第2课时动物细胞的有丝分裂无丝分裂观察根尖分生组织细胞的有丝分裂
一、动物细胞的有丝分裂无丝分裂
1.动物细胞的有丝分裂
动物细胞有丝分裂的过程,与植物细胞的基本相同。不同的特点是:
(1)动物细胞有由一对中心粒构成的中心体,中心粒在间期倍增,成为两组。
(2)进入分裂期后,中心体周围发出放射状的星射线形成纺锤体。
(3)分裂末期细胞膜从细胞的中部向内凹陷,把细胞缢裂成两部分。
归纳总结(1)动植物细胞有丝分裂的区别
时期
植物细胞有丝分裂
动物细胞有丝分裂
间期
无中心粒的倍增
完成中心粒的倍增
前期
细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体
中心粒移到细胞两极,并发出星射线形成纺锤体
末期
细胞板扩展为细胞壁,分割细胞
细胞膜从中部向内凹陷,缢裂细胞
(2)细胞内核DNA分子数、染色体数、每条染色体上DNA含量变化曲线(以二倍体生物为例,体细胞核DNA数为2C,染色体数为2N)
2.有丝分裂的特点和意义
(1)特点
(2)意义:将亲代细胞的染色体经过复制之后,精确地平均分配到两个子细胞中,从而在细胞的亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定性。
3.无丝分裂
(1)过程:核延长→→两个子细胞
(2)特点:不出现纺锤丝和染色体的变化。
(1)蛙受精卵发育过程中不能发生DNA分子的复制()
(2)无丝分裂过程中核膜不消失()
(3)动物细胞有丝分裂过程中细胞板在末期形成()
答案(1)×(2)√(3)×
1.分析与动植物细胞有丝分裂过程有关的细胞器及其作用
细胞器
作用
________
主要是供能(DNA复制、蛋白质合成、染色体移动等)
中心体
参与____________(动物、低等植物细胞)
高尔基体
参与________________(植物细胞)
________
有关蛋白质的合成
提示线粒体纺锤体的形成细胞壁的形成核糖体
2.无丝分裂过程中有遗传物质的复制和分离吗?两个子细胞的遗传物质完全相同吗?原核细胞的分裂方式是无丝分裂吗?
提示无丝分裂过程中有遗传物质的复制和分离;核遗传物质一定平均分配,否则不能保证子细胞遗传性状的稳定性,细胞质遗传物质并不平均分配,总的遗传物质不完全相同;不是。无丝分裂是真核细胞的一种分裂方式,原核细胞的分裂方式称为二分裂。
二、观察根尖分生组织细胞的有丝分裂实验
1.实验原理
(1)高等植物的根尖、芽尖的分生区细胞有丝分裂旺盛。
(2)同一分生组织中各个细胞的分裂是独立进行的,可以在同一时刻观察到处于不同分裂时期的细胞。
(3)细胞内的染色体易被碱性染料染成深色。
2.实验过程
——
↓
——
↓
——
↓
——
↓
——
↓
——
↓
——
3.注意事项
(1)解离
①解离充分细胞才能分离开来。
②解离时间要适当:过长会使根尖过于酥软且染色体成分被破坏,过短会使根尖细胞不能相互分离。
(2)漂洗
①漂洗一定要彻底,防止解离液有残留。
②染色前必须先漂洗,这两步不能颠倒,否则影响实验效果。
(3)染色:染色时要掌握好染色液的浓度和染色时间,若染色时间过长,染色过深,显微镜下会出现一片紫色,无法观察到染色体。
(4)压片:压片时用力要恰当,过重会将组织压烂,过轻则细胞不能分散开来,用力过重或过轻都会影响观察。
(5)观察
①通过解离将细胞杀死,使细胞停留在不同分裂时期,因此要不断移动装片,寻找不同时期的细胞分裂图像。
②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。处于间期的细胞数目最多。
1.制作好的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(1)解离要充分;(2)用镊子弄碎;(3)压片。
2.视野中处于哪个时期的细胞数目最多?为什么?
