生物的个体发育

年级高二学科生物版本人教版内容标题生物的个体发育编稿老师乐建峰【本讲教育信息】一.教学内容：生物的个体发育本周首先学习植物个体发育过程，包括种子的形成、萌发、植株的生长和发育等内容。以荠菜为例重点讲述了植物胚的发育过程。本周还将学习动物的个体发育过程，包括高等动物的胚胎发育和胚后发育的过程。要求学生重点掌握三个胚层的来源，以及三个胚层的分化情况。二.本周学习重点与难点：（一）学习重点：1.被子植物种子的形成。2.高等动物胚胎发育的过程。3.陆生脊椎动物羊膜出现的意义。（二）学习难点：1.种子的萌发过程。2.高等动物胚胎发育的过程。3.陆生脊椎动物羊膜出现的意义。三.学习内容及疑难解析：生物的个体发育指的是生物体从受精卵开始，经过细胞分裂、组织分化和器官形成，直到发育成性成熟个体的过程。被子植物的个体发育被子植物的个体发育指的是由单细胞的受精卵发育成为一个成熟的植物个体的过程。整个发育过程包括种子的形成、种子的萌发以及植株的生长和发育三个阶段。（一）种子的形成：双受精后被子植物的生殖器官发生如下变化：花被和雄蕊首先凋谢、柱头和柱随后凋谢、子房继续发育。子房壁果皮子房珠被种皮果实胚珠受精卵胚种子胚囊受精极核胚乳在这里请同学们注意：Ⅰ.种子的结构中不是所有部分的染色体都是相同的，胚的细胞染色体组成相同；种皮与果皮细胞的染色体组成与母体的体细胞相同，但与胚的细胞染色体组成不同。Ⅱ.在被子植物的果实中，种子中的胚和胚乳与父本有关，而种子中的种皮与果实中的果皮与父本无关。1.胚的发育：胚芽（2N）多次分裂分化胚轴（2N）短暂休眠顶细胞球状胚体胚胚根（2N）受精卵（2N）多次横裂（2N）（2N）子叶（2N）（2N）一次横裂基细胞胚柄（2N）（2N）在这里请同学们注意：Ⅰ.在发育过程中，细胞进行的是有丝分裂，因此产生的子细胞与母细胞相比，染色体数目与细胞的基因型都不发生变化。Ⅱ.顶细胞远离珠孔，基细胞靠近珠孔，胚柄的伸长将球状胚体推到胚囊的正中央有利于胚的发育。Ⅲ.胚柄起着支持胚、吸收和转运营养物质供胚生长发育、合成一些调节胚体生长的物质促进胚的发育等作用，后期被胚吸收。2.胚乳的发育：被子叶吸收：双子叶植物不经休眠构成受精极核大量的胚乳细胞胚乳（3N）多次分裂（3N）储存营养（3N）不被吸收：单子叶植物在这里请同学们注意：Ⅰ.荠菜的受精卵需要经过短暂的休眠才开始发育，而荠菜的受精极核不经过休眠，就开始发育。因此在荠菜种子的形成过程中，受精极核先发育，受精卵后发育。Ⅱ.受精极核是由一个精子与两个极核结合形成的，染色体数目为3N。胚乳是受精极核发育而成，因此胚乳细胞的染色体也是3N。Ⅲ.胚乳储存丰富的营养物质：淀粉、蛋白质、脂肪等Ⅳ.多数双子叶植物的种子无胚乳，在胚和胚乳的发育过程中，胚乳逐渐被子叶吸收，营养物质储存子叶中。如大豆、花生和黄瓜等。但少数双子叶植物的种子有胚乳，如蓖麻等。Ⅴ.多数单子叶植物的种子有胚乳，在胚和胚乳的发育过程中，胚乳没有被子叶吸收，营养物质储存胚乳中。如小麦和玉米等。但少数单子叶植物的种子没有胚乳，如慈姑等。Ⅵ.对于同一粒种子而言，来自父本的精子的基因型相同，来自母本的卵细胞与极核的基因型也相同。因此如植株A的基因型为aaBb，植株B的基因型为Aabb，若A给B授粉，则它们所结的一粒种子中，胚和胚乳的基因型分别是：aaBb与aaaBbb。3.