步步高生物二轮专题复习与增分策略专题三 第1讲细胞的增殖和受精作用.docx

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步步高生物二轮专题复习与增分策略专题三第1讲细胞的增殖和受精作用

第1讲　细胞的增殖和受精作用

考纲要求

5年考情

2009

2010

2011

2012

2013

1.细胞的生长和增殖的周期性（Ⅰ）

天津，1

江苏，28

—

—

浙江，1四川，1

2.细胞的无丝分裂（Ⅰ）

广东，23

—

—

—

—

3.细胞的有丝分裂（Ⅱ）

广东，23

海南，3

上海，19

上海，17江苏，28

山东，4

江苏，15

新课标全国Ⅰ，2

江苏，3

4.细胞的减数分裂（Ⅱ）

福建，3

安徽，2

天津，4

海南，22江苏，14

江苏，8

新课标全国Ⅰ，2

5.动物配子的形成过程（Ⅱ）

上海，18

江苏，21

山东，8上海，28

江苏，8

天津，2

山东，27（3）

6.动物的受精过程（Ⅱ）

—

—

—

—

安徽，4天津，2

填充关键点

思考连接处

（1）在有丝分裂和减数分裂的哪些时期染色体数∶DNA数＝1∶2？

提示　有丝分裂的间期中的G2、前、中及减Ⅰ前的间期中的G2、减Ⅰ的前、中、后、末及减Ⅱ的前、中。

（2）哪些细胞器可能参与细胞分裂？

提示　线粒体、中心体、核糖体、高尔基体。

（3）有丝分裂和减数分裂过程中哪些类型的细胞的细胞质分裂不均匀？

提示　初级卵母细胞、次级卵母细胞。

考点1　细胞分裂方式的辨析与比较

1．辨认分裂图像的关键是识别同源染色体。

下列五组中的染色体，源于同源染色体的是D、E。

2．如图表示某雄性动物体内处于不同分裂状态或时期的细胞，请据图回答问题：

（1）B细胞正处于有丝分裂后期，细胞内有染色体8条、染色单体0条。

（2）图中D细胞的名称为初级精母细胞，该时期之前其细胞核中含8个DNA分子。

（3）图中具有同源染色体的细胞有A、B、D（用字母表示）；含有染色单体的细胞有C、D（用字母表示）；含4个染色体组的是B（用字母表示），含2个染色体组的有A、D（用字母表示）。

