂，原因是显微镜下观察到的是在解离过程中已死亡的细胞，不能看到细胞分裂的动态变化。

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