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第一章 生物的生殖
第二节 有性生殖
学习目标
1.了解有性生殖的概念和特点。
2.尝试区分无性生殖和有性生殖，体会不同的生殖方式对环境的适应。
3.概述动物的有性生殖方式。
4.概述动物的受精卵是怎样发育为幼体的。
5.探究鸡卵的结构，说出鸡卵适于陆地上发育的结构特征。
6.概述有性生殖对生物生存和发展的意义。
独花兰是我国特有的珍稀濒危植物。它们要靠昆虫传粉才能结出果实。现在人们已经能用组织培养的方法来繁殖独花兰。但是，研究人员仍在大力呼吁保护它们的生存环说，并通过人工授粉来帮助它们繁殖。这是为什么呢
组织培养虽然能快速繁殖独花兰，但长期单一的无性繁殖会导致遗传多样性降低，使其更容易受到病虫害和环境变化的影响。自然有性生殖(昆虫传粉)能促进基因交流，增强物种适应能力。
“梨花结成实、燕卵化为雏。”梨的花结出果实，燕子产的卵孵化为锥鸟，这样的生殖方式与无性生殖有什么不同呢
植物的有性生殖
请你回忆被子植物开花结果的过程，并填写下图，想一想被子植物是怎样生殖的。
图6-6 花的结构与有性生殖图解(以桃花为例)
成熟的植株
花
花萼、花瓣等
花蕊
柱头
花柱
内含
胚珠
内含
内含
花粉
内含
花丝
受精卵
种子的胚
新一代植株
雌蕊
雄蕊
子房
卵细胞
花药
精子
梨、向日葵、玉米、水稻等和桃一样，它们通过开花、传粉、受精并结出果实，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形成的受精卵发育而来的。像这样，由两性生殖细胞结合形成受精卵；再由受精卵发育成新个体的生殖方式，属于有性生殖。有性生殖的后代继承了双亲的遗传物质，具有双亲的遗传特性。
许多植物同草莓与竹一样，既能进行无性生殖，又能进行有性生殖。这种特性有什么意义
(1)适应不同环境条件：有性生殖增加遗传多样性，使后代更能适应环境变化；有利于长距离传播(如种子随动物或风扩散)，扩大种群分布范围。无性生殖可快速扩大种群数量，抢占资源(如光照、土壤)。
(2)提高生存保障：若一种生殖方式失败(如传粉不足导致有性生殖受阻)，无性生殖可作为补充，确保物种延续。
动物的有性生殖
春末夏初，人们在野外会经常听到“咕呱、咕呱”的蛙鸣，有时还会看到青蛙的“抱对”行为。青蛙的这些行为与生殖有关，它们和自然界中绝大多数动物一样，是通过有性生殖繁衍后代的。
青蛙的生殖和发育过程都离不片水环境。青蛙抱对时，雄蛙和雌蛙分别将精子和卵细胞排到水中，精子和卵细胞在水中结合形成受精卵，受精卵将发育成新个体。
动物进行有性生殖，还有哪些不同的方式呢
青蛙的生殖和发育过程示意图
分析·讨论
几种动物的有性生殖
水螅在食物较少、水温较低时，能产生精子和卵细胞，精子和卵细胞在水中结合形成受精卵，受精卵将发育成新个体。
蝗虫在交尾时，雄蝗虫将精子排入雌蝗虫体内，精子与雌蝗虫体内的卵细胞结合形成受精卵，多个受精卵黏合在一起，形成卵块排出体外。
斗鱼是我国常见的淡水鱼。在生殖时，雄鱼会在选定的水生植物旁“制作”简陋的卵床。随后，雌鱼产卵，雄鱼同时排出精子。受精卵形成后，雄鱼会留下来保护这些受精卵。
黑翅长脚鹬(yù)栖息于热带至温带的浅水湿地，一般在交配后开始筑巢，每窝产卵4~5枚。雌雄鸟共同孵卵。
讨论
上述动物在进行有性生殖时，在体外完成受精的动物有哪些？在体内完成受精的又有哪些
水螅、斗鱼在体外完成受精。蝗虫、黑翅长脚鹬在体内完成受精。
对于陆生动物来说，体内受精有什么意义 进行体外受精的动物，产生的精子和卵细胞数量较多，这对它们的繁衍有什么意义
陆生动物体内受精的意义：保护生殖细胞，避免精子和卵细胞因暴露在干燥的陆地环境中脱水或死亡；提高受精率，减少外界环境(如温度、湿度)的干扰；增强后代存活率，受精卵可在母体内或安全环境中发育(如卵壳保护)，降低被捕食或感染的风险。
