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高中生物奥林匹克竞赛辅导专题讲座-专题十六-植物的生殖和发育_图文

高中生物奥林匹克竞赛辅导专题讲座 专题十六 植物的生殖和发育 [竞赛要求] 1.生殖(包括蕨类和苔藓) 无性生殖(无性繁殖系的形成) 有性生殖 2.花的结构 3.传粉 4.双受精 5.种子植物、蕨类和苔藓的世代交替 6.减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ [知识梳理] 生殖的类型:有两大类 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:水螅和酵母中常见。母体一定部位出芽,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。 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。如插条发 育为新植物。 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 。独立的根可再生出茎、伞,继续生活,独 立的茎可再生出伞和根,但由于缺少细胞核,最终死去。 (3)高等植物的营养生殖: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,还有组织培养也属于 营养生殖。 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。 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 减数第一次分裂: 前期 I:同源染色体配对,形成四分体。每对染色体之间形成一个特殊结构,称为联会 丝复合体。染色体缩短变粗后,可看到在同源染色体的非姐妹染色体单体之间形成交叉,发 生染色体片段的互换, 结果每一条染色单体就不再是原来的染色单体了, 而已含有对方的基 因成分。随染色体向两端分开, 交叉也向两端移动, 即端化。同染色体分开时, 交叉也消失, 核膜、核仁解体,中心粒完成复制,两个中心体分别移向两极。此期持续时间很长,男人精 子形成过程中,前期 I 持续约二十几天。女人降生时初级卵母细胞就已进入前期 I,以后停 止发育,一直到性成熟时(约 14 岁)才开始依次完成减数分裂。 中期 I:成对的染色体排列在赤道板上。 后期 I:同染色体色体分别移向两极,两极各有一个染色体组,其中的染色体是父母双 方的染色体随机组合。 末期 I:染色体解旋变细,但不完全伸展,仍然保持染色体形态。核膜也不一定全部恢 复,只是细胞质分裂而成两个子细胞,然后就进行间期。 减数第二次分裂: 分裂后的两个子细胞中,已无同源染色体,染色体数减少一半。这次分裂类似于有丝分 裂,每条染色体的两姐妹染色体单体分裂,DNA 分子数也减少一半。 (2)与有丝分裂的比较 有丝分裂 DNA 复制一次,细胞分裂一次,形成 的细胞是双倍体的。 无“联会” 减数分裂 DNA 复制一次,细胞连续分裂两次,形成的 细胞是单倍体的。 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。 (3)减数分裂发生的时间:有三种情况 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。 (4)减数分裂丰富基因组合 a、染色体交换:交叉、基因重组等。 b、染色体随机分配组合:受精卵含有 2 组染色体组,来自于 父本和母本。 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。 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。 (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。 (3)配子生殖 性别分化完善。配子是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。 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;雌雄同株如南瓜。无脊椎动物如虫、蚯蚓等 是雌雄同体。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 1 米,自由生活。雄虫无吻,长约 1-3 厘米,栖居于雌虫的子宫或体腔中,器官大多退化。这种生殖方式比较经济,有利于受精及 繁殖后代。

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