生殖和發(fā)育

1、生殖和發(fā)育,一切生物都有新生、成長(zhǎng)、衰老和死亡的過(guò)程。 生物的發(fā)育通常指生物從受精卵開(kāi)始到形成成熟個(gè)體直至死亡所經(jīng)歷的一系列復(fù)雜的變化過(guò)程，包括胚胎發(fā)育和出生后的生長(zhǎng)發(fā)育，以及衰老和死亡。,本章內(nèi)容,生命周期生殖方式胚胎發(fā)育生長(zhǎng)、成熟和衰老,,一、細(xì)胞周期,（一）細(xì)胞周期與生命周期1、細(xì)胞周期：細(xì)胞周期指由細(xì)胞分裂結(jié)束到下一次細(xì)胞分裂結(jié)束所經(jīng)歷的過(guò)程，所需的時(shí)間叫細(xì)胞周期時(shí)間。（1）分裂間期 （靜止期）G1期

2、：指從有絲分裂完成到期DNA復(fù)制之前的間隙時(shí)間S期：指DNA復(fù)制的時(shí)期G2期：指DNA復(fù)制完成到有絲分裂開(kāi)始之前的一段時(shí)間2、分裂期將間期加倍的染色體分配到子細(xì)胞中去,細(xì)胞增殖周期,1、繼續(xù)分裂：造血干細(xì)胞、植物分生組織2、G0：分化為體細(xì)胞，神經(jīng)細(xì)胞、紅細(xì)胞3、暫不繼續(xù)增殖：肝細(xì)胞、淋巴細(xì)胞,調(diào)控點(diǎn),調(diào)控點(diǎn),接觸抑制,2、生命周期,生命周期是指受精卵經(jīng)過(guò)胚胎發(fā)育成為新個(gè)體，新個(gè)體長(zhǎng)大成熟后又產(chǎn)生下一代的全過(guò)程。,生命周期包

3、括生殖、胚胎發(fā)育和生長(zhǎng)發(fā)育等過(guò)程。,（二）生活史和世代交替,1、生活史：是指生物從個(gè)體發(fā)育到自然死亡所經(jīng)歷的全過(guò)程。2、世代交替：生物的整個(gè)生命周期中，有性世代與無(wú)性世代有規(guī)律地交替出現(xiàn)的現(xiàn)象稱為世代交替。,,二、生殖方式,（一）無(wú)性生殖： 不經(jīng)過(guò)雌雄交配，由單一親體直接產(chǎn)生同種新個(gè)體的生殖方式稱為無(wú)性生殖。 1、分裂生殖：親代細(xì)胞通過(guò)細(xì)胞分裂產(chǎn)生后代。草履蟲(chóng)、變形蟲(chóng)、細(xì)菌,分裂生殖,2、出芽生殖 ：親體身體

4、上長(zhǎng)出芽體，芽體發(fā)育成新個(gè)體。酵母菌、水螅,水螅的出芽生殖,草霉根的營(yíng)養(yǎng)生殖,3、營(yíng)養(yǎng)生殖：生物營(yíng)養(yǎng)器官發(fā)育成新個(gè)體。馬鈴薯的塊莖、秋海棠的葉,營(yíng)養(yǎng)生殖,4、斷裂生殖：生物身體斷裂成兩段，每段發(fā)育成新個(gè)體。,海星的斷裂生殖,,曲霉孢子,5、孢子生殖：生物特殊的生殖細(xì)胞——孢子分裂產(chǎn)生新個(gè)。青霉、曲霉、鐵線蕨,（二）有性生殖：兩個(gè)性細(xì)胞,即配子(精子或卵)融合為一,成為合子或受精卵,再發(fā)育成新一代.,1、融合生殖：兩個(gè)性細(xì)胞的結(jié)合和兩親體

