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課文生物的生殖重點難點與分析拓展
重點難點
1.重點
(1)無性生殖和有性生殖的概念和意義;
(2)減數(shù)分裂的概念和意義;
(3)精子和卵細(xì)胞的形成過程
2.難點
減數(shù)分裂過程中染色體的行為變化，染色體的數(shù)量變化以及DNA分子含量的變化。
分析拓展
1.生殖方式綜述
(1)掌握兩種生殖方式的概念和特點
掌握有性生殖和無性生殖概念和特點的關(guān)鍵，是要弄清后代的產(chǎn)生過程。
無性生殖雖種類較多，但它們的實質(zhì)都相同，即不經(jīng)過生殖細(xì)胞的結(jié)合，由母體直接產(chǎn)生新個體。這種生殖方式只需一個親體就能完成。由于無性生殖過程中，不經(jīng)過受精作用，后代只從母體(不一定是雌性個體)獲得遺傳物質(zhì)，所以，其后代變異性小，易于保持親本的性狀。
有性生殖(主要是指配子生殖，配子生殖的常見類型是卵式生 殖)，在生殖過程中，一般要由親體通過減數(shù)分裂產(chǎn)生兩性生殖細(xì)胞，然后通過生殖細(xì)胞的結(jié)合，形成合子，再由合子發(fā)育成新個體。這種生殖一般需兩個不同的親體參與，后代具有雙親的遺傳性，有更強的生活力和變異性。所以，有性生殖更有利于生物的進(jìn)化和發(fā)展。
(2)注意明確幾個問題
在學(xué)習(xí)兩種生殖方式時，還要注意弄清以下幾個問題：
①絕大多數(shù)低等生物都能進(jìn)行有性生殖;高等生物也有不少可以進(jìn)行無性生殖。
②許多生物并不是只有一種生殖方式，它們往往既能進(jìn)行無性生殖，也能進(jìn)行有性生殖。如水螅、水綿等生物，在條件較好時往往進(jìn)行無性生殖方式實現(xiàn)快速繁殖;而在環(huán)境條件相對較差時，則往往進(jìn)行有性生殖方式，更有利于度過不良環(huán)境。
③無性生殖的方式也能產(chǎn)生生殖細(xì)胞，如孢子生殖中的孢子。但這種生殖細(xì)胞與配子相比有本質(zhì)的區(qū)別。它無性別之分，不需經(jīng)過兩兩結(jié)合就能直接發(fā)育成后代。
④往往只有單細(xì)胞生物才進(jìn)行分裂生殖，但并不是所有單細(xì)胞生物都能進(jìn)行分裂生殖。如酵母菌是單細(xì)胞生物，它進(jìn)行出芽生殖或孢子生殖。
(3)列表比較生殖種類
2.減數(shù)分裂的概念
(1)減數(shù)分裂概念的表述
減數(shù)分裂是一種特殊方式的有絲分裂。是進(jìn)行有性生殖的動、植物，在從原始的生殖細(xì)胞發(fā)展到成熟的生殖細(xì)胞過程中進(jìn)行的細(xì)胞分裂。細(xì)胞連續(xù)分裂兩次，而染色體只復(fù)制一次。分裂的結(jié)果是，細(xì)胞中的染色體數(shù)目比原來減少一半。
(2)減數(shù)分裂概念的理解
理解和掌握減數(shù)分裂的概念，應(yīng)當(dāng)注意以下幾點：
①進(jìn)行減數(shù)分裂的生物：進(jìn)行有性生殖的動、植物。
②減數(shù)分裂發(fā)生的時期：由原始生殖細(xì)胞(如性腺中精原細(xì)胞、卵原細(xì)胞)發(fā)展到成熟生殖細(xì)胞(如精細(xì)胞、卵細(xì)胞)時。
③主要的特點：細(xì)胞連續(xù)分裂兩次，而染色體只復(fù)制一次。
④分裂的結(jié)果：子細(xì)胞的染色體數(shù)目比母細(xì)胞的減少一半。
3.減數(shù)分裂過程的分析
