生物的生殖、发育与遗传
常考题型：选择题、综合分析题
🎨 核心概念图解
通过图示快速理解本模块重点结构和过程。
考纲要求
- 列举植物的无性生殖方式
- 举例说明昆虫的生殖和发育过程
- 描述两栖动物的生殖和发育过程
- 描述鸟的生殖和发育过程
- 说明DNA是主要的遗传物质
- 描述染色体、DNA和基因的关系
- 举例说明生物的性状是由基因控制的
- 解释人的性别决定
- 举例说出生物的变异
- 举例说出遗传育种在实践上的应用
给初学者的话
本章学习目标
学完本章，你应该能：
- 区分有性生殖和无性生殖；
- 说出昆虫、两栖动物、鸟类发育过程的主要特点；
- 理解染色体、DNA、基因的关系；
- 会画简单的遗传图解，能判断基因的显隐性。
第一部分：生物的生殖和发育
一、植物的生殖
1. 有性生殖
由两性生殖细胞结合形成受精卵，再由受精卵发育成新个体的生殖方式。
被子植物有性生殖过程：
开花 → 传粉 → 受精 → 形成果实和种子
- 传粉：花粉从花药落到雌蕊柱头上的过程。
- 受精：花粉管中的精子与胚珠中的卵细胞结合形成受精卵。
2. 无性生殖
不经过两性生殖细胞的结合，由母体直接产生新个体的生殖方式。
常见的无性生殖方式：
- 扦插：剪取植物的一段枝条，把下部插入湿润土壤中，使其生根发芽。如葡萄、月季、柳树。
- 嫁接：把一种植物的枝或芽，接在另一种植物的茎或根上，使接在一起的两部分长成一个完整的植株。
- 接上去的枝或芽叫接穗；
- 被接的植物叫砧木。
- 压条：将植物的枝蔓压埋于湿润的基质中，待其生根后与母株割离，形成新植株。
- 组织培养：在无菌条件下，将植物体的器官、组织或细胞等培养在含有多种营养物质和植物激素的培养基上，使其发育成完整的植物体。
二、昆虫的生殖和发育
昆虫的生殖方式：有性生殖、体内受精、卵生。
昆虫的发育有两种类型：
| 发育类型 | 经历阶段 | 代表动物 | 特点 |
|---|---|---|---|
| 完全变态发育 | 卵 → 幼虫 → 蛹 → 成虫 | 家蚕、蜜蜂、菜粉蝶、蚊、蝇 | 幼虫和成虫形态结构、生活习性差异很大 |
| 不完全变态发育 | 卵 → 若虫 → 成虫 | 蝗虫、蟋蟀、蝼蛄、螳螂 | 若虫和成虫形态结构、生活习性相似 |
三、两栖动物的生殖和发育
代表动物：青蛙、蟾蜍、大鲵、蝾螈等。
生殖特点：有性生殖、体外受精、卵生。
发育过程：受精卵 → 蝌蚪 → 幼蛙 → 成蛙
- 蝌蚪：有尾，用鳃呼吸，生活在水中，外形像鱼。
- 成蛙：有四肢，用肺呼吸，皮肤辅助呼吸，水陆两栖。
两栖动物的生殖和发育离不开水，这是两栖动物分布范围较小、种类较少的重要原因之一。
四、鸟的生殖和发育
鸟类的生殖方式：有性生殖、体内受精、卵生。
鸟卵的结构：
| 结构 | 功能 |
|---|---|
| 卵壳 | 保护内部结构，进行气体交换 |
| 卵壳膜 | 保护作用 |
| 气室 | 贮存空气，供胚胎发育时呼吸 |
| 卵白 | 保护卵细胞，为胚胎发育提供水分和营养物质 |
| 卵黄 | 为胚胎发育提供主要营养物质 |
| 卵黄膜 | 保护卵黄 |
| 胚盘 | 含有细胞核，是胚胎发育的部位 |
| 系带 | 固定卵黄，减震 |
第二部分：生物的遗传和变异
五、基因控制生物的性状
遗传：亲子间的相似性。
变异：亲子间及子代个体间的差异。
性状：生物体形态结构、生理和行为等特征的统称。如人的单眼皮和双眼皮、豌豆的高茎和矮茎。
相对性状：同种生物同一性状的不同表现形式。如豌豆的高茎和矮茎、人的有耳垂和无耳垂。
基因控制性状：生物的性状是由基因控制的，基因是有遗传效应的DNA片段。
六、基因在亲子代间的传递
染色体：细胞核中容易被碱性染料染成深色的物质，由DNA和蛋白质两种物质组成。
DNA：主要的遗传物质，呈双螺旋结构。
基因：有遗传效应的DNA片段。
