植物生殖与生活史

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概念

类型

植物的生殖方式,一般可分为2种,即无性生殖和有性生殖。无性生殖又可分为营养生殖和孢子生殖2种。也就是说,营养生殖(繁殖)和孢子生殖均属于无性生殖的范畴。营养生殖是由植物的根、茎和叶等营养器官形成新个体的一种繁殖方式。高等植物具有营养生殖,低等植物的营养体断裂,细胞裂殖以及出芽生殖也应属于营养生殖之列。孢子生殖是指植物通过产生无性生殖细胞(即孢子),生殖细胞不经两性结合,而直接发育成新个体的过程。有性生殖是指植物产生两种不同性别的生殖细胞(雄配子和雌配子),然后由雄配子(精子)和雌配子(卵子)相结合产生新个体的生殖方式。有性生殖又可以分为同配生殖,异配生殖和卵式生殖。孤雌生殖(单性生殖)是有性生殖的特殊形式。

植物的生活史可以通过营养生殖、孢子生殖和有性生殖单独完成,也可由孢子生殖和有性生殖两种生殖方式共同完成。这样就形成了不同类型的植物生活史。

1)营养生殖型 生活史中不行孢子生殖和有性生殖,而仅行营养生殖,或者在营养条件非常适合的条件下,主要靠一些细胞裂殖或出芽完成,如蓝藻门和裸藻门的多数种类及酵母菌等某些单细胞的植物种类。属于这种类型的植物生活史,其特点是没有减数分裂,所以没有世代交替和核相交替,植物体的核相不发生任何变化。

2)孢子生殖型 生活史仅由孢子生殖完成,没有有性生殖,或者是在营养非常适宜条件下,主要靠孢子生殖完成。小球藻、栅列藻仅靠孢子生殖完成,而衣藻等在营养条件非常好的情况下,主要是靠孢子生殖完成生活史。属于这种类型的植物的生活史,其特点也是没有减数分裂,因此也无核相交替和世代交替。

3)有性生殖型 生活史仅由有性生殖完成,没有无性生殖。根据减数分裂发生的部位又分为两种,一种是合子减数分裂型,一种是配子减数分裂型。合子减数分裂型的生活史特点是只有一种单倍体核相的植物体,仅有核相交替,无世代交替,减数分裂(R·D)发生在合子萌发(图C),如衣藻、水绵和轮藻等由有性生殖完成的生活史。配子减数分裂型的生活史,其特点是生活史中只有一种双倍体核相的植物体,仅有核相交替,无世代交替,减数分裂(R·D)发生在配子囊产生配子时,如松藻、鹿角藻和某些硅藻等由有性生殖完成的生活史。

4)孢子减数分裂型(孢子生殖和有性生殖结合型或居间减数分裂型) 生活史是由孢子生殖和有性生殖共同完成的,其特点是其中有两种核相的植物体(某些红藻有3种植物体),一种是单倍体核相,另一种是双倍体核相,既有核相交替,又有世代交替,减数分裂(R·D)发生在孢子囊产生孢子时。世代交替中,双倍体的植物体,又叫孢子体,行无性生殖,经减数分裂产生孢子,这一阶段又叫无性世代。单倍体的植物体又叫配子体,行有性生殖,产生雌、雄配子,这一阶段又称有性世代,许多藻类和高等植物均属这种类型生活史。在孢子减数分裂型的生活史中,如果配子体和孢子体的形态结构基本上相同,称为同形世代交替,如石莼、刚毛藻、水云和多管藻等。如果配子体和孢子体的形态和结构不相同,称为异形世代交替,如海带、紫菜及所有的高等植物。

植物生殖方式的演化是沿着营养生殖、孢子生殖、有性生殖的方向发展。因此植物生活史的演化顺序则对应是营养生殖型、孢子生殖型、有性生殖型、孢子减数分裂型。

主要植物类群的生活史

1 种子植物 包括被子植物和裸子植物,多为种子繁殖,其生活史属于具有异形世代交替的孢子减数分裂型。孢子体特别发达,有根、茎、叶的分化,结构复杂而完善,适应性强,在生活周期中占绝大部分时间。而配子体极为退化,结构简单,雄配子体仅由2~3个细胞组成,雌配子体也只由几个细胞组成,均不能独立生活,必须依附在孢子体上,生活时间很短。

2 蕨类植物 生活史属异形世代交替的孢子减数分裂型,孢子体世代发达,配子体世代退化。绿色植物均为孢子体。与种子植物不同的是:配子体(原叶体)尽管微小,结构简单,但却有一段很短暂的独立生活阶段。

3 苔藓植物 属异形世代交替的孢子减数分裂型,由孢子萌发成原丝体,原丝体上产生配子体,配子体发达,孢子体退化,孢子体寄生于配子体上,平时看到的绿色植物就是配子体。

4 真菌 真菌可以通过孢子生殖或营养繁殖完成生活史,也可通过有性生殖完成生活史。凡是通过有性生殖完成的生活史,有点类似于合子减数分裂型。担子菌生活史中,最大的特点是有一个较长的双核阶段。

5 藻类植物 藻类生活史类型比较复杂,包含了前边所述的所有类型。如蓝藻和裸藻等多为营养生殖型,小球藻、栅列藻等为孢子生殖型,衣藻和水绵等为合子减数分裂型,松藻、鹿角菜、硅藻等为配子减数分裂型,石莼、刚毛藻、水云和多管藻等属于有同形世代交替的孢子减数分裂型,海带、紫菜等属于具有异形世代交替的孢子减数分裂型。




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