初中八年级(初二)生物 第4专题生物的生殖与发育

2019二轮复习生物的生殖与发育
考纲盘点
1．生物的生殖：无性生殖和有性生殖；减数分裂的概念；精子和卵细胞的形成过程；受精作用。

2．生物的个体发育：种子的形成和萌发、植株的生长和发育；高等动物的胚胎发育和胚后发育。

知识网络
第一讲减数分裂和有性生殖细胞的形成
命题规律
1．从考试内容上：近几年的命题集中在减数分裂上，生殖方式和受精作用的内容很少涉及，即使有所考查，也是以协助分析或干预选项的方式出现。

减数分裂及有性生殖细胞的形成这一知识点的考查综合性明显加大，有些试题还考查有丝分裂和减数分裂过程中基因与染色体行为之间的关系、减数分裂与遗传和变异的关系。

2．从考查形式上：多以图像分析形式的选择题出现，减数分裂过程与遗传的基本规律及生物的变异的综合题常以非选择题的形式出现，试题往往图文同现。

命题趋势
未来高考命题点将主要集中在以下几个方面：减数分裂过程中染色体行为、数目的变化规律；减数分裂产生的子细胞数目、类型；减数分裂各时期图像的识别；减数分裂与有丝分裂的异同比较；减数分裂与基因分离定律和自由组合定律之间的关系；减数分裂与染色体变异之间的关系。

知识细化回顾
1．减数分裂
(1)整个减数分裂过程中，染色体复制一次，细胞连续分裂两次，结果是新产生的生殖细胞中染色体数目比原始的生殖细胞中的减少一半。

(2)减数分裂过程中，特有的染色体行为是同源染色体联会、出现四分体、同源染色体分离、非同源染色体自由组合。

(3)减数分裂过程中，染色体数目变化的规律是：先减半再暂时加倍，最终减半；核DNA 数目变化规律是：先加倍后连续两次减半。

2．有丝分裂与减数分裂的共同点
(1)细胞分裂间期进行DNA分子复制和有关蛋白质合成。

(2)细胞分裂过程中都有纺锤体、染色体出现，着丝点的分裂。

动物细胞分裂过程中有中心粒复制。

要点归纳
一、染色体、染色单体、同源染色体、四分体和DNA分子
1．染色体：染色体中最基本的结构是“臂”(图甲中1)和着丝点(图甲中2)。

图甲中的A和B是两条等臂染色体。

2．染色单体：细胞在分裂间期主要完成染色体的复制，复制的结果是每条染色体形成两条完全一样的子染色体(互称姐妹染色单体，图乙中a与a′、b与b′)，这两条姐妹染色单体连结在同一个着丝点上。

由于一条染色体含有一个着丝点，所以一条染色单体不等于一条染色体，此时，一条染色体含两条染色单体，如A′含有a和a′，B′含有b和b′。

3．同源染色体：指一条来自父方、一条来自母方，大小、形状一般都相同的两条染色体。

在减数分裂过程中，同源染色体先联会，后分离；在有丝分裂过程中，同源染色体不进行联会。

如A与B、A′与B′就是同源染色体。

4．四分体：指联会后的每一对同源染色体都含有四条染色单体，此现象只出现在减数第一次分裂，如A′与B′。

5．DNA分子
(1)含义：是染色体的主要成分，与蛋白质一起构成染色体。

(2)数量关系：一般情况下，生物细胞内一条染色体只含有一个DNA分子，只有在细胞分裂的间期DNA分子复制完成后到染色体着丝点分裂前，一条染色体含有两个DNA分子。

【特别提醒】五者之间的关系为：1个四分体＝1对同源染色体＝2条染色体＝4条染色单体＝4个DNA分子。

二、细胞分裂中染色体及核DNA的变化规律
1．甲、乙、丙、丁四曲线含义(设体细胞的染色体数为2N)
甲：有丝分裂一个细胞周期中染色体的变化规律，后期暂时加倍，其他时期保持体细胞中的数目，即2N →4N →2N 。

