第十四章生殖和发育.ppt
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1、第十四章 生 殖 和 发 育,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十四章 生殖和发育,一、无性生殖; 二、有性生殖; 三、高等植物的生殖和发育; 四、人和动物的生殖和发育; 五、变态; 六、发育机制,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十四章 生殖和发育,一、无性生殖 一切不涉及性别,没有配子参与、没有受精过程的 生殖。 这在生物界很普遍。 1、 裂殖 细胞一分为二。 单细胞生物中常见, 如细菌、草履虫、眼虫等。 2、 芽殖 酵母中常见。 出芽 分裂后的子核移入芽中。 旺盛生长时,可成一串。 3、 孢子生殖 真菌,藻类营养体产生孢子 度过不良环境。,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十四章
2、生殖和发育,细菌细胞分裂无丝分裂,(横 缢),4、再生作用 生物修复损伤的一种生理过程。 再生作用可以产 生新的个体。 插条 新植物。 例子: (1)鞭毛藻 群体鞭毛藻:脱离群体的单个细胞可发育成新群体 (脱离后发育程序重新启动),而失去细胞的群体不 能恢复(发育程序已固定)。 (2)伞藻 海生绿藻,单细胞,有假根、茎、叶(伞)三部分组 成。核位于假根中。伞藻是细胞学、遗传学、生物 化学研究中的一种很好的实验材料。很多基础的遗 传学、生物化学研究工作是在其上做的。 伞藻的再生能力很强 。根 茎、伞 生活 茎伞和根 死去,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十四章 生殖和发育,高等植物的营养生殖
3、 营养体的一部分: 根、茎或叶来繁殖新个体。 有些植物主要靠营养繁殖,如竹子、水仙、 马铃薯等。 人工繁殖:扦插、压条、嫁接等,还有组织 培养。,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十四章 生殖和发育,二、有性生殖 两个性细胞,即配子(大小相似)或精子(小)和卵(大)融合为一,成为合子或受精卵,再发育成新的一代。,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十四章 生殖和发育,1、减数分裂 配子(或精子和卵)由配子母细胞减数分裂产生。 特点是DNA复制一次,而母细胞连续分裂两次,结果产 生的细胞是单倍体的。 (1)过程(略) (2)与有丝分裂的比较 差别: 有丝分裂 减数分裂 a、DNA复制一次,细胞
4、分裂 a、DNA复制一次,细胞连 一次,形成的细胞是双倍 续分裂两次,形成的 体的。 细胞是单倍体的。 b、无“联会”。 b、有联会,因而有交叉、 重组等 联会:同源染色体配对成四分体,发生在前期I。,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十四章 生殖和发育,减 数 分 裂,(3)减数分裂发生的时间 三种情况: 终端减数分裂 人;受精卵先发育成二倍体,再减数分裂产生配子。 中间减数分裂 种子植物; 孢子母细胞 大小孢子 配子体(花粉和胚囊(n) 精子和卵 合子 孢子体(2 n ) 有丝分裂 始端减数分裂 衣藻;合子 配子体 配子,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十四章 生殖和发育,(4)减数
5、分裂丰富基因组合 a、染色体交换交叉、基因重组等。 b、染色体随机分配组合。 受精卵 2组染色体 父本 母本 减数分裂的2个同源染色体都是随机分配到2个子细胞中去的,因而减数分裂产生的配子的染色体组合是多种多样的。 例如,人有223=8 388 608种组合,精子和卵都如 此。,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十四章 生殖和发育,2、性别进化 ( 1 )细菌的有性生殖 大肠杆菌的遗传学: 2个在代谢功能上有缺陷的菌株,分别不能合成甲硫氨酸和生物素、苏氨酸和亮氨酸,假如细菌间无基因交流,在缺少上述四种物质的培养基中培养,则不能生存;而实验结果却相反,出现与野生型相似的大肠杆菌。这说明有基因交
