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生物的生殖和发育


 

一周强化

一、一周知识概述

1、植物的有性生殖和无性生殖;

2、无性生殖的应用;

3、昆虫的生殖和发育;

4、两栖动物的生殖和发育;

5、鸟的生殖和发育。

二、重点知识归纳及讲解

(一)植物的有性生殖和无性生殖

1、被子植物的有性生殖

  ——被子植物是由果实中的种子来繁殖后代,种子中的胚,是由两性生殖细胞结合成受精卵而发育来的,这种由受精卵发育成新个体的生殖方式就属于有性生殖。

2、无性生殖

  ——不通过生殖细胞的结合,由母体直接产生子代。这种生殖方式就叫做无性生殖。

思考:

(1)将马铃薯的块茎切成小块来种植时,每一小块都要带有________,理由是什么?

  将马铃薯的块茎切成小块来种植时,每一小块都要带一个芽眼。有一个健壮饱满的芽,才是繁殖成功的关键。芽可以成长为新的个体。芽合成生长素旺盛;不仅促进植株生长,也使植株的抗病能力增强,这也是繁殖成功的前提。没有芽的马铃薯小块,在土壤中会很快腐烂,很难实现繁殖的目的。

(2)植物的生殖方式是多种多样的,这对植物来说有什么意义?

  无性繁殖的意义:如马铃薯、竹的无性繁殖,产生后代个体的速度比较快(有性生殖所需时间一般比较长),有利于在环境适宜的条件下短时间内繁殖出大量个体,并且后代的性状较为一致。

  有性生殖的意义:有性生殖产生的种子、果实等,往往可以耐受不良环境条件,也容易通过各种媒介传播到其他地方,扩大植物的分布范围。还可以使后代具有父母双方的基因,适应环境变化的能力更强,在进化上更有意义等。

(二)无性生殖的应用

1、嫁接

  ——嫁接就是把一个植物体的芽或枝,接在另一个植物体上,使结合在一起的两部分长成为一个完整的植物体。接上去的芽或枝叫做接穗,被接的植物体叫做砧木。嫁接的方法有两类:芽接和枝接。芽接是用芽作接穗,枝接是用枝作接穗。不管是芽接或枝接,都要确保接穗的形成层与砧木的形成层紧密地结合在一起。只有这样,双方的形成层分裂出来的新细胞才能愈合,接穗才能成活。

  仙人掌嫁接蟹爪兰需要的材料用具有:蟹爪兰幼茎、仙人掌,芽接刀、废纸、尺子、医用橡皮膏等。

  嫁接的方法如下:先用尺子测量蟹爪兰扁平的变态茎的宽度,再将仙人掌的球茎顶端平着切掉一部分;要使切口略宽于蟹爪兰茎的宽度。使用芽接刀小心地在切口中央下切1.5~2 cm深;再把蟹爪兰茎的背腹两侧1~1.5 cm处各斜削一刀,削成楔形。立即将削好的蟹爪兰插入仙人掌的切口中(注意尽量避免对伤口的污染),插牢后用医用橡皮膏把插接处缠绕一周。操作时可用废纸包住仙人掌,避免小毛刺扎手。

2、扦插

  ——扦插也称插条,是一种培育植物的常用繁殖方法。可以剪取某些植物的茎、叶、根、芽等(在园艺上称插穗),或插入土中、沙中,或浸泡在水中,等到生根后就可栽种,使之成为独立的新植株。

  为了保证扦插的成活,必须注意以下几个关键性的问题:

  (1)插穗的选择和处理。要选择生长健壮没有病虫害的枝条作插穗。选好插穗后要精心处理。嫩枝插的插穗采后应立即扦插,以防萎蔫影响成活。多浆植物(如仙人掌等),剪取后应放在通风处晾几天,等切口略有干缩再扦插;或用微火略烧烤下面切口,以防止腐烂。一般植物插穗的下面切口如沾一些刚烧完的草木灰,也有防止腐烂的作用。

  (2)温度。一般植物的扦插以保持20~25 ℃生根最快。温度过低生根慢,过高则易引起插穗切口腐烂。所以,如果人为控制温度的条件,一年四季均可扦插。自然条件下,则以春秋两季温度为宜。

  (3)湿度。扦插后要切实注意使扦插基质保持湿润状态,但也不可使之过湿,否则引起腐烂。同时,还应注意空气的湿度,可用覆盖塑料薄膜的方法保持湿度,但要注意在一定时间内通气。

思考:植物的无性生殖在农业生产上有着广泛的应用,你还能举出一些实例吗?这些植物是否也能进行有性生殖?