体外受精动物(如鱼类、两栖类)产生较多精子和卵细胞的意义：弥补低受精率，精子和卵细胞在水中易被稀释或流失，数量多能增加结合机会；应对环境风险，水体中的捕食者、水流或污染会导致生殖细胞大量损失；多数体外受精动物不照顾后代，需通过数量优势维持种群延续。
有些动物既能进行无性生殖，又能进行有性生殖，如水螅。进行有性生殖的动物，有的是体外受精，有的是体内受精。水螅、斗鱼、青蛙等是在水中完成受精的，这种受精方式称为体外受精。刺胞动物、软体动物，以及大多数鱼类和两栖动物，都进行体外受精。
像蝗虫和黑翅长脚鹬这样，它们的精子和卵细胞在雌性体内完成受精，这种受精方式称为体内受精。陆生动物如昆虫、爬行动物、鸟类和哺乳动物多进行体内受精。体内受精增加了精子和卵细胞结合的机会，也能使精子和卵细胞免受空气干燥的危害，因此使动物的生殖摆脱了对水环境的依赖。
受精卵发育为幼体的方式
植物开花、传粉、受精、结出果实和种子，均在亲代植株上进行。种子中有由受精卵发育而来的胚，以及供应胚发育的营养物质。胚是新植物的幼体，可以发育成幼苗。那么，动物有性生殖形成的受精卵又是怎样发育的呢
小资料
某些动物在由受精卵发育成新个体的过程中，幼体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。
鱼类以及青蛙、蟾蜍、大鲵等两栖动物，它们的受精卵必须在水中发育。鱼终生生活在水中；大多数两栖动物的幼体在水中生活，经过变态发育，成体可在陆地上生活。龟、蛇等爬行动物，以及鸟类，它们的受精卵一般在陆地上发育成幼体。如图所示的是一只雏鸟正在破壳而出。
雏鸟破壳而出
实验·探究
鸟卵适于在陆地上发育的结构特征
地球上生活着多种多样的鸟，它们一般都进行体内受精，通过产卵来繁殖后代。各种鸟卵的基本结构是相似的。让我们通过解剖并观察鸡卵，认识鸟卵适于在陆地上发育的结构特征。
实验目的
解剖并观察鸡卵的结构。
探究鸟卵适于在陆地上发育的结构特征。
材料用具
新鲜鸡卵、放大镜、剪刀、镊子、烧杯(或培养皿)。
除去部分卵壳
方法步骤
取一枚鸡卵，观察外形，并用放大镜观察卵壳的表面是否光滑。
将鸡卵的钝端轻轻敲出裂纹，用镊子将破裂的卵壳连同外壳膜除去，看卵壳下面是否有一个小空腔。
用剪刀将小空腔下面的内壳膜剪破，使壳膜内的卵白和卵黄流到一个烧杯(或培养皿)内。对照下面鸡卵的结构示意图，观察卵的结构，注意观察卵黄上有没有一个盘状的小白点。
鸡卵的结构示意图
讨论
请推测卵壳、卵壳膜、卵白和卵黄各有什么功能。
卵壳和卵壳膜对卵起保护作用，在卵壳上有许多气孔可以透气，以确保胚胎发育时能够进行气体交换。卵白对胚胎有营养和保护作用。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。
受精卵的哪一部分将来可以发育成雏鸡
试着总结鸟卵适于在陆地上发育的结构特征。
已受精鸡卵的胚盘将来发育成雏鸡。
鸟卵既可贮存丰富的营养物质供胚胎发育需要；又有卵壳、卵壳膜的保护，能减少水分的丢失。
鸡卵从外到内有卵壳、卵壳膜、卵白、卵黄等结构。卵黄(俗称蛋黄)是鸡卵的主要营养部分，外面包裹着卵黄膜。卵黄表面中央有一盘状的小白点，称为胚盘，里面含有细胞核。卵黄外面的卵白(俗称蛋清)也含有营养物质。卵壳和卵壳膜起保护作用。卵壳上还有许多肉眼看不见的气孔，以保证胚胎发育时能进行气体交换。其他鸟卵虽然大小各异，外表也差异较大，但基本结构与鸡卵的一样。爬行动物的卵也与鸟卵相似。
鸡卵与其他几种鸟卵
试一试
据估算，一个鸡卵的卵壳上约有7000个气孔。请你设计一个简单的实验，来证明卵壳上有许多气孔。
提示：本题为开放性题目，下面的实验方案可供参考。准备一个新鲜的鸡蛋，用针在卵壳上扎一个小眼，在小眼处插入注射器的针头，并使小眼和针头间尽量密闭。用注射器从小眼向卵内缓缓打气，使卵壳内的压力增大。一段时间后，可见卵壳表面出现一滴一滴的液珠，这说明卵壳上有气孔。也可将鸡卵浸没在40~50℃的温水中，看卵壳上是不是有小气泡出现。
鸡卵的卵白中含有溶菌酶，这对于鸡卵维持较长时间的生命力有什么意义
鸡卵的卵白(蛋清)中含有溶菌酶，这种酶对维持鸡卵较长时间的生命力具有重要意义，主要体现在以下方面。
