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第1节体细胞的分裂,1.说明细胞不能无限长大的原因。2.观察细胞的有丝分裂并概述其过程。3.简述细胞的生长和增殖的周期性。4.描述细胞的无丝分裂。,一,二,三,四,五,六,一、细胞不能无限长大1.细胞体积与相对表面积的关系:细胞体积越小,相对表面积(表面积与体积的比)就越大;细胞体积越大,相对表面积就越小,细胞的物质运输的效率就越低。2.细胞不能无限长大的原因(1)细胞体积大到一定程度时,其相对表面积变小,没有足够的面积完成营养物质和废物的运输,细胞的生命活动就会受到影响。细胞表面积与体积的关系限制了细胞的长大。(2)如果细胞体积很大,细胞核就难以实现对细胞的有效控制。,一,二,三,四,五,六,二、观察植物细胞的有丝分裂1.染色剂:龙胆紫溶液或醋酸洋红溶液。2.步骤:洋葱根尖的培养装片制作(解离漂洗染色制片)观察,一,二,三,四,五,六,三、有丝分裂1.高等植物细胞有丝分裂的过程(1)间期:进行有丝分裂的准备工作,如DNA复制、蛋白质合成、能量准备等。(2)前期:染色质缩短、变粗,形成染色体,每条染色体包含2条姐妹染色单体,由一个着丝粒相连。纺锤体出现,核仁逐渐解体,核被膜消失。(3)中期:每条染色体的着丝粒与纺锤丝相连,着丝粒排列在赤道板(细胞中央的平面)上。此时染色体形态和数目清晰可见,容易观察。,一,二,三,四,五,六,(4)后期:着丝粒分裂,使每条染色体的2条姐妹染色单体分开,由纺锤丝牵引向两极移动。此时,细胞中染色体数目加倍。每组染色体与分裂前的亲代细胞中的染色体完全相同。(5)末期:纺锤丝逐渐消失,染色体重新变成染色质,核被膜、核仁重新出现,形成两个新的细胞核。赤道板的位置出现了细胞板,逐渐形成新的细胞壁和细胞膜,最后形成两个新的子细胞。,一,二,三,四,五,六,2.比较动植物细胞有丝分裂的不同,3.有丝分裂的特征及意义在有丝分裂间期,细胞中的遗传物质经复制加倍;在分裂期,遗传物质通过一系列复杂的过程被均分到两个子细胞中。通过有丝分裂,每个子细胞都获得了与亲代细胞相同的一份染色体,具有相同的遗传信息,保证了遗传性状的稳定性。,一,二,三,四,五,六,四、细胞周期1.概念连续分裂的细胞从一次有丝分裂完成开始到下一次有丝分裂完成为止所经历的整个过程,叫作细胞周期。2.细胞周期的划分(1)间期主要完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成,细胞有适度生长。间期包括三个时期:DNA合成前期(G1期)、DNA合成期(S期)、DNA合成后期(G2期)。(2)分裂期(M期)包括四个时期:前期、中期、后期和末期。,一,二,三,四,五,六,五、影响有丝分裂的因素细胞的营养状况、环境温度、湿度等会影响细胞的分裂;一些化学药品如秋水仙素,也会对有丝分裂进程产生不可逆的作用。,一,二,三,四,五,六,六、无丝分裂无丝分裂的简要过程是:核仁先分裂,接着细胞核拉长,核仁向核两端移动,然后核的中部变细断裂,细胞质也从中部缢缩,分成两部分,1个细胞分为2个子细胞。,1,2,3,4,5,1.细胞周期的不同表示方法,1,2,3,4,5,特别提醒只有连续分裂的细胞才有细胞周期,如植物形成层细胞、根尖分生区细胞、动物皮肤生发层细胞。高度分化的细胞,如神经细胞、表皮细胞等没有细胞周期。,1,2,3,4,5,2.细胞周期中不同时期的特点,1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,规律总结利用口诀巧记各时期的变化特征前期:膜仁消失显两体(核被膜、核仁消失,显现纺锤体和染色体)。中期:形定数晰赤道齐(染色体的形态固定,数目清晰,着丝粒排列在赤道板上)。后期:粒裂数加均两极(着丝粒分裂,染色体数目加倍,并平均移向两极)。末期:两消两现重开始(两消:纺锤体消失,染色体变染色质;两现:核被膜、核仁重新出现)。,1,2,3,4,5,3.有丝分裂过程中核DNA含量、染色单体数和染色体数变化规律(正常体细胞中染色体数为2n),1,2,3,4,5,4.与有丝分裂有关的细胞器及其生理作用,1,2,3,4,5,5.观察植物细胞有丝分裂实验的注意事项(1)选材时,需选分裂期在细胞周期中所占比例相对较大的植物品种,剪取根尖时不宜过长,保证选取的是根尖分生区细胞。(2)解离时间要严格控制。