5、細(xì)胞交換部分遺傳物質(zhì)后再產(chǎn)生新個(gè)體的繁殖方式。,1、葉綠體；2、接合管；3、過(guò)渡的原生質(zhì)；4、合子,（1）接合生殖：親體交換一部分遺傳物質(zhì)后，再分裂生殖（水綿）,減數(shù)分裂,特點(diǎn):配子又母細(xì)胞經(jīng)過(guò)減數(shù)分裂而產(chǎn)生.在此過(guò)程中,配子母細(xì)胞分裂兩次,但DNA只復(fù)制一次,所以經(jīng)過(guò)兩次分裂后得到的子細(xì)胞中染色體的數(shù)目只有一半.過(guò)程: 間期(DNA復(fù)制) →前期Ⅰ(細(xì)線期;偶線期;粗線期;雙線期)→中期Ⅰ→后期Ⅰ→末期Ⅰ→中期Ⅱ→后期Ⅱ→末期Ⅱ→子

6、細(xì)胞結(jié)果:一個(gè)二倍體的細(xì)胞產(chǎn)生了4個(gè)在染色體數(shù)目上和DNA含量上都是單倍體的細(xì)胞.注意:1精母細(xì)胞→4精子 1卵母細(xì)胞→1卵子+3極體,精細(xì)胞和卵細(xì)胞的形成,減數(shù)分裂和有絲分裂的比較,,減數(shù)分裂發(fā)生的時(shí)間:終端減數(shù)分裂:二倍體受精卵(有絲分裂和細(xì)胞分化)→二倍體動(dòng)物體(營(yíng)養(yǎng)體)(減數(shù)分裂)→配子(單倍性)始端減數(shù)分裂:受精卵(減數(shù)分裂)→營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞(有絲分裂)→單倍體配子(結(jié)合)→合子中間減數(shù)分裂:合子(有絲分裂)

7、→二倍體孢子體植物(產(chǎn)生)→孢子母細(xì)胞(減數(shù)分裂)→單倍體配子體植物(融合)→合子減數(shù)分裂豐富基因組合:配子的基因組合遵循2n規(guī)律.即有多少對(duì)染色體就能產(chǎn)生2n種配子.,性別進(jìn)化,細(xì)菌的有性生殖:細(xì)菌通過(guò)結(jié)合將存在的基因從一個(gè)細(xì)菌傳遞到另外一個(gè)細(xì)菌,有增多變異的作用,但是沒(méi)有繁殖的作用.有初步的性分化.纖毛蟲(chóng)的交配型:接合式的有性生殖:2個(gè)纖毛蟲(chóng)腹面相接→大核(退化)+小核(減數(shù)分裂)→多個(gè)單倍體小核(退化后存活兩個(gè))→靜止核+遷移

8、核(移入對(duì)方細(xì)胞中與對(duì)方靜止核融合)→二倍體合子(分裂分化)→大核+小核(細(xì)胞分裂)→新一代纖毛蟲(chóng),同配生殖 ：結(jié)合成合子的兩個(gè)配子，形態(tài)和大小相同 。低等的動(dòng)、植物，如藻類、真菌異配生殖 ：結(jié)合成合子的兩個(gè)配子，形態(tài)大小不同，一個(gè)稍大一些，一個(gè)稍小一些 。綠藻、原生動(dòng)物,Ⅰ、衣藻的同配生殖；Ⅱ、空球藻的異配生殖,卵式生殖 ：由精子和卵細(xì)胞結(jié)合而成，精子特別小，而卵細(xì)胞特別大 。高等動(dòng)物、高等植物,配子生殖,雌雄同體和孤雌生殖,動(dòng)植物

9、界都存在雌雄同體的現(xiàn)象,但是植物比動(dòng)物更普遍.如雌雄同株同花;雌雄同株異花;雌雄異株.植物的性別分化取決于基因,基因的表達(dá)受環(huán)境影響.無(wú)脊椎動(dòng)物也用雌雄同體;還有些動(dòng)物性別由環(huán)境決定.孤雌生殖:卵不必受精就可以發(fā)育成幼體,無(wú)脊椎動(dòng)物的部分蟲(chóng)類就是這樣的生殖方式.,高等植物的生殖和發(fā)育,一 花:是植物的生殖器官,由花托、花被、雄蕊群和雌蕊群四部分組成.植物發(fā)育成熟到了開(kāi)花期,在適宜的環(huán)境下就回開(kāi)花.1 花被:包括花萼和花冠兩部分.花