（4）将图中A细胞经过减数分裂形成精细胞的过程按分裂的顺序连接起来：

A→D→C→E（用字母和箭头表示）。

3．如图表示细胞分裂过程中染色体、核DNA相对值变化。

据图回答问题：

（1）染色单体从c点开始消失。

（2）从b点开始不存在同源染色体。

（3）与体细胞染色体数目相同但无同源染色体的区段是cd段。

（4）联会发生在a点之后。

【思维辨析】

（1）在诱导离体菊花茎段形成幼苗的过程中，不会同时发生基因突变与重组

（2013·四川，1D改编）（√）

提示　该过程未涉及减数分裂，故不发生基因重组。

（2）真核生物细胞只进行有丝分裂，原核生物细胞只进行无丝分裂（2011·山东，5B）（×）

提示　有丝分裂、无丝分裂、减数分裂是针对于真核细胞而言的。

（3）真核细胞染色体DNA复制发生在有丝分裂前期（2011·海南，25D）（×）

提示　发生在间期。

（4）动物细胞在有丝分裂中期，两个中心粒复制形成两组中心粒（2010·海南，3D改编）（×）

提示　中心粒间期进行复制。

（5）人体的一个精原细胞产生两个相同精子的概率最大为1/223（2010·江苏，21D改编）（×）

提示　最大概率为1。

（6）某二倍体动物的某细胞内有10条染色体、10个DNA分子，且细胞膜开始缢缩，则该细胞正在发生自由组合（2009·上海，18B）（×）

提示　自由组合发生在减Ⅰ后期，细胞内的染色体数∶DNA数应为1∶2。

【归纳提炼】

1．“三看法”判断二倍体细胞图像所处的时期

2．减数分裂中根据细胞质分裂情况判断细胞名称

3．DNA含量、染色体数目变化的曲线判断

（1）DNA含量变化曲线

　间期加倍

4．涉及细胞分裂的4个误区

（1）误认为只要细胞分裂就有细胞周期

只有连续分裂的细胞才有细胞周期，高度分化的细胞、进行减数分裂的性原细胞都没有细胞周期。

（2）误认为着丝点分裂是纺锤丝牵拉的结果

着丝点先分裂，之后纺锤丝牵拉。

（3）误认为赤道板是细胞的结构

细胞板是真实存在的结构，而赤道板并非真实存在。

（4）误认为同源染色体形态、大小完全相同

如性染色体的形态、大小不同。

例1

　（2013·江苏卷，8）下图为某生物一个细胞的分裂图像，着丝点均在染色体端部，图中1、2、3、4各表示一条染色体。

下列表述正确的是（　　）

A．图中细胞处于减数第二次分裂前期

B．图中细胞的染色体数是体细胞的2倍

C．染色体1与2在后续的分裂过程中会相互分离

D．染色体1与3必定会出现在同一子细胞中

破题思路　明确题干信息→观察细胞图像→确认细胞分裂时期。

个性分析　解答本题首先要能判断出图中同源染色体的有无和姐妹染色单体的有无。

图中含有同源染色体，故不可能处于减数第二次分裂过程中，A项错误；图中每条染色体均含姐妹染色单体，染色体的着丝点没有分裂，故染色体数目不可能是体细胞的2倍，B项错误；由图可知，该时期细胞中存在联会形成四分体现象，为减数第一次分裂前期，染色体1和2为同源染色体，在减数第一次分裂的后期将会分离，C项正确；染色体1和3为为非同源染色体，染色体1和4也是非同源染色体，由于减数分裂过程中非同源染色体是自由组合的，故染色体1和3不一定出现在同一子细胞中，D项错误。

答案　C

思维延伸　

（1）该图共有多少条染色体？

提示　12条。

（2）假如该图是某雄性动物的一个分裂图像，该细胞的名称是什么？

提示　初级精母细胞。

（3）假如该细胞图是某雌性动物的细胞分裂图，则该细胞就染色体组成来说会形成几种类型的卵细胞？

提示　一种。

（4）假如仅将图示中1、2两条染色体的DNA用15N标记，然后放在含14N的培养基中连续进行两次有丝分裂，最后形成的4个子细胞中是否都含有标记？

提示　不确定，可能有三种情况。

解题模板　利用简图法解决标记DNA分子的去向（以上面的第（4）问为例）

这样来看，最后形成的4个子细胞有3种情况：

第一种情况是4个细胞都是

；第二种情况是2个细胞是

，1个细胞是

，1个细胞是

；第三种情况是2个细胞是

，另外2个细胞是

。

考点2　细胞分裂与遗传变异的联系

1．细胞分裂与遗传规律

（1）基因分离定律发生在减数第一次分裂的后期，由于同源染色体的分离导致其上的等位基因发生分离。

（2）基因自由组合定律发生在减数第一次分裂的后期，在同源染色体分离的同时，非同源染色体发生自由组合。

（3）有丝分裂或无丝分裂（填分裂方式）过程中不存在基因分离定律和基因自由组合定律。

2．细胞分裂与生物变异

（1）基因突变主要发生在细胞分裂的间期（填时期）。

特别提醒　细胞分裂的各个时期都可以发生基因突变，并不是只有间期能够发生基因突变，只是在间期最容易发生基因突变。

（2）基因重组发生在减数第一次分裂的前期和后期，前期（填时期）是由于同源染色体的非姐妹染色单体之间发生交叉互换造成的基因重组；后期（填时期）是由于非同源染色体之间自由组合造成的。

（3）染色体变异可以发生在细胞分裂的各个时期（填时期）。

【思维辨析】

（1）染色体不分离或不能移向两极引起的变异只发生在减数分裂中

（2009·福建，3A改编）（×）

提示　有丝分裂也可发生染色体数目变异。

（2）非同源染色体自由组合导致基因重组只发生在减数分裂中（2009·福建，3B改编）（√）

提示　强调的是非同源染色体。

（3）（2012·江苏卷，8）观察到的某生物（2n＝6）减数第二次分裂后期细胞如下图所示。

下列解释合理的是（　　）

A．减数第一次分裂中有一对染色体没有相互分离

B．减数第二次分裂中有一对染色单体没有相互分离

C．减数第一次分裂前有一条染色体多复制一次

D．减数第二次分裂前有一条染色体多复制一次

答案　A

解析　分析图示，细胞中姐妹染色单体分离，且移向细胞两极的染色体各有4条，结合题干该生物是体细胞含有6条染色体的二倍体，可判断该细胞移向两极的染色体比正常分裂时多一条，原因是在减数第一次分裂时，一对同源染色体没有分开，得到的两个次级性（精）母细胞中一个含有4条染色体，另一个含有2条染色体。

