2．有性生殖

是指经过两性生殖细胞结合，产生合子，由合子发育成新个体的生殖方式。有性生殖的优点是：后代的遗传物质来自2个亲本，所以具有2个亲本的遗传性，具有更大的生活力和变异性，对于生物的进化有重要意义。有性生殖的主要方式是配子生殖，配子生殖中最常见的是卵式生殖。卵式生殖是指：产生的雄配子是具鞭毛或尾部能够运动的，一般细胞质很少或没有，受精后对受精卵的发育不提供营养，这种类型的雄配子称为精子。产生的雌配子很大，无鞭毛或尾等结构，不能运动，细胞质发达并贮存有大量营养物质，为受精后受精卵的发育提供养料，这种雌配子称为卵细胞。由精子和卵细胞结合成合子的生殖方式称为卵式生殖。

　 　繁殖是指生物产生新个体的过程，也称为生殖。根据在生殖过程中是否通过两性生殖细胞的结合繁殖后代，将生物的生殖分为无性生殖和有性生殖两种方式。

1．无性生殖

是指不经过生殖细胞的两两结合，由母体直接产生了新个体的生殖方式。常见的无性生殖方式有：分裂生殖、孢子生殖、出芽生殖和营养生殖。其中营养生殖是高等植物利用其营养器官来繁殖后代的一种方式。无性生殖的优点是：后代的遗传物质来自一个亲本，有利于保持亲本的性状。进行无性生殖的生物，变异的来源只有2种：基因突变和染色体变异，没有基因重组。原因是在无性生殖过程不经过减数分裂，所以没有基因重组的过程。

3．无丝分裂

　　 分裂过程是先细胞核延长，从核的中部向内凹进，缢裂成为2个细胞核，整个细胞从中部缢裂成两部分，形成2个子细胞。在整个分裂过程中没有出现纺比体和染色体的变化。这种分裂方式常出现于高度分化成熟的组织中，如蛙的红细胞的分裂，在某些植物的胚乳中胚乳细胞的分裂等。这里要注意的是：蛙的红细胞是无丝分裂，但不能依次类推，人的红细胞也是无丝分裂。哺乳动物的红细胞已永久失去分裂的能力，哺乳动物的红细胞是通过骨髓中造血干细胞分裂产生的细胞，再分化发育而来的。

2．减数分裂

　　 只有进行有性生殖的生物体内才有进行减数分裂的原始生殖细胞。具有原始生殖细胞(性原细胞)的器官称为生殖腺，雌性动物是卵巢，雄性动物是睾丸。减数分裂是一种染色体只复制一次，而细胞却连续分裂2次的分裂方式，分裂的结果是子细胞中的染色体数目比性原细胞(或体细胞)减少了一半。对于减数分裂过程的理解要注意以下几点：一是染色体的复制时间在性原细胞发育成性母细胞的过程中，即在同源染色体联会之前早就已经复制完成了；二是联会发生在染色体缩短变粗的早期，发生联会的过程在光学显微镜下是看不到的，所以教材中的减数分裂图解表示联会的图中一个染色体中未画出2条染色单体；三是减数分裂第一次分裂的目的是同源染色体彼此分开实现染色体数目减半，在同源染色体彼此分开时非同源染色体之间要自由组合，同源染色体的染色单体之间还要发生交叉互换，这是三大遗传规律的细胞学基础；四是减数分裂第二次分裂的主要特征是着丝点分裂，实现染色单体彼此分开，所以分裂的结果是染色体数目未变，但DNA分子数减少一半；五是第二次分裂程的次级性母细胞的分裂类似有丝分裂过程，但与有丝分裂过程不同的是一般已不存在同源染色体。

