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专题五 生物的生殖与发育
湖北 张代林 一、高考展望 本专题内容在历年高考中所占的分量并不大，但是常考内容之一。本专题考查的重点是减数分裂和有性生殖细胞的形成、植物胚的发育过程、动物个体发育中囊胚与原肠胚的特点及三胚层的分化、植物组织培养及细胞的全能性等。在复习中，我们应注重对以下几个方面知识的掌握：减数分裂各个时期细胞图像的识别、减数分裂中DNA、染色体的变化规律、胚及胚乳的基因型和染色体的组成、羊膜及羊水的意义等。同时，在复习中还要注意与其他章节的联系，如减数分裂与有丝分裂的区别与联系、减数分裂与基因的分离规律和自由组合规律的联系、植物个体发育与遗传物质的变化等。 在高考中，本专题的常考题型为选择题，且以图形题的题型较为常见。 二、考点透析 1．有性生殖与无性生殖的比较
2．几种特殊的生殖方式 （1）试管婴儿 一般过程：体外受精，受精卵在体外发育一段时间后，将胚胎移植到子宫内继续发育。 实质：属于有性生殖，与人类正常生殖情况相比，主要是改变了受精的场所。 （2）克隆： 一般过程：将体细胞的细胞核移到去核的卵细胞中，将这种组合式卵细胞移植到子宫内，逐渐发育为成一个新个体。 实质：为体细胞培养繁殖，属于无性生殖。 （3）组织培养 ①体细胞组织培养 一般过程：植物体细胞在离体的情况下，在组织培养基上经细胞分裂、细胞分化逐渐形成一个新植株。 实质：属于无性生殖。其原理是植物体细胞的全能性。 ②花药离体培养 一般过程：成熟花粉不经过受精，直接经组织培养为单倍体植株。 实质：有性生殖细胞离体培育为新个体，属于有性生殖。 （4）病毒的生殖 病毒的生殖方式是复制，应属于无性生殖。 3．有丝分裂与减数分裂的比较（对二倍体而言）
4．有丝分裂与减数分裂的图形判别
现以二倍体生物（2N）为例，说明有丝分裂与减数分裂的图形判别方法： 注意：上面的图形判别方法只适合二倍体生物。 5．减数分裂与遗传基本规律间的关系 对于真核生物而言，减数分裂是遗传基本规律的基础，基因的分离定律、基因的自由组合定律都是减数分裂过程中，随着染色体的规律性变化，染色体上的基因亦随之进行规律变化的结果。 在减数分裂第—次分裂过程中，联会的同源染色体的非姐妹染色单体之间对应片段的部分发生的交叉互换，结果会使每条染色体上都会有对方的染色体片段，这是基因互换的基础，后期，当同源染色体被纺锤蝗丝牵引移向两极时，位于同源染色体上的等位基因，也随着同源染色体分开而分离，分别进入到不同的子细胞，这是基因分离定律的基础，在等位基因分离的同时非同源染色体上的非等位基因随着非同源染色体的组合而自由组合，这是自由组合定律的基础。 6．被子植物的子房与果实形成
（1）一个子房发育为一个果实，一个胚珠发育为一粒种子，一粒种子的形成需要一粒花粉，而一粒花粉含有两个精子，其中一个精子与卵细胞结合，形成受精卵，一个精子与两个极核结合形成一个受精极核。 （2）子房形成果实（含染色体数目变化） （3）果实各部分基因型的判定 正交：♀AA×♂aa →
反交：♀aa×♂AA →