其中含有4条染色体的次级性（精）母细胞的减数第二次分裂后期图像如题图所示。

（4）（2011·江苏卷，11）下图为基因型为AABb的某动物进行细胞分裂的示意图。

相关判断错误的是（　　）

A．此细胞为次级精母细胞或次级卵母细胞

B．此细胞中基因a是由基因A经突变产生

C．此细胞可能形成两种精子或一种卵细胞

D．此动物体细胞内最多含有四个染色体组

答案　A

解析　此细胞中无同源染色体，处于减数第二次分裂，故可能为次级精母细胞或次级卵母细胞，也可能是极体，A项错误；因亲代基因型为AABb，无a基因，故细胞中染色体上的a基因只能是基因突变产生的，B项正确；此细胞若为次级精母细胞，则形成的两个精子是两种类型，若为次级卵母细胞，则形成一个极体和一个卵细胞，一个卵细胞只能是一种类型，C项正确；图示细胞含一个染色体组，故该动物体细胞中含两个染色体组，在有丝分裂的后期染色体数目加倍，则含有四个染色体组，D项正确。

【归纳提炼】

1．细胞分裂过程中产生异常细胞的原因分析

（1）纺锤体形成受阻：

低温诱导或用秋水仙素处理，使有丝分裂过程中纺锤体的形成受阻，导致体细胞内染色体数目加倍，形成多倍体细胞。

（2）同源染色体不分离：

在减数第一次分裂后期，同源染色体不分离导致所产生的次级精（卵）母细胞异常，进而使产生的配子全部异常。

（3）姐妹染色单体不分离：

在减数第二次分裂后期，姐妹染色单体不分离，导致产生的配子有一半异常。

2．姐妹染色单体上出现等位基因的原因分析

（1）

⇒一定是基因突变

（2）

⇒一定是交叉互换

（3）无任何提示，则上述两种情况都有可能。

例2

　基因型为AaXBY的小鼠仅因为减数分裂过程中染色体未正常分离，而产生一个不含性染色体的AA型配子。

等位基因A、a位于2号染色体上。

下列关于染色体未分离时期的分析，正确的是（　　）

①2号染色体一定在减数第二次分裂时未分离　②2号染色体可能在减数第一次分裂时未分离　③性染色体可能在减数第二次分裂时未分离　④性染色体一定在减数第一次分裂时未分离

A．①③B．①④

C．②③D．②④

破题思路　

（1）Aa与XBY分开考虑；

（2）不含XB或Y的配子→可能减Ⅰ异常，也可能减Ⅱ异常；（3）含AA的配子→只能是减Ⅱ异常。

个性分析　AA型配子中没有a基因，说明是减数第一次分裂时A与a已经分开，一定是由于减数第二次分裂时2号染色体未分离，①正确，②错误；AA型配子中不含性染色体，有两种可能：

一是在减数第一次分裂时性染色体未分离，由产生的不含性染色体的次级性母细胞分裂而成；二是减数第二次分裂时性染色体未分离，产生不含性染色体的性细胞，故③正确，④错误。