乙：有丝分裂一个细胞周期中核DNA 的变化规律：间期复制后加倍，后期着丝点分裂，染色体均分进入两子细胞恢复体细胞中的数目，即2N →4N →2N 。

丙：减数分裂中核DNA 的变化规律：间期复制后加倍，连续两次减半，即2N →4N →2N →N 。

丁：减数分裂中染色体的变化规律：先减半，后再暂时加倍，最终是体细胞中的一半，即2N →N →2N →N 。

2．曲线中特殊时段的含义及变化
甲中AB 段：有丝分裂后期；着丝点分裂导致染色体数目加倍。

乙中CD 段：有丝分裂间期；核DNA 因复制而数目加倍。

由甲、乙两图可知，有丝分裂中，染色体及核DNA 分子数不同时加倍，但同时减半。

丙中EF 段：减数第一次分裂间期；核DNA 因复制而数目暂时加倍。

丙中GH 段：减数第一次分裂末期；同源染色体进入两个子细胞，导致子细胞内核DNA 数目减半。

丁中IJ 段：减数第一次分裂末期；同源染色体分离，导致子细胞内染色体数目减半。

丁中KL 段：减数第二次分裂后期；着丝点分裂导致细胞内染色体数目暂时加倍。

由丙、丁两图可知，在减数分裂中核DNA 分子数减半两次，染色体数目减半一次。

3．两过程中染色体数、染色单体数和DNA 分子数目的变化曲线的整合
三、细胞分裂方式、时期及细胞名称的识别与判断
1．细胞分裂前、中、后期图像特征比较(以动物细胞为例)
【特别提醒】表中后期图像是否发生细胞质不均等分裂是判断该细胞是精母细胞还是卵母细胞的依据。

2．细胞分裂图像判断规律(以二倍体生物为例)
(1)细胞
四、细胞分裂、遗传规律及生物变异之间的关系
1．减数分裂与遗传基本规律之间的关系
减数分裂是遗传基本规律的细胞学基础。

减数分裂中染色体的行为变化决定了染色体上基因的行为。

两大遗传基本规律都发生在减数第一次分裂，它们的对应关系可归纳如下：
2．细胞分裂与生物变异
生物可遗传变异的来源有三种：基因突变、基因重组和染色体变异。

(1)任何方式的细胞分裂过程中，都有遗传物质的复制，受生物体内或体外各种因素的
干扰，都可导致复制发生差错，从而发生基因突变。

(2)原核细胞的DNA不与蛋白质结合，细胞中不存在真正意义上的染色体，没有染色体
变异。

(3)真核细胞中有染色体，在其有丝分裂、减数分裂过程中由于各种内外因素的干扰，
可导致染色体结构、数目的变化而发生染色体变异。

(4)真核生物减数分裂产生有性生殖细胞时，在减数第一次分裂后期和四分体时期，同
源染色体彼此分离和非同源染色体之间的自由组合，及同源染色体的非姐妹染色单体之间的
交叉互换，发生基因重组。

可见，基因突变发生在各种细胞分裂过程中，染色体变异发生在真核细胞中，原核细胞
中没有；基因重组只发生在真核生物有性生殖的减数分裂过程中。

示范解析
●例1一般说来，细胞周期中的分裂间期和分裂期相比，持续时间短的时期是
________；动物细胞培养时，如果缺少氨基酸的供应，细胞一般会停留在细胞周期的________。

假定体细胞的染色体数是10，将细胞放入含有3H－胸腺嘧啶的培养液中培养，请推测其中一个细胞进行一次DNA复制后，该细胞在细胞分裂后期将有________条染色体被标记。

【解析】①本题涉及的知识点是有丝分裂的各个时期的特点，并且与DNA分子的复制的知识点相关联。

本题对考生的审题能力有较高要求。

②细胞周期包括分裂间期和分裂期两个阶段，一般分裂间期大约占细胞周期的90%～95%，分裂期大约占5%～10%，故持续时间短的时期是分裂期；细胞分裂间期主要完成DNA的复制和有关蛋白质的合成，为分裂期准备条件。

如果缺少氨基酸的供应，蛋白质合成不能完成，则细胞会一直停留在分裂间期；体细胞的染色体数为10，在有丝分裂后期染色体数变为20。

由于DNA的复制为半保留复制，因此经过一次复制产生的2个DNA都有一条是母链(不含3H－胸腺嘧啶)，一条是新链(含3H－胸腺嘧啶)，故该细胞分裂后期的20条染色体都具有放射性标记。

