高三生物 專題復(fù)習(xí)綱要 專題4 細(xì)胞的生命歷程

1、【高三生物專題復(fù)習(xí)綱要】專題4細(xì)胞的生命歷程、生物的生殖和發(fā)育一、細(xì)胞增殖小專題總結(jié)1正確區(qū)分染色單體、同源染色體、非同源染色體和四分體在細(xì)胞分裂間期，染色體復(fù)制的結(jié)果：每個染色體形成兩個完全一樣的姐妹染色單體，但在同一個著絲粒上連接著。如右圖中的1為一條染色體，l中的a與a為姐妹染色單體，由于染色體的數(shù)目與著絲粒數(shù)目相等，所以一個染色單體不等于一個染色體。同源染色體是指形狀、大小一般相同，一個來自父方，一個來自母方，且在減數(shù)分裂第1次分裂過程中能互相配對(即聯(lián)會)的兩條染色體。如下圖的l和2為一對同源染色體，3和4為另一對同源染色體。形狀、大小不相同，且在減數(shù)分裂過程中不聯(lián)會的染色體叫非同源

2、染色體。如下圖中有4對非同源染色體，它們是：1和3、l和4、2和3、2和4。在減數(shù)第1次分裂過程中，由于同源染色體的聯(lián)會，使得每對同源染色體中含有4個染色單體，這時的一對同源染色體又叫一個四分體。圖中有兩個四分體，l和2為一個四分體，由a、a、b、b4個染色單體組成；3和4為另一個四分體，由c、c、d、d4個染色單體組成。值得一提的是，體細(xì)胞內(nèi)也存在同源染色體，但在體細(xì)胞的有絲分裂過程中不出現(xiàn)同源染色體的配對現(xiàn)象。2有絲分裂和減數(shù)分裂過程中細(xì)胞內(nèi)染色體和DNA的數(shù)目變化規(guī)律有絲分裂染色體數(shù)目DNA數(shù)目變化曲線間期2N2C4C前期2N4C中期2N4C后期4N4C末期2N2C減數(shù)分裂染色體數(shù)目DN

3、A數(shù)目變化曲線性原細(xì)胞2N2C4C前期2N4C中期2N4C后期2N4C末期N2C前期N2C中期N2C后期2N2C性細(xì)胞NC3關(guān)于有絲分裂與減數(shù)分裂時期圖象的識別在一般情況下，有絲分裂過程中始終存在成對同源染色體，但無配對行為，而在減數(shù)分裂過程中，第1次分裂存在成對同源染色體，且有配對行為，第2次分裂不存在成對同源染色體。判斷是有絲分裂，還是減數(shù)分裂可根據(jù)以下兩條規(guī)則進(jìn)行：一是如果分裂圖象中不存在成對同源染色體，就一定是減數(shù)第2次分裂；二是如果分裂圖象中存在成對的同源染色體，無聯(lián)會或姐妹染色單體正在分離的就一定是有絲分裂；如果圖象中存在成對的同源染色體，且發(fā)生聯(lián)會或正在分離行為的就一定是減數(shù)第1

4、次分裂。怎樣識別同源染色體，就看在同一個細(xì)胞中的染色體有無大小、形狀兩兩相同的染色體，如果有，就存在成對同源染色體，否則無。但特別注意不要把減數(shù)分裂第2次分裂后期圖象中姐妹染色單體分開后形成的兩條染色體當(dāng)成一對同源染色體。如：(1)細(xì)胞分裂中期A、B、C三圖的主要相同點(diǎn)：染色體(或著絲點(diǎn))在細(xì)胞內(nèi)的排列規(guī)則。A、B、C三圖的主要差異：A圖：有同源染色體，但不配對。B圖：有同源染色體，而且配對存在。C圖：無同源染色體。A與B比較：均有同源染色體，但行為不同，體現(xiàn)了有絲分裂與減數(shù)第一次分裂的實(shí)質(zhì)區(qū)別。B與C比較：主要差異在于有無同源染色體，說明減數(shù)第一次分裂最主要的變化是同源染色體分離，減數(shù)第二次