三者关系：染色体上有DNA，DNA上有许多基因。
基因在亲子代间传递的过程：
- 在有性生殖过程中，基因经精子或卵细胞传递。
- 精子和卵细胞是基因在亲子代间传递的"桥梁"。
染色体数目的变化：
- 体细胞中染色体成对存在；
- 形成生殖细胞时，成对的染色体分开，染色体数目减半；
- 受精卵中染色体数目恢复为体细胞数目，一条来自父方，一条来自母方。
人的体细胞染色体数为23对（46条），生殖细胞染色体数为23条，受精卵染色体数为23对。
七、基因的显性和隐性
显性基因：控制显性性状的基因，通常用大写字母表示，如D。
隐性基因：控制隐性性状的基因，通常用小写字母表示，如d。
基因组成与性状表现：
| 基因组成 | 性状表现 |
|---|---|
| DD | 显性性状 |
| Dd | 显性性状 |
| dd | 隐性性状 |
遗传图解示例：高茎豌豆（Dd）自交
亲代： Dd × Dd
↓ ↓
生殖细胞： D d D d
\ / \ /
子代： DD Dd Dd dd
高茎 高茎 高茎 矮茎子代高茎与矮茎的比例约为3:1。
八、人的性别遗传
人的性别由性染色体决定。
- 男性体细胞性染色体：XY
- 女性体细胞性染色体：XX
生殖细胞中的性染色体：
- 男性产生两种精子：含X染色体的精子和含Y染色体的精子，比例为1:1。
- 女性只产生一种卵细胞：含X染色体的卵细胞。
性别决定过程：
- 含X染色体的精子与卵细胞结合 → 受精卵为XX → 发育为女性
- 含Y染色体的精子与卵细胞结合 → 受精卵为XY → 发育为男性
九、生物的变异
变异的类型：
| 分类依据 | 类型 | 概念 | 举例 |
|---|---|---|---|
| 按原因 | 可遗传的变异 | 由遗传物质改变引起，能遗传给后代 | 基因突变、基因重组、染色体变异 |
| 按原因 | 不遗传的变异 | 仅由环境因素引起，遗传物质没有改变 | 晒黑的皮肤、水肥充足使作物高产 |
| 按对生物的影响 | 有利变异 | 有利于生物生存的变异 | 害虫抗药性、小麦抗倒伏 |
| 按对生物的影响 | 不利变异 | 不利于生物生存的变异 | 玉米白化苗 |
遗传育种在实践中的应用：
- 选择育种：人工选择高产、抗病等优良性状的个体进行繁殖。
- 杂交育种：利用基因重组原理，将两个或多个品种的优良性状组合在一起。
- 诱变育种：利用射线或化学物质等诱导基因突变，从中选育优良品种。
十、真题链接
【选择题示例】
例：下列生殖方式中，属于无性生殖的是（ ）
解析：选C。嫁接不经过两性生殖细胞的结合，由母体直接产生新个体，属于无性生殖。其他三项都经过两性生殖细胞结合，属于有性生殖。
【综合题示例】
例：某班同学用围棋子模拟人类生殖细胞进行"生男生女"概率的探究实验。实验中黑色围棋子代表含Y染色体的精子，白色围棋子代表含X染色体的精子或卵细胞。甲袋装20枚白子，乙袋装10枚白子和10枚黑子。每次从甲、乙两袋中各取一枚棋子组合，记录后放回。
（1）甲袋中的棋子模拟的是哪种生殖细胞？
（2）每次从两袋中各取一枚棋子模拟什么过程？
（3）根据实验结果，生男生女的概率各约为多少？
解析：
（1）甲袋中只有白色棋子，模拟女性的卵细胞（只含X染色体）。
（2）模拟受精过程。
（3）各约为50%。
十一、本模块易错点汇总
| 易错点 | 正确理解 |
|---|---|
| 嫁接后果实性状像砧木 | 像接穗（砧木只提供营养） |
| 昆虫发育都有蛹期 | 不完全变态发育没有蛹期 |
| 蝌蚪用肺呼吸 | 蝌蚪用鳃呼吸 |
| 鸟卵就是一个卵细胞 | 只有卵黄膜+卵黄+胚盘才是卵细胞 |
| 所有鸟都筑巢孵卵育雏 | 杜鹃不筑巢不孵卵不育雏 |
| 性状只由基因决定 | 基因+环境共同决定 |
| 一条染色体上有一个基因 | 一个DNA上有许多基因 |
