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《生物的生殖和发育·生物的发育》知识点总结1

《生物的生殖和发育·生物的发育》知识点总结1

个体发育

多细胞生物体从受精卵开始,经过细胞分裂、组织分化和器官建成,直至性成熟的整个发育过程。个体发育过程大致分为胚的发育和胚后发育两个阶段。胚的发育是指由受精卵发育为幼体(胚)的过程。被子植物的胚发育过程伴有胚乳发育和种皮形成。胚后发育是指由幼体发育至性成熟的过程。种子植物的胚后发育始于种子萌发成幼苗,幼苗的继续发育过程又分为营养生长和生殖生长两个阶段。小卵型动物如昆虫、鱼类和两栖类,幼体孵出后在外界环境中完成胚后发育过程。某些鱼类、爬行类、鸟类和哺乳类,幼体在卵内或子宫内进行初期生长,经过一段时间后,幼体出壳或出生,再继续进行幼体生长和生殖生长。有人将这些动物和人类的胚的发育和幼体的初期生长,合称为胚胎发育;幼体孵出或出生后的继续生长和发育,称为胚后发育。

发育

细胞或生物体的结构和功能从简单到复杂的质变过程。细胞的发育过程主要指分生组织产生的同型新生细胞发育为异型的体细胞的变化过程,即细胞分化。细胞分化过程中,同型细胞之间整套基因组中活化的部位各异,使合成的酶有所差异,细胞的形态和内部的微细结构有所不同,生理功能上也有所分工。细胞分化导致组织出现和器官建成。生物体的发育过程主要指生物的个体发育而言。个体发育过程分为不同的发育阶段,发育阶段是以质变为依据来划分的,每一个发育阶段都以生长为基础,使个体在新的发育阶段上产生新的生长变化。

植物胚的发育

指从合子(受精卵)细胞分裂开始,经过原胚和胚的分化发育阶段,直至成熟胚形成的发育过程。被子植物的双受精完成后,受精卵进入一个长短不同的休眠阶段。通常将休眠后的受精卵进行第一次细胞分裂作为胚发育的起点。合子分裂大多数为横向不等分裂,靠合点端的一个大细胞称为顶细胞,靠珠孔端的一个小细胞称为基细胞。合子纵向分裂(如胡椒)和斜向分裂(如小麦)的方式少见。顶细胞和基细胞的形成,即为2-细胞的原胚。从2-细胞开始,直至器官分化前的胚发育阶段称为原胚时期。原胚发育阶段主要是顶细胞进行多次分裂形成球状胚体;基细胞分裂或不分裂,主要参与胚柄的形成或者也参加胚体形成。由球状胚体继续发育为成熟胚的阶段称为胚的分化时期,即胚芽、胚轴、胚根和子叶四部分结构建成的发育过程。

原胚

在植物胚的发育过程中,从2-细胞开始,直至球状胚体的统称。原胚主要是由顶细胞经过多次分裂形成的胚体。在原胚早期发育中,顶细胞进行有规律性的细胞分裂3次,形成8细胞原胚(即八分体),其外形有两种形式:一是每4个细胞一排,两排呈叠置状;一是中央4个细胞被边缘的4个细胞包围。荠菜的八分体细胞进行平周分裂,外面的一层细胞为表皮原,里面的细胞进一步分裂将产生原形成层和基本分生组织。16个细胞形成后,表皮原细胞进行垂周分裂,内部细胞进行纵向分裂,结果形成32-细胞原胚。这时的胚是球形的。由于球状原胚体已分化出原始组织,因而能进一步分化,是胚发育的重要转折阶段。在原胚发育过程中,基细胞如果分裂,则形成细长的胚柄,与靠珠孔的大孢子壁相连。

胚的分化

在植物胚的发育过程中,由球状原胚体继续发育,分化形成胚芽、胚轴、胚根和子叶,直至达到胚成熟的发育过程。双子叶植物和单子叶植物胚的分化过程及成熟胚的结构有差异。如荠菜的球状原胚体继续发育时,其顶端两侧细胞分裂速度快,出现子叶原基,随着子叶原始体的发育,胚变为心脏形。随后,两个子叶原始体向上增长而成为两片子叶;子叶间的胚体顶部分化为顶端分生组织,以后形成胚芽;胚的主体经过细胞增殖和分化,分成上胚轴和下胚轴;与下胚轴连接的胚柄细胞,经过增殖发育成胚根。小麦的16~32细胞原胚,首先从其顶端的侧面开始分化盾片(即子叶),盾片相对的原胚部分接着分化出胚芽鞘原基,然后分化出茎端结构(顶端生长点和叶原基)。胚根是从胚体的中央区域分化的。在盾片的相对一面还有一个突起,即外胚叶。