5、分裂最主要的變化是染色單體的分開。(2)細(xì)胞分裂后期A、B、C三圖的主要相同點(diǎn)：染色體(或著絲點(diǎn))平均移向細(xì)胞兩極。A、B、C三圖的主要差異：A圖：著絲點(diǎn)一分為二，染色單體變?yōu)槿旧w移向細(xì)胞兩極(此點(diǎn)與B圖不同，與C圖相似)；移向細(xì)胞任一極的一組染色體中含同源染色體(A圖中共含4對同源染色體，4個染色體組)。B圖：著絲點(diǎn)未分裂，只發(fā)生同源染色體的分離。C圖：著絲點(diǎn)分裂，染色單體變成染色體并移向細(xì)胞兩極；移向細(xì)胞任一極的一組染色體中不含同源染色體(C圖中含2個染色體組)。4細(xì)胞分裂與生物生殖的關(guān)系細(xì)胞分裂是生物生殖的細(xì)胞基礎(chǔ)，不同的生殖方式是通過不同的細(xì)胞分裂方式來實(shí)現(xiàn)的。(1)無性生殖與有絲分

6、裂無性生殖主要通過細(xì)胞有絲分裂完成，如孢子生殖中的孢子是母體經(jīng)有絲分裂產(chǎn)生的，營養(yǎng)生殖中的芽及出芽生殖中的芽體均是母體經(jīng)有絲分裂產(chǎn)生的。由于有絲分裂能保證前后代細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目(或核DNA分子)的恒定性，而且在有絲分裂中遺傳物質(zhì)變異(如基因突變)頻率極低，因而無性生殖能保持親本的性狀。(2)減數(shù)分裂與有性生殖減數(shù)分裂是有性生殖中必須進(jìn)行的一種細(xì)胞分裂方式。可見：減數(shù)分裂和受精作用共同維持親、子代體細(xì)胞中染色體數(shù)目的恒定性，保持物種的穩(wěn)定性；減數(shù)分裂中能發(fā)生基因突變、基因重組、染色體變異等遺傳物質(zhì)的變化，產(chǎn)生種類繁多的有性生殖細(xì)胞。兩性生殖細(xì)胞的結(jié)合，增加了后代個體遺傳物質(zhì)的豐富性，使物種變異性

7、增加(有利于物種進(jìn)化)，使后代生活力增強(qiáng)(有利于適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境)。5減數(shù)分裂與遺傳基本定律之間的關(guān)系減數(shù)分裂是遺傳基本定律的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)。減數(shù)分裂中染色體的行為變化決定了染色體上基因的行為。三大遺傳基本定律都發(fā)生在減數(shù)第一次分裂，它們的對應(yīng)關(guān)系可歸納如下：染色體的行為基因的行為遺傳定律同源染色體分離等位基因分離基因的分離定律非等位基因連鎖或互換基因的連鎖互換定律非同源染色體自由組合非等位基因自由組合基因的自由組合定律二、生物的生殖和發(fā)育疑難點(diǎn)撥1出芽生殖和營養(yǎng)生殖的區(qū)別出芽生殖出現(xiàn)在低等生物中，其“芽體”是一個完整的小個體而非高等植物的“芽”；營養(yǎng)生殖出現(xiàn)在高等植物中，利用根、莖、葉及莖或葉緣上生

8、出的芽長成新個體。營養(yǎng)器官是植物體的一部分而非完整個體。注意不要見到“芽”，就認(rèn)為是出芽生殖。2無性生殖為何能保持親本的優(yōu)良性狀?除少數(shù)原核生物，大多數(shù)生物的無性生殖是通過有絲分裂產(chǎn)生子代細(xì)胞及生物新個體，從有絲分裂的特征來分析，不難理解無性生殖的特點(diǎn)。有絲分裂確保了母細(xì)胞與子細(xì)胞，子細(xì)胞與子細(xì)胞之間遺傳穩(wěn)定性，由于沒有遺傳信息的重新組合，子代繼承的遺傳信息與親代基本相同。這里需要注意的是，無性生殖“保持親本一切性狀”，就是說不僅是保持親本的優(yōu)良性狀，也會保持親本的不良性狀。只是我們利用無性生殖繁殖果樹、花卉的目的是為了保持親本的優(yōu)良性狀。正因?yàn)闊o性生殖的這一特點(diǎn)，它被廣泛應(yīng)用于植物栽培以及繁