6、流。 大肠杆菌F+细菌含F质粒(也称性因子,是小的双链环状DNA分子),而F-细菌不含F质粒,两者结合后,单链质粒进入F-细菌,而留下的单链则复制成双链。 细菌的接合表现了初步的性分化。没有繁殖的意义,但有增多变异的作用。,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十四章 生殖和发育,(2)纤毛虫的交配型 也称接合。 不同交配型的细胞结合(初步的性别分化)。大核退化,小核减数分裂,接着三小核退化,剩一小核分裂一次,形成静止核和迁移核迁移合子分裂(接合体分开) 八核核分化四大核,四小核 细胞分裂四个纤毛虫。,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十四章 生殖和发育,(3)配子生殖 性别分化完善。 配子是
7、单倍体的有性生殖细胞。 根据配子的形态和功能分化水平,配子生殖分 成三类: 同配生殖。 两配子大小、形态相似,都有纤毛,能运动。 异配生殖。 两配子大小不等,但形态相似,都有纤毛,能运动。 卵配生殖。 配子特化为精子和卵。精子形小,有鞭毛,能运动; 卵形大,无鞭毛,不能运动,其内储藏有大量的营养 物质。,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十四章 生殖和发育,3、雌雄同体 虽然有雌雄两性的分化,生物体却不一定都分为雌性个体和雄性个体,很多生物是雌雄同体的。 植物界:雌雄同体比较普遍。 如两性花;雌雄同株南瓜。 无脊椎动物 虫、蚯蚓等是雌雄同体。,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十四章 生殖
8、和发育,生物体的性别一般是由基因决定的,如人类,男性XY、 女性XX。但有些动物的性别是由环境决定的。 如后缢: 雌虫有吻,长约 雄虫无吻,长约1-3厘米, 1米,自由生活。 栖居于雌虫的子宫或体腔中, 器官大多退化。 自由生活 附着在雌虫体上 幼虫 比较经济,有利于受精及繁殖后代。,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十四章 生殖和发育,4、孤雌生殖 定义:卵不必受精就可发育成成虫 无脊椎动物:轮虫、甲壳类动物,某些昆虫。环境 恶化时,才有雄虫出现,产生精子, 精卵融合产生带厚壳的受精卵。 蜜蜂:孤雌生殖产生雄峰。由它产生精子,完成 有性生殖。,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十四章 生
9、殖和发育,(三)高等植物的生殖和发育 (以被子植物为例),普通生物学 第二部分 个体生物学 第十四章 生殖和发育,1、花 花是被子植物的生殖器官,是一变态的枝条。 花柄 花托 花冠 花被 花萼 典型的花 花药 雄蕊群 花丝 柱头 雌蕊群 花柱 子房,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十四章 生殖和发育,花柄 花托 花萼 花冠 雄蕊群 雌蕊群,(1)花柄 花柄是节间缩短的枝条。 长垂丝海棠, 短贴梗海棠。 (2)花托 花托是花柄顶端膨大的部分。 圆柱状玉兰 它的形态多变 圆锥状草莓 杯状桃 倒圆锥形莲,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十四章 生殖和发育,(3)花被 花萼:多为绿色。离萼、合
10、萼,早落萼(虞美 人)、宿存萼(柿、茄)、落萼。 花冠:比较艳丽。 色彩:薄壁细胞 质体胡萝卜素橙色 液泡花青素紫、红、蓝 随pH值变化而变化。,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十四章 生殖和发育,(4)雄蕊群 雄蕊的总称。雄蕊也是特化的叶,或称小孢 子叶。雄蕊的数目可变。 雄蕊 花丝:分离(桃)、 单体(锦葵)、 二体(豆)、多体(金丝桃) 花药:二或四个花粉囊,花粉在此产生。,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十四章 生殖和发育,(5)雌蕊群 雌蕊的总称。 雌蕊的组成单位称心皮,是特化的叶,也称大孢子叶。 一个雌蕊可能只有一个心皮,也可能由多个心皮组成。 合生雌蕊、离生雌蕊。 雌蕊