10、萼由不同數(shù)目的萼片組成,綠色,果實(shí)成熟時(shí)大多脫落.花冠由不同數(shù)目的花瓣組成.花朵不同的顏色來(lái)自花瓣細(xì)胞中質(zhì)體內(nèi)的胡蘿卜素和液泡內(nèi)的花青素.花的芳香也來(lái)自花冠.2 雄蕊群:雄蕊的總稱,有花絲和花藥兩部分,花藥發(fā)育成小孢子,最后發(fā)育成花粉粒.一般花藥有四個(gè)小孢子囊或花粉囊,成熟是花粉囊壁破開(kāi),花粉散出.,三、花,1、花的基本形態(tài),2、花被類型,3、花的性別,,3 雌蕊群:雌蕊的總稱,由柱頭、花柱和子房構(gòu)成.子房中有子房室、胚珠、株心、株被

11、、胚囊、株孔和胎座(生長(zhǎng)胚珠的地方).根據(jù)胚珠和胎座的位置可以分為:直生胚珠、倒生胚珠和橫生胚珠.子房在花托上的位置也有三種:子房上位、子房中位或半下位和子房下位.4 花序:有些植物的花按一定的排列格式聚生成簇在共同的花軸之上.不同的植物有不同的花序.如穗狀花序;總狀劃策;圓錐狀花序;傘形花序;散房花序;頭狀花序;柔荑花序;復(fù)傘形花序.,,二 花粉粒的產(chǎn)生:小孢子母細(xì)胞(減數(shù)分裂)→單倍體的小孢子(有絲分裂)→營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞(富含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)供

12、花粉粒繼續(xù)發(fā)育)+生殖細(xì)胞(分裂)→雄配子或精子→雄配子體(花粉粒)三 胚囊的形成:由胚珠內(nèi)的大孢子母細(xì)胞發(fā)育而成.大孢子母細(xì)胞(減數(shù)分裂)→大孢子(4個(gè)細(xì)胞排成一縱行,靠近珠孔的三個(gè)退化,余下一個(gè)發(fā)育為早期胚囊)→早期胚囊→胚囊(具有8個(gè)細(xì)胞核,位于中央的兩個(gè)是極核,靠近珠孔端的三個(gè)形成1個(gè)卵細(xì)胞和2個(gè)助細(xì)胞,另一端三個(gè)發(fā)育為反足細(xì)胞),四 開(kāi)花及傳粉,開(kāi)花:花藥及胚囊成熟后,花冠張開(kāi),路出雄蕊和雌蕊.傳粉:花藥破開(kāi),花粉粒借助風(fēng)

13、或動(dòng)物被帶到柱頭上的過(guò)程.是植物有性生殖的一個(gè)必要過(guò)程.有異花傳粉(不同植株之間或同一植株不同花之間的傳粉)和自花傳粉(花粉落到同一朵花的柱頭上使胚珠中的卵受精).風(fēng)媒花:靠風(fēng)傳播花粉的花.小,顏色不艷,沒(méi)有蜜腺,沒(méi)有香味,沒(méi)有花瓣,花粉粒小、輕,干燥,易于飛揚(yáng),花柱長(zhǎng),柱頭有分枝,這類植物大多密集生長(zhǎng),易于受粉.蟲(chóng)媒花:靠蟲(chóng)、蜂、碟、蛾等昆蟲(chóng)及其他動(dòng)物傳播花粉的花.顏色鮮艷,有蜜腺,香味濃,能吸引動(dòng)物.不同的動(dòng)物傳播不同的花粉.花