9、育優(yōu)良動植物新品種。如葡萄的扦插、石榴的壓條、果樹的嫁接以及馬鈴薯、蓮藕等莖的繁殖；釀造工業(yè)中使用的各種特定的菌種，利用無性生殖以保持其產(chǎn)品性質(zhì)的一致性、穩(wěn)定性。再如植物的組織培養(yǎng)，已普遍應(yīng)用于花卉、林木、藥材、果蔬的現(xiàn)代化栽培；動物的克隆技術(shù)，有望應(yīng)用于動物新品種繁殖，拯救瀕危物種等。3無性生殖細(xì)胞和有性生殖細(xì)胞孢子屬于無性生殖細(xì)胞，精子和卵細(xì)胞都屬于有性生殖細(xì)胞。無性生殖細(xì)胞和有性生殖細(xì)胞有什么區(qū)別呢?無性生殖細(xì)胞無性別之分，發(fā)育成的后代也無性別之分；無性生殖細(xì)胞無須經(jīng)過兩兩結(jié)合(也不能進(jìn)行兩兩結(jié)合)，就能直接發(fā)育成新個體。精子、卵細(xì)胞一般都需經(jīng)過兩兩結(jié)合，形成合子，才能發(fā)育成新個體。有些

10、生物的有性生殖細(xì)胞也可不經(jīng)兩兩結(jié)合直接發(fā)育成新個體，如蜜蜂中的雄蜂就是由卵細(xì)胞未經(jīng)過受精作用直接發(fā)育而來的。但蜜蜂的卵細(xì)胞是雌性生殖細(xì)胞，而且是可以與精子結(jié)合的(蜂王和工蜂就是由受精卵發(fā)育而來的)，由卵細(xì)胞直接發(fā)育成的雄蜂是有性別之分的，這是與無性生殖細(xì)胞的根本區(qū)別所在。注意：由卵細(xì)胞直接發(fā)育成為新個體，即孤雌生殖，是單性生殖的一種。單性生殖應(yīng)該歸屬為有性生殖，而不是無性生殖。這是絕大多老師所認(rèn)同的觀點(diǎn)。4極核與極體的區(qū)別被子植物的精子、卵細(xì)胞和極核并不是減數(shù)分裂直接產(chǎn)生的。其過程如下所示：雄蕊花藥中：花粉母細(xì)胞(小孢子母細(xì)胞)4個單核花粉粒(小孢子)雙胞花粉粒兩個精子雌蕊胚珠中：胚囊母細(xì)胞(

11、大孢子母細(xì)胞)1個單核胚囊細(xì)胞(大孢子)成熟胚囊(8核)由此可見，極核是被子植物在產(chǎn)生卵細(xì)胞的同時產(chǎn)生的，有兩個，染色體組成與卵細(xì)胞完全一樣；極體是動物在產(chǎn)生卵細(xì)胞時經(jīng)減數(shù)分裂直接產(chǎn)生的，一般有3個，染色體組成與卵細(xì)胞有可能不同。5囊胚與胚囊從存在的位置上看：胚囊位于被子植物花的雌蕊中，屬于子房中胚珠的一個組成部分，所以是植物的結(jié)構(gòu)之一。囊胚是動物的受精卵在分裂的過程中，經(jīng)過了細(xì)胞的多次有絲分裂之后所形成的球狀胚體。從發(fā)生的過程看：a胚囊的發(fā)生過程：在植物的胚珠中。b囊胚的發(fā)生過程：在動物胚的發(fā)育過程中。當(dāng)形成了球狀胚體后，在球狀胚體的內(nèi)部，留下的一個空腔，這就是囊胚腔，具有囊胚腔的胚就叫做囊

