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专题四 生物的生殖和发育式 考情动态分析 从近几年高考试题看，减数分裂过程、突变过程与不同基因的传递过程联系在一起，构成了命制大型综合题的素材，这正是新高考命题的趋向，该部分知识属于主干知识。有关无性生殖和有性生殖的概念、种类、意义等内容可与动物细胞的“克隆”、植物的组织培养技术等结合在一起综合考查。减数分裂过程中染色体的变化规律，形成的子细胞数目、类型，受精作用，减数分裂各时期的图像，减数分裂与有丝分裂、基因的分离与自由组合及染色体变异等方面的知识常结合在一起综合考查。动物个体发育中囊胚、原肠胚的特点及示意图、三胚层分化等是近来常考内容，植物的种子、果实形成中有关染色体、基因的变化，常与遗传相联系进行考查。 考点核心整合 1.生物的生殖 生殖是指生物产生新个体，延续种族的过程。生殖分为两类：有性生殖、无性生殖。两种方式的区别在于：①有无两性生殖细胞的两两结合。②有性生殖的后代具有双亲的遗传性，有更大的生活力和变异性，对于生物的进化有重要意义；无性生殖能保持亲本的性状，常见于在果树及花卉的繁殖。③从进化上讲，无性生殖是比较原始的生殖方式。 孢子是无性生殖细胞，由孢子产生子代，亲代仍然存在；分裂生殖产生子代个体后，亲代就不存在了；出芽生殖是母体产生多细胞芽体，由芽体形成新个体，亲代还存在；营养生殖是通过高等植物的营养器官的一部分产生新个体，母体当然保留下来。 有性生殖是生物界普遍存在的生殖方式。精子和卵细胞都是成熟的生殖细胞，精子和卵细胞的产生经历了从原始生殖细胞发育为成熟生殖细胞的过程，这个过程叫做减数分裂。 减数分裂是一种特殊的有丝分裂方式，因此两者有些方面相同，但由于是特殊的有丝分裂，所以必须搞清楚两者的异同，并能够正确识图和绘图。
减数分裂过程中，生物可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中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中染色体的数目，具有两个亲本的遗传性。可见，对于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意义。 2.减数分裂、受精作用与生物的变异 （1）减数分裂过程中，非同源染色体上的基因自由组合，同源染色体上对应基因间的交叉互换，就是基因重组，是生物变异的类型之一。 （2）减数分裂第一次分裂间期，染色体复制时，基因可因各种内外因素的影响而发生复制差错，导致遗传信息的改变，即基因突变，这是变异的另一种类型，是变异的主要来源，也是生物进化的主要因素。 （3）减数分裂过程中，在染色体的复制、交叉互换、分离等过程中，都有可能发生异常，导致子细胞中染色体结构、数目等的改变，这属于染色体变异，也属于生物的变异类型。 （4）受精作用使父母双方的遗传物质融合到了一起，使子代具有了双亲的遗传性，使后代具有了更大的变异性。 （5）生殖方式与生物的变异和进化 生物的生殖包括有性生殖和无性生殖。由于无性生殖的子代直接源于母体，细胞的增殖方式主要是有丝分裂，因此，能够使亲本性状稳定地遗传下去，一般不会发生明显的性状变化，其变异通常是由环境的变化而引起的。有性生殖是由两性生殖细胞结合成的合子发育完成的。在有性生殖过程中，需要经过减数分裂和受精作用。在减数分裂过程中非同源染色体的自由组合以及同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换，使基因发生了重组；通过受精作用，来自父母双亲的遗传物质融合到了受精卵中，这些都使生物具有了较大的变异性。变异的丰富性为生物的进化提供了自然选择的基础，因而更有利于生物的进化发展，促进了生物多样性的形成。在生物界主要进行无性生殖的20多亿年中，生物界的物种变化是很有限的；而有性生殖产生后，在10多亿年中，生物界的演化进程大大加快了，使得当今的自然界这样丰富多彩。 3.生物的发育 高等动植物个体发育：①起点相同，都是从受精卵开始的，也就是说，受精卵一旦形成，一个新的生命就开始了。②最初的过程相同，高等动、植物都有一个受精卵经三次分裂产生8个细胞的球状胚体的过程。③完整的球状胚体出现，即细胞数目达到一定程度，都开始分化，不过，植物的球状胚体分化为胚的各个结构，继而形成种子，种子萌发，胚芽、胚根等继续分化为六大器官；高等动物从原肠胚以后，三个胚层继续分化为不同组织、器官，形成不同系统，新个体出现。④高等植物胚和胚乳的发育相同的地方：都在胚珠中发育，都经有丝分裂增加细胞数目；不同的地方是胚乳的发育和形成早于胚的发育和形成。 考题名师诠释 【例1】 (2006广东高考，7)下图为高等动物的细胞分裂示意图。图中不可能反映的是（ ）