关于减数分裂和有丝分裂的比较，重点是减数分裂第二次分裂过程与有丝分裂过程的比较。①有丝分裂中期和减数分裂第二次分裂中期的比较：在有丝分裂过程中自始至终存在着同源染色体，而在减数分裂第二次分裂过程中不存在同源染色体。区分同源染色体的依据在高中生物阶段有两点：一是染色体的大小，同源染色体一般形成和大小相似或相同；二是着丝点位置，着丝点的位置有端着丝点，也有中间着丝点的，同源染色体的着丝点位置应是相同的。有丝分裂中期的图像特征是：染色体数目一般是偶数，染色体两两相同，每个染色体中有2个染色单体，着丝点排列在赤道板的中央。减数分裂第二次分裂中期的图像特征是：染色体数目有奇数，也有偶数，但找不到两两相同的染色体，即不是大小不同，就是着丝点位置不同，说明没有同源染色体，但每个染色体中还有2个染色单体，如图4-5所示。②有丝分裂后期和减数分裂后期分裂图像的比较，如图4-6所示。有丝分裂后期和减数分裂第二次分裂后期的共同特征是：着丝点分裂，每个染色体的2条染色单体彼此分开成为2条染色体，在纺缍丝的牵引下分别移向细胞两极。但不同之处是：有丝分裂后期的细胞中应有同源染色体，而减数分裂第二次分裂后期的细胞中一般没有同源染色体。在识图中应对移向同一方向的一组染色体进行分析，如图4-6A中，向上移动的一组染色体中，大的2个染色体是一样的，可看作是一对同源染色体。而小的2个染色体也是一样的，可看作另一对同源染色体。在图4-6B中，向上移动的一组染色体中大小形状各不相同，所以就没有同源染色体。所以图4-5A看作是有丝分裂后期，图4-5B看作是减数分裂第二次分裂后期。

　　　　　　 图4-5　 　　　　　　　　　　　　　　 　　　图4-6

　　 精原细胞和卵原细胞的减数分裂过程的异同点是：染色体的行为和数目变化的过程是一样的，但细胞质的分配情况不同。精原细胞在减数分裂过程中，连续2次分裂细胞质均是均等分裂；卵原细胞在减数分裂过程中，连续2次分裂细胞质均是不均等分裂，在第一次分裂过程中细胞质主要分配在次级卵母细胞中，第二次分裂细胞质主要分配在卵细胞中，极体中几乎没有分到细胞质。

　　 精原细胞经减数分裂后形成的是精子细胞，精子细胞必须经过变形后才能形成精子，变形的过程中细胞质大量丢失，只保留细胞核和一个蛋白质构成的尾部。卵细胞的形成没有变形过程，卵细胞体积很大，细胞质中贮存有大量的营养物质，这是为受精卵的发育准备的。

关于减数分裂过程中，染色体数目的变化和DNA含量的变化可用图4-7所示的两条曲线表示。

图4-7

受精的过程是指精子细胞的细胞核与卵细胞的细胞核相融合的过程，故在受精卵的细胞核中遗传物质是一半来自父方一半来自母方，但在受精卵的细胞质中的遗传物质则全部来自母方。通过受精作用把染色体减半的精子和卵细胞结合成合子，染色体数目恢复原状时使双亲的遗传物质综合到子代个体中，即保证了同种生物亲、子两代染色体数目的稳定性，对遗传有重要意义，又使后代获得两个亲本的遗传物质，有利于生物的生存和进化，对生物的变异也有重要意义。如图4-8所示。

图4-8

　　 细胞增殖是生物体的重要生命特征，是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础。

1．有丝分裂

细胞周期是指连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止。一个细胞周期分为细胞分裂间期和细胞分裂期两个时期，分裂期又人为地分为前期、中期、后期和末期。细胞分裂各时期的主要特征见表4-1。

表4-1

在有丝分裂过程中染色体数目的变化情况是：间期虽进行了染色体的复制，但形成的2条姐妹染色单体通过一个着丝点连接在一起，并未真正成为2个染色体，我们在计数时还是看做是一个染色体。前期和中期均是每个染色体中包含有2条染色单体，到后期着丝点分裂，在纺锤丝的牵引下，染色单体彼此分开时，一个染色体真正变成了2个染色体，染色单体已不再称为染色单体而称为染色体了，此时细胞中染色体数目暂时增加一倍，末期结束时，子细胞中的染色体数目又恢复到与母细胞一样的水平，如图4-1曲线所示。在表示有丝分裂过程细胞内的染色体数目时一般用偶数表示，因为在整个有丝分裂过程都存在着同源染色体，没有减数分裂过程中同源染色体的联会配对形成四分体和同源染色体彼此分开的过程。

图4-1　 细胞周期

如果要表示一个细胞核中染色体数目的变化曲线，与一个细胞中的染色体数目变化曲线图略有不同，因为在末期形成了两个细胞核，但细胞尚未真正完全分开，所以一个细胞中的染色体与后期还是一样的，细胞一旦完全分开末期便宣告结束。对一个细胞核中的染色体数目变化曲线的理解就是在后期进入末期时染色体已完全实现了平均分配，所以末期一个细胞核的染色体是后期的一半，与前期和中期一样。如图4-2所示。