減數(shù)分裂在有性生殖中比較普遍，過程也比較復(fù)雜，同時，這部分知識是學(xué)習(xí)后面章節(jié)中遺傳知識的基礎(chǔ)，因此它具有突出的重要性。分析理解減數(shù)分裂過程，是掌握減數(shù)分裂知識的關(guān)鍵，不僅要熟悉分裂的進(jìn)程，而且還要準(zhǔn)確地理解和掌握其中的各種變化。
(1)減數(shù)分裂基本過程概述(以精子的形成為例)
(2)分析減數(shù)分裂中染色體行為的變化
要重點注意分裂過程中以下幾方面的變化：
①染色體復(fù)制
發(fā)生在減數(shù)分裂第一次分裂前的間期。復(fù)制的結(jié)果是每個染色體含有兩個染色單體，并由一個著絲點連結(jié)著。原始的生殖細(xì)胞，經(jīng)過復(fù)制和滋長后成為了初級精(卵)母細(xì)胞。接著，開始了減數(shù)第一次分裂。
②減數(shù)第一次分裂過程
為了研究的方便，分成前期Ⅰ、中期Ⅰ、后期Ⅰ和末期Ⅰ。
前期Ⅰ：在減數(shù)分裂中前期Ⅰ是為時最長，變化較為復(fù)雜的一個 時期。在減數(shù)第一次分裂開始后不久，初級精(卵)母細(xì)胞中同源染色體兩兩配對(配對的兩個同源染色體，形態(tài)、大小一般都相同，一條來自父方，一條來自母方，叫做同源染色體)。同源染色體兩兩配對，叫做聯(lián)會。隨后在光學(xué)顯微鏡下才可以清楚地看到，每個染色體都含有兩個姐妹染色單體，但是這兩個姐妹染色單體 由一個著絲點連結(jié)著。這時，每一對同源染色體就含有四個染色單體，這叫做四分體。在四分體時期，配對的同源染色體之間的非姐妹染色單體可能相互交叉，進(jìn)行染色體部分片段的互換。
中期Ⅰ：和有絲分裂中期不同，染色體的著絲點并非排在同一平面，而是配對的同源染色體分別排列在赤道板的兩側(cè)。
后期Ⅰ：著絲點并不分開，而是同源染色體分離，分別移向細(xì)胞兩極。正是由于這樣，我們可以看到移到每一極的染色體就已經(jīng)發(fā)生了減半。
末期Ⅰ：主要還是重建子核，無其他典型變化。
③減數(shù)第二次分裂
同樣，也可以分成前期Ⅱ、中期Ⅱ、后期Ⅱ和末期Ⅱ。染色體的行為基本同有絲分裂。在減數(shù)第二次分裂的后期，著絲點分裂，兩個染色單體分開，成為兩個染色體。
(3)分析減數(shù)分裂過程中染色體數(shù)量和DNA數(shù)量的變化
染色體的主要成分是DNA和蛋白質(zhì)，在減數(shù)分裂中，染色體的數(shù)量與DNA數(shù)量的變化不一定是平行的。也就是說，染色體的數(shù)量和DNA的數(shù)量不一定相同。這與染色體復(fù)制和著絲點分裂這兩點密切相關(guān)。因為復(fù)制后，一條染色體上可以有兩個DNA分子，由一個著絲點連結(jié)著;但是著絲點分裂后，一條染色體上就只有一個DNA分子。
①間期染色體復(fù)制：染色體數(shù)目不變(是一條染色體成為由一個著絲點牽引著的兩個染色單體);DNA數(shù)目增加一倍。
②減數(shù)第一次分裂：由于同源染色體分離而著絲點不分裂，所以，完成時，染色體數(shù)目減半;隨之DNA數(shù)目也減半。
③減數(shù)第二次分裂：由于著絲點分裂，染色單體分離，染色體的數(shù)目不再發(fā)生變化;而DNA的數(shù)目則再次減半。
下面將減數(shù)分裂過程中染色體和DNA的變化列表比較如下：
也可以用橫坐標(biāo)表示細(xì)胞分裂各時期，縱坐標(biāo)表示染色體或DNA的量，繪成下面的坐標(biāo)圖，表示兩者的變化情況(圖3-1)：
4.雄蜂是怎樣產(chǎn)生精子的?
蜂類能夠進(jìn)行單性生殖。例如，蜜蜂(2N=32)未受精的卵細(xì)胞經(jīng)過單性生殖就能發(fā)育成雄蜂(N=16)。那么，雄蜂的精子染色體數(shù)目是8還是16呢?