答案　A

思维延伸　

（1）如果产生一个aaXBXBY的配子可能的原因是什么？

提示　2号染色体一定在减Ⅱ时未分离，XBY在减Ⅰ时未分离，且XB在减Ⅱ时又未分离。

（2）假如Aa的小鼠在形成配子时，出现了处于减数第二次分裂中期Aa型的细胞，最可能的原因是什么？

提示　A和a所在的染色体发生了交叉互换。

解题模板　如何根据配子异常情况推测减数分裂何时发生异常

若亲代为AaXBY：

（1）若配子中出现Aa或XY在一起时，则一定是减Ⅰ分裂异常。

（2）若配子中A与a、X与Y分开，但出现了两个AA/aa或两个XX/YY的配子，则一定是减Ⅱ分裂异常。

（3）若出现AAa或Aaa或XXY或XYY的配子时，则一定是减Ⅰ和减Ⅱ分裂均异常。

（4）若配子中无A和a，或无XB和Y时，则可能是减Ⅰ或减Ⅱ分裂异常。

考点3　观察有丝分裂和减数分裂的实验

例3

　（2013·江苏卷，9）一个班级分组进行减数分裂实验，下列操作及表述正确的是（　　）

A．换用高倍镜时，从侧面观察，防止物镜与装片碰擦

B．因观察材料较少，性母细胞较小，显微镜视野应适当调亮

C．为观察染色体不同层面的精细结构，用粗准焦螺旋调节焦距

D．一个视野中，用10×物镜看到8个细胞，用40×物镜则可看到32个细胞

破题思路　

（1）明确物镜长短与装片之间的距离判断选项A；

（2）明确调视野和调焦距的目的判断选项B和C；（3）明确显微镜有关的计算判断选项D。

个性分析　由于高倍镜头与玻片的间距很小，故换用高倍镜时，应从侧面观察以避免镜头受损，A正确；视野是否需要调亮的依据是观察结构的清晰与否，而不是细胞的多少和大小，B错误；观察不同层次的结构时，需要调节的物距变化范围很小，因此应调节细准焦螺旋，C错误；显微镜观察时，放大倍数越大，看到的细胞数越少，D错误。

答案　A

思维延伸　

（1）如果用上述显微镜观察，洋葱根尖细胞有丝分裂装片可以看到一个细胞连续的分裂过程吗？

提示　不能，解离过程中细胞就已被杀死。

（2）观察减数分裂的材料中，为什么不宜选用动物的卵巢和植物的雌蕊？

提示　哺乳动物雌性的减数分裂发生在卵巢和输卵管中；雄配子的产生数量远远多于雌配子，更容易观察到减数分裂的细胞。

1．观察减数分裂实验的特有现象

在观察减数分裂实验中，由于精（卵）原细胞既能进行有丝分裂，又能进行减数分裂，因此可在睾丸（卵巢）内观察到染色体数目为n、2n和4n的细胞。

2．观察有丝分裂实验易错分析

（1）不清楚“解离”的作用原理，误以为可以观察细胞有丝分裂的动态变化过程。

（2）不清楚细胞具有的相应结构，误认为赤道板也能观察到。

（3）对取材原理不清楚，误认为根尖任何部位都可作为观察对象，实际上只有分生区才可以。

1．（2013·新课标全国卷Ⅰ，2）关于同一个体中细胞有丝分裂和减数第一次分裂的叙述，正确的是（　　）

A．两者前期染色体数目相同，染色体行为和DNA分子数目不同

B．两者中期染色体数目不同，染色体行为和DNA分子数目相同

C．两者后期染色体行为和数目不同，DNA分子数目相同

D．两者后期染色体行为和数目相同，DNA分子数目不同

答案　C

解析　假如体细胞内的染色体数为2N，有丝分裂前期、中期、后期、末期的染色体数目分别是2N、2N、4N、2N，减数第一次分裂相应时期的染色体数目分别是2N、2N、2N、N；有丝分裂前期、中期、后期、末期的DNA分子数目分别是4N、4N、4N、2N，减数第一次分裂相应时期的DNA分子数目分别是4N、4N、4N、2N；减数第一次分裂过程中同源染色体依次发生联会、四分体、分离与自由组合等行为变化，有丝分裂则没有这种特有变化。

2．（2013·安徽卷，4）下列现象中，与减数分裂同源染色体联会行为均有关的是（　　）

①人类的47，XYY综合征个体的形成　②线粒体DNA突变会导致在培养大菌落酵母菌时出现少数小菌落　③三倍体西瓜植株的高度不育　④一对等位基因杂合子的自交后代出现3∶1的性状分离比　⑤卵裂时个别细胞染色体异常分离，可形成人类的21三体综合征个体

A．①②B．①⑤C．③④D．④⑤

答案　C

解析　③三倍体西瓜植株的高度不育是因为奇数的同源染色体减数分裂联会时出现紊乱，不能形成正常配子而造成高度不育；④中出现3∶1的性状分离比的实质是位于同源染色体上的等位基因在减数分裂过程中伴随同源染色体联会、分离造成的。