12、胚。從形成后的變化看：胚囊成熟，通過傳粉及一系列的變化后，完成雙受精作用。受精卵經(jīng)過一段時間的休眠之后，發(fā)育成種子的胚。受精極核直接發(fā)育成種子的胚乳。囊胚形成后，由于動物極和植物極細(xì)胞的分裂速度不同，動物極細(xì)胞分裂速度快，從外包裹植物極，植物極細(xì)胞分裂速度慢，向囊胚腔里推移，最后形成了原腸胚。6關(guān)于細(xì)胞全能性的理解每一個細(xì)胞，不論是低等生物或高等生物的細(xì)胞、單細(xì)胞生物或多細(xì)胞生物的細(xì)胞、結(jié)構(gòu)簡單或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的細(xì)胞、未分化或已分化的細(xì)胞、性細(xì)胞或體細(xì)胞都包含著該物種所特有的全套遺傳信息，都有發(fā)育成為完整個體所必需的全部基因，即具有遺傳的全能性。細(xì)胞的全能性表明，雖然細(xì)胞是構(gòu)成統(tǒng)一有機(jī)體的小小的局部

13、，并受到機(jī)體整體活動的制約，但每一個細(xì)胞在特定條件下，它又可以表現(xiàn)為獨(dú)立的生命單位。哺乳動物的克隆成功只能表明高等動物細(xì)胞核具有全能性，而不能證明整個動物細(xì)胞的全能性，因?yàn)楦叨忍鼗膭游锛?xì)胞，從整體細(xì)胞來說，它的細(xì)胞全能性受到限制。生物的性狀是由細(xì)胞核基因和細(xì)胞質(zhì)基因共同控制的；表現(xiàn)型是基因型和環(huán)境條件共同作用的結(jié)果。三、與種子相關(guān)的問題歸類小結(jié)1種子的定義種子是新一代植物體的雛體，新一代植物體的根、莖、葉就是從種子的胚長大后成長起來的。2種子的類型(1)根據(jù)種子成熟時是否有胚乳，將種子分成兩類：一種是有胚乳的，稱為有胚乳種子；另一種是無胚乳的，稱為無胚乳種子。(2)根據(jù)種子萌發(fā)時是否需要光，

14、將種子分成兩類：一種是需光種子，一種需暗種子。(3)根據(jù)種子中含量最多的物質(zhì)，將種子分成三類：一種是淀粉種子，一種是油料種子，一種是豆類種子。3種子的結(jié)構(gòu)(1)有胚乳種子的結(jié)構(gòu)：這類種子由種皮、胚和胚乳三部分組成。胚由胚芽、胚軸、胚根和子葉四部分組成。營養(yǎng)物質(zhì)貯藏在胚乳中。(2)無胚乳種子的結(jié)構(gòu)：這類種子由種皮和胚兩部分組成，缺乏胚乳。胚也是由胚芽、胚軸、胚根和子葉四部分組成，但二片子葉肥厚、扁平、相對疊合，貯藏有種子萌發(fā)所需的營養(yǎng)物質(zhì)。4種子的形成5人工種子的生產(chǎn)人工種子是利用現(xiàn)代生物技術(shù)植物細(xì)胞工程生產(chǎn)出來的，當(dāng)離體的植物器官在一定的條件下，經(jīng)過脫分化和再分化發(fā)育成胚狀體，然后包裹上人造胚

15、乳和人造種皮，就成了人工種子。6種子的成熟過程中有關(guān)的物質(zhì)變化種子的成熟過程，實(shí)際上就是胚從小長大，以及營養(yǎng)物質(zhì)在種子中的變化和積累的過程。此時，可溶性糖類轉(zhuǎn)化為不溶性糖，非蛋白氮轉(zhuǎn)變?yōu)榈鞍踪|(zhì)，而脂肪則是由糖類轉(zhuǎn)化而來的。種子中含水量與有機(jī)物的積累恰好相反，它是隨著種子的成熟而逐漸減少的。種子成熟時幼胚中具有濃厚的細(xì)胞質(zhì)而無液泡，因此，自由水是很少的。種子成熟后，總重量是減少了，但干物質(zhì)卻在增加。7種子的化合物一般種子中含有各種化合物，如蛋白質(zhì)、淀粉、脂肪、水、無機(jī)鹽但不同種子中各物質(zhì)的含量又不同，如豆類種子中含蛋白質(zhì)最多，淀粉類種子如玉米和小麥種子中含淀粉最多，油類種子如花生種子和蓖麻種子中