图4-2　 细胞周期

在有丝分裂过程中DNA含量的变化情况是：在间期的G₁是进行DNA复制的准备期，此时主要是进行RNA的转录和有关蛋白质的合成，DNA尚未开始复制S期是DNA的复制期，但复制有一个过程，所以在图中用一斜线表示；S期结束时DNA含量比原来增加了一倍，此后一直到分裂结束，才减半到与母细胞一样的水平。如图4-3所示。

图4-3

一个细胞核中的染色体数目的变化曲线如图4-4所示。

图4-4

动物细胞的有丝分裂与植物细胞的有丝分裂相比较有相同的地方，也有不同的地方。相同的地方表现在动植物细胞有丝分裂的实质是一样的，但由于动物细胞与植物细胞在结构上的差异，所以动植物细胞在有丝分裂的形式上有所不同。具体见表4-2。

表4-2

　　 有丝分裂的实质是染色体经过复制后，平均地分配到2个子细胞中去。有丝分裂的意义是因为染色体上有遗传物质，因而在生物的亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定性。

　　 细胞分裂不是无限进行的，细胞分裂产生的子细胞有的继续分裂，进入下一个细胞周期。也有的暂时失去分裂能力，进入生长发育时期，最后形成某种成熟的组织，但当受到某种刺激时，又可恢复分裂能力，如植物的皮层细胞、叶肉细胞等；哺乳动物的上皮组织细胞等。也有的发育成高度分化成熟的组织，永远失去分裂能力，如哺乳动物的红细胞、被子植物的筛管细胞等。

7．(1997年上海高考试题)图5-33表示大气中氧的浓度对植物组织内CO₂产生的影响，请仔细分析后回答下列问题：

图5-32

(1)A点表示植物组织释放的CO₂较多，这些CO₂是________的产物。

　　 (2)由A到B，CO₂的释放量急剧减少，其主要原因是________。

　　 (3)由B到C，CO₂的释放量又不断地增加，其主要原因是________。

(4)为了有利于贮藏水果，贮藏室的空气中氧浓度应调节到图的哪一点所对应的浓度？________。采取这一措施的理由是________。

图5-33

6．(2000年广东高考试题)把载有新鲜水绵和细菌的临时装片，置于显微镜载物台上观察。光线从反光镜反射上来后，可看到细菌从分散状态逐渐向水绵方向运动，水绵附近细菌的密度增加。如果在反光镜上方放置一个三棱镜，使7种不同颜色的光束照射水绵的不同部位，这时看到细菌逐渐聚集成明显的两堆(如图5-32所示)。请回答：

(1)根据上述实验可以判断这类细菌的异化作用类型是________。作出这一判断的依据是________。

　　 (2)放置三棱镜后，细菌聚集成两堆的原因是________________________________。

5．参看图5-31所示各种呼吸过程示意图，回答下列问题：

　　 可供选项：A.a→b→c　　　　 B.a→b→d　　　　　 C．a→b→e

(1)高等植物进行的是上面A饲C中囵种呼吸方式……　 ………………………( 　　)

(2)酵母菌在无氧条件下进行的是上面四种呼吸方式…………………………… (　 　)

(3)军酸菌是上面四种呼吸方式…………………………………………………( 　　)

　　 (4)写出可供选项中A的反应方程式：__________________________________

　　 (5)写出可以这项中B的反应方程式：__________________________________

　　 (6)写出可供选项中C的反应方程式：__________________________________

4．图5-30所示在光照条件下，植物叶肉细胞中发生的生理过程，请分析回答：

图5-30

(1)写出图中有关字母所代表的物质：

　　 a_________，b_________，c_________。

　　 (2)图中所示的生理过程，在细胞中的具体进行部位是_________。

　　 (3)若有12mol光反应所产生的[H]，经暗反应生成的b完全氧化分解，则有_________kJ的能量被储存在ATP中。

　　 (4)用含¹⁴O₂作原料进行光合作用，一段时间后，检验该植物呼吸作用的产物中含有¹⁴C的是___________________________。

3．叶肉细胞中能同时进行多步骤的两个过程，即：

　　　 CO₂+H₂O有机物+O₂

　　 请仔细分析后，回答下列问题：

　　 (1)①过程中CO₂被还原为有机物，所需要的还原剂在细胞器_________的_________上形成的。

　　 (2)在充足的光照条件下，②过程产生的CO₂主要由细胞器________释放，释放的CO₂将迅速扩散到_________里，参与_________生理过程。