结论：在果实各部分结构中，胚来源于受精卵，包含双亲的遗传物质，正交与反交结果一致；胚乳细胞来源于受精极核，也含双亲的遗传物质，但其中母方提供两个极核，父方提供一个精子，故正交与反交结果不一致；种皮、果皮都是由母方的结构变化而来，无论正交与反交，其遗传物质与母方完全相同。 7．羊膜的进化意义 两栖动物还摆脱不了水的限制，两柄动物的生殖和发育（初期）必须在水中，直接 依赖外界水环境，所以，两栖类动物不是真正的陆生脊椎动物。羊膜是从爬行动物开始出现的，羊膜内有充足的液体——羊水，保证了胚胎发育对水环境的需求，从而解除了个体发育中对外界水环境的依赖，羊膜为脊椎动物的完全陆生打下了基础，同时羊膜内的羊水能缓冲震荡，防止内部的胚胎出现机械损伤。 8．胚后发育的两种方式 （1）直接发育：幼体与成体在结构、生理方面相似，幼体经生长和性成熟直接发育为成体。如哺乳类、鸟类、爬行类。 （2）变态发育：幼体与成体在结构与生理方面差别特别大，在成体之前必须首先发生这些方面的改变，即变态，然后经生长、性成熟发育为成体。如昆虫、两栖动物。 三、经典回放 【例1】（2004年全国卷Ⅰ）一个初级精母细胞在减数分裂的第一次分裂时，有一对同源染色体不发生分离，所形成的次级精母细胞的第二次分裂正常。另一个初级精母细胞减数分裂的第一次分裂正常，减数第二次分裂时，在两个次级精母细胞中，有一个次级精母细胞的1条染色体的姐妹染色单体没有分开。以上两个初级精母细胞可产生染色体数目不正常的配子（以下简称不正常配子）。上述两个初级减数分裂的最终结果应当是 A．两者产生的配子全部都不正常 B．前者产生一半不正常的配子，后者产生的配子都不正常 C．两者都只产生一半不正常的配子 D．前者产生的配子都不正常，后者产生一半不正常的配子 【解析】要解答此题，最根本的是要掌握减数分裂的过程。初级精母细胞的减数分裂的第一次分裂过程，是同源染色体分离，分别进入两个次级精母细胞。若此过程中有一对同源染色体不发生分离，则形成的两个次级精母细胞中，一个会多一条染色体，一个会少一条染色体，最终形成的四个配子（精子）都不正常。次级精母细胞进行的减数分裂第二次分裂，是姐妹染色单体的分开，平均分配到两个配子（精子）中，若此过程中有一条姐妹染色单体不发生分开，则最终形成的两配子（精子）都不正常。 【答案】选D。 【例2】（2004年天津卷）粗糙脉孢菌的单倍体细胞中具有7条染色体。两个不同类型的粗糙脉孢菌A和a融合后成为二倍体，随即发生典型的减数分裂，紧接着又进行一次有丝分裂。此过程最终形成的子细胞数及每个子细胞中的染色体数分别为 A．8个、7条 B．8个、14条 C．4个、7条 D．4个、14条 【解析】本题考查减数分裂与有丝分裂过程中染色体的变化。粗糙脉孢菌的单倍体细胞中具有7条染色体，两个粗糙脉孢菌融合后的二倍体含14个染色体，减数分裂后，染色体减半，随后的有丝分裂染色体不变，所以，每个子细胞中的染色体数为7。一个融合细胞经减数分裂形成4个子细胞，再进行一次有丝分裂，最终可形成8个子细胞。 【答案】选A。 【例3】（2003年全国新课程卷）甘薯种植多年后易积累病毒而导致品种退化。目前生产上采用茎尖分生组织离体培养的方法快速繁殖脱毒的种苗，以保证该品种的品质和产量水平。这种通过分生组织离体培养获得种苗的过程不涉及细胞的 A．有丝分裂 B．分化 C．减数分裂 D．全能性 【解析】高体的植物器官、组织或细胞，在培养一段时间后，脱分化，通过细胞分裂，形成愈伤组织，脱分化的愈伤组织继续培养，又可重新分化成根或芽等器官，再分化形成的试管苗，移栽到地里，可以发育成完整的植物体。由愈伤组织发育为完整的植物体体现了细胞的全能性。植物组织培养的过程是无性繁殖的过程，其细胞的分裂方式为有丝分裂，不涉及减数分裂，减数分裂是生物在进行有性生殖的过程中的一种分裂方式。本题解决的关键是要了解植物的组织培养过程。 【答案】选C。 【例4】（2001年广东河南）下图表示蛙的受精卵发育至囊胚过程中，DNA总量、每个细胞体积、所有细胞体积之和、有机物总量的变化趋势（横坐标为发育时间）。其中正确的是