[答案]分裂期分裂间期20
●例2下图为处于不同分裂时期的某生物的细胞示意图，相关叙述正确的是()
A．甲、乙、丙中都有同源染色体
B．卵巢中不可能同时出现这三种细胞
C．能够出现基因重组的是乙
D．丙的子细胞是精细胞
【解析】①本题涉及有丝分裂和减数分裂的有关知识。

考查了学生对有丝分裂和减数分裂各个时期特点的掌握能力和识图能力。

②甲、乙、丙分别表示有丝分裂中期、减数第一次分裂前期、减数第二次分裂后期。

甲、乙中有同源染色体，丙中无同源染色体；有些生物的卵巢中，卵原细胞通过有丝分裂的方式增殖，卵原细胞也能通过减数分裂形成卵细胞，因此，在卵巢中可以同时出现甲、乙、丙三种细胞；减数第一次分裂出现非姐妹染色单体之间交叉互换和非同源染色体自由组合，发生基因重组；丙细胞形成的子细胞是卵细胞和极体。

[答案] C
●例3右图是某高等生物细胞分裂示意图，请据图回答：
(1)该生物的同化作用代谢类型是________，判断的依据是_____________________。

(2)构成①、②的主要成分是______________。

(3)图中含有________条染色体，________条染色单体，________个DNA分子；分裂后产生的子细胞内含有________条染色体。

(4)该细胞处于________分裂________期，该细胞形成的子细胞的基因型有________种。

【解析】(1)由图示可看出，该细胞有中心体，形状为圆形，由此判断是高等动物细胞，其同化类型是异养型。

(2)图中①、②是指染色体，染色体的主要成分是DNA和蛋白质。

(3)图中有染色体4条，染色单体8条，DNA分子8个，细胞分裂后产生的子细胞中有染色体4条。

(4)该细胞分裂图中染色体形态、大小各不相同，且染色体着丝点排列在赤道板上，据此判断细胞处于减数第二次分裂中期，形成的子细胞的基因型是Ab一种。

[答案](1)异养型细胞内有中心体，细胞呈圆形，没有细胞壁(2)DNA和蛋白质(3)4 884(4)减数第二次中 1
●例4正常细胞在细胞分化过程中受到致癌因子影响，细胞内原癌基因被激活，成为能无限增殖的癌细胞。

为什么正常细胞不能无限制地长大而要进行分裂呢？有的科学家认为：细胞要通过它的表面不断地和周围环境或邻近的细胞进行物质交换，这样它就必须有足够的表面积，否则它的代谢作用就很难进行。

当细胞的体积由于生长而逐步增大时，细胞表面积和体积的比例就会变得越来越小，导致表面积不够，使细胞内部和外界的物质交换适应不了细胞的需要，这就会引起细胞的分裂，以恢复其原来的表面积与体积的适宜比例。

