第 8 8 单 元 生物的生殖 、 发育与遗传
第 二 十 一 章
生 物 的 生 殖 与 发 育 2第一节 生物的无性生殖 3
第二节 植物的有性生殖 9
第三节 昆虫的生殖与发育 16
第四节 两栖类的生殖与发育 21
第五节 鸟类的生殖与发育 26
第 二 十 二 章
生 物 的 遗 传 和 变 异 31第一节 DNA是主要的遗传物质 32
第二节 人的性状和遗传 38
第三节 人的性别决定 43
第四节 遗传病和优生优育 48
第五节 生物的变异 53
第二十三章
日常生活中的生物技术 60第一节 源远流长的发酵技术 61
第二节 食品保存 67
生物技术
第 9 9 单 元
第 二 十 五 章
疾 病 与 免 疫 84第一节 传染病 85
第二节 威胁健康的主要疾病 91
第三节 免疫 96
第 1 10 0 单 元 健康地生活
第 二 十 六 章
珍 爱 生 命 102第一节 远离烟酒 103
第二节 拒绝毒品 108
第三节 关注健康 113
第一节 现代生物技术的应用 73
第二节 关注生物技术 78
同学们,这是你们学习的最后一本初中生物学教科书了。 这本教 科书会关注哪些内容呢?生物的生殖、发育与遗传,生物技术和健康地 生活三大方面将会成为你们学习的主要内容。
你们已经知道许多有关生物的生殖、发育与遗传的知识,但也 一定会有许多困惑。 例如,为什么有些生物能无性生殖? 为什么“有 意栽花花不发”,而“无心插柳柳成荫”?为什么有些昆虫的幼虫和成 虫在形态和结构上差别很大? 为什么蝌蚪必须生活在水中,而青蛙 则可以生活在陆地上? 为什么父母都有酒窝,却生下没有酒窝的子 女? ……
你们已对生物技术有所了解, 但也可能会有许多难以理解的问 题。 例如,食用油的标签上会注明“非转基因油”或“转基因油”,这是为 什么呢?转基因抗虫棉为什么能“不怕”虫的侵害?克隆羊成功了,会不 会出现“克隆人”? ……
你们也会对健康生活的内容很关心。 例如,为什么有的疾病会在 人群中大流行,有的疾病却不会?为什么现在生活水平提高了,周围却 有越来越多的人患高血压、糖尿病、心脏病或肺癌?为什么有的同学容 易患病,有的同学很少患病? 为什么要远离烟酒、拒绝毒品? 为什么不 能滥用抗生素? ……
教育部颁布的《义务教育生物学课程标准》(2011年版)明确提出:
“义务教育阶段的生物学课程是自然科学领域的学科课程, 其精要是 展示生物科学的基本内容,反映自然科学的本质。 它也是以提高学生 生物科学素养为主要目的的学科课程。 ”
我们相信,只要同学们付出努力,一定会成为具备生物科学素 养的人。
生根
”,他还有描写燕的诗句
“几处早莺争暖树
,谁
家新燕啄春泥
”。诵读这些诗句时
,我们可能仅仅
沉醉在优美的意境和韵律中
,不曾注意其中蕴含
着的生物的生殖
、发育与遗传的知识
。你们将会在
本单元的学习中逐步理解这些生物学知识
。研
究生物的生殖与发育的过程
,遗传与变异的规
律
,对解决当今世界面临的人口
、粮食
、健康等问
题具有重要意义
。如
如果果你你们们养养过过家家蚕蚕,,就就会会知知道道,,羽羽化化 后
后的的蚕蚕蛾蛾在在交交配配产产卵卵后后会会自自然然死死亡亡。。每每个个 生
生物物个个体体都都有有终终老老的的时时候候,,然然而而地地球球上上的的 生
生命命为为什什么么会会生生生生不不息息呢呢?? 原原来来,,生生物物个个 体
体生生长长发发育育到到一一定定阶阶段段,,就就会会通通过过一一定定的的 方
方式式产产生生自自己己的的后后代代,,维维持持种种族族的的延延续续。。
第二十一章 生物的生殖 与发育
本章重要概念
●不同动物发育的方式可能不同。 有些动物的幼体与成体形态相似,有些动物 的幼体与成体形态差别很大。
第一节 生物的无性生殖
本 节 目 标
列举生物的无性生殖方式 尝试植物的嫁接或扦插 描述植物组织培养技术
光学显微镜下的水螅 在条件适宜的 环境里,水螅(70×)的身体上长出芽 体,芽体成熟后脱离母体成为新个体。
生物的无性生殖
生物都是通过生殖产生后代的。 无性生 殖(asexual reproduction)是一类不经过两性生 殖细胞的结合, 由母体直接产生新个体的生 殖方式。 水螅“出芽”和“无心插柳柳成荫”等 生命现象,其实就是生物在进行无性生殖。 早 在几千年前就被人类用来酿酒的酵母菌,也能 通过出芽的方式来繁殖后代。
酵母菌的出芽生殖 目的:说出酵母菌的出芽生殖过程。
器材:酵母菌培养液,烧杯,显微镜,载玻片,盖 玻片,稀碘液等。
指导:
1. 学生2 ~ 4人一组,讨论并制订观察计划。
2. 用酵母菌培养液制作酵母菌临时玻片标本。
3. 尝试采用稀碘液给酵母菌染色。
4. 使用显微镜观察酵母菌临时玻片标本。
讨论:
1. 在显微镜下观察到的酵母菌与图 21 - 1中 的酵母菌(颜色经人工处理)是否完全一样?