  植物的无性生殖在农业生产上有着广泛的应用。比如白薯是先育秧,然后再扦插。蒜、姜、藕、荸荠、芋头等也可以用地下茎繁殖。山药不仅可用根状茎繁殖,还可用叶腋生长的“零余子”(珠芽)繁殖。进行无性生殖的植物,大多是具有有性生殖能力的。

(三)昆虫的生殖和发育

  

  变态发育——在由受精卵发育成新个体的过程中,幼虫与成体的形态结构和生活习性差异很大,这种发育过程称为变态发育。

1、完全变态

  家蚕、蜜蜂、菜粉蝶、蝇、蚊等昆虫的发育经过卵、幼虫、蛹、成虫四个时期,这样的发育过程称为完全变态。

  下面是家蚕生殖发育过程中各个阶段的形态图。

思考:

  (1)认真观察家蚕在各阶段的形态特点,将上述各图按家蚕的生殖发育过程进行排序,并填写在横线上(以图的序号排序)__________。想一想,家蚕的一生要经过__________、____________、____________和____________时期。

  ⑤→②→①→⑥→④→③;受精卵,幼虫,蛹,成虫。

  (2)比较家蚕的幼虫、成虫和蛹的形态特点和生活习性,并填写下表。

 

形态特点

生活习性

幼虫

   

成虫

   

   

比较

形态特点

生活习性

幼虫

身体柔软,具有环节,在胸腹部有8对足

主要以桑叶为食,有蜕皮现象。化蛹前吐丝结茧

成虫

有三对足,两对翅,体被白色鳞毛

不取食,几乎不能飞行,雌雄交尾后,雄蛾死亡,雌蛾产卵后也死亡

体表光滑,体形呈椭圆柱状

不食不动,羽化成蛾,破茧而出

  (3)家蚕是通过哪种生殖方式繁殖后代的?这种生殖方式的特点是什么?

  家蚕通过有性生殖的方式产生后代。这种生殖方式是由两性生殖细胞(如精子和卵)结合形成受精卵,由受精卵发育成新个体。

  (4)根据日常的观察,说说还有哪些动物与家蚕的生殖和发育方式相似。

  蚊、蝇、菜粉蝶、蜜蜂、赤眼蜂等动物与家蚕的生殖和发育方式相似,它们都是进行有性生殖,发育经过受精卵、幼虫、蛹、成虫四个时期,为完全变态。

  (5)“春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干”(唐·李商隐)。从家蚕的发育过程来分析,这句诗有什么不准确的地方?你能通过改其中两个字使之既有科学性,又不失艺术性吗?

  从家蚕的发育过程来分析,其中“春蚕到死丝方尽”不正确。因为春蚕作茧后并没有死,而是变成不食不动的蛹,蛹经过一段时间的发育将羽化成为蚕蛾。因此,此句诗可改为“春蚕化蛹丝方尽”,这样既符合家蚕的发育过程,又不失艺术性。

2、不完全变态

  蝗虫、蟋蟀、蝼蛄、螳螂等昆虫的发育经过卵、若虫、成虫三个时期,这样的发育过程称为不完全变态。

思考:列表比较家蚕与蝗虫的生殖和发育的异同点。

比较

相同点

不同点

家蚕

有性生殖,发育为变态发育

发育经过卵、幼虫、蛹和成虫四个时期,幼虫的形态结构和生活习性与成虫有显著不同,为完全变态发育

蝗虫

有性生殖,发育为变态发育

发育经过卵、若虫、成虫三个时期,幼虫与成虫的形态结构、生活习性相似,为不完全变态发育

(四)两栖动物的生殖和发育

  两栖动物是脊椎动物进化史上由水生向陆生的过渡类型,成体可适应陆地生活,但繁殖和幼体发育还离不开水。

  主要的特征是:体温不恒定;卵生,幼体在水中生活,经变态后成体可适应陆地生活,用肺呼吸,皮肤裸露而湿润,无鳞片、毛发等皮肤衍生物,粘液腺丰富,具有辅助呼吸功能。

1、青蛙的生殖和发育

思考:

(1)请你对“蛙的生殖和发育”图进一步观察,想一想有没有感到困惑不解的地方。

  上图中三位同学所提问题的参考答案如下:

  蝌蚪在发育的过程中,随着四肢的逐渐长出,尾部也逐渐消失。经科学家研究发现,蝌蚪的这种发育现象是受基因(遗传物质)控制的,就好像是按照编好的“程序”使蝌蚪尾部细胞死亡消失,因此科学家将此称为“程序性细胞死亡”。

  刚孵出的小蝌蚪不会取食,经常吸附在卵壳或水草上,靠残存的卵黄获得营养,2~3天后才开始吃藻类和水蚤等。

  从生物进化的角度分析,两栖动物是脊椎动物由水生向陆生过渡的一个类群,在蛙的个体发育的过程中,蝌蚪生活在水中,具有外形像鱼、用鳃呼吸等特点,说明生物在个体发育的过程中,还保留着水栖祖先在水中生活的特点。

(2)根据你的观察和已经掌握的知识,列表比较早期蝌蚪与成蛙在外部形态上的不同点。

比较

早期蝌蚪

成  蛙

外形特征

身体分为头、躯干和尾部,没有四肢

身体分为头、躯干和四肢,没有尾

头部

感觉器官不发达,头后两侧有鳃

视觉、听觉敏锐,无鳃(有肺),适于陆地上生活

躯干、四肢、尾

通过躯干和尾部的摆动产生运动,适于在水中游动

后肢强大,前肢短小,适于陆地上跳跃。后肢趾间有蹼,适于在水中游泳

(3)在鱼缸中培养蛙卵,应当为蛙卵的发育提供怎样的环境条件?