在胚和胚乳发育的同时：（二）种子的萌发：种皮种子胚乳：提供营养（单子叶植物）子叶：提供营养（双子叶植物）胚胚芽：发育成茎和叶胚轴：发育成一小段茎幼苗胚根：发育成根在这里请同学们注意：Ⅰ.子叶或胚乳中储存的丰富营养物质是为种子的萌发提供营养，而不是为种子的形成或胚的发育提供营养。Ⅱ.双子叶植物的子叶在植物种子萌发时营养被消耗，在第一片幼叶长出后脱落，部分植物的子叶在出土后变绿，可进行短时间的光合作用。Ⅲ.种子萌发时，胚根最先长出，发育成植物的主根；胚芽发育成植物的主茎。（三）植株的生长与发育：根幼苗茎发育花芽[花、果实、种子]胚（下一代）叶营养器官标志生殖生长生殖器官1.营养生长：营养器官的生长（1）长高：根和茎顶端分生组织的活动。（2）长粗：茎和根的形成层的活动。2.生殖生长：生殖器官的生长花芽的形成，标志着生殖生长的开始。3.对于一年生植物和二年生植物来说，在植株长出生殖器官以后，营养生长就逐渐减慢甚至停止。对于多年生植物来说，在植株长出生殖器官以后，营养生长仍然进行。（1）一年（两年）生植物：进入开花期后，生殖器官长出，进行生殖生长，产生下一代；营养生长逐渐减慢甚至停止。如：草本植物（2）多年生植物：达到开花年龄以后，生殖器官仍然生长，每年进行生殖生长。根尖分生组织根不断伸长营养器官生长发育茎端分生组织茎不断长高形成层活动根、茎长粗高等动物的个体发育动物的个体发育指的是由受精卵发育成性成熟个体的过程。整个发育过程包括胚胎发育和胚后发育两个阶段。（一）胚胎发育：1.胚胎发育概念：受精卵发育成为幼体的过程。2.受精卵的极性：（1）受精卵极性产生的原因：受精卵中各种成分（如卵黄）分布的不均匀是导致受精卵细胞产生极性的原因。（2）受精卵的极性：项目卵黄密度色素动物极卵黄少密度小色素多植物极卵黄多密度大色素少（3）蛙受精卵的极性对于蛙胚胎发育的意义：①动物极含卵黄少、密度小，可以保证受精卵的动物极始终朝上。②动物极始终朝上；再加上动物极含有较多的色素，可以保证受精卵吸收更多的太阳辐射能，从而保证胚胎发育所需的温度条件。在这里请同学们注意：卵黄既保证了胚胎发育过程中的营养供应，又保证了胚胎发育所需的温度条件。3.胚胎发育的过程：受精卵第一次纵裂成两个细胞卵裂：受精卵开始的几次细胞分裂第二次纵裂成四个细胞第三次横裂成八个细胞（具有囊胚腔）囊胚（动物极细胞多，植物极细胞少）动物极一端细胞分裂快植物极一端细胞分裂慢新产生的细胞向植物极方向推移植物极一端的细胞向囊胚腔陷入囊胚腔逐渐缩小陷入的细胞构成胚胎的内胚层陷入的细胞围成原肠腔在内外胚层之间分化出中胚层原肠胚（具有原肠腔和内、中、外三个胚层）组织的分化器官的形成（1929年，德国胚胎学家福格特用无毒的染料研究）（近年来，动物胚胎学家用同位素标记法研究）（取得同样的结果）外胚层中胚层内胚层↓↓↓表皮及其用排除法消化道上皮附属结构加以记忆呼吸道上皮肝和胰等腺体神经系统和感觉器官4.德国胚胎学家福格特关于生物系统分化的研究：（1）研究时间：1929年。（2）研究方法：颜色示踪法。①用无毒染料将琼脂薄片染色。②将薄片紧贴在在早期的原肠胚的表面。③一些胚胎细胞就被染上了颜色，但染料不会影响胚胎的正常发育。④胚胎发育晚期，通过解剖观察染色细胞的位置，确定器官的来源。（3）研究结果：原肠胚的各胚层先后发育为：①外胚层：神经系统、感觉器官；表皮及其附属结构。②中胚层：骨骼、肌肉、循环系统、排泄系统、生殖系统等。③内胚层：肝、胰等腺体；呼吸道、消化道的上皮。