2. 为什么说酵母菌的“出芽”现象是一种生殖方式?
图21 - 1 扫描电镜下的酵母菌及
其出芽生殖(19 000×) 实
实验验
芽体
上述实验中的酵母菌通过出芽的方式繁殖后代,称为出芽生殖。 出芽生殖是一 种无性生殖方式。
图21 - 3 芽接示意图
绿色开花植物的花、果实和种子是生殖器官,根、茎和叶是营养器官。 植物的营 养器官在脱离母体后,也能够发育成为新个体。植物依靠营养器官进行的无性生 殖,叫做营养生殖。 例如,马铃薯以块茎、景天以叶进行营养生殖(图21 - 2)。
植物的嫁接 目的:说出植物嫁接的原理,尝试植物的嫁接。
器材:带芽的枝条,嫁接刀或刀片,剪刀,胶带或麻线等。
背景知识:嫁接有芽接和枝接等方法。
芽接(图21 - 3)的步骤:
1. 选取健壮的植株,取其带芽的枝条,在芽下方约2 cm处和上方约1 cm处 各横切一刀,再在芽左右约1 cm处各斜向纵切一刀,切成盾形(上宽下窄)的芽 片,用刀除去芽片上少许的木质部,成为接穗。
2. 选取健壮的植株作为砧(zhēn)木,在砧木的树皮上,用刀切割成“T”字 形切口(长约3 cm,宽约1 cm),刀口深至木质部。
3. 将盾形的接穗插入砧木“T”字形切口内,用切开的树皮紧贴着包住它, 用胶带或麻线扎缚紧。
因为通过营养生殖能够使植物保持亲本的优良性状, 加快植物繁殖的速度, 所以,在生产上常用营养生殖(如嫁接、扦插)的方式繁殖优良品种。
实 实习习
图21 - 2 马铃薯(左)与景天(右)的营养生殖
第二十一章 生物的生殖与发育
接穗
砧木
嫁接是把一株植物体的芽或带有芽的枝条接到另一株植物体上,使它们愈 合成一株完整的植物体的方法。 用于嫁接的芽或枝条叫做接穗,被嫁接的植物 体叫做砧木。芽接是用芽作接穗,枝接是用带芽的枝条作接穗。无论是芽接还是 枝接,都要求接穗生长健壮且无病虫害,砧木
根系发达、茎干粗壮。 嫁接时,要将接穗和砧 木的形成层紧密地贴合在一起, 这样两部分 形成层分裂产生的细胞才能生长愈合在一 起,从而提高嫁接成活率。在实际生产中,桃、 山楂、 苹果等果树常用芽接的方法进行营养 生殖,柑、橘等果树常用枝接的方法进行营养 生殖。 此外,扦插(图21 - 5)也是常用的营养 生殖方式。
指导:
1. 学生4人一组,其中 2人实习芽接,2人实习枝接。
2郾 嫁接完毕后,学生相互介绍嫁接的操作步骤、注意事项等。 使用刀片时应特别注意安全选
讨论:
1郾 以芽接或枝接为例,说出嫁接时要注意哪些操作细节。
2郾 嫁接在生产中有什么意义? 枝接(图21 - 4)的步骤:
1. 用刀把带有芽的枝条下端削成斜面,形成接穗。
2. 在砧木的枝条中部,用刀下劈,深度为3 ~ 4 cm。
3. 把接穗插入劈开的砧木中,使接穗和砧木的形成层贴紧。
4. 用胶带或麻线将接穗和砧木的枝接部位扎缚紧。
图21 - 5 月季的扦插 接穗
砧木
图21 - 4 枝接示意图
通过植物组织培养,不仅可以在短时间内快速繁殖大批植株,还可以防止 植物病毒的侵害。 例如,用兰花、康乃馨、桉树等植物的一个茎尖或一小块叶
植物组织培养
20世纪50 年代,科学家采用胡萝卜根的组织块,通过特殊的培养方法, 成功地获得了再生植株(图21 - 6)。1965年,科学家通过对单个分离的细胞进 行培养而获得整个植株, 科学地证实了有关植物细胞具有全能性的理论。 目 前,这种技术正在得到进一步的发展。 人们把这种在无菌条件下,将植物的器 官、组织或细胞等在含有多种营养物质和植物激素的培养基上培养,使之逐渐 发育成完整的植物体的技术,称为植物组织培养(plant tissue culture)。
第二十一章 生物的生殖与发育
接种胡萝卜 根的组织块
愈伤组织诱导形成
扩大培养 形成试管苗
移栽大田生长发育 发育成完整的
胡萝卜植株
图21 - 6 胡萝卜的组织培养示意图
扦插是一种简便易行且能快速、大量地繁育果树或行道树的方法。 尝试通 过扦插的方法培育一株果树或行道树。
建议:
1.从理论上说,在温度适宜的条件下,扦插随时都可以进行。
2.一般将果树或行道树的枝条切成长5~10 cm不等的小段。 要求切口为斜 面,带有芽或小叶片。
3.扦插前应该对基质(如沙砾、土壤)和插条进行灭菌处理,防止感染霉菌等。
4.扦插时注意将枝条的下端插入基质。
5.插条生根后,移入土壤中栽培。
课
课外外探探究究
自我评价
1. 在酵母菌培养液中,许多酵母菌细胞上还连接着一个或多个小细胞,这是 酵母菌正在进行( )。
A. 有性生殖 B. 出芽生殖 C. 营养生殖 D. 嫁接
2. 一株苹果上能结出“国光”、“红富士”、“秦冠”等不同品种的果实,采用的处 理技术是( )。
A. 扦插 B. 压条 C. 嫁接 D. 播种
3. 出芽的马铃薯块茎能长成马铃薯植株。 为什么这不属于出芽生殖?