14、的形態(tài)、花蜜的成分等特性適宜于它的傳粉動(dòng)物.動(dòng)物與花之間相互適宜,共同發(fā)展以完成傳粉.,五 花粉發(fā)育和受精,花粉粒落到雌蕊柱頭上后,受到柱頭上黏液的刺激,就開(kāi)始萌發(fā).花粉?！ǚ酃堋咧椤吣摇p受精被子植物的雙受精既維持了被子植物染色體數(shù)目的恒定和遺傳性狀的相對(duì)穩(wěn)定,而且種子中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)-胚乳也具有雙親的遺傳物質(zhì),有利于后代的生長(zhǎng)發(fā)育,從而使被子植物的后代對(duì)外界環(huán)境具有更強(qiáng)的適應(yīng)能力.,受精,不親和性有性生殖使后代變異性增大，對(duì)

15、生存環(huán)境的適應(yīng)性增大，能為自然選擇提供更為豐富的素材。,胚的發(fā)育,雙受精完后,子房繼續(xù)生長(zhǎng)發(fā)育,在胚珠內(nèi),受精卵經(jīng)過(guò)休眠,開(kāi)始進(jìn)行分裂,細(xì)胞數(shù)目不斷增多,并且逐步分化出子葉、胚芽、胚軸和胚根.他們構(gòu)成被子植物的胚.受精的極核經(jīng)過(guò)多次細(xì)胞分裂,形成大量的胚乳細(xì)胞,最后構(gòu)成胚乳.,（1）動(dòng)物器官的發(fā)生外胚層中胚層內(nèi)胚層（2）植物器官的發(fā)生 胚種子 胚乳

16、 種皮,器官發(fā)生和形態(tài)建成,,,種子和果實(shí),胚珠發(fā)育成種子,胚乳逐漸被胚吸收,營(yíng)養(yǎng)物貯存在子葉里就形成無(wú)胚乳種子;胚乳不被吸收就形成有胚乳種子.子房發(fā)育成果實(shí).由子房發(fā)育而成的果實(shí)叫真果(如桃、小麥、葡萄);除子房外,花托或花被等也參與了果實(shí)的形成的果實(shí)叫假果.(如蘋(píng)果、梨),果實(shí),果實(shí)和種子的散布,不同的植物為了適應(yīng)外界而生存,可通過(guò)不同的途徑散播種子:借助風(fēng)、水、動(dòng)物和人.,種子的萌發(fā),在合適的環(huán)境條件下,種

17、子吸收水分后,體積脹大,種皮變軟,胚的生命活動(dòng)活躍起來(lái),胚乳里的營(yíng)養(yǎng)物在酶的作用下逐漸分解轉(zhuǎn)化,供給胚芽、胚軸和胚根等部分,這些部分得到營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)后開(kāi)始分裂和生長(zhǎng),胚根先從種子伸出,發(fā)育成根,胚芽突破種皮,鉆出地面長(zhǎng)成幼苗.,2、無(wú)融合生殖,（1）單性生殖 ：在進(jìn)行有性生殖的動(dòng)物中，卵細(xì)胞不經(jīng)受精，單獨(dú)發(fā)育成子代的生殖方式 。蜜蜂（雄蜂）（2）幼體生殖 ：少數(shù)昆蟲(chóng)在幼蟲(chóng)期就能進(jìn)行生殖，稱為幼體生殖。幼體生殖時(shí)成熟卵無(wú)卵殼，胚胎

18、發(fā)育在囊泡中進(jìn)行，孵化的幼體取食母體組織，繼續(xù)生長(zhǎng)發(fā)育，至母體組織消耗殆盡，破母體外出行自由生活，這些幼體又以同樣的方式產(chǎn)生下一代幼體。如瘦蚊(Oligarce paradoxus)在夏季產(chǎn)生雌、雄蛹，成蟲(chóng)羽化后交配產(chǎn)卵，行兩性生殖，而其余季節(jié)則行幼體生殖，因而也是一種世代交替現(xiàn)象。,,人和動(dòng)物的生殖和發(fā)育,一 雄性生殖系統(tǒng):哺乳動(dòng)物大多是雌雄異體,他們的有性生殖要依賴雌性和雄性個(gè)體的生殖器官的活動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn).雄性生殖器官及功能:生殖器官