11、柱头:接受花粉的地方。 花柱:花粉管的通道。 子房: 一室或多室,内有胚珠 珠被:一层或两层细胞。 珠心 珠孔:花粉管的通道。,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十四章 生殖和发育,子房内壁着生胚珠的地方称胎座。 直生 形态上,胚珠可分为 侧生 横生 子房在花托上的着生部位有三种形式: a、子房上位:原始形式。如 樱桃、李等。 b、子房半下位或称子房周位:花托中部凹陷,包围子房,但 不与子房壁愈合。如蔷薇、月季。 c、子房下位:子房壁与花托愈合。苹果、南瓜(吃的部分主 要是花托)等。,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十四章 生殖和发育,二被花:油菜 单被花:百合 无被花:杨 花的形态多变
12、: 离瓣花:玉兰 合瓣花:牵牛 辐射对称:牵牛 两侧对称:紫藤,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十四章 生殖和发育,(6)花序 少数植物是独生花(郁金香)或单生花(紫玉兰),但更多的植物,花以一定的方式排列在花序轴上,这种形式称花序。样式很多,书上有图解。(实际比书上画的多的多)。,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十四章 生殖和发育,2、花粉粒的产生 ( 1 )从孢原细胞到小孢子 表皮 MD 花药壁 绒毡层 孢原细胞 RD 花粉母细胞(小孢子母细胞)小 孢子,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十四章 生殖和发育,(2) 从小孢子到雄配子体 MD 营养细胞 3、细胞:小麦、水稻 小孢子
13、 雄配子体 生殖细胞 两个精子 2、细胞:棉花、桃、 (成熟花粉) 花粉壁上有萌发孔,有利于花粉萌发。 花粉的形态多样, 而且不易腐烂 ,因此在古植物学、 气候、 地层等研究中很有用。 花粉营养丰富, 但壁不易消化, 因此加工技术很重要。,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十四章 生殖和发育,3、胚囊的形成 (1)从孢原细胞到大孢子 近珠孔的珠心顶端孢原细胞(核大, 质浓) 直接发育成 或分裂,上面的细胞参 与到珠心组织的形成中, 下面的细胞发育成 大孢子母细胞 RD 四个细胞 近珠孔三个退化, 一个发育成大孢子 (每一胚珠仅有一个大孢子),普通生物学 第二部分 个体生物学 第十四章 生殖和
14、发育,(2) 从大孢子到胚囊 三次分裂 大孢子 8核,组成7个细胞。 成熟胚囊的组成: 珠孔端有一个卵细胞和两个助细胞。助细胞能分泌向化性物质,引导花粉管生长。 中央是有两个极核的中央细胞,它受精后发育胚乳。 另一端是三个反足细胞。它们可能有运输营养物质入胚囊的作用。,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十四章 生殖和发育,4、 开花及传粉 开花后, 花粉和胚囊成熟, 花药破裂, 花粉粒有由风 力、 昆虫等传递到柱头上 。 传粉:花粉传递到柱头上的过程。 1) 自花传粉和异花传粉 豌豆 闭花受精。孟德尔定律。 单性花异花传粉,有利于基因交换。 2) 风媒和虫媒 风媒花:结构简单, 节省资源产生
15、大量花粉,柱头 大,而且结构特殊, 花粉小而轻,常有翅。 虫媒花:有 吸引昆虫的结构和物质,如艳丽花被,有 蜜腺分泌蜜(可作昆虫的食物),发出香味 或特殊之味能吸收昆虫的物质。,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十四章 生殖和发育,5、 花粉的发育和受精 花粉传到柱头上后, 就能被柱头细胞分泌的一层亲水蛋白粘住。同种花粉萌发, 异种花粉则不能。存在花粉和柱头的识别作用, 保证了植物种的稳定性。 识别机制:亲和力。 花粉壁上有绒毡层 分泌的糖蛋白质分子 柱头分泌某 些激活物质 亲和识别 花粉萌发 柱头表面有一薄层蛋 (同种结合,异种则不能) 白质, 其上有特异的 受体部位(蛋白质分子),普通生