4. 你关注过生活中植物组织培养的实例吗? 尝试举例说出植物组织培养在生 产中的意义。
思维拓展俗话说:“有意栽花花不发,无心插柳柳成荫。 ”你能对此现象加以解释吗?
思 思考考
片,一年内就可以通过植物组织培养培育出近100万棵植株。当植物体被病毒 感染后,植物的茎尖、根尖却几乎没有病毒,因此,用植物的茎尖、根尖进行植 物组织培养就可以生产大量的无病毒植株。
我国科学家已经通过科学研究,利用植物组织培养技术培育出许多品质 优、产量高的小麦、水稻等植物新品种。
植物组织培养之谜
植物组织培养是一项应用广泛的生物技术。它不仅具有繁殖率高、能全年 生产等优点,而且可按照一定的生产程序进行规模化生产,对于快速繁育优 良、名贵植物品种具有重要意义。
课
课外外阅阅读读
大量繁育药用和造纸用的桉树 快速繁育出名贵花卉蝴蝶兰
植物组织培养的发展历史证明,植物的每个活细胞都含有这种植物的全 部遗传信息,在一定的条件下可以发育成一个完整的植株。但是,科学家至今 仍然不清楚植物的遗传物质对组织培养有多大影响。
人们还需要对植物进行深入的认识,仅就植物的组织培养而言,还有十分 漫长的道路要走,还有许多谜等待破解。
第二十一章 生物的生殖与发育
第二节 植 物 的 有 性 生 殖
本 节 目 标
描述植物的有性生殖
说出花的结构与果实发育的关系 举例说出果实或种子与传播相适应的 结构特点
传粉 被子植物的有性生殖过程包括 开花、传粉、受精、果实和种子的形成。 传粉是非常重要的生殖过程。
花粉 柱头
图21 - 7 植物自花传粉示意图
子房
植物的传粉与受精
“春天里,百花香”,花香不仅令人陶醉, 而且吸引了许多昆虫前来采集花粉和花蜜。 花是植物进行有性生殖的器官, 花瓣等保护 着花的重要结构———雄蕊和雌蕊。 花药成熟 后会散发出许多微小的花粉。 花粉通过不同 的途径传送到雌蕊柱头上的过程,叫做传粉。
由于不同植物花的形态、结构有所不同,传粉的方式也有所不同。传粉主 要有自花传粉和异花传粉两种方式。
一朵花既有雄蕊又有雌蕊,称之为两性花。 花粉传给同一朵花的雌蕊,这 种传粉方式就称为自花传粉(图21 - 7),如豌豆、小麦等是自花传粉的植物。
萼片 花瓣 花药
{花丝 雄蕊
花柱
}
雌蕊图21 - 9 蜂鸟取食可帮助植物传粉
在自然条件下,许多动物如蜜蜂、蝴蝶和蜂鸟(图21 - 9)等,能帮助植物进 行异花传粉,还有一些植物借助水的流动和风力的作用完成传粉。
植物开花时的环境条件对传粉有很大的影响。 在空气湿度适宜和有风时, 依靠风力传粉的植物,其花粉能够被传送到较远的花朵上,但如果传粉季节阴 雨绵绵,就会阻碍传粉。 所以,在农业生产上,人们非常重视把握农时,控制花 期,使植物在天气晴朗的时节开花,以利于传粉。
传粉对植物的有性生殖(sexual reproduction)非常重要。 有性生殖一般是 一朵花的花粉传给另一朵花的雌蕊,称之为异花传粉(图21 - 8),如杏、苹果 等是异花传粉的植物。
图21 - 8 植物异花传粉示意图
第二十一章 生物的生殖与发育
子房包括子房壁和胚珠。 胚珠的外层是珠被,胚珠里靠近珠孔的地方有一 个比较大的卵细胞。
当花粉落到雌蕊的柱头上,受到柱头分泌的黏液的刺激,花粉就会萌发出 花粉管。 花粉管穿过柱头、花柱,直达子房里的胚珠。从珠孔进入胚珠后,花粉 管末端破裂,其中的精子释放出来,与卵细胞结合成为受精卵。 植物的精子与 卵细胞结合形成受精卵的过程,叫做受精。 受精卵是植物体发育的起点。 指由两性生殖细胞结合形成受精卵,再发育为新个体的生殖方式。绿色开花植 物的有性生殖和发育过程比较复杂(图21 - 10)。
种子 植物体
种子萌发
花粉管 花柱
卵细胞 受精卵
胚 柱头花粉
子房 花丝 花药
精子珠孔 胚珠珠被
幼苗