①抗菌作用：溶菌酶能破坏细菌的细胞壁，从而抑制细菌繁殖，保护卵内的胚胎或营养物质免受微生物污染，延长卵的保存时间。
②维持卵内环境稳定：减少细菌分解卵白中的蛋白质，避免卵黄和卵白变质，使胚胎在孵化前保持活性。
总之，鸟类和爬行动物的卵，既可储存丰富的营养物质以满足胚胎发育的需要，又有卵壳、卵壳膜的保护来减少水分的丢失。这些都有利于它们在陆地上繁殖后代。
同鸟类一样，哺乳动物也是体内受精的，即睾丸和卵巢分别产生精子和卵细胞，卵细胞通过体内受精形成受精卵，受精卵发育成新个体。不同的是，鸟类是卵生的，而哺乳动物是胎生的。哺乳动物的受精卵受到母体的保护发育成胚胎，胚胎汲取母体的营养，发育成胎儿后自母体娩出。这样可以明显提高后代的成活率。
有性生殖的意义
有性生殖的后代继承了双亲的遗传物质，这会导致亲代与子代之间、子代个体之间所表现出的部分特征有明显的差异。
与无性生殖相比，通过有性生殖产生的后代具有更加丰富的多样性，这更有利于生物在复杂多变的环境中生存和繁衍。就栽培植物和家养动物而言，通过有性生殖产生的多种多样的个体，为人类培育所需要的生物品种提供了丰富的原材料。例如，我国人民很早就开始对野生鲫鱼进行选育，经过一代又一代的选择，培育出许多色彩丰富、形态各异的金鱼品种。
不同品种的金鱼
生殖是生物的基本特征之一。地球上的生命史已经有几十亿年，正是生殖让生命绵延不息，不断发展。
1.与无性生殖相比，有性生殖的特点是( )
A.有两性生殖细胞的结合
B.后代只含有母体的遗传物质
C.由母体的一部分直接产生新个体
D.可以在短时间内迅速增加子代数量
A
2.下列有关有性生殖意义的说法，正确的是( )
A.能够明显提高后代的成活率
B.有利于在生存斗争中快速占领环境
C.有利于后代保持遗传特性的一致性
D.有利于生物在复杂多变的环境中生存和繁衍
D
3.与两栖动物相比，爬行动物更适于在陆地上生活。从生殖的角度看，下列说法错误的是( )
A.爬行动物进行体内受精
B.爬行动物个体产卵数量多
C.爬行动物的卵有透气的卵壳保护
D.爬行动物的卵储存着丰富的营养物质
B
4.民谚曰:“不打春日三月鸟。”你知道这是为什么吗 1981年，国务院要求各省、自治区、直辖市根据当地气候情况，将每年的4月至5月初的某一个星期确立为“爱鸟周”。在“爱鸟周”期间，各地应开展各种宣传教育和保护鸟类的活动，如举行学术报告会、放置人工巢箱、发放和张贴爱鸟宣传画等、你知道为什么将“爱鸟周”定在这个时间段吗 放置人工巢箱的主要目的是什么
每年的4~5月(也就是民谚中所说的春日三月)是多数鸟类繁殖的季节，大部分鸟在繁殖期有复杂的行为，如筑巢、孵卵和育雏等。民谚号召大家“不打春日三月鸟”，只因“子在巢中盼母归”。“爱鸟周” 就是提示大家要认识到鸟类在自然界中的作用，要爱鸟护鸟，为保护鸟的生存环境做一些力所能及的事。放置人工巢箱的主要目的,一是招引鸟类，为鸟类的生活和繁殖提供场所；二是通过这些活动唤起人们保护鸟类的意识，杜绝对鸟的乱捕滥杀行为。
5.一般来说，鸟类的繁殖行为包括求偶、交配、筑巢、产卵、孵卵和育雏等。有没有哪种鸟是例外呢 上述所有的繁殖行为都有例外吗
有的鸟不筑巢、不孵卵、不育雏，如杜鹃。杜鹃将卵产在其他鸟类(如画眉、鸦雀、寿带鸟和柳莺)的巢内，让这些鸟为其孵卵、育雏。无论各种鸟的生殖和发育有何特点，在生殖和发育的过程中，都具有求偶、交配、产卵等行为。
有性生殖
植物的有性生殖
受精卵发育为幼体的方式
被子植物有性生殖的过程
有性生殖
植物的受精卵发育为幼体的方式
鱼类和两栖动物的受精卵在水中发育
鸟卵适于在陆地上发育的结构特征
鸟卵的结构
鸟类和爬行动物的卵有利于在陆地上繁殖的特点
动物的有性生殖
青蛙的有性生殖
动物的受精方式
爬行动物和鸟类的受精卵一般在陆地上发育
哺乳动物的受精卵在母体内发育
有性生殖的意义
无性生殖和有性生殖的比较
有性生殖的意义

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