有丝分裂过程中相关变化及观察实验(新高考生物一轮复习教案)

（新高考生物一轮复习教案）第四单元细胞的生命历程第2课时有丝分裂过程中相关变化及观察实验课标要求 1.比较有丝分裂过程中物质或结构的变化规律，培养逻辑思维能力。

2.活动：制作和观察根尖细胞有丝分裂简易装片，或观察其永久装片。

考点一有丝分裂相关过程中细胞结构或物质的变化1．染色体行为变化(1)当有染色单体(分裂间期的G2期、前期、中期)时，染色体数∶染色单体数∶核DNA数＝1∶2∶2。

(2)当无染色单体(分裂间期的G1期、后期、末期)时，染色体数∶核DNA数＝1∶1。

2．有丝分裂中核DNA、染色体、染色单体含量变化曲线分析(1)曲线模型(2)曲线解读项目上升段的变化原因下降段的变化原因核DNA 间(S)期DNA复制，核DNA数目加倍末期细胞一分为二，核DNA数目减半染色体后期着丝粒分裂，染色体数目加倍末期细胞一分为二，染色体数目减半染色单体间(S)期DNA复制，染色单体形成后期着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，染色单体消失3.有丝分裂相关过程中染色体数与核DNA数比值的变化曲线4．根据柱状图判断细胞分裂时期的规律(以二倍体生物为例)(1)根据染色单体变化判断各时期染色单体⎩⎪⎨⎪⎧有→G 2期、前期、中期(甲图)无→后期、末期(乙图)、G 1期(丙图)(2)根据比例关系判断各时期核DNA ∶染色体∶染色单体⎩⎪⎨⎪⎧4n ∶2n ∶4n →G 2期、前期、中期(甲图)4n ∶4n ∶0→后期、末期(乙图)2n ∶2n ∶0→G 1期(丙图)考向 有丝分裂相关过程中染色体、核DNA 数量的变化1．在细胞有丝分裂过程中，染色体和核DNA 都有复制和加倍的过程，下列相关叙述错误的是( )A ．染色体复制后其数量是之前的2倍B ．细胞中b 、d 过程发生在细胞分裂前的间期C ．细胞中a 过程发生在细胞分裂前的间期，c 过程发生在细胞分裂后期D ．染色体复制的实质是核DNA 的复制以及相关蛋白质的合成答案 A2．如图是细胞中某两种物质的含量在有丝分裂相关过程中的变化情况。

下列叙述不正确的是()A．图中的虚线所代表的物质有两种不同的表现形式B．图中的b～c段会发生着丝粒分裂C．叶肉细胞中会出现如图所示变化，而细菌细胞中不会出现D．a～b段细胞中有蛋白质和RNA的合成答案 C解析叶肉细胞是高度分化的植物细胞，不能进行有丝分裂，C错误。

3．如图1和图2表示细胞周期不同时期染色体和核DNA的数量关系，下列有关叙述不正确的是()A．观察染色体形态和数目的最佳时期处于图1的CD段B．图1中DE段的细胞染色体数目加倍，但核DNA数量不变C．图2中a对应图1中的AB段，c对应图1中的EF段D．有丝分裂过程不会出现图2中d所示的情况答案 C解析图2中a表示有丝分裂后期、末期，对应图1中的EF段，c表示G1期，对应图1中的AB段，C错误。

考点二观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂1．实验原理(1)高等植物的分生组织细胞有丝分裂较旺盛。