图21 - 10 绿色开花植物的有性生殖和发育过程示意图
果实
果实和种子的形成
受精卵形成后,花的各部分就会发生明显的变化,如萼片、花瓣、雄蕊以 及雌蕊的柱头和花柱一般都会逐渐衰败凋落,雌蕊的子房则会继续发育,形成 果实。
果实主要包括果皮和种子两部分。果皮是由子房壁发育而成的,种子是由 子房里的胚珠发育而成的,胚珠的珠被发育成种皮,其中的受精卵发育成胚。 种子主要由种皮和胚构成,种皮对胚有保护作用。
一个果实含有种子的数目与子房中胚珠的数目和发育有关。 桃、李等果实 的每个子房中有两个胚珠,一个退化了,另一个将来发育为种子,因此每个果 实只有一粒种子。西瓜、番茄、蚕豆等植物的每个子房中有多个胚珠发育为种 子,因此每个果实就会有多粒种子。
讨论:果实的各部分分别是由子房的哪一部分发育而成的?
果实 种子 胚珠
子房
图21 - 11 果实和种子的发育示意图
果实和种子 目的:说出果实和种子的发育过程。
指导:
1. 学生 4人一组,仔细观察图21 - 10和图 21 - 11,了解子房和胚珠的结 构,说出果实和种子的发育过程。
2. 解剖并观察两种常见植物的果实,讨论这些果实和种子的发育与子房 和胚珠的结构之间的关系。
观 观察察
第二十一章 生物的生殖与发育
受精卵
果实和种子的传播
你见过果实开裂将种子弹射出去的情景吗?植物除了通过自身的力量外, 还可依靠风力、水力以及动物和人类的活动等途径传播果实和种子。
果实或种子适应传播的结构
探究目的:探究果实或种子适应传播的结构。
推荐器材:成熟的果实(如大豆、蒲公英、苍耳、虞美人、油菜、凤仙花、槭、 枫杨、莲等植物的果实),刀片,解剖剪等。
探究指导:
1. 观察图21 - 12中四种植物的果实, 讨论有关植物的果实或种子的结 构是如何与它们的传播相适应的。
2. 学生4 人一组,探究自己所带来的果实或种子,提出有关植物的果实 或种子的结构适应传播的问题。
3. 小组讨论,针对其中的某种果实或种子,作出它的结构适应传播的 假设。
4. 通过解剖、观察等方法,收集果实或种子的结构适应传播的证据。 以绘 图或文字的方式记录证据。
安全使用刀、剪等锐器选
讨论:如何采用图文并茂的方式汇报探究结果?
虞美人的果实 苍耳的果实
蒲公英的果实 大豆的果实
图21 - 12 果实和种子适应传播的结构示意图
探 探究究
大豆的果实开裂时,果皮向内蜷缩,能将种子弹射出去;蒲公英的果实具 有伞状的细毛,果实成熟后,细毛被风吹散,像小小的降落伞一样飘浮在空中, 慢慢地降落到各处;苍耳的果实表面有钩刺,当动物经过时,就会附着在动物 的身体上,被带到远处;虞美人的果实成熟后,细小的种子就从裂口处散布出 来,随风飘散。 许多植物的果实和种子都具有适应传播的结构,这对它们繁衍 后代十分有利。
自我评价
1. 植物果实的各部分是由花的相应部分发育而来的,请根据它们之间的关 系,将下列花的结构的代号填入下表的空格内。
A. 雄蕊 B. 花瓣 C. 受精卵 D. 珠被 E. 胚珠 F. 子房 G. 子房壁
2. 将一朵百合花解剖开,主要结构如右 图所示,据图回答下列问题。
(1)百合花的主要部分是
和 。 在图中标出有 关结构的名称。
(2)受精后,花中的 将发育
成果实。 在图中标出有关结构的 名称。
3.植物的果实和种子一般具有适应传播 的结构。 下列描述中,错误的是( )。
A.椰的果实能漂浮在海水中,被海浪冲到适宜的海岸处
B.蒲公英的果实具有伞状的细毛,能像降落伞一样飘落到各处
C.松鼠取食松果,未被消化的种子随粪便被带到阴湿的环境中
D.大豆的果实表面有钩刺,这有利于种子的传播
思维拓展某校八年级生物学兴趣小组的同学栽培了一株黄瓜,他们发现这株黄瓜 在开花时节开了许多花,最终却只结了几根黄瓜,他们百思不得其解。 你能帮 助他们解开这个谜吗?