①为染色体个别数目变异造成的人类遗传病，与减数第二次分裂异常有关，⑤卵列过程中只能进行有丝分裂，有丝分裂过程中无联会现象。

②是细胞质基因突变的结果。

3．（2012·江苏卷，14）某植株的一条染色体发生缺失突变，获得该缺失染色体的花粉不育，缺失染色体上具有红色显性基因B，正常染色体上具有白色隐性基因b（如图）。

若以该植株为父本，测交后代中部分表现为红色性状。

下列解释最合理的是（　　）

A．减数分裂时染色单体1或2上的基因b突变为B

B．减数第二次分裂时姐妹染色单体3与4自由分离

C．减数第二次分裂时非姐妹染色单体之间自由组合

D．减数第一次分裂时非姐妹染色单体之间交叉互换

答案　D

解析　由于“缺失染色体的花粉不育”，若以该植株为父本，测交后代理论上应该全部表现为白色。

若出现部分红色性状，可能是图示染色单体1或2上的基因b突变为B，但这种可能性很小，故A项不是最合理的；减数第二次分裂时，即使姐妹染色单体3与4分离，由于其缺失突变，产生的花粉也不育，因而B项不合理；减数第二次分裂时姐妹染色单体分开成为染色体，分别移向细胞两极，不发生自由组合，因而C项也不合理；最可能的原因是减数第一次分裂的四分体时期，由于四分体中的非姐妹染色单体之间发生了交叉互换，基因B转移到染色单体1或2上，D项最合理。

4．下列是与细胞分裂有关的一些图像，请回答：

（1）若图①表示某植物体内的一个正在进行分裂的细胞，则此细胞的下一个时期的主要特点是_______________________________________________________________________。

（2）若图②表示某高等雄性动物睾丸里的一个正在进行分裂的精原细胞，其细胞内染色体上的基因A、a、B、b分布如图，那么此细胞分裂得到子细胞的基因型是_______________。

（3）若图③是某高等雌性动物体内的一个细胞，它的名称是________________________。

（4）若该动物为雌性，在下框中绘出图③的前一时期的分裂图像。

（5）图①②③中符合图④BC段的是________。

若图④表示有丝分裂过程中每条染色体上的DNA变化，则DE段代表的时期是__________________________。

答案　

（1）染色体的着丝点分裂，姐妹染色单体分开，成为两条子染色体，染色体数目加倍，分开后的染色体在纺锤丝的牵引下，向两极移动　

（2）AaBb　（3）卵细胞或第二极体（极体）　（4）如下图

（5）①②　后期和末期

解析　

（1）①表示的是减数第二次分裂中期，当其进入下一时期后染色体的着丝点分裂，姐妹染色单体分开，成为两条相同的染色体，染色体数目加倍，分开后的染色体在纺锤丝的牵引下，向两极移动。

（2）②表示有丝分裂中期，其产生的子细胞的基因型为AaBb。

（3）③的染色体数目为奇数，同时不含有姐妹染色单体及同源染色体，因此该细胞应为减数第二次分裂后形成的子细胞，即为卵细胞或第二极体。

（4）③为卵细胞或第二极体，其前一个细胞时期为减数第二次分裂后期，因此应有两种图像。

（5）BC段可表示为有丝分裂的前期、中期，减数第一次分裂各时期以及减数第二次分裂的前期、中期，因此①②符合。

一、单项选择题

1．（2013·江苏卷，3）下列关于动物细胞有丝分裂的叙述正确的是（　　）

A．分裂间期有DNA和中心体的复制

B．分裂间期DNA含量和染色体组数都加倍

C．纺锤体形成于分裂前期，消失于分裂后期

D．染色单体形成于分裂前期，消失于分裂后期

答案　A

解析　动物细胞有丝分裂间期进行染色体的复制，即进行DNA的复制和相关蛋白质的合成，另外，动物细胞的有丝分裂有中心体的参与，在分裂间期，一个中心体复制为两个中心体，A正确；染色体复制并没有使染色体加倍，而是形成染色单体，B、D错误；纺锤体形成于分裂前期，消失于分裂末期，C错误。

