生物必修1《分子与细胞》第二节 细胞——生命活动的基本单位优秀第2课时学案

这是一份生物必修1《分子与细胞》第二节 细胞——生命活动的基本单位优秀第2课时学案，共16页。

第2课时　植物细胞的有丝分裂、减数分裂和无丝分裂
[学习目标]　1.说出动物细胞和植物细胞有丝分裂的区别。2.制作和观察植物根尖细胞有丝分裂简易装片。3.了解减数分裂和无丝分裂。
一、动、植物细胞有丝分裂的异同、减数分裂和无丝分裂

1．动植物细胞的细胞周期的异同
(1)相同点：基本过程相同，都要经历分裂间期和分裂期。
(2)不同点：高等植物细胞没有中心体，也没有星射线，在分裂前期，由细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体；在分裂末期，在赤道面处形成细胞板，细胞板由中央向四周扩展形成新的细胞壁。
2．有丝分裂的意义
在分裂间期，染色体复制(主要是DNA复制)一次，在有丝分裂中，细胞分裂一次，分裂结果是染色体平均分配到两个子代细胞中，这保证了子代细胞与亲代细胞中遗传信息的一致性。
3．减数分裂
(1)减数分裂是一种特殊的有丝分裂，是产生有性生殖细胞的分裂方式。
(2)与有丝分裂的不同：细胞减数分裂仅进行一次染色体复制，细胞连续分裂两次，产生的生殖细胞染色体数量减半。
(3)实例：人体细胞有23对染色体。

4．无丝分裂
(1)过程：细胞核先延长，核从中部缢裂成两个子细胞核，接着整个细胞也从中部缢裂成两个子代细胞。
(2)特点
①没有染色体和纺锤体等结构出现。
②不是真核细胞的一种正常的普遍分裂方式。
(3)实例：在高等动物体内，某些迅速增殖的组织，如口腔上皮细胞、伤口附近的细胞和体外培养的动物细胞，可以通过无丝分裂的方式形成新细胞。
判断正误
(1)高等植物细胞有丝分裂前期纺锤体的形成方式与动物细胞不同(　　)
(2)植物细胞有丝分裂末期的赤道面可扩展形成新的细胞壁，此过程有高尔基体的直接参与(　　)
(3)有丝分裂过程中DNA平均分配到两个子细胞中，保证了亲子代细胞中遗传信息的一致性(　　)
(4)减数分裂对亲子代染色体数量的恒定具有重要意义(　　)
(5)草履虫无丝分裂过程中不能发生DNA的复制(　　)
(6)无丝分裂是原核细胞的分裂方式(　　)
答案　(1)√　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×　(6)×

一、比较动、植物细胞有丝分裂
下图是动物细胞和高等植物细胞分裂间期和有丝分裂的对比图，据图分析：
时期
间期
前期
末期
植物细胞



动物细胞




(1)动植物细胞分裂间期的区别主要是什么？
提示　高等植物细胞没有中心体，间期不进行中心体的复制。
(2)动植物细胞分裂前期形成纺锤体的方式有什么不同？
提示　高等植物细胞是由细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体，动物细胞是由中心体周围发出星射线形成纺锤体。
(3)动植物细胞分裂末期细胞胞质分裂有什么不同？
提示　高等植物细胞中央出现细胞板，细胞板向四周扩展形成新的细胞壁，一个亲代细胞分裂成两个子代细胞；动物细胞质膜在赤道面位置处向内凹陷，一个亲代细胞缢裂成两个子代细胞。
二、概述减数分裂和无丝分裂的特点
据图回答问题：


(1)根据图1概述减数分裂产生精子和体细胞染色体数量有什么关系？
提示　通过减数分裂产生的精子只含有体细胞染色体数量的一半。
(2)分析图2，概述无丝分裂的过程有什么特点？
提示　无丝分裂过程没有出现纺锤体和染色体的变化。