提示处于间期的细胞数目最多,因为在细胞周期中间期经历时间最长。
3.在观察时如何找到分生区细胞?
提示把制成的装片先放在低倍镜下观察,扫视整个装片,找到呈正方形且排列紧密的细胞即为分生区细胞。
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。细胞解离后已被杀死,因此要通过移动装片寻找不同时期的细胞分裂图像。
1.下列叙述中,可表明动物细胞正在进行有丝分裂的是()
A.核糖体合成活动加强 B.线粒体产生大量ATP
C.中心体周围发出星射线 D.高尔基体数目显著增多
答案C
解析核糖体合成活动加强和线粒体产生大量ATP只能说明细胞代谢旺盛,不一定进行有丝分裂;在动物细胞中,高尔基体一般与细胞分泌物的形成有关,在植物细胞中,高尔基体还与细胞壁的形成有关,故动物细胞内高尔基体数目增多,说明细胞分泌活动加强,与有丝分裂无直接关系;中心体周围发出星射线是动物细胞进行有丝分裂的特征。
2.下图是某生物体细胞有丝分裂不同时期的图像,下列对其描述正确的是()
A.甲、乙、丙细胞分别处于有丝分裂的前期、后期和中期
B.甲、乙、丙细胞的染色体数、染色单体数与DNA分子数的比例都为1∶2∶1
C.甲细胞进行中心体复制,发出星射线,形成了纺锤体
D.该生物可能是低等植物细胞
答案A
解析该细胞无细胞壁有中心体,可判定为动物细胞;甲细胞处于有丝分裂前期,主要特征是核仁、核膜消失,染色体和纺锤体出现,中心体的复制在间期;乙细胞处于有丝分裂后期,着丝点分裂,姐妹染色单体分开(染色单体数为0),染色体数目暂时加倍;丙细胞处于有丝分裂中期,染色体数目和形态清晰,着丝点排列在细胞中央的赤道板上。
3.(2018·广东东莞高一下期末)下列关于“观察洋葱根尖细胞有丝分裂”实验的叙述,正确的是()
A.通过观察细胞内染色体的行为判断细胞所处的时期
B.装片的制作流程是:解离→染色→漂洗→制片
C.显微镜下观察到处于有丝分裂中期的细胞最多
D.显微镜下观察到的分生区细胞呈长方形,细胞会继续分裂
答案A
解析有丝分裂不同时期,染色体的行为不同,所以可以通过观察细胞内染色体的行为判断细胞所处的时期,A正确;观察洋葱根尖细胞有丝分裂过程中,装片的制作过程为解离、漂洗、染色、制片,B错误;细胞周期的大部分时间处于分裂间期,所以显微镜下观察到处于有丝分裂间期的细胞最多,C错误;观察洋葱根尖细胞有丝分裂实验中,解离过程中细胞已经被杀死,所以不可能看见细胞继续分裂,D错误。
4.(2018·福建厦门月考)如图为某学生进行“观察植物细胞有丝分裂”实验的基本操作步骤,下列相关叙述正确的是()
A.观察有丝分裂后期的图像,可见纺锤丝牵引着染色体向细胞两极缓慢移动
B.该同学的操作步骤中错误的是解离后先用龙胆紫溶液染色再用清水漂洗
C.F步骤在临时装片上再加一块载玻片,目的是防止盖玻片滑动
D.G步骤中可以直接用高倍镜找出处于分裂中期的细胞并观察
答案B
解析观察细胞有丝分裂图像时,细胞经过解离已经死亡,不能看到纺锤丝牵引着染色体向细胞两极缓慢移动,A错误;该实验的操作步骤应该是解离、漂洗、染色、制片和观察,所以该同学的操作步骤错误,应该在解离后先用清水漂洗再染色,B正确;F步骤在临时装片上再加一块载玻片的目的是使盖玻片受力均匀,防止盖玻片被压碎,C错误;G步骤中需要先在低倍镜下找到相应的细胞并将其移到视野中央,再换用高倍镜,找出处于分裂中期的细胞并观察,D错误。
5.下列有关无丝分裂的叙述,正确的是()
A.分裂过程中核膜不会消失
B.不会出现纺锤丝,但会出现星射线
C.细胞核缢裂为两个核时,细胞也一分为二
D.只有蛙的红细胞能进行无丝分裂
答案A
