第五章生物的生殖和发育学案.docx
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第五章生物的生殖和发育学案
第五章生物的生殖和发育
第一节生物的生殖
一生殖的类型
[问题导引]
1.大肠杆菌、酵母菌、青霉菌是怎样产生子代的?
2.王丽家的葡萄树,每年结的葡萄王丽不愿意吃,送人没人要,今年王丽家还是这棵葡萄树,结的葡萄又大又甜还无子,王丽非常喜欢吃,还不让送人,你知道她是怎样处理这棵葡萄树的吗?
3.马铃薯长期种植易生病、产量低,要使马铃薯无病、高产应如何处理?
4.被子植物特有现象是什么?
发生在哪里?
[知识梳理]
一、无性生殖
1.概念:
无性生殖是指不经过①______________细胞的②_____________,由母体③__________产生出新个体的生殖方式。
2.种类
种类
概念
特点
举例
分裂生殖
由一个生物体直接分裂成两个新个体的生殖方式
两新个体的大小、形状
_________
_________
常见于单细胞生物如细菌、变形虫
出芽生殖
在母体一定部位长出芽体,芽体长大后从母体上脱落下来长成新个体
芽体与母体形状结构
__________
________,只是个体较小,长大后从母体上脱落下来
酵母菌、水螅
孢子生殖
母体产生孢子,由孢子发育成新个体的方式
孢子经
___
_________
分裂产生的生殖细胞,它可直接发育成新个体
各种霉菌、蘑菇等
营养生殖
由植物的营养器官(根、茎、叶)的一部分,在与母体
________后,发育成新个体的生殖方式
植物的根、茎、叶等营养器官通过
__________
_________
分裂形成新个体
马铃薯块茎、草莓的匍匐茎、柳树枝条落地生根的叶
3.特点
新个体是由⑨_________直接产生出来的,新个体所含的遗传物质与⑩____________的相同,因而新个体基本上能够保持
__________________。
4.应用
为了保持植物体的优良性状,人们常采用
___、
_________等营养生殖的方法,来繁殖花卉和果树。
5.植物的组织培养
(1)原理:
植物细胞具有
___________________。
(2)过程:
在
__________条件下,取植物体器官
(3)优点:
植物组织培养不仅从植物体上取材
____________,培养周期短,繁殖率高,而且便于自动化管理。
(4)应用:
a.可用于快速繁殖植物;b.可用于培育
____________植物。
[知识深化]
“芽体”与“芽”的区别
比较项目
芽体
芽
产生
环境优越时母体的一定部位产生“突起”形成
植物体上某些具有分生能力的细胞分化形成
与母体的关系
形成后与母体形态、结构相同,只是较小些
发育为母体的一部分
生存能力
长大后从母体上脱落下来,独立生存
作为母体的一部分,不能独立生存
[倒释1]马铃薯块茎生根、芽眼发芽长成新的马铃薯植株的繁殖方式属于()
A.出芽生殖B.营养生殖
C.分裂生殖D.卵式生殖
解析:
解此题的关键是对马铃薯芽眼发出的芽属于何种类型要有正确的认识,这时长出的芽既非种子萌发(非卵式生殖),又非“母体长出的芽体”(非出芽生殖),这是利用茎(植物体营养器官之一)进行繁殖,故应属于营养生殖。
答案:
B。
二、有性生殖
1.萌发的花粉管中含有
___________精子,它们所含的遗传物质是完全相同的。
2.在成熟的胚囊中,中央有
____________,靠近
____________的一端有一个比较大的细胞就是卵细胞。
它们的遗传物质是完全相同的。
3.被子植物的双受精过程:
1个精子与
__________结合→
__________
→发育成胚
另一个精子与
________结合→
__________
→发育成胚乳
4.有性生殖
概念:
由亲本产生