胚柄

伴随原胚发育由基细胞分裂形成的柄状结构。它将胚固着在胚囊的珠孔端。除少数植物(如石竹)的基细胞不分裂外,基细胞通常经过多次横分裂产生一列细胞,形成发达的胚柄。胚柄一般在胚发育至球状原胚时期达到较高锋,随着胚乳组织的发育,它停止生长,在成熟种子中胚柄不存在或仅留其残迹。许多植物的胚柄发生,将原胚推入珠心组织或胚乳中,使其处于营养丰富的环境里。在胚的早期发育阶段,靠近珠孔端胚柄最基部的细胞增大成囊状。胚柄内部细胞之间有明显的胞间连丝。表明胚柄有从周围组织吸收营养运输至胚体的作用。胚柄细胞中含有许多光滑型内质网,可能分泌赤霉素等物质,对胚的早期发育起着调节作用。

胚乳的发育

指种子中具有贮藏养料功能的胚乳的发育过程。裸子植物的胚乳是从雌配子体延续而来的单倍体结构。被子植物的胚乳一般由两个极核和一个精子融合后,由初生胚乳经过核分裂形成,是一种三倍的体结构。被子植物的胚乳发育先于胚的发育,三核合并完成后不经过休眠,就在胚囊中央细胞部位发育成胚乳组织。胚乳的功能主要是为胚的发育提供营养。种子成熟时,胚乳成为贮藏淀粉、脂肪和蛋白质的组织,供胚萌发成幼苗时利用。

种皮形成

伴随胚和胚乳发育的同时,胚珠的珠被发育形成种皮的过程。胚珠的珠被为单层的,发育成的种皮只有一层;胚珠有内外两层珠被的,发育成的种皮通常为两层。但是,有些植物(如蚕豆)胚珠的内珠被为胚吸收,由外珠被发育成一层种皮;水稻和小麦的外珠被退化,内珠被有两层细胞,外层细胞消失,由内珠被的内层细胞发育成种皮。种皮多数是干燥的,少数种类的外种皮肉质化,如银杏的外种皮肉质增厚;石榴种皮的外表皮变为多汁的细胞层等。

胚珠

裸露于大孢子叶上或包藏于子房内部的由珠心、珠被和珠孔几部分组成的结构。裸子植物的裸露胚珠具有一层珠被;被子植物的胚珠通常具一层或双层珠被(分为内珠被和外珠被),有些植物珠被的最内层分化为特殊的形态结构,可能执行从周围组织转运营养物质至胚囊的作用。在胚珠的端部珠被不愈合而形成珠孔,它是花粉管伸入胚囊的孔道。珠心是胚珠中最重要的部分,以后的胚囊就是由这部分的细胞发育出来的(见珠心)。胚珠的基部有珠柄,与胎座直接相连。胚珠基部与珠孔相对的部位,珠被、珠心和珠柄相愈合的部分称为合点。胚珠在珠柄上的着生方式,可分为直生胚珠、倒生胚珠、横生胚珠和曲生胚珠等多种类型。

珠心

亦称大孢子囊。是胚珠原基前端细胞分化成的薄壁组织,它产生的大孢子母细胞,经过减数分裂形成功能大孢子。有些植物的珠心,其孢原细胞被一层珠心表皮包围,孢原细胞直接起大孢子母细胞(即胚囊母细胞)的作用。有些植物珠心中的孢原细胞分裂为周缘细胞和造孢细胞。周缘细胞分裂形成多层珠心细胞,包围着造孢细胞,造孢细胞通常直接起大孢子母细胞的作用。由大孢子母细胞进一步发育为大孢子有多种方式,其共同特点是:大孢子母细胞经过减数分裂,形成4个含有单倍数染色体的大孢子,通常是只有1个大孢子发育,其余3个退化,大孢子最终发育成成熟胚囊即雌配子体。

反足细胞

成熟胚囊内位于合点端的细胞群。不同植物胚囊中反足细胞数目不等,可从无到10多个,甚至多达300多个。细胞核可以是1个,也有2核或多核的。核中染色体的倍性变化可以从1n至48n.这是由于反足细胞进行非典型的有丝分裂造成的。反足细胞寿命通常很短,在受精前或受精后不久退化。有些植物的反足细胞生活期长,含有大量的线粒体、质体和内质网等细胞器,它们可能与胚囊吸收营养物质有关。

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