人类与动物的有性生殖、发育与生长
有性生殖结合来自两个亲本的遗传物质,产生具有新特征组合的后代,这与产生基因相同后代的无性生殖不同。本章讲授人类男性与女性生殖系统、配子如何形成、月经周期及其激素控制、受精与胎儿发育、双胞胎,以及人类与其他动物的生长模式。
月经周期及其控制激素会被仔细而深入地考查,因此把每种激素与它所触发的事件联系起来的清晰时间线十分重要,而不是把激素当作独立的清单死记硬背。
月经周期由四种激素协同调控:促卵泡激素(FSH)使卵巢中的卵泡成熟并释放雌激素,雌激素使子宫内膜增厚,并触发黄体生成素(LH)的激增,导致排卵;此后由卵泡残余组织分泌的黄体酮维持增厚的内膜,直到怀孕发生,或其自身水平下降而引发月经。
发育与生长的考查也不限于人类,因为许多动物并非单纯变大,而是经历称为变态的不同身体形态;如蝗虫等昆虫经历不完全变态,没有蛹期,而如蝴蝶等昆虫则经历完全变态,依次经过卵、幼虫、蛹与成虫阶段,这种对比是常见的比较题。
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本章的内容标准
关键概念
- 生殖系统
- 男性生殖系统在睾丸中产生精子,并在交配时经输精管、尿道与阴茎输送精子;女性生殖系统在卵巢中产生卵,通常在输卵管中完成受精,其子宫则支持并滋养发育中的胎儿直至分娩。
- 配子发生
- 精子从青春期起经睾丸中的精子发生持续产生,卵则经卵巢中的卵子发生产生,通常每个周期只有一个卵成熟并被释放;两个过程都依赖减数分裂把染色体数目减半,使受精后形成的合子恢复正常数目。
- 月经周期
- 在约 28 天的月经周期中,子宫内膜为可能的妊娠增厚,一枚卵约在周期中点由卵巢释放,称为排卵;若该卵在约 24 小时内未受精,增厚的内膜便崩解并作为月经出血脱落。
- 受精与发育
- 精子核在输卵管与卵核融合形成合子,合子在移向子宫途中反复分裂,植入增厚的内膜,并经胚胎阶段发育为胎儿,在约九个月的妊娠期内逐渐获得各器官与组织。
- 双胞胎
- 同卵(单卵)双胞胎在发育早期由一个受精卵分裂为两个独立胚胎而形成,因此基因相同、性别始终相同;异卵(双卵)双胞胎则在同一周期内由两个独立的卵被两个不同精子受精而形成,其遗传相似程度不比普通兄弟姐妹高。
- 生长
- 生长是生物体体积与干重的永久且不可逆的增加,通过细胞分裂、细胞增大与细胞分化实现;在人类中呈 S 形(S 形)曲线,依序经历缓慢、快速及趋于平缓的阶段,分别对应婴幼儿期、青春期与成年期。
- 月经周期的激素控制
- 脑下垂体分泌的促卵泡激素(FSH)刺激卵巢中的卵泡发育并分泌雌激素,雌激素使子宫内膜增厚,并在达到足够高水平时触发黄体生成素(LH)急剧激增,引发排卵;随后由卵泡残余组织分泌的黄体酮维持子宫内膜,直到它支持妊娠或水平下降,使月经得以开始。
- 发育中的胎盘
- 胎盘是由母体与胎儿组织共同形成的器官,通过脐带把胎儿连接到子宫壁;它让氧气、葡萄糖及其他养分从母体血液扩散到胎儿,也让二氧化碳与尿素朝相反方向扩散,同时使两方的血液供应保持分开,而不会直接混合。
- 动物的变态
- 有些动物通过变态而非单纯变大来发育:如蝗虫等昆虫表现出不完全变态,依次经过卵、若虫与成虫阶段,各阶段外形彼此相似;如蝴蝶等昆虫则表现出完全变态,依次经过卵、幼虫、蛹与成虫阶段,各阶段外形彼此差异很大。
本章如何考查
SPM 生物通过三张试卷评估。试卷一有40道客观题(40分),时长1小时15分钟;试卷二为100分,分 A、B、C 部分,时长2小时30分钟;试卷三是考查科学过程技能的实作卷。本章内容可能出现在其中任何一张,因此课程为试卷一训练记忆、为试卷二训练结构化作答。
常见考法
- 描述月经周期的各事件及其激素的作用。
- 解释同卵与异卵双胞胎的区别。
- 解读人类生长曲线,并说出其各个阶段的名称。
- 解释 FSH、LH、雌激素与黄体酮在一个月经周期中的作用。
- 描述胎盘如何支持母体与胎儿之间物质的交换。
- 用具体命名的动物例子比较完全变态与不完全变态。
常见错误
学生常写: 说排卵发生在月经期间。
能得分的写法: 排卵约在第 14 天、周期中段;月经是周期开始时内膜的脱落。
学生常写: 写同卵双胞胎来自两个卵。
能得分的写法: 同卵双胞胎来自一个受精卵分裂;两个卵产生异卵双胞胎。
学生常写: 混淆卵巢与子宫的作用。
能得分的写法: 卵巢产生并释放卵;子宫是胎儿发育之处。
学生常写: 把生长仅称为体积增大。
能得分的写法: 生长是体积与干重的永久增加,而非暂时的膨胀。
学生常写: 混淆 FSH 与 LH 的作用。
能得分的写法: FSH 主要使卵泡成熟并产生雌激素;LH 则在雌激素激增的触发下,使成熟的卵泡在排卵时释放其卵。
学生常写: 说母体与胎儿的血液在胎盘中混合。
能得分的写法: 母体与胎儿的血液在胎盘中从不直接混合;物质是通过扩散穿过薄膜在两方血液供应之间交换的。
学生常写: 混淆完全变态与不完全变态。
能得分的写法: 不完全变态(如蝗虫)有卵、若虫与成虫阶段,没有蛹期;完全变态(如蝴蝶)有卵、幼虫、蛹与成虫阶段,具有明显的蛹期。
学生常写: 把人类生长曲线画成直线。
能得分的写法: 人类生长曲线呈 S 形(S 形),幼年期缓慢上升,青春期快速上升,成年后趋于平缓。
学习本章
本章的结构
常见问题
月经周期中发生了什么?
同卵与异卵双胞胎有何区别?
生物学中生长如何定义?
FSH、LH、雌激素与黄体酮在月经周期中各扮演什么角色?
完全变态与不完全变态有何区别?
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