高中生物旧人教必修一基础梳理与疑难突破：生物的生殖与发育

第五章生物的生殖与发育网络体系总览一生物的生殖知识梳理 疑难突破作为生命的基本特征，生物都具有生长、发育和生殖的现象。在新陈代谢的基础上，生物个体从小长大，身体的结构和功能也发生一系列变化，最终发育成为一个性成熟的个体。生物体发育成熟后，就能够进行生殖，产生后代，以保证种族的延续。 生物界的生物丰富多彩，具有多样性，表现在生殖的种类和方式上也同样如此。课本中列举的分裂生殖、孢子生殖、出芽生殖、营养生殖及配子生殖或卵式生殖，仅仅是多种多样的生殖方式中的主要方式。生殖方式的多样性是生物在漫长的历史岁月中进化发展形成的，即自然选择的结果。1.无性生殖无性生殖是植物中较为普遍的生殖方式。组织培养技术的本质是无性生殖，联系选修教材的有关内容，我们应从以下几个方面掌握组织培养技术：（1）原理：细胞的全能性（2）组织培养的基本过程：器官或组织的一部分愈伤组织组织器官植物体（3）组织培养的意义：①证明植物细胞具有全能性。②取材少，培养周期短，繁殖率高，便于工业化生产。③能快速繁殖花卉和果树。④可用于培养无病毒植株。⑤通过花粉离体培养，培育作物新品种。（4）动物体细胞繁殖（克隆）技术，如“多利”羊的培养等。思考讨论（1）自然状态下，动植物有哪些无性生殖方式？提示：分裂、孢子、出芽和营养生殖。（2）生物技术能实现哪些无性繁殖？其原理是什么？提示：植物组织培养和动物细胞克隆等。原理是细胞的全能性。2.有性生殖生物的有性生殖主要指配子生殖，配子生殖中最为常见的是卵式生殖。配子即有性生殖细胞（包括精子和卵子），是经减数分裂形成的，因此我们要明确：（1）减数分裂与有性生殖细胞的形成减数分裂与有性生殖细胞的形成过程是整个教材中的重点和难点，亦是重要的考点，对于这部分知识我们可以从以下3个方面进行复习与掌握。①减数分裂过程中，细胞的变化情况：精（卵）原细胞初级精（卵）母细胞次级精（卵）母细胞精子（卵）细胞 ②减数分裂过程中，染色体和DNA数量的变化情况：在减数分裂过程中，由于复制后的染色体仍由一个着丝点连接着，没有分开。所以，在减数分裂的不同时期，细胞中的染色体与DNA的含量有时不同，学习时要抓住要点，明确染色体与DNA的变化规律。下表表示减数分裂过程中，染色体和DNA的变化曲线。（正常体细胞中染色体数目为2N，DNA含量为2C）时期比较精原细胞初级精母细胞次级精母细胞精子细胞精子前、中期后期染色体数目2N2NN2NNNDNA数目2C→4C4C2C2CCC（2）减数分裂过程中，染色体和DNA的变化可以用下列曲线表示。图中的横坐标表示细胞分裂的各个时期，纵坐标表示染色体数量或DNA含量的变化，该曲线图是历次考试中的重要考点之一。（3）减数分裂与三大遗传规律的关系减数分裂是三大遗传规律产生的细胞学基础，掌握细胞分裂过程中染色体的变化规律对于理解遗传规律的产生有重要意义，这是因为遗传规律发生在减数分裂过程中：在减数第一次分裂的四分体时期，由于联会的同源染色体的两条非姐妹染色单体之间进行了部分交叉互换，导致了位于这部分染色体上的基因互换，产生了基因的连锁互换定律；在减数第一次分裂的后期，由于同源染色体的分开，导致了位于同源染色体上等位基因的分离，产生了基因的分离定律，与此同时，非同源染色体之间表现为自由组合，导致了位于非同源染色体上非等位基因的自由组合，产生了基因的自由组合定律。从以上叙述可以看出，三大遗传规律是由于减数分裂过程中，染色体的变化规律引起的，因此，只要我们将染色体上标记上相应的基因，就很容易理解与掌握遗传规律产生的实质。如下图： 基因分离定律、自由组合定律的产生对于一个原始生殖细胞（精原细胞或卵原细胞）来说，不管基因型是什么，也不管有几对等位基因，在减数第一次分裂过程中，其组合结果只能是自由组合形式中的一种。因此一个精原细胞只能形成两种不同基因型的精子（各2个），一个卵原细胞只能形成一种卵细胞（1个）和两种极体（其中1个与卵细胞相同）。对于一个生物体来说，在生殖过程中有很多原始生殖细胞同时进行减数分裂，非同源染色体的各种组合方式均有可能出现，并且参与减数分裂的细胞越多，各种组合方式出现的概率越接近。理论上说基因型为AaBb的个体可产生4种类型的配子：AB、Ab、aB、ab，比例为1∶1∶1∶1。其实际值可以通过测交进行验证。思考讨论为什么说减数分裂是遗传规律的细胞学基础？提示：参见“疑难突破”。（3）减数分裂与有丝分裂的比较减数分裂是一种特殊的有丝分裂方式，因此两者在许多方面是相同的，但由于是一种特殊的有丝分裂，所以我们必须搞清楚两者的异同，并要求能够正确识图和绘图。列表比较：比较有丝分裂减数分裂 不同点分裂细胞类型体细胞动物精巢或卵巢中的原始生殖细胞同源染色体行为无联会有联会，出现四分体，相互分离，姐妹染色体单体互换部分片段细胞分裂次数1次2次子细胞数目2个雄为4个，雌为（1+3）个最终子细胞染色体数与亲代细胞相同比亲代细胞减少了一半子细胞类型体细胞精子或卵细胞相同点染色体复制一次，都出现纺锤丝意义使生物个体发育中，亲子代细胞之间维持了遗传性状稳定性减数分裂和受精作用使生物在系统发育中，亲子代之间维持了遗传的稳定性（4）减数分裂与受精作用的意义减数分裂过程可以使生物发生多种可遗传的变异。如分裂间期，DNA复制时可发生基因突变；减数第一次分裂过程中可通过基因的自由组合和连锁互换发生基因重组；减数分裂和受精作用过程还可发生染色体变异等。通常情况下，合子中的染色体一半来自精子，一半来自卵细胞，这样经过受精作用，合子中的染色体又恢复到体细胞的数目，合子具有了两个亲体的遗传性。可见，就进行有性生殖的生物来说，减数分裂和受精作用，对于维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定性，对于生物的遗传和变异都是十分重要的。所以说，有性生殖产生的后代具备两个亲本的遗传性，具有更大的生活力和变异性，对于生物的进化有重要的意义。思考讨论为什么说减数分裂和受精作用维持了本物种体细胞染色体数目的恒定？提示：减数分裂使配子中染色体数目减半；受精作用使合子中染色体数目恢复正常。3.有性生殖与无性生殖的区别比较项目无性生殖有性生殖生殖细胞（1）无性别大小之分（2）不经过生殖细胞两两结合（1）通常有性别之分（2）要经过生殖细胞两两结合 新个体的产生母体直接产生由合子发育成新个体繁殖速率快慢变异性和适应性变异小，适应性弱变异大，适应性强4.单性生殖虽没有经过生殖细胞的两两结合，但其产生后代的生殖细胞是高度分化的配子——精子或卵细胞，实际上是卵式生殖的一种特殊形式，所以它属于有性生殖。 w.w.w.k.s.5.u.c.o.mwww.ks5u.com