| 生殖细胞染色体数目减半是随意的 | 每对染色体各取一条 |
| Dd中d控制的性状会表现 | 隐性性状只有dd时才表现 |
| 近亲结婚后代一定患遗传病 | 是概率增加，不是一定 |
| 生男生女由女方决定 | 取决于父亲的精子类型 |
| 变异都是可遗传的 | 环境引起的不可遗传 |
| 变异都是有利的 | 有有利也有不利变异 |
课本实验精讲
实验一：观察鸡卵的结构
实验步骤：
- 取一枚鸡卵，用放大镜观察卵壳表面，看到许多小气孔。
- 将鸡卵钝端轻轻敲出裂纹，用镊子将碎裂的卵壳连同外壳膜除去，看到气室。
- 将卵壳膜打破，使内容物流到培养皿中，观察卵白、卵黄、系带、胚盘等结构。
重要结构：
- 卵黄：主要营养物质
- 卵白：提供水分和部分营养
- 胚盘：含有细胞核，是胚胎发育的部位
- 气室：提供氧气
实验二：观察蝗虫（或蚕）的生殖发育过程
实验目的：理解昆虫变态发育的特点。
观察结果：
- 完全变态发育：卵 → 幼虫 → 蛹 → 成虫（如家蚕、蜜蜂、蝴蝶）
- 不完全变态发育：卵 → 若虫 → 成虫（如蝗虫、蟋蟀、螳螂）
核心概念辨析表
| 概念 | 含义 | 说明 |
|---|---|---|
| 有性生殖 | 经过两性生殖细胞结合形成受精卵 | 后代具有双亲遗传特性 |
| 无性生殖 | 不经过两性生殖细胞结合 | 后代只具有母体遗传特性 |
| 基因 | 有遗传效应的 DNA 片段 | 控制生物性状 |
| 染色体 | 细胞核中容易被碱性染料染成深色的物质 | 由 DNA 和蛋白质组成 |
| 显性性状 | 具有相对性状的两个纯合亲本杂交，F1表现出来的性状 | 用大写字母表示 |
| 隐性性状 | 具有相对性状的两个纯合亲本杂交，F1未表现出来的性状 | 用小写字母表示 |
🚀 高中衔接（选读）
1. 减数分裂
减数分裂是进行有性生殖的生物，在产生成熟生殖细胞时进行的染色体数目减半的细胞分裂。
- 染色体复制一次，细胞分裂两次。
- 结果是：成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞减少一半。
2. 孟德尔自由组合定律
控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的；在形成配子时，决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合。
3. 可遗传变异的来源
- 基因突变：DNA 分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，引起基因结构改变。
- 基因重组：生物体进行有性生殖过程中，控制不同性状的基因重新组合。
- 染色体变异：染色体结构或数目发生改变。
综合例题精讲
例题 1：基因型为 Aa 的个体自交，后代基因型及比例是什么？表现型及比例是什么？（A 对 a 为完全显性）
解析：
- 亲本 Aa 产生配子 A 和 a，比例为 1:1。
- 自交后代基因型：AA:Aa:aa = 1:2:1
- 表现型：显性:隐性 = 3:1
例题 2：为什么近亲结婚后代患遗传病的概率会增加？
解析：近亲双方携带相同隐性致病基因的概率较大。如果双方都是某种隐性致病基因的携带者（Aa），他们的子女就有 25% 的概率患病（aa）。
学习自评清单
- [ ] 能区分有性生殖和无性生殖
- [ ] 能说出昆虫、两栖动物、鸟类的生殖发育特点
- [ ] 能说出鸟卵的主要结构和功能
- [ ] 能区分基因、DNA、染色体
- [ ] 能解释基因的显性和隐性
- [ ] 能绘制简单的遗传图解
- [ ] 能区分可遗传变异和不可遗传变异
十二、专项练习
一、选择题（每题 2 分，共 20 分）
- 下列繁殖方式中，属于无性生殖的是（ ）
- 家蚕的发育过程依次经历的阶段是（ ）