A．①② B．①③ C．②④ D．③④ 【解析】本题直接涉及的知识是蛙胚的发育中由受精卵至囊胚阶段的DNA总量、每个细胞体积和有机物总量的变化。这些知识在教材中并未在胚的发育部分明确指出，需要考生综合有丝分裂、新陈代谢及教材中胚胎发育图解所示的含义等有关知识进行综合分析回答，所以本题在能力方面，主要考查考生对学科内知识的综合能力，同时也考查运用简单的图表，描述生命现象的能力。 该题的解题思路，应结合有关知识对表示DNA总量、细胞体积和有机物总最的变化等坐标图逐一分析，然后选择供选答案。蛙受精卵发育至囊胚的过程中，由于细胞不断分裂，故DNA的总量逐渐增多；又因细胞分裂所需的营养全部来自卵黄，并非来自外界，故分裂后的细胞体积越来越小，当然所有细胞的体积也不会增大。同时，由于细胞分裂等生命活动的消耗，其有机物总量亦减少。 【答案】选A。
【例5】下列四个细胞图中，属于二倍体生物精子细胞的是 【解析】本题考查减数分裂识图。二倍体生物中，同源染色体（形状、大小相同，在减数分裂过程中配对的染色体）在体细胞中成对存在，在性细胞中成单存在，这是因为性细胞是经过减数分裂形成的，其同源染色体在减数分裂第一次分裂已分开的缘故。精子细胞中的染色体不含有染色单体，是因为减敷分裂第二次分裂时，着丝点分开，一条染色体变成两条染色体。 【答案】选D。 【例6】一株纯黄玉米与一株纯白玉米相互授粉，比较这两株玉米结出的种子的胚和胚乳细胞的基因型，其结果是 A．胚的基因型不相同，胚乳细胞的相同 B．胚的基因型相同，胚乳细胞的不相同 C．胚和胚乳细胞的基因型都相同 D．胚和胚乳细胞的基因型都不相同
【解析】被子植物有双受精现象，它的胚是一个精子和一个卵细胞受精形成的受精卵发育而来，胚乳是一个精子和两个极核受精形成的受精极核发育而来。纯合体的同一株玉米植株上产生的卵细胞、极核、花粉粒及其萌发成花粉管中两个的精子的基因型组成相同。据题意可设黄玉米植株的基因型为AA，白玉米的基因型为aa，两株植株相互授粉的示意如下：
可见，两株玉米的胚的基因型都是Aa，胚乳的基因型则有两种—AAa，Aaa。 【答案】选B。 四、自我检测 一、选择题（均为单项选择题） 1．在适宜时期取材，能观察到植物细胞同源染色体配对现象的实验材料是 A．根尖 B．茎尖 C．花药 D．种子
A．4个二倍体的精细胞 B．8个单倍体的精细胞 C．16个单倍体的精细胞 D．4个单倍体的精细胞 3．人体各器官和系统的生长发育模式大体归为四种类型，如右图（图中100％表示达到了20岁的程度）。其中属于生殖系统发育曲线的是 A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 4．在卵裂期蛙胚的特点是 A．动物半球的卵黄含量高，细胞分裂慢 B. 动物半球的卵黄含量高，细胞分裂快 C．植物半球的卵黄含量高，细胞分裂快 D. 植物半球的卵黄含量高，细胞分裂慢 5．研究表明，大多数动物如蛙的受精卵在卵裂期随着卵裂的进行胚胎的体积并不增大，但胚胎细胞核的总质量与细胞质的总质量（核/质）比值却发生变化。下列符合卵裂期核质质量比值变化趋势的示意图是