__________,经过
_______
的结合,成为合子,再由合子发育成新个体的生殖方式。
意义:
产生的后代具备了
____________的遗传特性,具有更强的生活力和
____________,对于生物的生存和进化具有重要的意义。
[知识深化]
1.有性生殖的分类
有性生殖
有性生殖
接
合
生
殖
相对的两细胞各生出突起并相接为接合管,其中一个细胞的原生质通过接合管流入另一个细胞中,形成合子,,在由合子发育为新个体的生殖方式
接合后的两细胞其中一个只剩下空的细胞壁,相当于雄性,另一个包含合子相当于雄性
水绵
配子生殖
配子生殖
同配生殖
由两种形态、大小和运动能力都相同的配子结合成合子,再发育为新个体的生殖方式
是有性生殖中较为低等的一种生殖方式,常见于单细胞生物
衣藻
异配生殖
由两种形态、大小和运动能力都不同的配子结合成合子,再发育为新个体的生殖方式
是多细胞生物中的一种较为低等的生殖方式
空球藻
卵式生殖
两种配子形态、大小和运动能力都有很大不同,小而能自由运动的叫做精子,大而不能自由运动的叫做卵细胞。
由精子和卵细胞结合成受精卵进而发育成新个体的生殖方式
生物界最高级的生殖方式
团藻、小麦、荠菜、青蛙、人等
2.蜜蜂及其生殖
蜜蜂是一种营社会性群居生活的昆虫,蜂群由蜂王、雄蜂和工蜂组成。
每个蜂群里,一般只有一个蜂王,少数雄蜂,几千至几万个工蜂。
它们的职能有严格的分工:
蜂王的职能是产卵、繁殖后代;雄蜂的职能是与蜂王交尾;各种劳动性职能
包括蜂巢的护卫,全部由工蜂完成。
在蜜蜂的生殖过程中,蜂王和工蜂都是由受精卵发育来的,属于有性生殖;雄蜂是由未受精的卵细胞发育来的,属于单性生殖,因为在其生殖过程中有有性生殖细胞的形成,所以这种生殖方式是一种特殊的有性生殖。
[例释2]严格地讲无性生殖和有性生殖的根本区别是()
A.有无两性生殖细胞的结合
B.有无生殖细胞的产生
C.是否由一个亲本生成
D.是否产生有性生殖细胞
解析:
解此题的关键是对无性生殖和有性生殖概念的全面正确认识。
教材因受学习范围的限制,在对有性生殖下的定义上有相当大的局限性:
准确的说法是一般情况下有“两性生殖细胞的结合”。
因为一是在单性生殖中就无两性生殖细胞的结合;二是在同配生殖(配子生殖中的一种)中的两个配子,其大小、形状及运动能力都完全相同,也就是说没有性别之分。
因此严格地讲A项不正确。
无性生殖有的也产生生殖细胞,如根霉的孢子,因此B项不正确。
有性生殖中的单性生殖是由一个亲本产生,无性生殖也是由一个亲本产生。
因此C项不正确。
惟有D项正确,因为有性生殖必须经过减数分裂产生染色体数目减半的配子;无性生殖不经过减数分裂形成配子,而是经过有丝分裂或二分裂(指细菌)等方式产生,其分裂过程染色体数目或遗传物质(细菌无染色体)含量无变化。
答案:
D。
[例释3]下列增加个体数的方式中,属于有性生殖范畴的有()
A.蕨类植物的孢子生殖
B.蜜蜂的孤雌生殖
C.蟾蜍未受精的卵细胞经人工刺激后发育成新个体
D.由受精卵发育成新个体
命题目标:
主要考查无性生殖与有性生殖的本质区别。
关键点拨:
有性生殖是指由亲本产生有性生殖细胞,经过两性生殖细胞的结合成为合子,再由合子发育成新个体的过程。
本题中的B、C两项,分别为自然的和人工诱导的孤雌生殖,虽然没经过两性生殖细胞的结合成为合子,再由合子发育成新个体,而是由卵细胞直接发育成了新个体,但是,在这种生殖过程中,亲本产生了有性生殖细胞,新个体是由有性生殖细胞发育而成的,所以这种生殖过程是一种特殊的有性生殖方式。
孢子不是有性生殖细胞,所以孢子生殖是无性生殖。
故选BCD。
[例释4](2001年广东、河南综合能力测试试题)某株名贵花卉用种子繁殖会发生性状分离。
为了防止性状分离并快速繁殖,可以利用该植物的一部分器官或组织进行离体培养,发育出完整的植株。
进行离体培养时不应采用该株的()
A.茎尖B.子房壁C.叶片D.花粉粒
命题目标:
本题主要考查无性生殖的实质,特别是营养生殖中的扦插、嫁接及植物的组织培养的实质。
关键点拨:
无性繁殖(高等植物的营养生殖或植物组织的离体培养)是利用植物的体细胞繁殖后代的繁殖方式,其特点是能够保持亲本的优良性状。
在题目给出的选项中,A、B、C都是体细胞,取任何一部分都能达到目的。
而花粉粒则是经减数分裂后形成的生殖细胞,其遗传细胞与体细胞相比已经产生了差异,故不选花粉粒进行离体培养。
故选D。
[双基训练]
一、选择题
1.(2004年南通调研
(一))秋天在桃树上如发现个别芽变,欲将变状异芽的性状保留下来,则应()
A.等开花时进行自花授粉
B.等开花时接受同株花粉
C.等开花时接受异株花粉
D.取下变异芽嫁接到砧木上
2.以下列哪种方式生殖的生物,演化成一个新的物种具有较大的可能性()
A.分裂生殖B.出芽生殖
C.有性生殖D.孢子生殖
3.人们偶然发现了一株性状优良的桃树,准备迅速扩大繁殖,推广栽种。
为保证其优良性状的稳定遗传,采用的方法是()
A.分裂生殖B.种子繁殖
C.出芽生殖D.嫁接
4.进行无性生殖的生物,后代基本上能保持亲代的一切性状,根本原因是由于子代和亲代()
A.染色体数目相同B.只是通过有丝分裂产生
C.遗传物质相同D.没有产生生殖细胞
5.有性生殖对于无性生殖的优点是一般有性生殖可导致()
A.产生的后代多B.后代中遗传的多样性增加
C.分布区域增加D.个体对环境的敏感性降低
6.通常在适宜的条件下,下列哪项不能直接发育为一个新个体()
A.团藻的合子B.根霉的孢子
C.酵母菌的芽体D.果蝇的卵
7.在红色碧桃砧木上嫁接白色碧桃,嫁接枝条上的花色将是()
A.全白色B.全红色
C.粉红色D.1/2红色,1/2白色
8.要使一株花卉开出多种颜色的花朵,应采取什么方式()
A.扦插B.嫁接C.出芽生殖D.有性生殖
9.人们常用扦插、嫁接等方法繁殖果树,同有性生殖相比,其主要优点是()
A.后代具有更强的生活力
B.后代每年可提前开花结果
C.后代保持亲本性状
D.增强后代变异性
10.用栽种蒜瓣的办法来繁殖大蒜,属于()
A.出芽生殖B.营养生殖
C.分根生殖D.分裂生殖
二、非选择题
11.下图是表示某被子植物胚珠结构图,据图回答:
(1)输送精子的是[]_______________,它是由萌发______________________长出的。
(2)双受精过程都是在[]__________内完成的。
(3)一个精子与[5]_________受精,形成________,最终发育成胚;另一个精子与[4]____________受精,形成_______________,发育成胚乳。
(4)被子植物只有在进行_________生殖的时候,才有上述过程发生。
(5)当植物缺硼时,往往影响图中[]________的形成,使受精作用不能顺利进行。
12.右图是酵母菌细胞质、核的不均等分裂图
(1)这种分裂是酵母菌的_____________生殖。
(2)啤酒的风味主要取决于所采用的酵母菌株。
某酒厂的菌株使用了三十多年,繁殖了三千余代,风味不减当年。
其主要原因是___________________________________________________________。
(3)酿制甜酒时,总是先来“水”,后来“酒”,其原因是先___________生成________________后,
再________________,产生________________。
(4)糯米饭酿制成甜酒后,其重量会__________,原因是___________________________________。
13.农业生产上人们发现同一块地里连续种西瓜,西瓜植株易烂根。
而在种过西瓜的地里种植根系更发达的南瓜则不发生烂根现象。
现手头有足量的西瓜和南瓜种子,必要的刀片、绳等,要在头一年种过西瓜的地里继续收获西瓜,
据题中条件如何操作?