解析无丝分裂过程中核膜、核仁不会消失,A正确;无丝分裂过程中不会出现纺锤丝,也不会出现星射线,B错误;无丝分裂过程中,先是细胞核缢裂为两个细胞核,然后细胞质缢裂形成两个子细胞,C错误;不是只有蛙的红细胞能进行无丝分裂,如某些原生动物等也能进行无丝分裂,D错误。
6.甲图表示一个细胞周期,乙图表示正在分裂的动物细胞示意图。请据图回答问题:
(1)甲图中A表示_______________,此时期细胞最大特点是完成______________________;B表示__________,此时期细胞中主要发生__________有规律的变化。乙图中细胞正处于有丝分裂__________期。
(2)乙图中DNA分子与染色体数目之比为______________________________________。
(3)乙图中C是__________,其功能是_________________________________________。
(4)多细胞生物体以此方式增加__________的数量。
答案(1)有丝分裂间期DNA分子的复制和有关蛋白质的合成分裂期染色体前(2)2∶1(3)中心粒与动物细胞的有丝分裂有关(发出放射状的星射线形成纺锤体)(4)体细胞
解析甲图为一个细胞周期,A为有丝分裂间期,B为分裂期。乙图表示有丝分裂的前期,其中C为中心粒,D为含姐妹染色单体的染色体。
(1)甲图中A为有丝分裂间期,此时期最大的特点是进行DNA分子的复制和有关蛋白质的合成;B为分裂期,此时期细胞中主要发生染色体有规律的变化。乙图中细胞正处于有丝分裂前期。
(2)乙图中染色体有姐妹染色单体,所以每条染色体上有两个DNA分子,故DNA分子与染色体数目之比为2∶1。
(3)乙图中C是中心粒,其功能是发出放射状的星射线形成纺锤体。
(4)多细胞生物体以有丝分裂方式增加体细胞的数量。
题组一动物细胞有丝分裂的过程与无丝分裂
1.(2018·江西吉安一中高一上期末)人体干细胞可通过增殖分化形成新细胞。在一次分裂过程中细胞内依次发生的变化是()
①复制的两个DNA分子完全分开
②出现放射状排列的星射线
③中心体发生倍增
④着丝点排列在一个平面上
A.③→②→④→① B.②→④→③→①
C.③→②→①→④ D.②→③→④→①
答案A
解析有丝分裂后期,着丝点分裂,姐妹染色单体分开,复制形成的两个DNA分子完全分开;有丝分裂前期中心体发出星射线,形成纺锤体;有丝分裂间期,中心体复制,数目倍增;有丝分裂中期,染色体的着丝点排列在细胞中央的赤道板上。故依次发生的变化为③→②→④→①。
2.(2019·西城区高一检测)动物细胞有丝分裂过程中可以复制的结构是()
A.着丝点和核仁B.染色体和中心体C.染色体和核仁D.染色体和纺锤体
答案B
解析复制发生在间期,间期进行染色体的复制,同时动物细胞的中心体也进行复制加倍。
3.如图为动物和高等植物细胞的有丝分裂图,下列据图分析正确的是()
A.甲细胞处于分裂间期,乙细胞处于分裂末期,③聚集成赤道板
B.甲细胞中核膜开始形成
C.①为中心体,其于分裂前期倍增并移向细胞两极
D.甲、乙细胞分裂过程中纺锤体的形成方式和末期细胞质分裂方式不同
答案D
解析甲细胞为动物细胞,处于分裂前期,乙细胞为植物细胞,处于分裂末期,③聚集成细胞板,A错误;甲细胞中的核膜开始解体,B错误;①为中心体,由一对中心粒构成,中心粒在有丝分裂间期倍增,成为两组,进入前期后,两组中心粒分别移向细胞两极,在这两组中心粒的周围发出星射线,形成纺锤体,C错误;乙细胞为高等植物细胞,不含有中心体,有丝分裂前期植物细胞的两极会发出纺锤丝形成纺锤体,故甲、乙细胞分裂过程中纺锤体的形成方式不同;甲细胞在有丝分裂末期,细胞膜从细胞的中部向内凹陷,把细胞缢裂成两部分;乙细胞在分裂末期,在赤道板的位置形成一个细胞板,细胞板由细胞的中央向四周扩展,逐渐形成新的细胞壁,故甲、乙细胞分裂末期时细胞质分裂方式也不同;综上所述,D正确。