A.发生了基因突变 B.发生了染色体互换 C.该细胞为次级卵母细胞 D.该细胞为次级精母细胞 解析：根据图中细胞无同源染色体和着丝点已分开这一特点，我们可以断定该细胞处于减数分裂第二次分裂的后期。从染色体上的基因分析：正常情况下，较大一条染色体上的基因应该是相同的（来自同一个DNA分子的复制，即基因要么是BB，要么是bb），但事实是一个B基因，一个b基因，A、B两个选项都可以产生这一结果；同时由于细胞质的均等分开，所以该细胞不可能是次级卵母细胞（次级卵母细胞分裂形成一个极体和一个卵细胞，细胞质分配不均等）。 答案：C 点评：既要熟悉减数分裂与有丝分裂图像的判断，同时要与基因在染色体上的分布、基因突变相结合。 【例2】 (2006上海高考，21)下图为三个处于分裂期细胞的示意图，下列叙述正确的是（ ）
A.甲可能是丙的子细胞 B.乙、丙细胞不可能来自同一个体 C.甲、乙、丙三个细胞均含有二个染色体组 D.甲、乙、丙三个细胞均含有同源染色体 解析：甲中无同源染色体，且发生了着丝点的分开，所以为减数第二次分裂后期，含有二个染色体组；乙中有同源染色体且着丝点分开，为有丝分裂后期，含有四个染色体组；丙中发生了同源染色体的分开，为减数第一次分裂后期，含有二个染色体组，产生的一个次级精母细胞会出现同甲图一致的变化，所以，甲可能是丙的子细胞。 答案：A 点评：细胞分裂方式的判断要掌握扎实，主要分析图中的染色体数目、有无同源染色体及其特殊行为。 【例3】下图中甲和乙分别为青蛙和海星发育过程中的原肠胚时期的模式图，下列分析不正确的是（ ）
A.青蛙原肠胚已经分化成三个胚层 B.海星原肠胚形成过程中动物极细胞周期持续时间比植物极短 C.青蛙原肠胚的发育变化是基因表达的结果 D.海星原肠胚所含的有机物总量比受精卵多 解析：在受精卵发育成原肠胚过程中，需要大量的有机物氧化分解供应能量。 答案：D 点评：建立知识间的前后联系，把个体发育与基因的表达、物质代谢联系起来进行分析应用。 【例4】现有动物减数分裂过程中所产生的某一个极体，染色体数为M个，核DNA分子数为N个，又已知M≠N，则该动物的一个初级卵母细胞中的染色体数和一个卵原细胞中的DNA分子数分别是（ ） A.M和N B.2M和N C.2M和4N D.4M和2N 解析：根据题意可知，该极体是初级卵母细胞经过减数第一次分裂形成的第一极体，其细胞中的DNA分子数为染色体数的两倍，即N=2M。 答案：B 点评：在减数分裂中注意一些细节问题，如本题中第一极体与第二极体的区别。 【例5】 (2006江苏高考，22)与无性生殖相比，有性生殖的后代具有较强的适应性，下列说法不正确的是（ ） A.后代继承了双亲的遗传物质 B.减数分裂过程中，DNA复制更容易发生差错 C.减数分裂过程中，由于基因重组产生了不同类型的配子 D.更容易产生新的基因型 解析：无性生殖主要是通过有丝分裂产生后代的，由于有丝分裂能够保持前后代遗传物质的稳定性和连续性，所以无性生殖能够保持亲本的性状。有性生殖是通过生殖细胞两两结合，由受精卵（合子）发育成后代的生殖过程。受精卵具有两个亲体遗传性；在生殖细胞形成过程中，出现基因重组和染色体变异等，从而使后代具有较强的适应性和变异力。 答案：B 点评：在减数分裂的基础上比较无性生殖与有性生殖的区别，以及对生物变异性的影响。 【例6】水螅的生殖腺是由外胚层的间细胞分化形成的临时性结构，精巢为圆锥形，卵巢为卵圆形。卵在成熟时，卵巢破裂，使卵露出。精巢内的精子游出精巢与卵子受精。受精卵完全卵裂，最终发育成水螅。下列与水螅这种生殖方式相同一项是（ ） A.在不良环境下，炭疽杆菌产生休眠孢子(芽孢)，在环境适宜时，芽孢萌发，重新发育成个体 B.将红花月季的芽嫁接到黄花月季枝条上，结果黄花月季的植株上开出红色月季花 C.将土豆(马铃薯)切成带芽的小块，种下去发育成马铃薯植株 D.