(2)细胞核内的染色体(质)易被碱性染料(甲紫溶液或醋酸洋红液)染成深色。

(3)由于各个细胞的分裂是独立进行的，在同一分生组织中可以通过高倍显微镜观察细胞内染色体的存在状态，判断处于不同分裂时期的细胞。

2．实验步骤(1)洋葱根尖的培养：实验前3～4 d ，将洋葱放在瓶内装满清水的广口瓶上，让洋葱底部接触到瓶内的水面，置于温暖处培养，待根长至约5 cm 。

(2)装片的制作解离⎩⎪⎨⎪⎧剪取根尖2～3 mm解离液：质量分数为15%的盐酸和体积分 数为95%的酒精混合液(1∶1)目的：使组织中的细胞相互分离开来时间：3～5 min↓漂洗⎩⎪⎨⎪⎧漂洗液：清水目的⎩⎪⎨⎪⎧防止解离过度便于染色时间：约10 min↓染色⎩⎪⎨⎪⎧染液：质量浓度为0.01 g/mL 或0.02 g/mL 的龙胆紫溶液(或醋酸洋红液)目的：使染色体着色，便于观察时间：3～5 min↓制片⎩⎪⎨⎪⎧用镊子尖把根尖弄碎，盖上盖玻片，复加 一片载玻片，用拇指轻压载玻片目的：使细胞分散开来，有利于观察(3)观察低倍镜观察：根据根尖特点找到分生区细胞：细胞呈正方形，排列紧密 ↓高倍镜观察：先找分裂中期的细胞，再找前期、后期、末期的细胞，最后观察分裂间期的细胞(4)绘图：绘出植物细胞有丝分裂中期简图。

1．各操作步骤时间或力度要严格控制的原因分析：解离时间 太短 细胞间质未被完全溶解，压片时细胞不易分散 过长 导致细胞解离过度、根尖过于酥软，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2.为什么不能对细胞有丝分裂过程进行连续观察？如何才能找到细胞分裂各个时期的细胞？ 提示 解离时细胞已死亡，观察到的只是一个固定时期。

如果要找到各个分裂时期的细胞，可以寻找处于不同时期的细胞，连起来体现出细胞分裂的连续过程。

3．细胞分裂时期与所观察细胞数目的关系是什么？提示 细胞周期中不同时期持续时间长短与处于该时期的细胞数呈正相关。

特别提醒 细胞分裂时期与所观察细胞数目关系的计算公式 某时期持续时间(t )＝处于该时期细胞数观察细胞总数×细胞周期(T )。

考向 实验的基本原理和过程分析4．如图是关于“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”实验的部分操作，下列叙述正确的是( )A ．剪取洋葱根尖2～3 mm ，因为该区域属于根毛区，细胞有丝分裂旺盛B ．该实验步骤中唯一错误的是在②和③之间缺少用清水漂洗这一环节C ．在观察的图像中，b 属于分生区的细胞，细胞已死亡D ．若用图中b 区域的细胞观察质壁分离与复原，实验现象明显 答案 C解析 洋葱根尖2～3 mm 的区域属于分生区，A 项错误；在②和③之间应增加清水漂洗这一环节，而在③和⑤之间的清水漂洗环节应删除，B项错误；分生区的细胞呈正方形，排列紧密，细胞经解离已死亡，C项正确；b区域的细胞属于分生区细胞，其液泡较小，渗透作用不明显，用于观察质壁分离与复原，实验现象不明显，D项错误。

5．在“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验中，三位实验人员制作洋葱根尖装片的操作步骤如表所示(注：“＋”表示操作，“－”表示未操作)。

操作实验人员取材解离漂洗染色制片甲根尖2～3 mm处－＋＋＋乙根尖2～3 mm处＋－＋＋丙根尖5～7 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答案 C解析解离的目的是使组织中的细胞相互分离开来，甲未解离，细胞相互重叠；漂洗的目的是洗去药液，防止解离过度，乙未漂洗，影响染色效果，染色体着色很浅不清楚；根尖5～7 mm 处为伸长区，伸长区细胞已失去分裂能力，染色体呈染色质状态，故观察不到染色体。