在这里请同学们注意：近年来，通过同位素标记等方法研究原肠胚三个胚层的发育，取得几乎同样的结果，进一步验证了福格特研究成果的正确性。5.羊膜与羊水：（1）羊膜与羊水的概念：①羊膜：胚胎发育的早期，胚胎四周表面开始形成为胚胎的胚膜，胚膜的内层称为羊膜②羊水：羊膜呈囊状，充满液体，称为羊水。（2）羊膜与羊水的作用：增强了动物对陆地环境的适应能力。①保证了胚胎发育所需的水环境。②对正在发育的胚胎具有防震和保护作用。（3）具有羊膜的生物：①爬行类、鸟类和哺乳类等具有羊膜的动物称为有羊膜动物。②有羊膜动物由于保证了胚胎发育所需的水环境，从而增强了动物对陆地环境的适应能力。（二）胚后发育：1.概念：幼体从卵膜孵化出来或从母体内生出来以后，发育成性成熟的个体。2.种类：（1）变态发育：①概念：有些动物的幼体和成体之间，在胚后发育的过程中，形态结构和生活习性都要发生显著的变化，而且这些变化又是集中在短期内完成的。这类胚后发育称为变态发育②举例：如蛙。项目呼吸尾四肢幼体鳃呼吸有尾无四肢成体肺呼吸无尾有四肢（2）非变态发育：①概念：许多动物的幼体在形态结构和生活习性上与成体差别较小，幼体不经过明显的形态变化就逐渐长成成体。这类胚后发育称为非变态发育或直接发育。②举例：如爬行动物、鸟类和哺乳动物。【典型例题及分析点评】[例1]玉米的胚细胞、胚乳细胞、种皮细胞含有来自母方染色体的比值依次是：A.1/2、1/3、1B.1/2、2/3、1C.1/2、2/3、1/2D.1/3、1/2、1/答案：B分析：胚有受精卵发育而成，受精卵中来自母放的染色体为总数的1/2，胚乳由受精极核发育而成，两个极核（与卵细胞同来自于母方）和一个精子结合形成受精极核，所以，胚乳细胞中来自母方的染色体为2/3，种皮由珠被发育而成，完全是母体细胞。[例2]大豆胚发育的正确过程是：A.受精卵基细胞球状胚体胚B.受精卵顶细胞球状胚体胚C.受精卵球状胚体胚柄胚D.受精极核胚乳胚柄胚答案：B分析：受精卵分裂形成的顶细胞，再分裂形成球状胚体，进而发育胚结构。[例3]玉米胚乳发育和胚的发育的时间在先后上是：A.胚乳的发育先于胚的发育 B.胚乳的发育晚于胚的发育C.胚乳和胚的的发育同时进行 D.时间先后不确定答案：A分析：胚的发育要经过休眠气，但胚乳的发育不经过休眠。[例4]植物生殖生长开始的标志是：A.植物开出第一朵花时B.植物开始结果时C.植物花芽形成时D.植物出现种子时答案：C分析：花芽的形成标志着生殖生长的开始，花芽进一步形成花。[例5]蛙胚的发育过程中，第几次卵裂是不均等的细胞分裂：A.第一次B.第二次C.第三次D.都是答案：C分析：第三次卵裂是横裂，不均匀分裂产生动物极和植物极。[例6]原肠胚的主要特点是具有：A.两个胚层与原肠腔 B.三个胚层与原肠腔C.两个胚层与囊胚腔 D.原肠腔与囊胚腔答案：B分析：原肠胚具有三个胚层和原肠腔。[例7]高等哺乳动物的胚后发育主要是指：A.幼体→成体 B.受精卵→成体C.身体的长大和生殖器官的逐渐成熟 D.细胞数目的不断增多答案：A分析：胚后发育是指的幼体从卵里孵化出来出生以后开始，一直到个体成熟。[例8]鸟类的胚胎发育与青蛙的胚胎发育的最大区别是：A.无原肠腔B.在母体内发育C.有羊膜出现D.受外界环境的影响大答案：C分析：鸟类已经具有了羊膜，两栖类不具备羊膜。【模拟训练】1.