1．“三看法”界定动、植物细胞有丝分裂图像

2．与细胞分裂有关的细胞器及其生理作用
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


1．现有未贴标签且染色体数目相同的三个细胞有丝分裂的两个时期的6块装片，编成1～6号，且已知1、3号确定为同一细胞有丝分裂的两个时期，其他4块装片分别表示另两个细胞有丝分裂的两个时期，某同学按顺序观察结果如下表。
编号
观察结果
1与5
中心体发出星射线，染色体散乱排列
2
细胞中部凹陷
3与6
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

则其中表示动物细胞有丝分裂前期与末期的装片依次是(　　)
A．1、3号 B．4、6号
C．5、2号 D．4、2号
答案　C
解析　根据动、植物细胞有丝分裂特点可知，4、6号为植物细胞分裂，2号为动物细胞分裂末期，因1、3号为同一细胞分裂，可知1号为低等植物细胞分裂前期，5号为动物细胞分裂前期，综上所述，C正确。
2．无丝分裂与有丝分裂最主要的区别是无丝分裂(　　)
A．核膜、核仁周期性地消失和重现
B．形成的子细胞染色体数目减少
C．形成的两个子细胞的大小不同
D．无染色体和纺锤体等结构的出现
答案　D
二、观察植物根尖细胞有丝分裂

1．实验原理
(1)幼根根尖的分生区生长旺盛，细胞常处于分裂的不同时期，选择幼根根尖制作临时玻片标本，可观察到细胞有丝分裂中染色体变化的现象。
(2)根尖材料经解离后，细胞相互分离，便于压片时将细胞分散开。
(3)采用碱性染料对染色体或染色质进行染色，便于观察。
2．实验步骤
(1)洋葱根尖的培养：实验前5～6 天，将洋葱放在装满清水的烧杯(或试管)上，底部接触水面，置于温暖处培养，待根生长至2～5 cm时，剪取生长健壮的根尖备用。
(2)制作玻片标本

(3)观察
①先用低倍镜找到分生区细胞，再换用高倍镜仔细观察。
②绘制细胞分裂各时期简图。
判断正误
(1)解离的目的是用药液使组织细胞彼此分离开来(　　)
(2)压片之前要经过漂洗洗去碱性染料，便于显微镜下观察(　　)
(3)压片是为了将根尖细胞压成薄层，避免相互重叠影响观察(　　)
(4)使用高倍镜可观察到赤道面和细胞板的时期分别是分裂中期和末期(　　)
答案　(1)√　(2)×　(3)√　(4)×

“观察植物根尖细胞有丝分裂”的实验分析
1．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生物C。
2．解离时间不宜过长或过短，为什么？
提示　时间过长会使根尖过分酥软且染色体成分被破坏；时间过短使根尖细胞解离不充分，不能相互分离。
3．解离完了要进行漂洗，而且一定要彻底，这样处理的目的是什么？
提示　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．能否将视野固定在一个细胞观察其连续的变化过程？如果不能，应怎样做？
提示　不能。将视野固定在一个细胞观察不到动态分裂过程，细胞在解离过程已被杀死，因此要通过移动装片寻找不同时期的细胞分裂图像。
5．装片中细胞相互重叠会导致观察效果不理想，请思考实验中有哪些操作可以保证细胞相互分散开。
提示　使细胞分散开的操作措施有三种：(1)解离时盐酸可破坏细胞壁的果胶层，使组织细胞相互分离。(2)压片时用镊子尖把根尖弄碎。(3)压片可使细胞尽可能呈单层铺展。