解离时间太短,细胞间果胶未溶解,压片时细胞不易分散,达不到效果;时间过长则细胞分离过度、过于酥软,无法取出根尖进行染色和制片。(3)控制染色时间。染色时间太短,染色体或染色质不能完全着色;时间过长则使细胞核等其他部分充满染色剂,无法分辨染色体。,1,2,3,4,5,(4)压片时用力必须恰当,过重会将组织压烂,过轻则细胞未分散,二者都影响观察效果。(5)对细胞有丝分裂的过程观察不可能看到连续的分裂过程,因为在解离过程中细胞已经死亡,观察到的只是一个固定的时期,要不断地移动装片,在不同的视野中找到各个时期的分裂图像,所以在制作装片时要让细胞分散成一层细胞,这样才能找到各个分裂时期的细胞。,题型一,题型二,题型三,【例1】用32P标记的磷酸盐浸泡豌豆幼苗,追踪放射性元素的去向以研究豌豆根尖细胞分裂情况,得到根尖细胞连续分裂的时间(单位:h)的数据如下图所示。下列叙述正确的是()A.DE阶段发生遗传物质的平均分配B.CD阶段完成DNA复制和有关蛋白质的合成C.BC阶段结束时DNA含量增加一倍D.“CD+DE”为一个细胞周期,等于17.3h,题型一,题型二,题型三,解析:细胞分裂间期较长,BC、DE为分裂间期,AB、CD和EF为分裂期。DNA复制和有关蛋白质合成都发生在分裂间期,遗传物质的平均分配发生在分裂期。答案:C,题型一,题型二,题型三,【例2】下列关于动物细胞有丝分裂的叙述,正确的是()A.分裂间期有DNA和中心体的复制B.分裂间期DNA含量和染色体组数都加倍C.纺锤体形成于分裂前期,消失于分裂后期D.染色单体形成于分裂前期,消失于分裂后期解析:动物细胞中心体的倍增在分裂间期,且分裂间期进行DNA的复制和有关蛋白质的合成;分裂间期DNA含量加倍,但染色体组数目不变;纺锤体是在分裂末期消失的;姐妹染色单体形成于分裂间期。答案:A,题型一,题型二,题型三,【例3】下图是几个细胞分裂示意图,据图判断错误的是()A.若按分裂的先后顺序排列,应为B.图到构成了一个完整的细胞周期C.正常情况下,图所示细胞两极染色体形态和数目相同D.图所示时期是观察染色体形态和数目的最佳时期,题型一,题型二,题型三,解析:由图示可知,是有丝分裂末期,是有丝分裂间期,是有丝分裂中期,是有丝分裂的后期,因此细胞分裂的先后顺序是;图示缺乏有丝分裂的前期,因此图到不能构成一个完整的细胞周期;图是有丝分裂的后期,正常情况下细胞两极染色体形态和数目相同;图是有丝分裂中期,是观察染色体形态和数目的最佳时期。答案:B,探究方法,能力展示,补充完善型实验设计题常见的考查形式:一、添加实验假设;二、完善实验步骤;三、总结实验结论;四、补充添加对照实验。解答补充完善型实验设计题,要深刻理解实验原理对实验设计的重要作用。每一个生物实验材料的选择、实验装置的确定、实验步骤和实验方法的安排都不是随意的、盲目的,而必须以实验原理作为依据。实验现象和实验结果、结论的预期也是依据实验原理而作出的。可见实验原理是实验设计的依据。,探究方法,能力展示,请回答以下与“观察植物细胞的有丝分裂实验”有关的问题。(1)在高等植物细胞中,有丝分裂常见于根尖、芽尖等的细胞。制作植物根尖细胞有丝分裂装片的流程为。(2)如下图为普通光学显微镜观察到的某植物根尖细胞有丝分裂过程中的两个视野,其中细胞甲为主要观察对象,若要由视野A变为视野B,有关操作过程中的正确顺序是。(用下列供选的序号填写:转动粗准焦螺旋转动细准焦螺旋调节光圈转动转换器向左下方移动装片向右上方移动装片),探究方法,能力展示,(3)上述视野中甲细胞(处于中期)细胞核中的DNA、染色体和染色单体的数目比例为。(4)洋葱根尖中有一些细胞正在分裂,在制作洋葱根尖玻片标本的过程中,这些细胞停止分裂是在()A.解离时期B.漂洗时期C.染色时期D.压片时期(5)制作装片时,如果用解离液(体积分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精溶液按11混合)在室温下解离2min,然后按正常要求进行漂洗、染色、制片。在观察中发现根尖细胞没有分开,原因是。(6)观察装片时,处于什么时期的细胞最多?。,探究方法,能力展示,解析:(1)在高等植物细胞中,有丝分裂常见于分裂旺盛的根尖、芽尖等分生区的细胞。制作植物细胞有丝分裂装片的步骤是解离、漂洗、染色、制片。注意漂洗一定要在染色之前,因为解离液是酸性的,而染色剂是碱性的,如果不漂洗直接染色,会导致染色效果不好,影响实验的观察。