请设计实验方案。
(1)原理:
_________________________________。
(2)操作步骤:
第一步___________________________________;
第二步___________________________________。
二减数分裂和有性生殖细胞的形成
[问题导引]
1.某同学在用高倍显微镜观察一头公牛的某一组织的切片时,发现有的细胞内的染色体与正常体细胞的相同,有的是正常体细胞的二倍,有的是正常体细胞的一半。
试问该同学所观察的切片是什么器官的切片?
为什么会出现染色体数目的不同?
2.减数分裂形成的性细胞染色体数目减半,染色体数目减半的时期和原因各是什么?
3.减数分裂过程中染色体数目减半几次?
DNA数目减半几次?
[知识梳理]
一、减数分裂
1.发生范围:
进行①______________生殖的生物。
2.发生的时间:
从②__________的生殖细胞发展到③___________________的生殖细胞的过程中。
3.特点:
细胞连续分裂④________次,而染色体在整个分裂过程中只复制⑤___________次。
4.结果:
新产生的生殖细胞中的染色体数目,比原始的生殖细胞⑥________________。
二、精子的形成过程
1.形成过程
2.相关的概念
a.同源染色体:
配对的两条染色体,
________和
____________一般都相同,一条来自父方,另一条来自母方。
b.联会:
__________________两两配对的现象。
c.四分体:
联会后的每对同源染色体含有
_____条染色单体,叫做四分体。
[知识深化]
同源染色体的概念
减数分裂的分裂期开始后不久,分散存在的染色体进行配对。
配对的两条染色体,形状和大小一般都相同,一条来自父方,一条来自母方,叫做同源染色体。
在这一概念中,最关键的一个条件是“配对的两条染色体”。
因为配对的两条染色体,一定是同源染色体,它们的形状和大小一般都相同;一定是一条来自父方,一条来自母方。
而形状和大小相同的染色体不一定是同源染色体,如一条染
色体的两姐妹染色单体分开后形成的两条子染色体;一条来自父方和一条来自母方的染色体就更不一定是同源染色体了。
[例释1]关于同源染色体的叙述最准确的是()
A.在减数第一次分裂时期配对的两条染色体
B.形状和大小都相同的两条染色体
C.遗传物质相同的两条染色体
D.分别来自父方和母方的两条染色体
答案:
A。
[知识深化]
1.减数分裂与有丝分裂的比较
比较
有丝分裂
减数分裂
发生的时间
产生正常体细胞及原始生殖细胞
原始生殖细胞形成成熟的生殖细胞
染色体复制及细胞分裂的次数
染色体复制一次,细胞分裂一次
染色体复制一次,细胞连续分裂两次
同源染色体行为
同源染色体无联会及四分体等行为
同源染色体要经过联会、形成四分体、同源染色体排列在细胞的赤道板上、同源染色体分离等行为
产生的子细胞数
1个母细胞→2个子细胞
1个精原细胞→4个精细胞
1个卵原细胞→1个卵细胞+3个极体
子细胞内染色体数
与母细胞相等(2N→2N)
子细胞内染色体数目是母细胞的一半
(2N→N)
意义
在生物的亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定性
减数分裂和受精作用维持了各种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定
相同点
都进行染色体复制及出现染色体和纺锤丝,与无丝分裂有区别
2.有丝分裂和减数分裂图象的鉴别
一般来讲,鉴别某一细胞图象隶属于哪种细胞分裂,最关键的是看染色体的行为。
可按如下原则判定:
(1)前期:
看有无同源染色体及联会、四分体现象。