6．(2022·大连高三模拟)洋葱是中学生物实验常用材料之一，下图为洋葱相关实验的部分步骤，下列叙述正确的是()A．取洋葱管状叶做观察细胞质流动的实验，适当降低水温能加快细胞质流动速度B．取洋葱鳞片叶外表皮做质壁分离的实验，低倍镜下即可观察到实验现象C．取洋葱根尖做观察有丝分裂的实验，装片制作流程为解离、染色、漂洗、制片D．取洋葱管状叶做色素提取与分离的实验，滤纸条上色素带最宽的是胡萝卜素答案 B解析洋葱的管状叶中具有叶绿体，可用于观察叶绿体的形态和分布，适当提高水温能加快细胞质流动速度，A错误；取洋葱根尖做观察有丝分裂的实验，装片制作流程为解离、漂洗、染色、制片，C错误；取洋葱管状叶做色素提取与分离的实验，滤纸条上色素带最宽的是叶绿素a，因为叶绿素a含量高，D错误。

拓展提升洋葱在生物学实验中的“一材多用”取材部位实验名称取材原因叶鳞片叶植物细胞的吸水与失水外表皮细胞含紫色大液泡使用高倍显微镜观察几种细胞细胞较大，外表皮细胞有大液泡，内表皮细胞有明显的细胞核管状叶绿叶中色素的提取和分离色素含量多观察叶绿体和细胞质的流动观察细胞质的流动，可用细胞质基质中的叶绿体运动作为标志根观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂材料易得，且分生区细胞分裂能力强，染色体数目少，易于观察重温高考真题演练1．(2021·天津，6)孟德尔说：“任何实验的价值和效用，取决于所使用材料对于实验目的的适合性。

”下列实验材料选择不适合的是()A．用洋葱鳞片叶表皮观察细胞的质壁分离和复原现象B．用洋葱根尖分生区观察细胞有丝分裂C．用洋葱鳞片叶提取和分离叶绿体中的色素D．用洋葱鳞片叶粗提取DNA答案 C解析洋葱鳞片叶不含叶绿体，不能用来提取和分离叶绿体中的色素，C错误。

2．(2019·北京，1)玉米根尖纵切片经碱性染料染色，用普通光学显微镜观察到的分生区图像如下。

对此图像的观察与分析，错误的是()A．先用低倍镜再换高倍镜观察符合操作规范B．可观察到箭头所指细胞的细胞核和细胞壁C．在图像中可观察到处于分裂期前期的细胞D．细胞不同结构成分与该染料结合能力不同答案 B解析箭头所指为处于有丝分裂后期的细胞，特点是着丝粒分裂后，新形成的子染色体分别移向细胞两极，此时核膜已解体，核仁已消失，无法观察到细胞核，B错误。

3．(2019·江苏，7)下列关于观察植物细胞有丝分裂实验的叙述，正确的是()A．只有从新生的根尖上取材，才能观察到有丝分裂B．解离时间要尽量长，以确保根尖组织细胞充分分离C．滴加清水、弄碎根尖以及压片都有利于细胞的分散D．临时装片镜检时，视野中最多的是处于分裂中期的细胞答案 C解析高等植物的根尖、芽尖等分生区的细胞均可进行有丝分裂，A错误；解离的目的是用药液使组织中的细胞相互分离开来，解离时间过长会使根尖过分软化，且细胞内染色体结构被破坏，将会影响实验结果，B错误；制片是用镊子将之前处理的根尖取出来，放在载玻片上，加一滴清水，并用镊子把根尖弄碎，盖上盖玻片，然后，用拇指轻轻地按压盖玻片，可以使细胞分散开来，有利于观察，因此，滴加清水、弄碎根尖以及压片都有利于细胞的分散，C正确；临时装片镜检时，视野中最多的是处于分裂间期的细胞，D错误。

4．(2019·浙江4月选考，18)在“制作并观察植物细胞有丝分裂的临时装片”活动中，观察到不同分裂时期的细胞如图所示：下列叙述错误的是()A．装片制作过程中需用清水漂洗已解离的根尖便于染色B．观察过程中先用低倍镜找到分生区细胞再换用高倍镜C．图甲细胞所处时期发生DNA复制及相关蛋白质的合成D．图丙细胞中的染色体数目比图乙细胞中的增加了一倍答案 C解析图甲细胞处于有丝分裂前期，DNA复制和相关蛋白质合成发生在间期，C项错误。