果实的结构 果 实 种 子 种 皮 胚 果 皮 花的结构
思 思考考
第二十一章 生物的生殖与发育
被子植物的双受精
被子植物胚珠的外层是由两层珠被构成的。胚珠里面靠近珠孔的地方,有 一个比较大的细胞是卵细胞,胚珠中央有两个极核。
19 世纪末,一些植物学家相 继发现被子植物所特有的双受精 现象:落到柱头上的花粉,受到柱 头上黏液的刺激,就开始萌发出花 粉管,花粉管从珠孔伸进胚珠后, 花粉管的末端破裂,其中的两个精 子释放出来,一个与卵细胞结合,形 成受精卵,发育为种子中的胚,另 一个与极核结合,形成受精极核,发 育为种子中的胚乳。这种两个精子 分别与卵细胞和极核相结合的受 精现象,称为双受精。
莲是我们比较熟悉的水生植物,我们吃的藕是它的 茎,莲子是它的果实和种子的总称。 那么,莲的果实(种 子)是通过什么方式传播的呢? 有兴趣的同学可以探究 一下。
建议:
1. 通过网络和图书馆查阅资料,了解有关莲的知识。 例如,莲蓬是由莲的花托发育而来的,莲子就生长在莲 蓬里;在自然环境里,莲子可随莲蓬在水中漂浮而得到 传播。
2. 在市场上买一些莲蓬作为探究材料。
3. 采用解剖莲蓬的方法,如掰开莲蓬,观察莲蓬的内部结构,思考莲蓬为 什么能够在水面漂浮。
课
课外外探探究究
课
课外外阅阅读读
莲蓬
被子植物双受精示意图
卵细胞 极核 精子 胚珠
珠被
珠孔 花粉管
家蚕的生殖与发育
当春风拂面,鸟语花香之时,桑树枝头那 嫩绿的叶片告诉我们,养蚕的季节又到了。 家蚕 是一种常见的昆虫, 它吐出的蚕丝可以织出精 美的绸缎。 我国曾以“养蚕缫(sāo)丝”著称 于世。
和绝大多数种类的昆虫一样, 发育成熟
的雌、雄蚕蛾,经过交配产生许多受精卵,受精卵在一定的环境条件下可以发 育为幼虫。
第三节 昆虫的生殖与发育
本 节 目 标
举例说出昆虫的生殖与发育过程
举例说出完全变态发育和不完全变态发育
家蚕结茧 你可能养过家蚕,胖胖的
“蚕宝宝”长大后会吐丝结茧。人们将茧
“缫丝”,可织出丝绸。
家蚕的生殖与发育过程 目的:说出家蚕的生殖与发育过程。
器材:纸盒,蚕卵,桑叶,稻草等。
指导:
1.学生4人一组,收集和交流有关家蚕的资料,做好饲养家蚕的准备工作。
2.用蚕卵孵化家蚕,孵化温度一般在 20 ~ 25 ℃,孵化时间需 10天左右。
3.采摘幼嫩的桑叶饲养孵化出的幼虫,每天及时清理饲养家蚕的纸盒,以 免出现病虫害。
4.观察并记录家蚕生长与发育过程中的主要变化。
5.观察家蚕吐丝结茧的过程。
6.观察并记录雌、雄蚕蛾交配、产卵的过程。
讨论:
1.家蚕的一生要经过哪几个发育时期? 家蚕在各个发育时期分别有哪些 主要特征?
2.家蚕的幼虫和成虫在形态结构、生活习性上是否相同?
观 观察察
第二十一章 生物的生殖与发育
家蚕的受精卵在适宜的温度、湿度条件下孵化成幼虫。 小小的幼虫,食 量很大,有时一天的取食量会超过它自身的体重,所以家蚕的生长速度很 快。 在生长发育过程中,家蚕要经过4 次蜕皮,蜕皮期间家蚕不食不动,这种 状态叫做眠。 经过四眠之后,家蚕才吐丝结茧,然后就在茧里化蛹,10多天后 蛹又羽化成蚕蛾。蚕蛾是家蚕的成虫,其头部小,胸部有两对已丧失飞翔能力 的翅。 雌、雄蚕蛾均不再取食,雄蚕蛾在交配后死亡,雌蚕蛾在产卵后也很快 死亡。
家蚕的幼虫和成虫在形态结构和生活习性上有明显的差异。 像家蚕这 样的发育过程,叫做完全变态发育。除了家蚕外,蚊、蝇、蜜蜂、蝴蝶等昆虫也进 行完全变态发育。 其中,蚊的幼虫我们称为孑孓(jiéjué),蝇的幼虫我们称 为蛆。
结茧
雌蚕蛾 雄蚕蛾
受精卵 幼虫
幼虫 蛹
茧
图21 - 13 家蚕的生殖与发育过程
通过饲养家蚕,我们知道了家蚕的一生要经过受精卵、幼虫、蛹和成虫四 个时期(图 21 - 13)。
成虫
蝗虫的生殖与发育
蝗虫是一种有害的昆虫,主要以植物(如多种农作物)的叶和茎为食。 蝗虫 会集群迁飞,大面积危害农作物,造成蝗灾。 了解蝗虫生殖与发育的特点,有利 于防治蝗灾。
讨论:蝗虫的一生要经过哪几个时期?