16、含脂肪最多。種子成熟后，水的含量相對地減少，干燥處理準(zhǔn)備入庫的種子水的含量最少。含蛋白質(zhì)多的種子其結(jié)合水的含量多，而油類種子中含的結(jié)合水就少。8種子與果實(shí)的關(guān)系種子與果實(shí)有非常密切的關(guān)系，從結(jié)構(gòu)上看，有的種子與果實(shí)就不分，如小麥和玉米的子粒既是種子又是果實(shí)；從形成過程來看，許多果實(shí)的形成離不開種子的作用，因?yàn)楣麑?shí)是由子房形成的，而子房的發(fā)育需要生長素的刺激作用，這個生長素就是來自發(fā)育著的幼嫩種子。如果在子房的發(fā)育過程中破壞了種子的形成，或者是干擾了植物的正常傳粉，不讓胚和胚乳形成，這些都會使植物的子房停止發(fā)育而脫落。如果給沒有傳粉的植物子房涂以一定濃度的生長素，子房就會繼續(xù)發(fā)育，但最后形成的果

17、實(shí)沒有種子，因而被稱為無子果實(shí)。9種子的遺傳物質(zhì)若植物的體細(xì)胞的染色體數(shù)是2N，則種皮是2N，胚是2N，胚乳是3N。果皮和種皮的基因型與親代母本相同，而胚的基因型由受精卵的基因型決定。10種子儲藏的條件最適條件是干燥和低溫。如果濕度大，溫度高，種子內(nèi)儲藏的有機(jī)養(yǎng)料將會通過種子的呼吸作用而大量消耗。完全干燥的種子是不利于儲藏的，因?yàn)檫@樣會使種子的生命活動完全停止。對于儲藏種子的倉庫必須保持干燥通風(fēng)，使種子呼吸減弱，并使呼吸產(chǎn)生的熱量及時散失。11種子的休眠及意義(1)種子休眠的概念：種子形成后，在適宜的條件下，也往往不能立即萌發(fā)，必須經(jīng)過一段時間后才能萌發(fā)，種子的這一性質(zhì)稱為休眠。(2)種子休眠

18、的意義：休眠可以避免種子在不適宜的條件下或季節(jié)里萌發(fā)，免于幼苗受到傷害和死亡。12種子的一些新陳代謝情況(1)種子的吸水原理：干燥的種子通過吸脹作用來吸收水分，以后當(dāng)種子萌發(fā)時主要通過滲透作用來吸水。(2)種子的呼吸作用：處于休眠狀態(tài)的種子主要進(jìn)行非常微弱的無氧呼吸，種子萌發(fā)時的初期進(jìn)行的主要也是無氧呼吸，以后主要進(jìn)行的是有氧呼吸；種子萌發(fā)后，主要進(jìn)行的是有氧呼吸。(3)物質(zhì)代謝情況：處于休眠狀態(tài)的種子由于主要進(jìn)行非常微弱的無氧呼吸，所以種子中的各種物質(zhì)有一定的消耗；種子萌發(fā)時各種物質(zhì)的消耗增多，如淀粉水解為葡萄糖，脂肪水解為甘油和脂肪酸，蛋白質(zhì)水解為氨基酸。水解后的物質(zhì)轉(zhuǎn)移到新的器官，重新合成新的物質(zhì)。種子萌發(fā)后，當(dāng)幼苗葉片進(jìn)行較旺盛的光合作用時，各種物質(zhì)才開始合成和增加。13種子細(xì)胞的增殖種子的形成和萌發(fā)、生長過程中進(jìn)行的都是有絲分裂。14種子