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细胞分裂过程实验教学课件

一、课程概述

本课程旨在通过实验操作与观察，使学生深入理解细胞分裂的基本过程、重要特征及其生物学意义。细胞分裂是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础，是生命科学研究的核心内容之一。通过本实验，学生将掌握观察细胞分裂的基本技能，识别细胞分裂的不同阶段，并能描述各阶段的主要形态学变化，从而为后续遗传学、发育生物学等相关课程的学习奠定坚实基础。本课程强调理论与实践相结合，注重培养学生的观察能力、动手能力和科学思维能力。

二、教学目标

（一）知识目标

1.阐明细胞分裂的类型（重点介绍有丝分裂和减数分裂）及其主要区别与联系。

2.准确描述有丝分裂各时期（间期、前期、中期、后期、末期）的核质变化特征，特别是染色体的行为变化。

3.理解细胞分裂过程中染色体复制、均分的重要意义，以及其在保持遗传稳定性中的作用。

4.简述减数分裂过程中染色体的特殊行为（如联会、交叉互换、同源染色体分离、非同源染色体自由组合）及其对遗传多样性的贡献。

（二）能力目标

1.掌握制作植物根尖细胞或动物精母细胞减数分裂临时装片的基本操作技术，包括取材、解离、漂洗、染色、压片等步骤。

2.学会使用显微镜观察细胞分裂装片，能熟练调节显微镜以获得清晰的物像。

3.能够在显微镜下准确识别细胞分裂的不同时期，并能绘制典型时期的细胞简图。

4.初步培养对实验现象的分析能力和归纳总结能力，能解释实验中出现的一些常见问题。

（三）情感态度与价值观目标

1.通过亲手操作和细致观察，激发学生对生命现象的好奇心和探索欲望。

2.培养学生严谨求实的科学态度和认真细致的实验习惯。

3.体会生物体结构与功能相统一的生命观念，理解生命活动的复杂性和精确性。

三、教学重点与难点

（一）教学重点

1.有丝分裂各时期的形态特征，尤其是染色体的形态、数目和位置变化。

2.细胞分裂临时装片的制作技术，特别是解离、染色和压片的关键步骤。

3.显微镜下识别细胞分裂不同时期的细胞。

（二）教学难点

1.理解细胞分裂过程中染色体行为变化的动态过程，并将其与静态的装片观察联系起来。

2.减数分裂过程中同源染色体的联会、交叉互换及分离等抽象概念的理解和识别。

3.制作出高质量、能清晰显示分裂相的临时装片。

4.区分有丝分裂与减数分裂各时期的异同点。

四、实验材料、用具与试剂

（一）实验材料

1.观察有丝分裂：洋葱（*Alliumcepa*）根尖分生区细胞（或蚕豆、大蒜根尖）。选择根尖是因为其分生区细胞分裂旺盛，易于观察到各个分裂时期。

2.观察减数分裂（选做，视教学安排而定）：蝗虫精母细胞（或玉米雄蕊花药、小鼠精母细胞等）。

（二）实验用具

光学显微镜、载玻片、盖玻片、解剖针、镊子、刀片、培养皿、烧杯、滴管、吸水纸、铅笔（HB、2B、3B）、绘图纸。

（三）实验试剂

1.10%盐酸溶液（用于解离）。

2.改良苯酚品红染液（或醋酸洋红染液、龙胆紫染液，用于染色体染色）。

3.清水（用于漂洗）。

4.（可选）卡诺氏固定液（用于固定细胞形态，若需长期保存或更清晰观察）。

五、实验原理

细胞分裂是一个连续的动态过程，为了研究方便，人为将其划分为不同时期。有丝分裂是真核生物体细胞增殖的主要方式，其核心是遗传物质（染色体）的精确复制和均等分配，保证了子细胞与母细胞具有相同的遗传信息。其过程包括间期（G1期、S期、G2期）和分裂期（M期，包括前期、中期、后期、末期）。间期主要进行DNA复制和相关蛋白质合成，为分裂做准备；分裂期则发生细胞核的分裂和细胞质的分裂（胞质分裂）。

减数分裂是产生生殖细胞（配子）的特殊分裂方式，细胞连续分裂两次，而染色体只复制一次，最终产生的子细胞染色体数目减半。减数分裂过程中，同源染色体的联会、交叉互换以及随后的分离和自由组合，是遗传多样性产生的重要原因。

通过对处于分裂旺盛部位的组织（如根尖分生区、精母细胞）进行取材，经过解离（使细胞分散）、漂洗（洗去解离液，防止影响染色）、染色（使染色体着色，便于观察）、制片（使细胞单层分布）等步骤处理后，在显微镜下可以观察到处于不同分裂时期的细胞形态，从而研究细胞分裂的具体过程。

六、实验步骤与操作指导

（一）观察植物细胞有丝分裂（以洋葱根尖为例）

1.根尖培养：课前3-5天，将洋葱鳞茎底部接触清水，置于温暖、光照处培养，待根长至1-2厘米左右备用。注意每天换水，保持水质清洁。

2.取材：在上午9-10点或下午2-4点（此时细胞分裂较旺盛），剪取洋葱根尖约2-3毫米（注意选取生长点部位，即白色略带透明的区域，避免取到伸长区和根冠）。

3.解离：将剪取的根尖放入盛有10%盐酸溶液的小培养皿中，室温下解离3-5