2．甲、乙两图表示基因型为AaBB的雌性动物细胞内的染色体行为变化，相关分析正确的是（　　）

A．甲、乙分别为有丝分裂、减数分裂的染色体行为变化

B．甲图中，e→a表示在分裂间期发生的染色体复制过程

C．乙细胞的b基因来自于基因突变或基因重组

D．乙细胞分裂形成的子细胞不能进行受精作用

答案　D

解析　甲图表现了染色体的复制与分离，其可以表示有丝分裂和减数分裂的过程，所以A错误；表示染色体复制过程的是b→c，故B错误；由于该生物为基因型为AaBB的雌性动物，由乙图中出现b基因可以判断其发生的是基因突变而不可能为基因重组，C错误；由于乙细胞是均等分裂，所以乙为第一极体，其分裂形成的子细胞为第二极体，不参与受精作用，D正确。

3．与有丝分裂相比较，不属于减数分裂所特有的是（　　）

A．在一定的发育阶段和一定的场所进行

B．同源染色体分离导致染色体数目减半

C．子细胞的遗传信息组合可能是不同的

D．复制后的DNA随着丝点的分裂而分开

答案　D

解析　在减数分裂和有丝分裂过程中都有着丝点的分裂，所以D符合题意。

4．某哺乳动物的基因型为AABbEe，下图是其中一个精原细胞在产生精细胞过程中的某个环节的示意图，据此可以判断（　　）

A．图示细胞为次级精母细胞，细胞中含一个染色体组

B．该精原细胞产生的精细胞基因型有ABe、aBe、AbE

C．图示细胞中，a基因来自于基因突变或基因重组

D．三对基因的遗传遵循自由组合定律

答案　B

解析　由图形可判断该细胞处于减数第二次分裂后期，该细胞中含有两个染色体组，A错；由于该动物的基因型为AABbEe，所以该细胞中的a基因来源于基因突变，而不可能来源于基因重组，C错；由于基因A、B不位于非同源染色体上，故其不符合自由组合定律，D错。

5．如图是二倍体动物细胞分裂不同时期染色体（a）数目、核DNA分子（b）数目的柱形统计图，下列有关叙述不正确的是（　　）

A．①可表示有丝分裂，该时期染色体和DNA完成了复制

B．①可表示减数分裂，该时期可能发生交叉互换

C．②可表示有丝分裂，该时期发生着丝点分裂，染色体数目加倍

D．②可表示减数分裂，该时期发生同源染色体分离

答案　D

解析　在①中染色体数与核DNA数之比为1∶2，所以其完成了DNA的复制，A对；复制后可能位于减数第一次分裂的前、中、后期，B正确；在②中染色体数与核DNA数之比为1∶1，且为未分裂细胞的两倍，处于有丝分裂的后期，C正确；在减数分裂同源染色体分离时着丝点并没有分裂，其染色体数与核DNA数之比为1∶2，所以D错。

6．在荧光显微镜下观察被标记的某动物的睾丸细胞，等位基因A、a被分别标记为红、黄色，等位基因B、b被分别标记为蓝、绿色。

①③细胞都处于染色体向两极移动的时期。

不考虑基因突变和交叉互换，下列有关推测合理的是（　　）

A．①时期的细胞中向每一极移动的都有红、黄、蓝、绿色荧光点，各2个

B．③时期的细胞中向每一极移动的都有红、黄、蓝、绿色荧光点，各1个

C．②时期的初级精母细胞中都有红、黄、蓝、绿色荧光点，各2个

D．图中精细胞产生的原因是减数第一次分裂或减数第二次分裂过程异常

答案　C

解析　据图分析可知，①为有丝分裂后期的细胞，该时期着丝点分裂，向每一极移动的基因有A、a、B、b，因而有红、黄、蓝、绿色荧光点，且各有1个；③为减数第二次分裂后期，由于减数第一次分裂同源染色体分离，减数第二次分裂过程中没有同源染色体，故该时期向每一极移动的为红、蓝（或绿）色荧光点，或者是黄、绿（或蓝）色荧光点，各1个；②时期的初级精母细胞每条染色体含有两条染色单体，此细胞的基因为A、A、a、a、B、B、b、b；图中精细胞含有A、B、b基因，其产生原因可能是减数第一次分裂过程中同源染色体没有分开。

7．（2013·天津卷，2）哺