19、包括睪丸、附睪、輸精管、副性腺、和陰莖等.睪丸是主要的雄性生殖器官,能夠產(chǎn)生精子和分泌雄性激素.睪丸位于陰囊內(nèi),產(chǎn)生精子的場(chǎng)所.精子呈蝌蚪狀,由頭、頸、尾三部分組成,能運(yùn)動(dòng).雄性激素:主要是睪酮,刺激雄性生殖器官和精子的發(fā)育與成熟,刺激并維持第二性征.分泌還受垂體控制.,,雌性生殖系統(tǒng):性器官包括卵巢、輸卵管、子宮和陰道.卵巢是主要雌性生殖器官,能產(chǎn)生卵細(xì)胞和分泌雌激素.卵巢位于腹腔,左右各一個(gè),內(nèi)有大小不同的卵泡,經(jīng)過(guò)初級(jí)、生

20、長(zhǎng)和成熟三個(gè)階段而發(fā)育成熟.排卵進(jìn)入輸卵管.卵細(xì)胞由細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核組成,還含有卵黃物質(zhì).不能運(yùn)動(dòng).雌激素:孕酮和雌激素,能刺激子宮生長(zhǎng),增后子宮壁,促進(jìn)第二性征的發(fā)育,促進(jìn)子宮膜進(jìn)一步發(fā)展,促進(jìn)乳腺發(fā)育.受垂體控制.,,受精:精子和卵子融合而成受精卵或合子的過(guò)程.體外受精和體內(nèi)受精:大多數(shù)海洋生物都是體外受精,排出的精子和卵子借助水的游動(dòng)完成受精.大多動(dòng)物都是體內(nèi)受精,提高了受精的效率.當(dāng)精子與卵細(xì)胞接觸時(shí),精子的頂體釋

21、放出一些酶,將放射冠溶解掉,接著精子的頭部通過(guò)透明帶和細(xì)胞膜進(jìn)入卵細(xì)胞,尾部留在外面.雄性一次射出的精子數(shù)有上億個(gè),但只有幾十個(gè)到達(dá)卵細(xì)胞的細(xì)胞膜附近,最終只有一個(gè)精子進(jìn)入卵細(xì)胞.精子進(jìn)入卵細(xì)胞以后迅速膨大并形成細(xì)胞核,與卵細(xì)胞的細(xì)胞核融合,兩者染色體也合在一起形成受精卵.,胚胎發(fā)育,動(dòng)物由受精卵發(fā)育為幼體或雛形個(gè)體的變化過(guò)程稱胚胎發(fā)生或胚胎發(fā)育。（一）早期胚胎發(fā)育1、卵裂和囊胚形成2、囊胚3、原腸胚的形成,細(xì)胞的全能性與克隆生

22、物,1、細(xì)胞全能性,2、克隆生物,,Dolly的出生,植物組織培養(yǎng)：誘發(fā)產(chǎn)生愈傷組織如果條件適宜，可培養(yǎng)出再生植株。用于研究植物的生長(zhǎng)發(fā)育、分化和遺傳變異；進(jìn)行無(wú)性繁殖；制取代謝產(chǎn)物。,2001年1月，美國(guó)克隆猴 “泰特拉”，這意味著克隆人已不存在技術(shù)障礙；,衰老和死亡,2002年10月7日英國(guó)人悉尼·布雷諾爾、美國(guó)人羅伯特·霍維茨和英國(guó)人約翰·蘇爾斯頓，因在器官發(fā)育的遺傳調(diào)控和細(xì)胞程序性死亡方面的研究獲諾