请你设计一个实验来验证上述理论的正确性(提供的仪器、材料有变形虫若干，锋利的刀片，显微镜等)。

(1)该实验中需控制的单一变量是______________。

(2)实验步骤：
①取大小相等、活性相当的同种变形虫9只，分成A、B、C三组，每组3只。

②按下表进行操作：
(3)问题：
①请分析实验中是如何设置对照的？________________________。

其中A组的作用是_________。

②C组的处理方法是_____________________________。

请你对C组的现象进行预测：_____________________。

③你的结论是_________________________________。

【解析】(1)由题干提供的材料可得出，实验需验证细胞分裂的原因是细胞不断生长，细胞表面积与体积之比变小，细胞与外界的物质交换适应不了细胞需要。

实验设计中须严格控制的实验变量是细胞表面积与体积比大小，变化变量(因变量)是细胞是否发生分裂。

(3)实验中对照组设置需要一组不做任何处理的空白对照组即A组，B组、C组形成相互对照，进一步说明细胞生长，引起细胞表面积与体积比的变化，导致细胞发生分裂。

C组应严格控制细胞表面积与体积比变小，细胞不发生分裂，其处理方法是不断切除一部分细胞质即可。

由该实验的现象可得出：变形虫只有生长到一定体积后才进行分裂，从而为题干中的理论提供了证据。

[答案](1)细胞表面积与体积比大小(3)①设置不做任何处理的空白对照组和两实验组的相互对照空白对照②在变形虫长大到一定程度时，用刀片切去一部分细胞质，再长到一定程度时，再切去一部分细胞质，依次类推，每次按上述方法处理3只变形虫始终不分裂增殖③变形虫只有长大到一定体积后才分裂，本实验可为上述理论提供一定证据
拓展训练
1．下图表示干细胞的培养过程，请分析回答：
(1)下列细胞中全能性最高的是________。

A．胚胎干细胞B．造血干细胞
C．神经细胞D．体细胞
(2)胚胎干细胞具有全能性的原因是__________________________________________。

(3)各种血细胞和神经细胞的形成需要经过________和________过程。

成熟的红细胞失去全能性的原因是______________________。

(4)各类血细胞均来自造血干细胞，但它们的功能各不相同，其根本原因是__________________________________。

(5)干细胞的培养在临床上具有极大的应用价值，如用烧伤病人自身的皮肤干细胞可培养出皮肤细胞用于皮肤移植，其优点是____________________________________。

【解析】(1)受精卵是全能性最高的胚胎干细胞，随受精卵的分裂、分化，细胞的全能性减小，高度分化的细胞的全能性受到抑制。

(2)胚胎干细胞具有全能性的原因是细胞内具有该生物的全部遗传物质且能全部得以表达。

(3)人体各种组织细胞的形成都需经过细胞分裂和细胞分化过程，成熟红细胞细胞核消失，失去了全能性。

(4)人体内各种组织细胞都来自于同一受精卵的有丝分裂，都含有全部的遗传物质，但由于基因的选择性表达而表现出不同生理功能。

(5)利用自身皮肤干细胞进行皮肤移植，与细胞膜上的HLA相同，不会发生排斥反应。

[答案](1)A(2)细胞中含有全部遗传信息并能全部得以表达(3)分裂分化没有细胞核(4)基因的选择性表达(5)不会发生免疫排斥
2．右图是某高等生物细胞局部结构模式图，请分析回答：
(1)判断该细胞是动物细胞的根据是：________________________________。

(2)一般可认为该细胞处在______________期。

如果甲代表Y染色体，则该细胞分裂后产生的子细胞名称是________。

(3)图中有________个染色体组，该细胞在下一分裂时期中含有的染色单体数是________。

(4)该生物体细胞中，染色体数最多有________条。

(5)如果图中结构3上某位点有基因B，结构4上相应位点的基因是b，发生这种变化的原因是______或________。

【解析】(1)图中具有中心体且根据题干信息“高等生物细胞”，可判断是动物细胞。

(2)图中染色体形态、大小不相同且染色体着丝点排列在赤道板上，判断该细胞处于减数第二次分裂中期。

若甲为Y染色体，该细胞为次级精母细胞，分裂产生的子细胞是精细胞。

(3)图中染色体是形态、大小各不相同的非同源染色体，形成一个染色体组，该细胞的下一分裂时期是减数第二次分裂后期，着丝点一分为二，姐妹染色单体分开，染色单体数为0。

(4)该生物体细胞中染色体数为8条，最多时为有丝分裂后期，染色体数是16条。

(5)图中3和4是由同一着丝点相连的姐妹染色单体。

一般情况下，其上的基因是相同的，出现了不同的基因的可能原因是产生了基因突变，或在减数第一次分裂的四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了交叉互换。

[答案](1)是高等生物细胞且有中心体(2)减数第二次分裂中精细胞(3)10 (4)16(5)基因突变交叉互换
3．A～F表示某基因型为AaBb的高等动物睾丸内细胞的分裂图像，G为染色体数目变化曲线。

请据图回答：
(1)细胞图像D→F属于________分裂；D→A属于________分裂。

(2)图中C细胞和A细胞分别叫做________、________。

(3)请在坐标G中画出该动物细胞减数分裂中DNA分子变化曲线图。

(4)图A、B、C、E中含有同源染色体的是________。

【解析】(1)E细胞有同源染色体且着丝点排列在细胞的赤道板上，判断D→F属于有丝分裂；C细胞中有同源染色体，且发生同源染色体分离，形成的B细胞中无同源染色体，且数目减半，所以D→A属于减数分裂。