讨 讨论论
蝗虫的一生要经历受精卵、幼虫、成虫三个发育时期。 它的幼虫要经 过多次蜕皮才能发育为成虫。 蝗虫的幼虫在形态结构和生活习性上与成 虫相似,只是身体较小,生殖器官没有发育成熟。 像蝗虫这样的发育过程 称为不完全变态发育。 除了蝗虫外, 进行不完全变态发育的昆虫还有蟋 蟀、蟑螂、蝼蛄等。
蝗虫的生殖与发育过程 目的:说出蝗虫的生殖与发育过程。
指导:学生 4 人一组,观察图21 - 14,说出蝗虫的生殖与发育过程。
图21 - 14 蝗虫的生殖与发育过程
受精卵 雌、雄蝗虫交配
成虫
幼虫
幼虫
第二十一章 生物的生殖与发育
每年夏、秋两季为蝗虫的繁殖季节, 成熟的雌、雄蝗虫交配后,将卵产在干燥 的土壤中(图21 - 15)。 多雨和阴湿的环 境对蝗虫的产卵和孵化有不利影响。 所 以,我们可以通过植树造林,改变环境与 气候, 减少蝗虫产卵和孵化的适宜场所 来防治蝗虫。
自我评价
1. 根据变态发育的类型,将下列昆虫的代号填入相应的横线上。
A. 蚊 B. 蝴蝶 C. 蟑螂 D. 蝗虫
E. 蝇 F. 蟋蟀 G. 蜜蜂 H. 家蚕
(1)完全变态发育的昆虫有 。
(2)不完全变态发育的昆虫有 。
2. 菜粉蝶是一种危害蔬菜的害虫,下列是它发育过程中四个时期的形态图。
(1)菜粉蝶的发育顺序是 ,它的 发育过程属于 发育。
(2)与菜粉蝶相比,蝗虫不经过的发育时期是 。
(3)针对菜粉蝶的发育过程,你认为消灭菜粉蝶的最佳时期是 。
思维拓展体色奇特的毛毛虫和美丽的蝴蝶常常是同一种生物, 只不过它们处于不 同的发育阶段。
(1)毛毛虫处于发育的 时期,蝴蝶处于发育的 时期。
(2)你觉得蝴蝶的一生对人类是有益的,还是有害的? 试举例说明。
成虫 蛹 受精卵 幼虫
思 思考考
图21 - 15 蝗虫产卵
地球上生活着许许多多的昆虫。 收集当地某种昆虫与我们生活之间关系 的资料,小组内进行交流。
建议:
可重点收集当地一种常见的昆虫(如家蚕或菜粉蝶)的资料。
课
课外外探探究究
神秘的蜜蜂世界
一个蜂巢中常常有数万只蜜蜂,而蜂王只有一只。蜜蜂的一生要经历受精 卵、幼虫、蛹和成虫四个时期。
课
课外外阅阅读读
蜂王(中)正在产卵。它由工蜂伺候,它的 任务就是不断地产卵。
雄蜂(右上)从工蜂那里得到食物,它们出 生后的唯一“工作”就是与蜂王交配。
尽管可以用本能来形容蜜蜂社会中的种种行为,但是,蜜蜂大家庭中那种 深奥的“智慧”仍有许多不可思议之处。神秘的蜜蜂世界,吸引了无数科学工作 者孜孜不倦地去探索研究。
有些工蜂忙于建筑精美的蜂巢, 有些工 蜂忙于抗击敢于侵犯的外来敌害。
有些工蜂尽心尽责地护理幼蜂的发育,有 些工蜂辛勤地采集花蜜和花粉。
第二十一章 生物的生殖与发育
第四节 两 栖 类 的 生 殖 与 发 育
本 节 目 标
描述两栖类的生殖与发育过程
举例说出两栖类在发育过程中形态结构 的变化
蛙的生殖与发育
在热带雨林里、山涧小溪边、池塘周围以 及稻田等潮湿的环境中,常生活着两栖类。 两 栖类是由水生过渡到陆生的动物类群。 大多数 的两栖类捕食昆虫的本领很强,能帮助人类消 灭许多农田害虫。 蛙就是一种常见的两栖类。
蛙 两栖类的受精过程和幼体的发育 一般在水中进行, 经变态发育后可以 到陆地上生活。
蛙的生殖与发育过程 目的:描述蛙的生殖与发育过程。
指导:
1. 学生 4 人一组,阅读某学校饲养兴趣小组的论文片段《蛙的生殖与 发育》:
在天气转暖、雄蛙高声鸣叫的春季,我们兴趣小组的同学多次在沟渠或池 塘旁,观察到雌、雄成蛙的抱对现象
(图 21 - 16)。 后来,在老师的带领 下,我们又采集了蛙的受精卵。蛙的 卵由胶质膜包裹, 形成了一个个小 圆球,小圆球再聚成团,形成卵块。 我们把这些受精卵带回学校后,放 入盛有池塘水的玻璃缸,在玻璃缸 中再放些小石子和水草。最后,将玻 璃缸放在向阳温暖的地方, 我们就