4.(2018·重庆渝中区期中)如图所示为与有丝分裂相关的坐标曲线。下列相关说法不正确的是()
A.若纵坐标表示一条染色体中DNA的含量,则C→D过程细胞中DNA含量不变
B.若纵坐标表示一个细胞中核DNA的含量,则E点时一条染色体中DNA的含量与A点相同
C.若纵坐标表示一条染色体中DNA的含量,则A→C过程染色体数目不变
D.若纵坐标表示一个细胞中核DNA的含量,则A→C过程染色体数目不变
答案D
解析若纵坐标表示一条染色体中DNA的含量,则C→D过程表示有丝分裂后期,着丝点分裂,染色体数目加倍,但该过程细胞中DNA含量不变,A正确;若纵坐标表示一个细胞中核DNA的含量,则E点时细胞分裂已经完成,此时一条染色体中DNA的含量与A点相同,B正确;若纵坐标表示一条染色体中DNA的含量,则A→C过程中着丝点没有分裂,所以染色体数目不变,C正确;若纵坐标表示一个细胞中核DNA的含量,则A→C过程包括有丝分裂后期,而有丝分裂后期时染色体数目加倍,D错误。
5.(2018·江苏南通期末)与有丝分裂相比,无丝分裂最主要的特点是()
A.无染色体的变化和纺锤丝的出现
B.无染色体的复制
C.形成的子细胞染色体数目减少
D.形成的两个子细胞大小不同
答案A
解析无丝分裂在分裂过程中没有出现纺锤丝和染色体的变化,这也是无丝分裂与有丝分裂最主要的区别。
题组二观察根尖分生组织细胞的有丝分裂实验
6.(2018·甘肃兰州一中期末)制作洋葱根尖分生区细胞有丝分裂装片时,下列操作步骤不正确的是()
A.剪取洋葱根尖2~3MM,放入解离液中3~5MIN
B.待根尖酥软后,直接将其放在龙胆紫溶液中染色
C.染色3~5MIN后,取出根尖,放在载玻片上,加一滴清水,并用镊子尖把根尖弄碎,盖上盖玻片
D.在盖玻片上再加一片载玻片,用拇指轻轻按压
答案B
解析解离时,需要剪取洋葱根尖2~3MM,放入解离液中3~5MIN,故A正确;待根尖酥软后,需要先用蒸馏水漂洗约10MIN,再进行染色,若直接染色,解离液中的盐酸会与碱性染料反应,不利于染色,故B错误;制片时,取出根尖,放在载玻片上,加一滴清水,并用镊子尖把根尖弄碎,盖上盖玻片,在盖玻片上再加一片载玻片,用拇指轻轻按压,故C、D正确。
7.(2018·江西宜春奉新一中高一上月考)下列关于“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验的说法错误的是()
A.龙胆紫溶液可使细胞核中的染色体着色
B.漂洗的目的是洗去根尖上的盐酸,避免与碱性染料发生作用
C.压片可将根尖细胞压成单层,使之不相互重叠
D.选取一个细胞就可以观察到有丝分裂的全过程
答案D
解析观察根尖分生组织细胞的有丝分裂时经过解离、漂洗、染色、制片过程后,细胞已经死亡,故只选取一个细胞不能观察到有丝分裂的全过程。
8.在用高倍显微镜观察洋葱根尖细胞的有丝分裂实验中,下列描述正确的是()
A.处于分裂间期和中期的细胞数目大致相等
B.观察处于分裂中期的细胞,可清晰地看到赤道板和染色体
C.视野中不同细胞的染色体数目可能不相等
D.解离的目的是让细胞相互分离并保持活性
答案C
解析处于分裂间期的细胞数目远远多于处于分裂中期的,A错误;赤道板是一个位置,不是一个结构,B错误;有丝分裂中期时细胞中的染色体数为2N,而后期时由于着丝点分裂,染色体加倍为4N,C正确;在观察植物细胞有丝分裂时,解离的目的是让细胞相互分离,经过解离步骤细胞已死亡,D错误。