植株A的基因型为aaBb，植株B的基因型为Aabb，若A给B授粉，它们所结的一粒种子中，胚和胚乳的基因型分别是：A.Aabb与AaaBbbB.AaBb与AaaBBbC.AaBb与AAabbbD.AaBb与aaaBbb2.植株A的基因型为aaBb，植株B的基因型为Aabb，若A给B授粉，它们所结的一粒种子中，种皮和果皮的基因型分别是：A.AaBb与AaBbB.AaBb与AabbC.Aabb与AaBbD.Aabb与Aabb3.下列有关胚柄的叙述中，正确的是：A.胚柄是由顶细胞发育成的。B.胚柄可以从子叶中吸收营养物质，供球状胚体发育。C.胚柄产生一些激素类的物质，促进胚体的发育。D.胚柄可以从胚乳中吸收营养物质，供球状胚体发育。4.下列植物的种子中不具有胚乳的是：A.黄瓜B.玉米C.小麦D.蓖麻5.被子植物个体发育的起点是：A.种子B.幼苗C.胚D.受精卵6.在花生种子的形成过程中提供营养的是：A.胚B.胚乳C.子叶D.胚囊7.荠菜种子的形成过程中：A.受精卵先发育B.受精极核先发育C.同时发育D.不能确定8.生殖生长开始的标志是：A.开花B.结果C.花芽的形成D.种子的萌发9.植物的根不断长粗依靠的是：A.根顶端分生组织的活动B.茎顶端分生组织的活动C.茎的形成层的活动D.根的形成层的活动10.在胚胎发育的过程中不具有羊膜的生物是：A.蛙B.蛇C.鸡D.人11.在原肠胚的末期，把未来将发育为下肢的细胞移植到不长下肢的部分，将发育为一条额外的腿，这说明：A.原肠胚的末期已出现了组织和器官的形成B.细胞是全能的C.原肠胚的末期出现了细胞分化D.原肠胚已出现了三个胚层12.动物胚胎学家研究蛙胚发育时用同位素将囊胚的植物半球表面部分细胞作上标记，示踪发育过程，标记同位素最可能出现在蝌蚪的：A.肝脏和胰脏B.骨骼和肌肉C.心脏和肾脏D.大脑和小脑13.花生的种子贮藏养料的结构是有下列哪项发育而来的：A.顶细胞B.卵细胞C.受精极核D.基细胞14.玉米个体发育的起点是：A.受精卵B.胚C.种子D.种子的萌发15.西瓜里面有许多瓜籽，这是因为西瓜的花中有许多：A.子房B.胚珠C.花粉D.雌蕊16.花生的种子没有胚乳，其原因是：A.胚珠中没有极核B.胚乳被子叶吸收C.极核没有受精D.受精极核不能发育17.在种子形成的过程中，受精卵所进行的细胞分裂属于：A.减数分裂B.无丝分裂C.有丝分裂D.减数分裂和有丝分裂18.哪项不是植物的营养器官生长发育：A.茎顶端分生组织的活动 B.根和茎的形成层的活动C.根尖端分生组织的活动 D.子房发育成果实的生长19.关于胚柄的说法正确的是：A.胚柄是由受精卵发育而成的B.胚柄的作用是为胚的发育提供输送营养C.胚柄在后期发育过程中形成植物的茎D.胚柄存在于胚囊的正中央20.下列不属于胚的结构的是：A.胚柄B.胚根C.子叶D.胚芽21.若一个番茄内含有30粒种子，则在这个雌蕊内参与受精的雄配子和起作用的花粉数分别是：A.15、30B.30、30C.60、30D.60、6022.下列结构中染色体组成相同的是：A.种皮和子叶B.胚乳细胞和胚细胞C.胚轴和胚柄D.果实和胚乳23.牛胚有三个胚层的时期是：A.囊胚期B.原肠胚期C.肠腔期D.幼体期24.关于受精卵卵裂的叙述错误的是：A.受精卵前三次分裂的分裂面相互垂直B.受精卵前三次分列是均等分裂C.卵裂是受精卵最初的几次分裂D.卵裂是受精卵进行有丝分裂25.蛙的胚胎发育过程中，外胚层来自：A.植物极一端的细胞 B.动物极一端的细胞C.植物极和动物极间的细胞 D.以上都不是26.蛙的