为蛙精心“建造”了一个新“家园”。 图21 - 16 抱对的雌、雄成蛙
讨 讨论论
玻璃缸中蛙的受精卵慢慢“变”成了一个个小蝌蚪。我们每天轮流值班,给 蝌蚪喂食,做观察记录(包括照相),并及时向其他同学通报我们的新发现。 例 如,蝌蚪最先长出的是后肢而不是前肢;蝌蚪的尾是慢慢地消失,而不是突然 断落的(图21 - 17)。 这些发现常让我们欢欣鼓舞。
我们也常为一些问题而争论。 例如,蝌蚪喜欢吃什么? 是蛋黄,还是米饭? 这些争论促使我们查阅相关的资料。 我们汇总观察和研究的结果,在深入讨论 的基础上,由我们组的“小画家”绘出蛙的生殖与发育过程图,展示我们对蛙的生 殖与发育研究的结果(图21 - 18)。
活动结束后,我们举行了隆重的“放蛙回归大自然”的仪式,把研究用的 蛙全部放回大自然。 我们盼望它们在大自然中生活得更好,捕食更多的农田 害虫。
2. 小组成员之间交流对蛙的生殖与发育过程的认识,包括是否有与展示 的研究结果不同的观点。
讨论:
1. 蛙的生殖与发育过程要经历哪几个主要时期?
2. 活动结束后,为什么要将蛙全部放回大自然?
图21 - 17 蝌蚪发育成蛙的几个阶段
幼蛙
蝌蚪 受精卵
长出后肢的蝌蚪
图21 - 18 蛙的生殖与发育过程
成蛙
第二十一章 生物的生殖与发育
蛙的生殖与发育过程主要是在水中进行的,其过程要经历受精卵、蝌蚪、 幼蛙、成蛙等主要时期。 蛙的受精卵在胶质膜中发育成胚胎,胚胎继续发育成 有尾的蝌蚪。刚孵化出来的蝌蚪,用头部两侧的外鳃进行呼吸。不久,蝌蚪的外 鳃消失,长出内鳃,用来呼吸(图21 - 19)。 蝌蚪在水中经过约三个月的生长发 育,先后长出后肢、前肢,尾和内鳃逐渐消失,肺逐渐形成,发育成可在陆地上 生活的幼蛙,再逐步发育为成蛙。
在上述生殖与发育过程中,雌、雄成蛙经过抱对,雌蛙将卵排到水中,雄蛙 也紧接着把精子排到水中,卵和精子在水中相遇并完成受精。 像蛙这样,受精 过程发生在体外的方式,叫做体外受精。
两栖类的变态发育
通过比较各种两栖类动物,我们发现,两栖类虽然可以生活在陆地上,但 是还保留着祖先水生生活的许多性状。例如,蛙在水中产卵,幼体生活在水中, 用鳃呼吸,成体生活在陆地上,主要用肺呼吸。像蛙这样,幼体和成体在形态结 构、生活习性等方面存在显著差异的发育类型,称为变态发育。
蟾蜍是常见的两栖类,皮肤表面粗糙。 大鲵是中国特有的物种,终生保 留着尾部(图 21 - 20)。 它们的发育类型也是变态发育。
图21 - 19 蝌蚪用鳃呼吸
蝌蚪早期用外鳃呼吸 蝌蚪后期用内鳃呼吸
图21 - 20 常见的两栖类
中华大蟾蜍 大鲵
外鳃
内鳃
两栖类的受精过程一般在水中进行,幼体也生活在水中,生殖与发育过 程不能完全摆脱水的束缚,所以,它们的生活范围受到一定的限制。这也是在 温暖和潮湿的地方有较多两栖类的原因。
自我评价
1. 下列能够正确表示蛙的生殖与发育过程的是( )。
A. 卵细胞幼蛙蝌蚪成蛙 B. 受精卵幼蛙蝌蚪成蛙
C. 受精卵蝌蚪幼蛙成蛙 D. 卵细胞蝌蚪幼蛙成蛙
2. 下列叙述是否正确? 试说明理由。
(1)蝌蚪不仅用鳃呼吸,还用肺呼吸,因此被称为两栖类。
(2)两栖类是陆生动物,它们的受精过程已经摆脱了水的束缚。
(3)蝌蚪与成蛙在形态结构上有显著差异,但它们的生活环境完全相同。
3. 填表,比较蝌蚪与成蛙的不同之处。
思 思考考
通过查阅资料,确定上图中哪种是青蛙排的卵,哪种是蟾蜍排的卵。
思维拓展在开展两栖类动物生殖与发育的调查中, 有的同学发现卵有两种排列方 式:线状排列和块状排列(见下图)。
