[思維拓展]植物的生殖與生活史

2021-01-10 搜狐網

  1 概念

  植物的生殖(亦稱繁殖),即植物孳生後代的現象,是植物的基本特徵之一。植物的生活史(又稱生活周期),是指植物在一生中所經歷的生長發育和繁殖階段的全過程。孢子植物的生活史指從孢子萌發開始,經過生長和發育階段,最後又產生同一種孢子為止所經歷的過程。

種子植物的生活史是指從種子開始經萌發產生幼苗、成年植株、開花、受精到果實形成,直至種子成熟為止的過程。植物的生活史最終通過植物的生殖而完成。

  2 類型

  植物的生殖方式,一般可分為2種,即無性生殖和有性生殖。無性生殖又可分為營養生殖和孢子生殖2種。也就是說,營養生殖(繁殖)和孢子生殖均屬於無性生殖的範疇。營養繁殖是由植物的根、莖和葉等營養器官形成新個體的一種繁殖方式。高等植物具有營養繁殖,低等植物的營養體斷裂,細胞裂殖以及出芽生殖也應屬於營養繁殖之列。孢子生殖是指植物通過產生無性生殖細胞(即孢子),生殖細胞不經兩性結合,而直接發育成新個體的過程。有性生殖是指植物產生兩種不同性別的生殖細胞(雄配子和雌配子),然後由雄配子(精子)和雌配子(卵子)相結合產生新個體的生殖方式。有性生殖又可以分為同配生殖,異配生殖和卵式生殖。孤雌生殖(單性生殖)是有性生殖的特殊形式。

  植物的生活史可以通過營養生殖、孢子生殖和有性生殖單獨完成,也可由孢子生殖和有性生殖兩種生殖方式共同完成。這樣就形成了不同類型的植物生活史,如圖所示。

  1)營養生殖型

  生活史中不行孢子生殖和有性生殖,而僅行營養生殖,或者在營養條件非常適合的條件下,主要靠一些細胞裂殖或出芽完成,如藍藻門和裸藻門的多數種類及酵母菌等某些單細胞的植物種類。屬於這種類型的植物生活史,其特點是沒有減數分裂,所以沒有世代交替和核相交替,植物體的核相不發生任何變化(圖A)。

  2)孢子生殖型

  生活史僅由孢子生殖完成,沒有有性生殖,或者是在營養非常適宜條件下,主要靠孢子生殖完成。小球藻、柵列藻僅靠孢子生殖完成,而衣藻等在營養條件非常好的情況下,主要是靠孢子生殖完成生活史。屬於這種類型植物的生活史,其特點也是沒有減數分裂,因此也無核相交替和世代交替(圖B)。

  3)有性生殖型

  生活史僅由有性生殖完成,沒有無性生殖。根據減數分裂發生的部位又分為兩種,一種是合子減數分裂型,一種是配子減數分裂型。合子減數分裂型的生活史特點是只有一種單倍體核相的植物體,僅有核相交替,無世代交替,減數分裂(R·D)發生在合子萌發(圖C)。如衣藻、水綿和輪藻等由有性生殖完成的生活史。配子減數分裂型的生活史,其特點是生活史中只有一種雙倍體核相的植物體,僅有核相交替,無世代交替,減數分裂(R·D)發生在配子囊產生配子時(圖D)。如松藻、鹿角藻和某些硅藻等由有性生殖完成的生活史。

  4)孢子減數分裂型(孢子生殖和有性生殖結合型或居間減數分裂型)

  生活史是由孢子生殖和有性生殖共同完成的,其特點是其中有兩種核相的植物體(某些紅藻有3種植物體),一種是單倍體核相,另一種是雙倍體核相,既有核相交替,又有世代交替,減數分裂(R·D)發生在孢子囊產生孢子時(圖E)。世代交替中,雙倍體的植物體,又叫孢子體,行無性生殖,經減數分裂產生孢子,這一階段又叫無性世代。單倍體的植物體又叫配子體,行有性生殖,產生雌、雄配子,這一階段又稱有性世代,許多藻類和高等植物均屬這種類型生活史。在孢子減數分裂型的生活史中,如果配子體和孢子體的形態結構基本上相同,稱為同形世代交替,如石蓴、剛毛藻、水雲和多管藻等。如果配子體和孢子體的形態和結構不相同,稱為異形世代交替,如海帶、紫菜及所有的高等植物。

  植物生殖方式的演化是沿著營養生殖、孢子生殖、有性生殖的方向發展。因此植物生活史的演化順序則對應是營養生殖型、孢子生殖型、有性生殖型、孢子減數分裂型。

  3 主要植物類群的生活史

  3.1 種子植物

  包括被子植物和裸子植物,多為種子繁殖,其生活史屬於具有異形世代交替的孢子減數分裂型。孢子體特別發達,有根、莖、葉的分化,結構複雜而完善,適應性強,在生活周期中佔絕大部分時間。而配子體極為退化,結構簡單,雄配子體僅有2~3個細胞組成,雌配子體也只有幾個細胞組成,均不能獨立生活,必須依附在孢子體上,生活時間很短。

  3.2 蕨類植物

  生活史屬於具異形世代交替的孢子減數分裂型,孢子體世代發達,配子體世代退化。綠色植物均為孢子體。與種子植物不同的是:配子體(原葉體)儘管微小,結構簡單,但卻有一段很短暫的獨立生活階段。

  3.3 苔蘚植物

  具異形世代交替的孢子減數分裂型,由孢子萌發成原絲體,原絲體上產生配子體,配子體發達,孢子體退化,孢子體寄生於配子體上,平時看到的綠色植物是配子體。

  3.4 真菌

  真菌可以通過孢子生殖或營養繁殖完成生活史,也可通過有性生殖完成生活史。凡是通過有性生殖完成的生活史,有點類似於合子減數分裂型。擔子菌生活史中,最大的特點是有一個較長的雙核階段。

  3.5 藻類植物

  藻類生活史類型比較複雜,包含了前邊所述的所有類型。如藍藻和裸藻等多為營養生殖型,小球藻、柵列藻等為孢子生殖型,衣藻和水綿等為合子減數分裂型,松藻、鹿角菜、硅藻等為配子減數分裂型,石蓴、剛毛藻、水雲和多管藻等為具有同形世代交替的孢子減數分裂型,海帶、紫菜等為具有異形世代交替的孢子減數分裂型。

 

 

 來源:《生物學通報》

(責任編輯:汪春)

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