- 下列关于青蛙生殖和发育的叙述，错误的是（ ）
- 受精的鸟卵中，将来能发育成雏鸟的结构是（ ）
- 下列关于染色体、DNA 和基因关系的叙述，正确的是（ ）
- 人的体细胞中有 23 对染色体，则生殖细胞和受精卵中染色体数目分别为（ ）
- 豌豆的高茎（D）对矮茎（d）为显性。一株高茎豌豆与一株矮茎豌豆杂交，后代全部表现为高茎，则亲代高茎豌豆的基因组成是（ ）
- 一对夫妇都是双眼皮（双眼皮为显性性状），他们生了一个单眼皮的孩子。若双眼皮由基因 A 控制，单眼皮由基因 a 控制，则这对夫妇的基因组成分别是（ ）
- 人类精子的性染色体组成是（ ）
- 下列变异中，属于可遗传变异的是（ ）
答案与解析：
- 答案：C。解析：无性生殖不经过两性生殖细胞结合，由母体直接产生新个体。马铃薯块茎繁殖属于营养繁殖，是无性生殖。A、B、D 都经过两性生殖细胞结合，属于有性生殖。
- 答案：B。解析：家蚕的发育经历卵、幼虫、蛹、成虫四个阶段，属于完全变态发育。A、C 属于不完全变态发育或缺少蛹期，D 阶段顺序错误。
- 答案：D。解析：青蛙成蛙主要用肺呼吸，皮肤裸露且能分泌黏液，可辅助呼吸。A、B、C 叙述正确。
- 答案：C。解析：胚盘位于卵黄表面中央，含有细胞核，是胚胎发育的部位。卵黄和卵白主要提供营养，系带起固定和减震作用。
- 答案：C。解析：染色体由 DNA 和蛋白质组成，A 错误；一条染色体上一般含有一个 DNA 分子，B 错误；基因是有遗传效应的 DNA 片段，三者大小关系为染色体 > DNA > 基因，D 错误。
- 答案：B。解析：生殖细胞中染色体数目减半，为 23 条；精子与卵细胞结合形成受精卵后，染色体数目恢复为 23 对。
- 答案：A。解析：矮茎豌豆基因组成为 dd，只能产生含 d 的生殖细胞。后代全部为高茎，说明后代基因组成均为 Dd，因此亲代高茎豌豆只能产生含 D 的生殖细胞，基因组成为 DD。
- 答案：B。解析：孩子单眼皮，基因组成为 aa，两个 a 基因分别来自父母双方。父母都是双眼皮，说明他们还各含一个 A 基因，因此父母基因组成均为 Aa。
- 答案：C。解析：男性体细胞性染色体为 XY，产生精子时 X 和 Y 分开，分别进入不同精子中，因此精子含 X 或 Y。
- 答案：C。解析：可遗传变异是由遗传物质改变引起的。太空育种使番茄遗传物质发生改变，属于可遗传变异。A、B、D 仅由环境引起，遗传物质未变，属于不遗传变异。
二、填空与识图题（每空 1 分，共 10 分）
- 嫁接时，被接的植物体称为 __________，接上去的枝或芽称为 __________。嫁接成活的关键是使两者的 __________ 紧密结合。
- 蝗虫的发育过程经过卵、__________ 和成虫三个阶段，属于 __________ 变态发育。
- 鸟卵的卵细胞由 __________、__________ 和 __________ 三部分组成。
- 在生物体细胞中，染色体成 __________ 存在；形成生殖细胞时，成对的染色体 __________，染色体数目 __________。
- 显性基因通常用 __________（填“大写”或“小写”）字母表示；当基因组成为 Dd 时，个体表现为 __________（填“显性”或“隐性”）性状。
答案与解析：
- 砧木；接穗；形成层。解析：嫁接时，接穗决定果实性状，砧木主要提供水分和无机盐；形成层具有分裂能力，两者紧密结合才能愈合成活。
- 若虫；不完全。解析：蝗虫的发育经历卵、若虫、成虫三个阶段，若虫与成虫形态结构和生活习性相似，没有蛹期，属于不完全变态发育。
- 卵黄膜；卵黄；胚盘。解析：一个鸟卵不等同于一个卵细胞，卵细胞仅包括卵黄膜（相当于细胞膜）、卵黄（相当于细胞质）和胚盘（含细胞核）。