  ①蛙卵发育需要一定的温度和充足的氧气等条件,所以,培育蛙卵的水环境应是水质清澈,向阳温暖,水中最好放有一些水草(如金鱼藻)。

  ②蛙卵发育成蝌蚪后,应用一些碎饭粒或碎菠菜饲喂蝌蚪。还应饲喂煮熟的蛋黄和水蚤等动物性饲料。还应注意经常换水,保持水质的清洁。

  ③当蝌蚪长出四肢时,应在水中放置一块石块或木板,以便蛙能登陆到陆上生活。

2、两栖动物的生殖发育与环境条件

  据资料分析和科学家的研究,已经证明两栖动物的生殖和发育离不开水,而成体则需在陆地上生活。这样就使大多数两栖动物只能分布在水域附近的潮湿的地区。环境变迁也是影响两栖动物分布的重要因素,随着池塘、河流、湖泊等水域环境的缩小,两栖动物的分布范围也愈来愈小。

(五)鸟的生殖和发育

1、鸡卵的结构

思考:

(1)卵壳、壳膜、卵白和卵黄各有什么功能?

  卵壳和卵膜对卵起保护作用,在卵壳上有许多气孔可以透气,以确保卵进行气体交换。卵白对胚有营养和保护作用。卵黄是卵细胞的主要营养部分,为胚胎发育提供营养,在卵黄外面包裹着卵黄膜。

(2)卵的哪一部分将来可以发育成雏鸡?

  受精卵的胚盘将发育成雏鸡。胚盘是鸡卵受精后开始发育形成的初始胚胎,在适宜的条件下胚胎发育成雏鸡。

2、鸟类的生殖和发育过程

  鸟类的生殖和发育过程一般包括求偶、交配、筑巢、产卵、孵卵和育雏几个阶段,每个阶段都伴随着复杂的繁殖行为。

  孔雀开屏:绿孔雀属于鸟纲、雉科。为我国云南南部的留鸟,多栖息于山脚一带的河溪或农田附近。绿孔雀雌雄个体的羽色不同,雄性羽色华丽,在繁殖期间雄孔雀通过展示自己漂亮的羽毛来招引雌孔雀,此行为属于求偶行为。

  丹顶鹤跳舞:丹顶鹤属于鸟纲、鹤科。常涉于近水浅滩,取食鱼、虫、甲壳类以及蛙等,兼食水草及谷类。在我国黑龙江省嫩江中、下游的沼泽地区营巢繁殖。在繁殖的前期,丹顶鹤以优美的舞姿来招引异性。

  织布鸟在筑巢:织布鸟属于鸟纲、文鸟科。织布鸟为我国云南西部及南部西双版纳一带的留鸟,成群栖息于山麓或低丘地带,食谷粒和昆虫。织布鸟的鸟巢上端有柄,悬挂在树枝或棕榈叶上,再取纤维由雌雄协力缝合而成。昔人以其缝时内牵外引,状似织布,故名织布鸟。

  雌雄鸟在交配:翠鸟属于鸟纲、翠鸟科。常栖息于溪涧边,以鱼为食,营巢在岸旁洞穴中,主要分布于我国中部和南部,为留鸟。

  最下方两图分别为鸽在孵卵、橙澳(又名橘燕)在给雏鸟喂食。

思考:列表比较昆虫、两栖动物和鸟类的生殖和发育方式,并简单要分析不同生殖方式对环境的适应性。

生物种类

生殖方式

发育方式

昆  虫

有性生殖、体内受精、卵生

完全变态或不完全变态

两栖动物

有性生殖、体外受精、卵生

多为变态发育。在变态发育中,幼体离不开水

鸟  类

有性生殖、体内受精、卵生

受精卵经过孵化发育成雏鸟,雏鸟发育为成鸟,没有变态发育

  昆虫的变态发育,使昆虫一生中不同发育阶段,适应不同的食物和生活环境。两栖动物的受精过程和幼体发育的特征,只适于在有水的环境中生活。鸟卵的结构复杂,胚胎的发育受到良好的保护。此外,鸟类能营巢、孵卵、育雏,这都提高了鸟类对环境的适应能力。

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