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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)生兩性生殖細胞,然后通過生殖細胞的結(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化和發(fā)展。
(2)注意明確幾個問題
在學習兩種生殖方式時,還要注意弄清以下幾個問題:
、俳^大多數(shù)低等生物都能進行有性生殖;高等生物也有不少可以進行無性生殖。
、谠S多生物并不是只有一種生殖方式,它們往往既能進行無性生殖,也能進行有性生殖。如水螅、水綿等生物,在條件較好時往往進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,則往往進行有性生殖方式,更有利于度過不良環(huán)境。
、蹮o性生殖的方式也能產(chǎn)生生殖細胞,如孢子生殖中的孢子。但這種生殖細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。
、芡挥袉渭毎锊胚M行分裂生殖,但并不是所有單細胞生物都能進行分裂生殖。如酵母菌是單細胞生物,它進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。是進行有性生殖的動、植物,在從原始的生殖細胞發(fā)展到成熟的生殖細胞過程中進行的細胞分裂。細胞連續(xù)分裂兩次,而染色體只復制一次。分裂的結(jié)果是,細胞中的染色體數(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,應當注意以下幾點:
、龠M行減數(shù)分裂的生物:進行有性生殖的動、植物。
、跍p數(shù)分裂發(fā)生的時期:由原始生殖細胞(如性腺中精原細胞、卵原細胞)發(fā)展到成熟生殖細胞(如精細胞、卵細胞)時。
、壑饕奶攸c:細胞連續(xù)分裂兩次,而染色體只復制一次。
、芊至训慕Y(jié)果:子細胞的染色體數(shù)目比母細胞的減少一半。
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,過程也比較復雜,同時,這部分知識是學習后面章節(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程,而且還要準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染色體復制
發(fā)生在減數(shù)分裂第一次分裂前的間期。復制的結(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。原始的生殖細胞,經(jīng)過復制和滋長后成為了初級精(卵)母細胞。接著,開始了減數(shù)第一次分裂。
、跍p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。這與染色體復制和著絲點分裂這兩點密切相關(guān)。因為復制后,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。
、匍g期染色體復制: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。
、蹨p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:
也可以用橫坐標表示細胞分裂各時期,縱坐標表示染色體或DNA的量,繪成下面的坐標圖,表示兩者的變化情況(圖3-1):
4.雄蜂是怎樣產(chǎn)生精子的?
蜂類能夠進行單性生殖。例如,蜜蜂(2N=32)未受精的卵細胞經(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,只是細胞質(zhì)分成大小不等的兩部分,大的那部分含有完整的細胞核,小的那部分只不過是一小團細胞質(zhì)而已,它自然不會形成精子。減數(shù)分裂的第二次分裂,在含有細胞核的那個細胞中,著絲點分裂為二,并列的染色單體分開成染色體,而細胞質(zhì) 則進行不均等分裂,這樣含細胞質(zhì)多的那部分(內(nèi)含16條染色體)進一步形成精子;而含細胞質(zhì)少的那部分(也含16條染色體)則逐漸退化?傊鄯涞囊粋初級精母細胞,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
對知識進行比較分析是一種常用的學習和思維方法。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。在生物學學習中,這種方法可以得到十分廣泛的運用,同學們在自學過程中要注意學會并運用它。減數(shù)分裂的過程十分繁雜,更應注意加強知識的比較,比如精子和卵細胞的形成;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、團藻和輪藻),在進行有性生殖時,合子剛一萌發(fā)就進行減數(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)時進行的,也不是在產(chǎn)生配子時進行的,而是在產(chǎn)生孢子的過程中進行的,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胞結(jié)合成一個細胞的過程。
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胞來的染色體又會合在一起,同時,染色體又恢復到原來的數(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。受精的方式依性細胞結(jié)合的場所不同而有所不同。如性細胞在體外進行,稱體外受精(魚、兩棲類);性細胞結(jié)合要經(jīng)過交配,將精子輸入到雌體內(nèi)進行,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胞和極核結(jié)合的過程。其生物學意義是: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性。
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