1．选取实验材料的关键
(1)剪取根尖长度为3～5 mm左右，过长或过短都会导致难以找到分生区的细胞。
(2)选材时不能单纯以分裂期时间的长短作为选材标准，而是应选择分裂期占细胞周期比例相对较大的材料，因为此种材料分裂期的细胞数目较多、易观察。
(3)必须在分裂旺盛的时间取材。
2．实验操作注意问题
实验操作
注意问题
解离时间
太短
果胶未被完全溶解，压片时细胞不易分散
过长
导致细胞解离过度、根尖过于软化，影响染色
漂洗时间
适宜
洗去多余的药液，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
压片力度
过轻
细胞未分散开
过重
将组织压烂

3.实验结果注意问题
(1)由于细胞在解离时已经死亡，所以不能观察到有丝分裂的动态变化过程。
(2)视野中往往找不全有丝分裂各个时期的细胞，可以移动装片从邻近的分生区细胞中寻找。
(3)观察到的某个时期细胞数目的多少反映出这个时期经历时间的长短。间期细胞数目最多，说明间期经历的时间最长。
4．三种异常情况分析
(1)大多数为长方形细胞：取材不当， 不是分生区细胞，细胞已分化。
(2)找不到图像：未对好光或光线亮度不够好，也可能是未调好焦距。
(3)装片中出现气泡：载玻片上滴的清水少或盖玻片的盖法不对。

3．如图为显微镜下观察到的植物细胞有丝分裂图像，其中A、B、C是不同时期的细胞。下列有关说法中正确的是(　　)

A．A、C细胞中核DNA的含量不相同
B．若要清晰地观察到B细胞，应将载玻片向左移动
C．继续观察C细胞，会观察到染色体向细胞两极移动
D．在视野中看到最多的细胞是处于分裂间期
答案　D
解析　A为有丝分裂后期，C为有丝分裂前期，两细胞中均完成了DNA的复制，且均没有进行DNA移向两个子细胞，所以A、C细胞中核DNA的含量相同，A错误；若要清晰地观察到B细胞，应先将细胞移至视野中央，再换用高倍镜观察，若要将B细胞移至视野中央，需将装片向右移动，B错误；在制作临时装片的过程中经过了解离，该步骤条件下细胞均死亡，因此不会在显微镜下看到细胞动态分裂的过程，C错误；由于分裂间期时间较长，所以在视野中看到最多的细胞是处于分裂间期，D正确。
4．(多选)下列关于“观察植物根尖细胞有丝分裂”实验的叙述，正确的是(　　)
A．培养洋葱根尖时，经常换水可防止烂根
B．解离的目的是让细胞相互分离并保持细胞活性
C．漂洗的目的是洗去解离液，所用的时间比解离长
D．观察时应先在低倍镜下找到分生区细胞，此区细胞排列紧密，有的处于分裂态
答案　ACD
解析　培养洋葱根尖时，经常换水可防止根尖进行无氧呼吸，造成烂根，A正确；解离的目的是让细胞相互分离，解离液中的盐酸和酒精会杀死细胞，B错误；漂洗的目的是洗去解离液，漂洗时间约10分钟，解离时间为3～5分钟，故漂洗所用的时间比解离的长，C正确。











题组一　植物细胞有丝分裂以及与动物细胞有丝分裂的比较
1．下列关于植物细胞有丝分裂中细胞结构的叙述，错误的是(　　)
A．染色质和染色体是同一物质在细胞分裂不同时期的不同形态
B．着丝粒外侧与纺锤体微管相连，内侧与着丝点相互交织
C．高尔基体在植物细胞有丝分裂过程中发挥作用
D．中心体是动物和低等植物特有的细胞器，与有丝分裂有关
答案　B
解析　在有丝分裂前期染色质螺旋化(凝缩)形成染色体，末期染色体去凝缩，变为丝状的染色质，因此染色质和染色体是同一物质在细胞分裂不同时期的两种存在形态，A正确；在电镜下，着丝点为圆盘状结构，其外侧主要与纺锤体微管相连，内侧与着丝粒相互交织，B错误；植物细胞有丝分裂末期形成新的细胞壁，高尔基体与细胞壁的形成有关，C正确。
2．动物细胞与植物细胞有丝分裂的区别主要体现在(　　)
A．前期和后期 B．间期和后期
C．前期和末期 D．前期和中期
答案　C
3．如图是某学生绘出的某高等植物的细胞分裂图像。其中错误的是(　　)