原來，雄蜂在產(chǎn)生精子的過程中，它的初級精母細(xì)胞經(jīng)過的是一 種特殊方式的減數(shù)分裂。在減數(shù)分裂的第一次分裂中，染色體的數(shù)目并沒有減半，只是細(xì)胞質(zhì)分成大小不等的兩部分，大的那部分含有完整的細(xì)胞核，小的那部分只不過是一小團(tuán)細(xì)胞質(zhì)而已，它自然不會形成精子。減數(shù)分裂的第二次分裂，在含有細(xì)胞核的那個細(xì)胞中，著絲點分裂為二，并列的染色單體分開成染色體，而細(xì)胞質(zhì) 則進(jìn)行不均等分裂，這樣含細(xì)胞質(zhì)多的那部分(內(nèi)含16條染色體)進(jìn)一步形成精子;而含細(xì)胞質(zhì)少的那部分(也含16條染色體)則逐漸退化。總之，雄蜂的一個初級精母細(xì)胞，通過特殊的“假減數(shù)分裂”方式，只產(chǎn)生出一個精子，它的染色體數(shù)目為16。
5.運用比較的方法加深對知識的理解和掌握
對知識進(jìn)行比較分析是一種常用的學(xué)習(xí)和思維方法。它有利于尋 找新舊知識之間的聯(lián)系，對于理解知識，是十分重要的。同時，它也有助于整理知識，使之簡明化、條理化和系統(tǒng)化。在生物學(xué)學(xué)習(xí)中，這種方法可以得到十分廣泛的運用，同學(xué)們在自學(xué)過程中要注意學(xué)會并運用它。減數(shù)分裂的過程十分繁雜，更應(yīng)注意加強知識的比較，比如精子和卵細(xì)胞的形成;減數(shù)第一次分裂和第二次分 裂;減數(shù)分裂和有絲分裂的比較等。
(1)精卵形成過程的比較
(2)減數(shù)分裂與有絲分裂的比較
6.減數(shù)分裂的三種類型
減數(shù)分裂并不是都發(fā)生在配子形成時。各類進(jìn)行有性生殖的生物并不一樣。根據(jù)減數(shù)分裂發(fā)生的時期不同，可將減數(shù)分裂分為三種類型：合子減數(shù)分裂、配子減數(shù)分裂和居間減數(shù)分裂。
(1)合子減數(shù)分裂
部分低等植物(如衣藻、水綿、團(tuán)藻和輪藻)，在進(jìn)行有性生殖時，合子剛一萌發(fā)就進(jìn)行減數(shù)分裂，所以這類植物的減數(shù)分裂叫做合子減數(shù)分裂。
(2)絕大部分動物和人類以及部分低等植物(如馬尾藻、鹿角菜和各種硅藻等)是在產(chǎn)生配子時進(jìn)行減數(shù)分裂的，所以這類生物的減數(shù)分裂叫做配子減數(shù)分裂。
(3)居間減數(shù)分裂
全部的高等植物(苔蘚植物、蕨類植物和種子植物)以及部分的低等植物(如石莼)的減數(shù)分裂，既不是在合子萌發(fā)時進(jìn)行的，也不是在產(chǎn)生配子時進(jìn)行的，而是在產(chǎn)生孢子的過程中進(jìn)行的，所以這類植物的減數(shù)分裂叫做居間減數(shù)分裂。
7.受精作用
(1)受精作用的概念和意義
受精作用是精子與卵細(xì)胞結(jié)合成一個細(xì)胞的過程。
受精卵的形成意味著有性生殖的生殖階段結(jié)束。受精卵是新個體 發(fā)育的起點。受精卵中，從精子來的染色體與卵細(xì)胞來的染色體又會合在一起，同時，染色體又恢復(fù)到原來的數(shù)目。減數(shù)分裂和受精作用一起，對于維持每種生物前后代體細(xì)胞中染色體數(shù)目的恒定性，對于生物的遺傳和變異是十分重要的。(如圖3-2)
(2)受精的方式
受精可以分為單精入卵，在受精過程只有一個精子入卵;多精入卵，有一個以上的精子同時進(jìn)入1個卵內(nèi)，但一般也只有一個精核與卵核融合。受精的方式依性細(xì)胞結(jié)合的場所不同而有所不同。如性細(xì)胞在體外進(jìn)行，稱體外受精(魚、兩棲類);性細(xì)胞結(jié)合要經(jīng)過交配，將精子輸入到雌體內(nèi)進(jìn)行，稱為體內(nèi)受精(如鳥類和哺乳類)。
(3)什么是雙受精，它具有什么生物學(xué)意義?
雙受精是被子植物特有的一種現(xiàn)象，是雄配子體中的兩個精子分別與雌配子體中的卵細(xì)胞和極核結(jié)合的過程。其生物學(xué)意義是：雙受精不僅使由合子發(fā)育成的胚(2N)，具有父母本雙方豐富的遺傳特性，而且使受精極核發(fā)育的胚乳細(xì)胞(3N)中，也帶著父母雙方的遺傳特性。這樣就使產(chǎn)生的后代具有更豐富的父母本的遺傳性，以及更強的生活力和適應(yīng)性。
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