(2)由于在显微镜下看到的物像是上下颠倒、左右倒置的,所以要将甲细胞移至视野中央,应向左下方移动;由低倍镜换到高倍镜时,应先将物像移到视野的中央,然后转动转换器,将低倍镜换成高倍镜,调节光圈使视野更明亮一些,最后调节细准焦螺旋,使视野更清晰(注意一定不要调节粗准焦螺旋)。(3)甲细胞处于有丝分裂中期,每条染色体上有两条姐妹染色单体,也就有两个DNA分子,所以DNA染色体染色单体=212。(4)在制作洋葱根尖装片时,在解离过程中,盐酸已将细胞杀死,细胞已停止分裂。(5)在室温下正常的解离时间为5min左右,解离2min时间不足。,探究方法,能力展示,答案:(1)分生区解离漂洗染色制片(2)(3)212(4)A(5)解离时间不足(6)分裂间期,1234567,1在细胞有丝分裂间期,染色体复制的实质是指()A.染色体数加倍B.同源染色体数加倍C.染色单体数加倍D.DNA数目加倍解析:在细胞有丝分裂间期,细胞完成的主要变化是DNA的复制和有关蛋白质的合成,而染色体是由DNA和蛋白质构成的,所以说染色体的复制实质上是DNA的复制。答案:D,1234567,2下图表示一个植物细胞有丝分裂过程中染色体变化的不同情况。在整个细胞周期中染色体变化的顺序是()A.B.C.D.,1234567,解析:细胞分裂间期染色体呈现染色质状态,故表示有丝分裂的间期;在细胞有丝分裂的前期和中期,每条染色体都包含两条染色单体,但是,在细胞分裂的中期,每条染色体的着丝粒的两侧都有纺锤丝附着在上面,因此表示分裂前期,表示有丝分裂中期;分裂后期的变化特点是每条染色体一分为二并在纺锤丝的牵引下向细胞的两极移动,因此,表示有丝分裂后期,表示有丝分裂末期。答案:C,1234567,3有丝分裂过程中,染色体数和核DNA数之比为11的时期是()A.间期和前期B.中期和后期C.前期和中期D.后期和末期解析无染色单体的时期染色体数与核DNA数之比为11。答案D,1234567,4下列关于动、植物细胞有丝分裂区别的叙述,正确的是()A.染色体复制的时期不同B.子细胞的数目不同C.染色体复制的次数不同D.细胞质分裂过程不同解析动、植物细胞有丝分裂染色体复制的时期都是间期,子细胞的数目相同,染色体都复制一次,A、B、C三项错误;两者分裂末期细胞质分裂过程不同,D项正确。答案D,1234567,5右图是蛙的红细胞无丝分裂过程。和有丝分裂相比,下列关于无丝分裂的叙述,正确的是()A.分裂过程中没有出现纺锤体和染色体的变化B.没有DNA和染色体的复制C.分裂过程中细胞核缢裂成两个细胞核,因此子细胞中遗传物质减少一半D.无丝分裂时先细胞核拉长,接着核仁分裂,1234567,解析:无丝分裂过程中没有出现纺锤体和染色体的变化。虽然无丝分裂无纺锤体和染色体的变化,但遗传物质要复制,以保证子细胞中染色体数目的稳定,保持遗传性状的稳定性。无丝分裂过程中,核仁先行分裂,接着细胞核拉长。答案:A,1234567,6下列关于“观察洋葱根尖分生组织细胞有丝分裂实验”的叙述,错误的是()A.解离和压片都有利于根尖分生区细胞分散B.先用低倍镜找到分生区细胞,再换用高倍镜观察C.显微镜下绝大多数细胞中能观察到染色体D.探究有丝分裂日周期性可为实验取材时机提供依据解析:解离、压片都是为了使细胞分散,便于观察;高倍镜视野太小,所以应该先用低倍镜找到分生区细胞,再换用高倍镜观察;处于分裂期的细胞中可以观察到染色体,但处于分裂期的细胞较少,因而视野中大多数细胞中看不到染色体;探究有丝分裂的日周期性可以作为选择取材时间的依据。答案:C,1234567,7真核细胞直径一般在10100m,生物体细胞的体积趋于小的原因是()受细胞所能容纳的物质制约相对表面积小,有利于物质的迅速转运和交换受细胞核所能控制的范围制约相对表面积大,有利于物质的迅速转运和交换A.B.C.D.解析:通过教材实验可以看出:细胞体积越大,其相对表面积越小,细胞的物质运输效率就越低。另外,细胞核是细胞的控制中心,一般来说,细胞核中的DNA是不会随着细胞体积的扩大而增加的。如果细胞太大,细胞的“负担”就会过重。因此,限制细胞长大的因素有:细胞表面积与体积的关系,相对表面积大,有利于物质的迅速转运和交换;受细胞核所能控制的范围的制约。答案:B,
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