蝌 蚪 成 蛙
呼吸器官 四肢尾 生活环境
线状排列 块状排列
第二十一章 生物的生殖与发育
青蛙等两栖类常被称为“农田卫士”。 尝试收集有关资料,说明它们为什 么被称为“农田卫士”。
建议:
1. 通过网络和图书馆收集相关资料。
2. 走访相关技术人员。
课
课外外探探究究
两栖类的生殖趣闻
两栖类在水中完成抱对后,一般将受精卵留在水里,任其发育。 但是,也 有一些两栖类表现出某种程度的父母抚育行为,抚育行为有利于提高后代的 成活率。
非洲牛蛙将受精卵产在水坑中,但是这些水坑很容易受到干旱的威胁。强 壮的雄蛙承担起保护受精卵的任务。在水温上升的时候,它们将蝌蚪赶到水坑 的深处。在水坑将要干涸的时候,它们挖掘沟渠将相邻水坑中的水引入蝌蚪生 活的水坑。
美洲有一种箭毒蛙,受精卵由雄蛙保护。它们会清除掉受精卵表面的病原 体,还会将尿液排到受精卵上,使受精卵保持湿润。更重要的是,当蝌蚪孵化出 来后,雄蛙会把蝌蚪放在自己的背上,
将其转移到河流或水塘中。
在澳大利亚生活着一种溪蟾,雌 蟾能将受精卵吞进自己的胃中。 在接 下来的几个星期里, 胃部所有活动停 止,直到吐出蝌蚪为止。
生活在智利的一种达尔文蛙,雄 蛙会把受精卵吞入巨大的声囊中,待 受精卵发育成幼蛙,幼蛙由嘴里跳出, 即可独立生活。
课
课外外阅阅读读
箭毒蛙背负蝌蚪
第五节 鸟 类 的 生 殖 与 发 育
本 节 目 标
描述鸟类的生殖与发育过程 举例说出常见的早成鸟和晚成鸟
鸟类的生殖与发育
“关关雎鸠(jūjiū),在河之洲”,许多鸟类在 求偶时,都会发出婉转的鸣叫声来吸引异性。鸟 类的生殖比较复杂,绝大多数鸟类具有筑巢、孵 卵、育雏等行为。
鸡卵(鸡蛋)含有丰富的营养,是我们常吃 的食物, 但是, 我们不一定仔细观察过它的结 构。 鸡卵中的各种结构在生殖与发育中具有重要 作用。
乌鸫(dōng)的巢 绝大多数鸟类和 乌鸫一样,具有筑巢、孵卵、育雏等行 为,以提高它们后代的成活率。
观 观察察
第二十一章 生物的生殖与发育
鸡卵的结构 目的:描述鸡卵的结构。
器材:鸡卵,镊子,培养皿,瓷盘等。
指导:
1. 学生4人一组,交流有关鸡卵的结构和鸡生殖的知识。
2. 用镊子轻轻敲击鸡卵的钝端, 再用镊子尖端镊除部分卵壳和外卵壳 膜。 先观察气室,再将鸡卵内容物轻轻倒入干净的培养皿中(图21 - 21),对 照图21 - 22,观察鸡卵的相应结构。
讨论:鸡卵的各部分结构有什么功能?
图21 - 21 倒入培养皿中的鸡卵内容物
卵带 卵黄 胚盘
卵白
图21 - 22 鸡卵结构示意图
卵壳 外卵壳膜 气室 卵带 卵白
卵黄
胚盘
内卵壳膜 卵黄膜
如果在观察鸡卵的结构时用镊子尖端刺入卵黄,我们会发现在卵黄与卵 白之间有一层透明的膜,即卵黄膜。 受精的鸡卵卵黄上的小白点是胚盘(由受 精卵发育而来的早期胚胎),胚盘经过不断发育形成雏鸡。 鸡卵中的卵黄和卵 白能为鸡胚胎的发育提供营养物质。 此外,卵壳具有保护内部物质和进行物 质交换的作用,卵带具有固定胚胎位置的作用,位于鸡卵钝端的气室储存着 空气,能为胚胎发育提供氧气。
那么,鸡卵是如何发育成雏鸡的呢? 受精的鸡卵经过母鸡孵化,或在适宜 的温度等条件下经人工孵化,会继续发育直至雏鸡破壳而出(图21 - 23)。
发育1天的鸡胚胎 发育3天的鸡胚胎 发育6天的鸡胚胎
发育9天的鸡胚胎 发育12天的鸡胚胎 发育15天的鸡胚胎
发育18天的鸡胚胎 发育21天后出壳的雏鸡
图21 - 23 鸡卵的发育过程
与鸡相似,其他鸟在生殖时期,发育成熟的雌、雄鸟进行交配,雄鸟把精 子送入雌鸟体内,精子和卵细胞结合,形成受精卵。 像鸟类这样,受精过程发 生在体内的方式,叫做体内受精。