有同源染色体,无联会、四分体现象为有丝分裂;有同源染色体,有联会、四分体现象,为减数第一次分裂;无同源染色体,为减数第二次分裂。
(2)中期:
每对同源染色体着丝点两两排列在赤道板上,为减数第一次分裂;有同源染色体,且着丝点排列在赤道板上,为有丝分裂中期;无同源染色体,且着丝点排列在赤道板上.为减数第二次分裂中期。
(3)后期:
着丝点未分裂,同源染色体分离
细胞质若均等分裂,则为精子形成过程中的减数第一次分裂后期
细胞质若不均等分裂,则为卵细胞形成过程中的减数第一次分裂后期
每一极内无同源染色体,为减数第二
着丝点次分裂后期
分裂每一极内有同源染色体色体,则为有丝分裂后期
(4)末期:
一般来讲,末期图象不容易进行单独鉴别,需与其他时期相比较。
若形成的子细胞染色体数目减半,且每条染色体都有姐妹染色单体,则为减数第一次分裂;若子细胞的染色体数目不减半。
且无同源染色体,每条染色体无姐妹染色单体,则为减数第二次分裂末期;若子细胞的染色体数目不减半,但有同源染色体,每条染色体无姐妹染单体,则为有丝分裂末期。
(5)细胞内无同源染色体,一定是减数第二次分裂
图象。
对于细胞分裂图象的鉴别,还可以概括如下:
一看染色体的数目(奇偶性);二看有无同源染色体;三看有无同源染色体的行为。
这种方法简称三看鉴别法。
[例释2]下列甲、乙、丙三图分别表示某种生物(假设只含两对染色体)的三个正在进行分裂的细胞。
据图回答:
(1)甲图表示________________时期。
(2)乙图表示________________时期。
(3)丙图表示________________时期。
(4)乙图细胞分裂产生的子细胞是________细胞。
(5)丙图细胞分裂产生的子细胞是________细胞。
解析:
本题考查有丝分裂与减数分裂的区别。
甲图中每条染色体有一个着丝点连着姐妹染色单体,每侧的染色体在形状、大小上与对侧的染色体相同,是联会后分离的同源染色体,因此该图是减数第一次分裂后期的图象;乙图中每侧染色体有四条,且两两在形状、大小上相同,是二对同源染色体,但并不两两相配成对(即联会),因此可推断此图为有丝分裂后期的图象。
丙图每侧有2条染色体,但彼此在形状、大小上都不相同,表明互为非同源染色体。
再看一下两侧的染色体、发现每侧的一条染色体总与对侧相应的一条在形状、大小上相同,表明对应的染色体是同一条染色体的两个姐妹染色单体,经着丝点分裂后形成的,由此判断丙图为减数第二次分裂后期的图象。
既然乙图是有丝分裂,所以该细胞分裂后形成的是体细胞;丙图是减数第二次分裂后期,所以该细胞分裂后形成的是生殖细胞,又因为从图象看,细胞质的分裂是相等的,故应是精子细胞或第二极体。
答案:
(1)减数第一次分裂后期
(2)有丝分裂后期
(3)减数第二次分裂后期
(4)体
(5)精细胞或第二极体
三、卵细胞的形成过程与精子形成过程的比较
比较项目
不同点
相同点
精子的形成
卵细胞的形成
减数第一次分裂
细胞质均等分裂,一个初级精母细胞产生
____个大小相同的次级精母细胞
细胞质不均等分裂,一个初级卵母细胞产生
___个次级卵母细胞和
______个极体
都有染色体复制,都有联会、四分体、同源染色体的非姐妹染色单体的交叉互换、同源染色体分离现象,子细胞的染色体数目减半
减数第二次分裂
细胞质均等分裂,两个次级精母细胞形成
____个同样大小的精子细胞
次级卵母细胞的细胞质不均等分裂,形成一个大的
____和一个小的极体,原来的极体分裂两个极体
着丝点分开,姐妹染色单体分开成为两条子染色体,子细胞的染色体数目不变
变形
变形
不变形
成熟的生殖细胞数目
产生
___个精子
产生
___个卵细胞,三个小的极体退化消失
子细胞的染色体数目不原始生殖细胞的染色体数目