6．下图是细胞分裂过程中，细胞核内的染色体数或DNA含量的变化曲线图表，根据图回答下列问题：
a b c d 其中表示减数分裂过程中DNA含量变化与有丝分裂过程中染色体数目变化的曲线分别是
7．右图为某哺乳动物的一个细胞示意图，它属于 A．卵原细胞 B．初级卵母细胞 C．次级卵母细胞 D．卵细胞 8．当蛙胚发育到三个胚层时，受外界条件影响停止发育。这时的蛙胚时期和不发育的主要生态因素分别为 A．囊胚期和温度 B．原肠胚期和温度 C．囊胚期和阳光 D．原肠胚期和阳光 9．在动物的胚胎发育过程中，早期原肠胚的细胞从一个部位移植到另一个部位时，被移植的细胞能适应新的部位并参与那里的器官形成。可是如果在原肠胚的末期，把未来将发育为蝾螈下肢的部分，移植到另一蝾螈的胚胎，将发育为一条额外的腿。这说明 A．原肠胚末期出现了细胞分化 B．原肠胚末期已开始了组织和器官的形成 C．细胞是全能的 D．原肠胚已出现了三个胚层 10．下图中甲、乙都表示被子植物个体发育中胚和胚乳的发育情况，下列判断中正确的是
A．b表示胚的发育，图甲表示玉米种子的形成 B．b表示胚乳的发育，图甲表示大豆种子的形成 C．c表示胚的发育，图甲表示大豆种子的形成 D．c表示胚乳的发育，图甲表示玉米种子的形成 11．下图是同一种动物体内有关细胞分裂的一组图像，下列说法中正确的是
A．具有同源染色体的细胞只有②和③ B．动物睾丸中不可能同时出现以上细胞 C．②所示的细胞中不可能有基因重组 D．上述细胞中有8条染色单体的是①②③ 二、简答题 1．下图的五个细胞是某一生物个体的不同细胞的分裂示意图。请回答以下问题：
（1）A、B、C、D、E中属于有丝分裂的是 ，属于减数分裂的是 。 （2）A细胞有 条染色体，有 个DNA分子，属于 期。 （3）具有同源染色体的细胞有 。 （4）染色体与前一时期比，暂时加倍的细胞有 。 （5）不具有姐妹染色单体的细胞有 。 （6）A细胞经分裂形成的子细胞是 ，染色体有 条。 2．下图表示在高等动物的配子生成和融合过程中，细胞核中DNA的相对数量随染色体动态而发生的变化。请据图回答问题：
（1）图中I过程表示 期，其中导致DNA数量发生A→B变化的原因是 （2）图中Ⅱ过程表示 期，其中导致DNA数量发生C→D变化的原因是 （3）图中Ⅲ过程表示 期，其中导致DNA数量发生E→F变化的原因是 （4）图中Ⅳ表示 过程，其中导致DNA数量发生G→H变化的原因是
（1）此细胞处于 分裂时期；此时有四分体 个。 （2）此细胞全部染色体中有DNA分子 个。 （3）在此细胞分裂后的一个子细胞中，含有同源染色体 对。子细胞染色体的组合为 。 参考答案： 一、选择题 1．C 2．C 3．D 4．D 5．A 6．D 7．C 8．B 9．B 10．D 11．C 二、简答题 1．（1）AC BDE （2）8 8 有丝分裂后期 （3）ABCE （4）AD （5）AD （6）体细胞 4 2．（1）减数分裂间期 复制 （2）减数分裂第一次分裂 同源染色体分离 （3）减数分裂第二次分裂 着丝点分裂染色单体彼此分开 （4）受精过程 精子核和卵细胞核融合 3．（1）减数分裂第一次分裂 2 （2）8 （3）0 1、3；2、4或2、3；1、4 |
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