A．a和b B．c和d
C．b和d D．e和f
答案　C
解析　b、e图都表示有丝分裂末期，植物细胞有丝分裂末期出现细胞板，细胞质膜不向内凹陷，b图错误；高等植物没有中心体，d图错误，故选C。
4．如图表示动物细胞和高等植物细胞的有丝分裂图，据图分析，下列说法错误的是(　　)

A．甲细胞在分裂前期时，一对①分开，①周围发出星射线形成纺锤体
B．乙细胞在分裂前期时，无①出现，但仍有纺锤体形成
C．甲细胞在分裂末期时，③向内凹陷，细胞质一分为二
D．乙细胞在分裂末期时，⑤聚集发展成新的细胞质膜
答案　D
解析　甲细胞为动物细胞，处于有丝分裂前期，①为中心体，在细胞分裂间期复制，进入有丝分裂前期后，两个中心体分别移向细胞两极，在中心体的周围发出星射线形成纺锤体，A正确；乙细胞为高等植物细胞，不含中心体，处于有丝分裂前期的高等植物细胞的两极发出纺锤丝形成纺锤体，B正确；③为细胞质膜，动物细胞在有丝分裂末期，细胞质膜在赤道面处向内凹陷，将细胞质一分为二，C正确；⑤为细胞板，高等植物细胞在有丝分裂末期，在赤道面处形成细胞板，细胞板由细胞中央向四周扩展，逐渐形成新的细胞壁，D错误。
题组二　观察植物根尖细胞有丝分裂
5．下列关于“观察植物根尖细胞有丝分裂”实验的叙述，错误的是(　　)
A．解离的目的是使组织细胞相互分离开来
B．视野中绝大多数细胞不能观察到染色体
C．末期可观察到2个细胞核及细胞质膜内向凹陷
D．装片制作的步骤是解离→漂洗→染色→压片
答案　C
解析　动物细胞有丝分裂末期是细胞质膜在赤道面处向内凹陷，最后把亲代细胞缢裂成两个子代细胞，植物细胞有丝分裂末期在赤道面的位置形成细胞板，细胞板由细胞的中央向四周扩展，逐渐形成新的细胞壁，C错误。
6．(2022·盐城高一期末)在“观察植物根尖细胞有丝分裂”实验中，观察到下图四个正处于分裂期的细胞图像。下列有关叙述正确的是(　　)

A．图乙细胞可观察到赤道面
B．图丁细胞处于有丝分裂末期
C．装片的制作流程是解离、染色、漂洗、压片
D．图丙可观察到姐妹染色单体正在向两极移动
答案　B
解析　图乙细胞表示有丝分裂中期，此期是观察染色体形态、数目的最佳时期，细胞中观察不到赤道面，因为赤道面是个假想的面，A错误；图丁细胞处于有丝分裂末期，此时到达两极的染色体去凝缩，逐渐变成丝状染色质，B正确；在该实验中，装片的制作流程是解离、漂洗、染色、压片，C错误；在解离过程中细胞已经死亡，因此不能在图丙中观察到姐妹染色单体正在向两极移动的情况，D错误。
题组三　减数分裂和无丝分裂
7．真核生物细胞分裂的一般过程是(　　)
A．n—减数分裂—2n—受精—n
B．2n—减数分裂—n—受精—2n
C．n—有丝分裂—2n—受精—n
D．2n—有丝分裂—n—受精—2n
答案　B
8．(2022·盐城高一期末)在高等动物体内，某些迅速增殖的组织，如口腔上皮细胞、伤口附近的细胞等可以通过无丝分裂的方式形成新细胞。下列有关无丝分裂的叙述，错误的是(　　)
A．分裂过程中不出现纺锤丝
B．不存在遗传物质的复制过程
C．蛙的红细胞可通过无丝分裂增殖
D．分裂过程中不出现染色体的变化
答案　B
解析　无丝分裂的特点是分裂过程中没有纺锤丝和染色体的变化，但有遗传物质DNA的复制和平均分配，B错误。