(2)由C中染色体行为判断C是初级精母细胞，A细胞中无同源染色体且着丝点分裂，为次级精母细胞。

(3)减数分裂过程中，DNA在间期复制后数目加倍，减数第一次分裂后减半，减数第二次分裂后再次减半。

(4)根据图中细胞的染色体形态、大小判断，C、E中有同源染色体。

[答案](1)有丝减数(2)初级精母细胞次级精母细胞(3)如上图(4)C、E
第二讲动物和植物的生殖与发育
命题规律
1．从考查内容上：以植物种子的形成和萌发及动物胚的发育为核心，考查关于植物的营养、遗传等知识。

2．从考查题型上：多为选择题，试题中往往涉及图文信息的考查。

命题趋势
在未来高考中，可能围绕以下三点进行命题：①果实不同部分的发育来源及所含染色体情况；②个体发育过程中不同时期的营养供给情况(胚形成时、种子萌发时、长成幼苗后)；
③动物体不同发育时期体细胞全能性及动物细胞工程的关系。

知识细化回顾
1．生物生殖方式与细胞分裂
(1)生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础是细胞增殖。

(2)单细胞生物，以细胞分裂的方式产生新的个体，如变形虫、草履虫、细菌等，其生殖方式是分裂生殖。

(3)真核细胞的分裂方式有三种：有丝分裂、无丝分裂和减数分裂，其中主要方式是有丝分裂。

(4)生物的生殖方式可分为无性生殖和有性生殖两类。

前者包括分裂生殖、出芽生殖、孢子生殖和营养生殖，都通过二分裂或有丝分裂方式实现；后者与前者相比，其根本区别在于具有有性生殖细胞和两性生殖细胞的结合。

(5)被子植物有性生殖中的雌配子是指卵细胞，雄配子是指花粉粒(精子)，分别产生于胚囊、花药，两者需要通过花粉管，结合成合子。

2．被子植物种子的形成与萌发
(1)果实由子房发育而来，该过程中所需要的激素是生长素，由发育着的种子提供。

(2)果皮是由子房壁发育而来的，其细胞的基因型与母本体细胞基因型相同。

(3)种子是由胚珠发育而来的，种皮是由珠被发育而来的，胚由受精卵发育而来，胚柄则是由基细胞发育而来的，受精极核发育成胚乳。

3．生物个体发育
(1)大多数进行有性生殖的生物，个体发育的起点是受精卵。

(2)被子植物个体发育过程包括种子的形成与萌发、植株的生长与发育等阶段。

(3)高等动物的个体发育包括胚胎发育和胚后发育两个阶段，前一阶段是指受精卵发育成幼体，后一阶段是指幼体从卵膜孵化出来或从母体内生出来后，发育成性成熟的个体。

(4)高等动物的胚胎发育主要包括受精卵→囊胚→原肠胚→幼体等过程。

其中细胞分化程度最高的时期是原肠胚期。

要点归纳
一、生物的生殖与细胞分裂
细胞分裂是生物生殖的细胞基础，不同的生殖方式是通过不同的细胞分裂方式来实现的。

1．无性生殖与有丝分裂
无性生殖主要通过细胞有丝分裂完成，如孢子生殖中的孢子是母体经有丝分裂产生的，营养生殖中的芽及出芽生殖中的芽体均是母体经有丝分裂产生的。

有丝分裂保证前后代细胞内染色体数目(或核DNA 分子)恒定，在有丝分裂过程中能发生基因突变、染色体变异，但频率极低，因而无性生殖能使后代保持亲本的性状。

2．有性生殖与减数分裂
减数分裂是有性生殖中必须进行的一种细胞分裂方式，其关系图表示如下：
(1)减数分裂和受精作用共同维持亲、子代体细胞中染色体数目的恒定性，保持物种的稳定性。