秋天播下小麦种子，种子发芽后长成麦苗，发育成植株 解析：A项不是生殖过程，芽孢只是休眠体；B项为嫁接，属于营养生殖；C项为营养生殖；D项为卵式生殖。 答案：D 点评：对生殖的概念以及有性生殖与无性生殖的主要区别在于有无两性生殖细胞的产生与结合等知识的掌握要扎实，实例考查了我们的分析能力。 【例7】近年来常有音乐、噪音对动植物生长发育影响的报道，请你依据所给材料和用具设计一个实验，以探究声音对豌豆种子萌发的影响。 材料和用具：数量充足的铺有滤纸的培养皿、无菌水、表面消毒的豌豆种子、分贝计(能测声音大小的仪器)、若干台收录机、《蓝色多瑙河》磁带、从磨具车间录制的磁带等。 方法步骤： ①___________________________。 ②___________________________。 可能的实验结果及相应的结论： ①___________________________。 ②___________________________。 ③___________________________。 解析：从题目看探究种子萌发，首先要满足种子正常萌发的条件，然后再加实验因子，所给材料有培养皿、无菌水、表面消毒的豌豆种子、分贝计（可以测定声音响度，用于条件控制）、音乐磁带、噪声磁带。 答案：方法步骤：①向培养皿中倒入适量的水，将等量的种子分别放入三组培养皿中 ②将第一组置于播放《蓝色多瑙河》乐曲的环境中培养，声音的响度为70分贝；将第二组置于安静的环境中培养，声音的响度为5分贝；将第三组置于播放从磨具车间录制的磁带的噪音环境中培养，声音的响度为70分贝（注：乐音与噪音的响度要一致，其响度大于45而小于85皆可） 可能的实验结果及相应的结论：①发芽率差异不显著，豌豆种子萌发不受声音大小的影响 ②第一组与第三组发芽率明显高于第二组的，声音大有助于豌豆种子萌发 ③第一组与第三组发芽率明显低于第二组的，声音大不利于豌豆种子萌发 ④第一组发芽率大于第二组的，第二组的大于第三组的，乐音有利于豌豆种子萌发，噪音不利于豌豆种子萌发 ⑤第三组发芽率大于第二组的，第二组的大于第一组的，噪音有利于豌豆种子萌发，乐音不利于豌豆种子萌发（注：本题答案有多种可能性，学生答出三种就给满分） 点评：在实验设计问题中，实验步骤的设计要考虑好实验组与对照组的操作中单一实验变量与无关变量的控制；在预测实验结果与结论时要对应题目要求。探究性问题至少要有两种可能。 【例8】 (2006江苏洪泽模拟，38)下面是细胞分裂的五个示意图以及染色体数目变化的曲线，请分析完成：
（1）若这些细胞来自同一个生物，则该生物的体细胞染色体数为________条，不含同源染色体的细胞是________，图A、B、C含有的染色体组数分别为________。若该个体有两对等位基因（YyRr）分别位于两对同源染色体上，则与图D相对应的基因组成可能为________。 （２）与孟德尔的遗传定律有关的主要是图________，使子代细胞与亲代细胞遗传信息相同的过程与图________有关。与图F中曲线相对应的细胞有________。 （3）在雄牛的个体发育中会出现与图________类似的过程，在雄蜂的个体发育中会出现与图________类似的过程。 解析：A为有丝分裂后期，含有同源染色体；B为减数第一次分裂的后期，发生同源染色体的分开；C有丝分裂中期，有同源染色体；D为减数第二次分裂后期，无同源染色体；E为减数第一次分裂的四分体时期，有同源染色体。两对等位基因（YyRr）分别位于两对同源染色体上，根据基因的自由组合定律，产生的精子细胞的基因组成为YR、Yr、yR、yr，同时产生的两个精子细胞的基因型相同。与孟德尔的遗传定律有关的是减数分裂，有丝分裂会保证子代的遗传信息与子代相同。F显示分裂后产生的子细胞的染色体数目减半，为减数分裂。雄牛是由受精卵发育成的，细胞分裂中有同源染色体；而雄蜂是由卵细胞直接发育成的，细胞中无同源染色体。 答案：（1）4 D 4、2、2 YYRR、YYrr、yyRR、yyrr （2）B AC BDE （3）ABCDE D 点评：把细胞分裂图像与染色体变化曲线图联系起来，要求学生熟练掌握有丝分裂与减数分裂的区别，以及减数分裂与遗传规律的关系、雄蜂的特点。 |
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