选择题9～10题为单选题，11～13题为多选题。
9．右图是某实验小组观察1 000个处于分裂期的洋葱根尖细胞有丝分裂而做出的统计图。据图对洋葱根尖细胞有丝分裂可做出的正确判断是(　　)

A．洋葱根尖细胞大多数处在细胞周期的分裂期
B．洋葱根尖细胞有丝分裂各时期相对持续时间的长短是：前期>末期>中期>后期
C．图中细胞数目最多的时期可以观察到两个中心体
D．细胞有丝分裂过程中染色单体数量和核DNA含量最多的时期是后期
答案　B
解析　图中可以看出，细胞数由多到少为：前期、末期、中期、后期，时间和细胞数是成正比的，B正确。
10．下图是某高等植物细胞有丝分裂不同时期的图像，对其描述正确的是(　　)

A．甲细胞中由中心体发出星射线形成纺锤体
B．乙细胞分裂过程中细胞质膜向内凹陷使得细胞一分为二
C．丙细胞中着丝粒分裂，染色体为8
D．丁细胞中染色体和核DNA的数目相等
答案　C
解析　高等植物细胞中没有中心体，A错误；植物细胞的分裂末期是在赤道面位置形成细胞板，细胞板由中央向四周扩展形成新的细胞壁，将亲代细胞分裂成两个子代细胞，动物细胞的分裂末期才是细胞质膜在赤道面位置处向内凹陷，B错误；丁细胞中染色体数为4，核DNA数为8，D错误。
11．如图是某高等植物细胞不同分裂时期的图像，据图分析，下列叙述错误的是(　　)

A．若按分裂的先后顺序排列，应为①→④→②→③
B．图①中纺锤体是由中心体发出的星射线形成的
C．图③中着丝粒分裂后，染色体数目加倍，核DNA数目也加倍
D．图④代表有丝分裂中期，此时着丝粒整齐地排列在赤道面上
答案　ABC
解析　①②③④分别表示有丝分裂的前期、末期、后期、中期，分裂的顺序应该为①→④→③→②，A错误；图①是高等植物细胞，没有中心体，纺锤体是由细胞两极发出的纺锤丝形成的，B错误；图③中着丝粒分裂后，染色体数目加倍，但核DNA数目没有加倍，C错误。
12．如图是某同学进行“观察植物根尖细胞有丝分裂”实验时截取的4个时期的细胞图像。下列叙述不正确的是(　　)

A．细胞②中的核DNA数是细胞①中的二倍
B．依据细胞周期先后将图中4个时期排序，应为③①②④
C．过一段时间后，图④的细胞将分裂成两个如图③的细胞
D．分裂间期核内无染色体，所以不会被碱性染料染上颜色
答案　ACD
解析　分析图像，①为有丝分裂中期，②为有丝分裂后期，③为有丝分裂前期，④为有丝分裂末期。细胞②与细胞①中的核DNA数是相同的，A错误；根据前面分析可知，图中4个时期排序，应为③①②④，B正确；由于实验中细胞在解离时已经死亡，所以图④的细胞不能分裂成两个如图③的细胞，C错误；分裂间期核内无染色体，但有染色质，所以会被碱性染料染上颜色，D错误。
13．甲、乙、丙、丁四幅图分别表示一些生物细胞某个分裂时期的示意图。下列有关叙述正确的是(　　)