(2)减数分裂中能发生基因突变、基因重组、染色体变异等遗传物质的变化，产生种类繁多的有性生殖细胞。

(3)两性生殖细胞的结合，增加了后代个体遗传物质的丰富性，使物种变异性增加(有利于物种进化)，使后代生活力增强(有利于适应复杂环境)。

【特别提醒】
①单细胞原核生物通过二分裂方式进行分裂生殖。

②病毒是专营寄生生活的非细胞结构生物，其繁殖是在宿主细胞内进行复制增殖的。

二、生长与发育的关系
1．二者区别
2．二者联系
生长是发育的基础，发育是生长的体现，二者同时进行。

它们各自独立又相互统一，这是生命与自然界辩证统一的实例。

3．高等动植物个体发育过程的理解
(1)起点：受精卵。

(2)过程：合子(受精卵) 组织分化、器官形成→幼体→成体。

(3)实质：是生物体的结构和功能从无到有、从简单到复杂的过程。

三、生物个体发育与细胞分裂、分化
1．生物个体发育是在细胞分裂基础上通过细胞分化实现的。

2．生物个体发育表现及实质
(1)从外形看，生物个体发育过程是生物性状逐渐形成和表现的过程。

(2)从内部因素看，生物个体发育的实质是体细胞中遗传信息表达的过程。

即： 基因mRNA 不同的蛋白质不同性状
同一生物体不同细胞内含有相同的遗传信息。

但是，生物体的不同部位表现不同性状，同一部位不同时期表现不同性状，这是因为基因表达具有以下特点：
①选择性表达。

细胞内的基因并非全部表达，不同部位的细胞表达不同的基因，如高茎豌豆体细胞中都含有高茎基因，但根部细胞中的高茎基因不表达。

②有顺序地表达。

某一部位组织细胞内表达的基因并非同时表达，而是在生物个体发育的不同时期有顺序地表达不同的基因。

受精卵 性成熟个体
四、生物个体发育过程中的营养供应
1．高等植物个体发育不同阶段的营养
高等植物的个体发育过程为：
受精卵―→胚幼苗植物体
(1)胚的发育过程中所需营养物质
双子叶植物：来自胚柄从周围环境所吸收的营养物质和早期胚乳。

单子叶植物：来自胚柄从周围环境吸收的营养物质。

(2)种子萌发过程中所需营养，对于双子叶植物来说来自子叶；对于单子叶植物来说来自胚乳。

(3)幼苗到植物体的过程中，其营养可来自幼苗真叶长出后的光合作用以及植物从土壤中所吸收的营养物质。

2．动物个体发育过程中的营养供应
一般情况下，卵生动物(鱼类、两栖类、爬行类、鸟类)的胚胎发育所需营养物质由受精卵的营养物质(卵黄)提供。

胎生动物胚胎发育初期(受精卵→囊胚)所需营养物质由受精卵卵黄提供，胚胎发育后期(囊胚→成熟胚胎)则通过胎盘由母体提供。

3．生物个体发育过程中物质变化规律及曲线
(1)高等植物由受精卵球状胚体,动物由受精卵囊胚时，营养物质、核DNA 总量变化规律：
受精卵内营养物质由于逐渐被消耗而减少，所有细胞内的核DNA 总量由于细胞不断进行有丝分裂而复制增加，可用下图曲线表示：
―――――――――→营养生长、生殖生长
(2)一粒植物种子萌发形成幼苗，至成熟个体过程中营养物质变化规律及曲线：
①种子萌发至幼苗子叶出土前，营养物质总量不断减少，但营养物质种类增多，因为种子储存的营养物质经相应酶水解后形成了许多中间产物，同时种子在萌发过程中要消耗有机物为生命活动供能。

②幼苗子叶出土后，进行光合作用，营养物质逐渐积累、增多，直至该植物成熟、衰老、死亡时略有下降。

五、果实各部分染色体数目、染色体组数和基因型判定
1．被子植物双受精过程中精子、卵细胞、极核的来源
(1)精子来源：双受精过程中的两个精子来自于一个花粉粒的一次有丝分裂，因此两个精子内的遗传物质完全相同。

(2)卵细胞与极核的来源：卵细胞、极核来自子房内一个大孢子的三次有丝分裂，所以卵细胞与两个极核内的遗传物质完全相同。

六、影响生物个体发育的因素。