16、物学 第二部分 个体生物学 第十四章 生殖和发育,从萌发孔处长出花粉管 ,花粉管穿过柱头、 花柱、 珠孔,经助细胞进入胚囊,在此期间两个精子或生殖细胞移入花粉管(生殖细胞在花粉管进入胚囊前分裂成两个精子),营养细胞消失。接着释放精子, 进行双受精 受精卵 胚。 受精的中央细胞 胚乳(三倍体) 为胚的发育提供养料。,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十四章 生殖和发育,6、 胚的发育 受精后, 子房和胚珠继续发育成果实和种子, 其 他部分则枯萎。 3n的胚乳核连续分裂发育成胚乳 含大量营养物质, 供胚发育之用。 一般经过一段时间休眠后,受精卵就分裂、 生长, 最终分化成胚。 双子叶植物的胚:
17、子叶, 胚芽, 胚轴, 胚根等部分。 单子叶植物的胚:一般较小, 仅具一子叶, 另一退化, 胚乳丰富。其中禾本科植物的子叶特化为质片。 蚕豆, 大豆等我们食用的是子叶, 而谷物则为胚乳。,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十四章 生殖和发育,7、 种子和果实 一般多含石细胞和纤维,干而 韧,也有肉质 的,如石榴、 龙眼、银杏等。 种皮 珠被 胚珠种子 胚 受精卵 胚乳 受精的中央细胞 是种子而不是果实。 成熟种子中有或无(在发育过程中 消失, 养料转移到肥大的子叶中)。,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十四章 生殖和发育,7、 种子和果实 子房壁 果皮 果实 种子 胚珠连续发育,刺激 真
18、果、假果 梨果(梨, 苹果等) 果(西瓜, 南瓜等) 花托 + 子房,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十四章 生殖和发育,草莓可食用的是花托, 而凤梨、无花果则为花序轴。 单果、复果 。 干果、肉果。 桑葚 突变导致 无籽果实 内源激素异常 营养繁殖 人工喷洒激素,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十四章 生殖和发育,8、果实和种子的散布 利用各种方法, 尽可能散布得较远, 以获得较大的生存空间, 以利于物种的生存。 风力:蒲公英、 枫杨、 榆树。 水力:椰树 椰果, 果皮有疏松的纤维层, 可浮在海上从一个岛漂到另一个岛。在海水中不会萌发, 上陆后, 经雨水冲洗, 才萌发。 动物 : 皮
19、毛 苍耳、 山蚂蝗等。 消化道 很多肉质果。 引诱动物, 不是白食的,而是帮助把种 子散布到更远的地方。,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十四章 生殖和发育,9、种子萌发 种子有一定的寿命, 一般2年。 少数植物则特别长, 如睡莲, 在二次大战中, 一次大英博物馆被炸, 消防队用水救火后, 发现数百年前的种子萌发了。 种子成熟, 有的可立即萌发, 如水稻, 如阴雨连绵, 在稻穗上就会萌发, 造成损失。 但多数种子要经过一段时间休眠后, 才能萌发。 休眠原因:需低温或种子中有抑制萌发的物质要降解。 在沙漠中,被子植物的种子只在大的降水后才萌发,这是对此环境的适应。 ,普通生物学 第二部分 个
20、体生物学 第十四章 生殖和发育, 如条件合适, 有适宜的温度、湿度, 休眠期等, 种 子开始萌发。吸水膨胀, 呼吸作用加强, 胚细胞 开始活跃分裂。 休眠的种子代谢极低, 因此才能出现数百年前的 种子萌发。 胚根向地生长,形成主根;胚轴伸长, 形成芽, 向上穿破土层,发育成幼苗。,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十四章 生殖和发育,四、人和动物的生殖和发育 (一)雄性生殖系统; (二)雌性生殖系统; (三)受精; (四)卵裂和胚层; (胚胎发育的几个重要阶段) (五)人的发育,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十四章 生殖和发育,(一)雄性生殖系统 P361, 图14-27A 睾丸、附睾
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