9.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号、3号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,某同学按顺序观察其结构,结果如下:
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
从细胞的中部向内凹陷
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号、3号B.4号、6号C.5号、2号D.4号、2号
答案C
解析3号细胞中部形成了细胞板,因此为植物细胞,已知1号、3号细胞为同一细胞有丝分裂的两个时期,所以1号也为植物细胞并且为低等植物细胞。1号和5号的中心体发出星射线,并且1号和5号不是同一细胞,因此5号为动物细胞有丝分裂前期。2号细胞中部凹陷,因此为动物细胞有丝分裂末期。4号和6号为高等植物细胞。
10.(2018·河北定州中学期末)某小组进行“观察洋葱根尖分生组织细胞的有丝分裂”的实验,下列关于该实验的叙述正确的是()
A.盐酸和酒精混合液主要起固定作用
B.碱性染料吡罗红可用于染色体染色
C.可观察到分裂末期细胞内细胞板向四周扩展,形成新的细胞壁
D.细胞内染色体的存在状态可作为判断有丝分裂各时期的依据
答案D
解析在观察洋葱根尖分生组织细胞有丝分裂的实验中,盐酸和酒精混合液作为解离液,主要起解离作用,其目的是使细胞分散开,A错误;常用龙胆紫溶液或醋酸洋红液等碱性染料对染色体进行染色,吡罗红可使RNA呈现红色,B错误;制片后的细胞已经死亡,所以处于分裂末期的细胞内细胞板不会继续向四周扩展,形成新的细胞壁,C错误;该实验中可根据细胞内染色体的存在状态判断有丝分裂的各个时期,D正确。
11.(2019·太原高一检测)下图中甲、乙分别表示某种生物细胞有丝分裂过程中某一时期的模式图,丙表示有丝分裂过程中不同时期每条染色体上DNA分子数的变化,丁表示有丝分裂不同时期染色体和核DNA数量的关系。下列有关叙述不正确的是()
A.图甲所示细胞中共有4条染色体,8个DNA分子;图乙所示细胞中共有0条姐妹染色单体
B.处于图丙中B→C段的包括图甲所示细胞
C.有丝分裂过程中不会出现图丁中D所示的情况
D.图丁中A可对应图丙中的B→C段
答案D
解析图甲中1条染色体包含2条姐妹染色单体,图乙中染色单体分离后就不再称为染色单体,只能称为染色体,A正确;图丙纵坐标的含义是“每条染色体上DNA分子数”,B→C段的每条染色体上有2个DNA分子,可对应图甲,B正确;图丁中D表示细胞中核DNA含量为2N,染色体数目为4N,不可能出现这种情况,C正确;图丁中A可对应有丝分裂后期,染色单体已经分开,不可能对应图丙中的B→C段,D错误。
12.(2018·福建龙岩月考)某同学在实验课上用洋葱根尖观察细胞的有丝分裂后,绘制了两幅图像。下列描述正确的是()
A.图甲是选定一个细胞连续观察测定的结果
B.制作装片时解离时间不可太久,将根尖在盐酸和酒精混合液(1∶1)中浸泡3~5MIN后应立刻取出,放入醋酸洋红液中进行染色
C.为了进一步放大观察图乙左上角的细胞,应向右下方移动装片
D.在显微镜下看到处于A时期的细胞最多
答案D
解析由于解离液的作用,实验中细胞已死亡,所以图甲是学生对多个细胞观察、统计、测定的结果,A错误;制作装片时解离时间不可太久,将根尖在盐酸和酒精混合液(1∶1)中浸泡3~5MIN后应立刻取出,放入清水中漂洗,然后再放入醋酸洋红液中进行染色,B错误;由于显微镜下成的像是倒立的虚像,所以为了进一步放大观察图乙左上角的细胞,应向左上角移动装片,C错误;显微镜下看到的处于分裂间期(图甲中A时期)的细胞最多,D正确。