A．图甲表示动物细胞有丝分裂末期
B．图乙表示人的红细胞分裂的某个阶段
C．图丙细胞可能来自图丁所示细胞
D．观察染色体最佳时期是图丁细胞所处时期
答案　CD
解析　图甲表示植物细胞，处于有丝分裂末期，A错误；图乙表示无丝分裂，如蛙的红细胞，人红细胞不进行无丝分裂，B错误；图丙表示有丝分裂后期，图丁表示有丝分裂中期，图丙细胞可能来自图丁细胞，C正确。
14．(2022·常州高一期末)某生物兴趣小组利用洋葱作为实验材料。进行了下列实验，请回答问题：
(1)①选取洋葱根尖进行观察植物细胞的有丝分裂实验，下图为该实验的主要步骤。图中步骤甲表示__________，该步骤要用到的试剂是__________；步骤乙表示________，该步骤的作用是__________________________； 步骤丙常用的试剂是__________________。

②如图为显微镜下观察到的部分细胞图像，箭头所指的细胞处于分裂期的__________期。

(2)用洋葱的鳞片叶进行“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验。在下列器具中，该实验一般需要用到的有________(填字母)。

(3)用洋葱的管状叶进行“提取和分离叶绿体中的光合色素”实验。下列有关该实验的操作中，你认为合理的有________(填字母)。
a．在研磨叶片时，需加入碳酸钙、蒸馏水充分研磨
b．在提取色素时，可用无水乙醇来提取绿叶中的色素
c．将研磨液过滤到试管中，应及时用棉塞塞紧试管口
d．在画滤液细线时，用毛细吸管在滤纸条上连续画线3～4次
答案　(1)①解离　盐酸和酒精(1∶1)　漂洗　洗去解离液，防止解离过度　苯酚品红溶液　②中　(2)abd　(3)bc
15．图1表示一个细胞周期中一条染色体的行为变化过程(①、②、③、④代表生理过程)，图2是某同学用高倍显微镜观察洋葱(体细胞中染色体为2n＝16)根尖细胞的有丝分裂时，绘制的细胞分裂模式图(仅画出了部分染色体)。回答下列问题。


(1)写出图1中①、②、③代表的生理过程：①__________、②________、③______、④解螺旋化(去凝缩)。
(2)观察洋葱根尖细胞有丝分裂时，应选择____________区的细胞；按细胞有丝分裂过程先后排列图2中细胞，准确顺序是____________(用字母和箭头表示)。
(3)制作洋葱根尖临时装片时，解离的目的是____________________。为了能观察到染色体，需要用____________进行染色。在制片(压片)时，最后用拇指轻轻地按压____________，使细胞分散开来。
(4)图2中，具有染色单体的细胞是____________，D时期洋葱细胞中有____________条染色体，该时期细胞内染色体的行为变化是_____________________________________________。
答案　(1)复制　螺旋化(凝缩)　着丝粒分裂　(2)分生　B→A→D→C　(3)使组织中的细胞相互分离开来　苯酚品红溶液　载玻片　(4)A、B　32　着丝粒分裂，姐妹染色单体分离，在纺锤丝作用下分别向细胞两极移动
解析　(1)图1中①表示染色质复制，②表示染色质高度螺旋化(凝缩)形成染色体，③代表的染色体着丝粒分裂，每条染色体中姐妹染色单体分离，染色体数量加倍，④解螺旋化(去凝缩)。(2)观察洋葱根尖细胞有丝分裂时，应选择分生区的细胞，该区细胞分裂旺盛；通过分析可知，图2中细胞分裂的顺序是B(有丝分裂前期)→A(有丝分裂中期)→D(有丝分裂后期)→C(有丝分裂末期)。(4)图2中，具有染色单体的细胞是A(有丝分裂中期)、B(有丝分裂前期)。D(有丝分裂后期)时期洋葱细胞中着丝粒分裂，姐妹染色单体分离，在纺锤丝作用下染色体分别向细胞两极移动，由于体细胞含有16条染色体，此时细胞中染色体加倍为32条。