___
[例释3]在蛙的繁殖季节里,若一只雌蛙产卵1000个,一只雄蛙产生精子100万个,则从理论上推算,雌蛙卵巢中的初级、次级卵母细胞和雄蛙精巢中的初级、次级精母细胞的数量分别依次为()
A.500个、1000个和25万个、50万个
B.1000个、2000个和50万个、50万个
C.1000个、2000个和25万个、50万个
D.250个、500个和25万个、50万个
答案:
C
[例释4]有丝分裂和减数分裂的共同特点是()
①染色体复制一次②着丝点分裂
③纺锤体出现④同源染色体联会
⑤形成极体
A.①②⑤B.②③④C.③④⑤D.①②③
答案:
D。
四、受精作用
1.概念:
精子与卵细胞融合成为
______的过程。
2.过程:
精子的
______________进入卵细胞,尾部留在外面→卵细胞细胞膜的外面出现了一层
________以阻止其他精子再进入→精子的细胞核与卵细胞的细胞核相遇→二者的
__________会合。
3.意义:
减数分裂和受精作用对于维持每种生物前后代体细胞中
_______________数目的恒定性,对于生物的
__________,都是十分重要的。
[例释5]下列关于受精作用的叙述,错误的是()
A.是精子和卵细胞结合成合子的过程
B.使合子中染色体恢复到体细胞的数目
C.有性生殖特有的现象
D.精子全部进入到卵细胞内
答案:
D。
[例释6]体细胞中含有三对同源染色体的生物,经减数分裂产生的配子,同时含有三个父方(或母方)染色体配子占总配子的比值为()
A.1/2B.1/4C.1/8D.1/16
命题目标:
考查对减数分裂过程中同源染色体分离和非同源染色体随机组合的知识的理解和应用。
关键点拨:
方法一:
解题关键是要理解减数第一次分裂中同源染色体一定要分开,非同源染色体之间则可以随机组合。
任意一条染色体经过减数分裂进入指定配子的可能性均为1/2,让三个指定的染色体同时进入指定配子的可能性等于三条染色体可能性的乘积,即(1/2)3=1/8。
方法二:
根据题意可设,A与A’,B与B’,C与C’各为一对同源染色体。
在减数分裂形成配子的过程中,同源染色体必须分离,即A与A’,B与B’,C与C’分开,而非同源染色体则可以随机组合。
可用如下方法(分枝法)解题:
故选C。
[双基训练]
一、选择题
1.下列人体细胞中含有同源染色体的是()
A.精细胞B.精子
C.口腔上皮细胞D.次级精母细胞
2.一只雄蛙产生100万个精子,其精巢里至少要有初级精母细胞()
A.200万个B.100万个C.50万个D.25万个
3.减数分裂过程与有丝分裂相比,不相同的是()
A.分裂过程中发生染色体变成染色质的现象
B.分裂过程中会发生同源染色体的联会现象
C.分裂间期要进行DNA分子的复制
D.分裂过程中发生染色质变成染色体的现象
4.卵细胞和精子形成过程的不同之处在于()
A.形成的精子和卵细胞数目不同
B.细胞中着丝点分裂的时期不同
C.细胞中染色体复制的时间不同
D.细胞中同源染色体分离的时期不同
5.果蝇的卵细胞有4条染色体,其初级卵母细胞中的染色单体和四分体数目是()
A.4和4B.8和4
C.8和8D.16和4
6.在减数分裂过程中,同源染色体分离,非同源染色体自由组合是()
A.同时发生于第一次分裂后期
B.同时发生于第二次分裂后期
C.分离发生于第一次分裂,自由组合发生于第二次分裂
D.分离发生于第二次分裂,自由组合发生于第一次分裂
7.下面关于同源染色体的叙述中,正确的是()
①同源染色体一条来自父方,一条来自母方
②同源染色体是由一条染色体经过复制而成的两条染色体
③同源染色体的形状和
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