13.(2018·宁夏银川一中期末)如图A、B分别是两种生物细胞有丝分裂过程中某时期的示意图,图C是细胞在分裂过程中的核DNA分子数目变化曲线。请回答:
(1)B图表示有丝分裂的________期,A所示生物体细胞中有________条染色体。
(2)C图中A~B段的变化是由于___________________________________________________,D~F段的变化是由于_______________________________________________________。
(3)在C图中能完整地表示一个细胞周期的是______段。
答案(1)后6(2)DNA分子的复制着丝点分裂,姐妹染色单体分开形成两条子染色体,并平均分配进入两个子细胞(3)F~K
解析(1)分析题图,B图中着丝点分裂,故B图表示有丝分裂后期。A图表示有丝分裂中期,根据染色体数等于着丝点数,可知染色体有6条。(2)C图中A~B段核DNA数量加倍,故发生了DNA分子的复制,D~F段的变化表示核DNA含量减半,原因是着丝点分裂,姐妹染色单体分开形成两条子染色体,进入两个子细胞中。(3)一个细胞周期应该从一次分裂完成时开始到下一次分裂完成时为止,在C图中表示一个细胞周期的阶段是F~K段。
14.如图为某生物一个体细胞分裂的相关图像,请据图回答下列问题:
(1)图乙所示细胞中含有________条染色体。
(2)图乙为细胞有丝分裂________期的图像,该时期的主要特征是__________________。
(3)若染色体②的遗传信息来自父方,那么与之所含遗传信息完全相同的染色体为________,其遗传信息完全相同的原因是________________________________________________。
(4)图乙对应图甲中的________段,图丙对应图甲中的________段。
答案(1)8(2)后染色体的着丝点分裂,染色体在纺锤丝的牵引下移向细胞两极(3)⑥它们是由同一条染色体经复制、分离后形成的(4)E~FC~E
解析图乙是处于有丝分裂后期的细胞图像,该时期细胞中着丝点分裂后,染色体数目加倍,共有8条,染色体在纺锤丝的牵引下移向细胞两极。由于两条姐妹染色单体上的两个DNA分子是由同一个DNA分子经复制而来的,所以两者所含的遗传信息是一样的。图乙所示细胞处于有丝分裂后期,对应图甲的E~F段,而图丙可以表示DNA复制结束之后,着丝点分裂之前的时期,即C~E段。
15.(2018·江西吉安一中月考)如图表示“观察植物细胞的有丝分裂”实验的主要操作步骤。请据图回答:
(1)步骤甲的目的是__________________________________________________________。
(2)步骤丙处理的时间不能太长,防止__________________________________________。
(3)在步骤丁的操作过程中,将酥软的根尖放在载玻片上的水滴中,盖上盖玻片后,还要进行的操作是__________________________________________________,然后用手指按压。
(4)显微观察发现处于________(时期)的细胞数量最多,原因是____________________。
答案(1)使组织细胞相互分离(2)染色过度(整个细胞都染上颜色)(3)再加盖一片载玻片(4)分裂间期分裂间期持续的时间最长