- 对；分开；减半。解析：体细胞中染色体成对存在，形成生殖细胞时每对染色体彼此分离，分别进入不同生殖细胞，使染色体数目减半，受精后恢复为体细胞数目。
- 大写；显性。解析：显性基因用大写字母表示，隐性基因用小写字母表示。基因组成为 Dd 时，显性基因 D 控制的性状表现出来。
三、综合分析题（共 10 分）
- 某班生物兴趣小组用围棋子模拟“生男生女”的机会。他们用白色围棋子代表含 X 染色体的精子和卵细胞，黑色围棋子代表含 Y 染色体的精子。甲袋中放入 20 枚白色围棋子，乙袋中放入 10 枚白色围棋子和 10 枚黑色围棋子。每次从甲、乙两袋中各随机取出一枚棋子组合，记录后放回，重复多次。
（1）甲袋中的围棋子模拟的是哪种生殖细胞？为什么？（2 分）
（2）乙袋中的黑白围棋子比例为什么设置为 1:1？（2 分）
（3）分别从两袋中取出一枚棋子组合，模拟的是哪个生理过程？若组合为“白白”，模拟的受精卵性染色体组成是什么？发育为男性还是女性？（3 分）
（4）根据所学知识，多次实验后，生男生女的概率各约为多少？请说明理由。（3 分）
答案与解析：
（1）卵细胞。解析：甲袋中只有白色围棋子，代表只含 X 染色体的卵细胞。女性只产生一种含 X 染色体的卵细胞。
（2）男性产生含 X 染色体和含 Y 染色体的两种精子，且理论上比例为 1:1。解析：乙袋中白子代表含 X 的精子，黑子代表含 Y 的精子，1:1 的设置模拟自然状态下两种精子的产生比例大致相等。
（3）模拟受精过程。“白白”组合表示含 X 的精子与含 X 的卵细胞结合，受精卵性染色体组成为 XX，发育为女性。
（4）各约为 50%。解析：男性产生含 X 和含 Y 的精子比例约为 1:1，两种精子与卵细胞结合的机会均等，因此每次生育生男（XY）或生女（XX）的概率各约为 50%，且与已生育孩子的性别无关。
- 豌豆的高茎（D）对矮茎（d）为显性。科研人员用纯种高茎豌豆与纯种矮茎豌豆进行杂交实验，得到子一代（F₁），再让 F₁ 自交得到子二代（F₂）。
（1）写出亲代的基因组成：高茎豌豆 __________，矮茎豌豆 __________。（2 分）
（2）F₁ 全部表现为 __________，其基因组成为 __________。（2 分）
（3）请用遗传图解表示 F₁ 自交得到 F₂ 的过程，并写出 F₂ 的表现型及比例。（4 分）
（4）若从 F₂ 中随机选取一株高茎豌豆，其基因组成为纯合子的概率是多少？（2 分）
答案与解析：
（1）DD；dd。解析：纯种高茎和纯种矮茎都是纯合子，分别用 DD 和 dd 表示。
（2）高茎；Dd。解析：F₁ 从亲代分别获得 D 和 d 基因，基因组成为 Dd，由于 D 为显性基因，所以全部表现为高茎。
（3）遗传图解如下：
亲代： Dd × Dd
↓ ↓
生殖细胞： D d D d
\ / \ /
子代： DD Dd Dd dd
高茎 高茎 高茎 矮茎表现型及比例：高茎 : 矮茎 ≈ 3 : 1。
（4）1/3。解析：F₂ 中高茎豌豆的基因组成有 DD、Dd、Dd 三种可能，比例为 1:2:1（高茎中），其中纯合子 DD 占 1/3。
十二、拓展加油站（可选读）
🚀 进阶挑战（想拔高再看）
✏️ 巩固加油站
复习完本章后，可尝试完成：
- 画出昆虫完全变态和不完全变态发育过程图；
- 书写豌豆一对相对性状的遗传图解；
- 分析一个家族遗传病系谱图，判断显隐性。
👨🏫 老师的小提醒
遗传题解题技巧：
- 先判断显隐性："无中生有"为隐性，"有中生无"为显性；
- 再写基因型：隐性性状的个体基因组成为纯合隐性；
- 最后画遗传图解，注意配子类型和比例；
- 计算概率时要考虑所有可能的组合。
🔗 和其他章节的联系
- 与细胞分裂联系：减数分裂产生生殖细胞；
- 与进化联系：可遗传的变异为生物进化提供原材料；
- 与人体健康联系：遗传病、近亲结婚的危害。