植物和动物的殊途同归(3)

动物从单鞭毛的领鞭毛虫演化而来,最初的动物都是二倍体的;而植物却是从双鞭毛的绿藻演化而来,最初的植物都是单倍体的。二倍体的生物由于细胞内含有双份遗传物质,生活力强于单倍体的生物,所以后来的动物都继承了最初动物二倍体的优点,一直保持二倍体的身体状态。植物从单倍体开始,一开始就处于不利地位,因此在亿万年的时间中通过几个步骤逐渐变为二倍体:从绿藻的单倍体生命,到苔藓植物以单倍体的配子体为主,二倍体的孢子体寄生在配子体上,到蕨类植物以二倍体孢子体为主,单倍体的配子体相对弱小的生命,再到种子植物(包括裸子植物和被子植物)中占绝对优势的孢子体"收容"高度退化的配子体的生命,植物完成了遗传物质份数上的"华丽转身",在繁殖方式上几乎与动物相同,即都是二倍体的生物体产生二倍体的下一代,原来单倍体的形式几乎退化干净。植物二倍体的出现需要新的身体发展蓝图,以及"规定"二倍体细胞必须采用新的发展蓝图的控制机制,而这是由KNOX蛋白实现的。     

植物和动物的殊途同归(2)

动物从单鞭毛的领鞭毛虫演化而来,最初的动物都是二倍体的;而植物却是从双鞭毛的绿藻演化而来,最初的植物都是单倍体的。二倍体的生物由于细胞内含有双份遗传物质,生活力强于单倍体的生物,所以后来的动物都继承了最初动物二倍体的优点,一直保持二倍体的身体状态。植物从单倍体开始,一开始就处于不利地位,因此在亿万年的时间中通过几个步骤逐渐变为二倍体:从绿藻的单倍体生命,到苔藓植物以单倍体的配子体为主,二倍体的孢子体寄生在配子体上,到蕨类植物以二倍体孢子体为主,单倍体的配子体相对弱小的生命,再到种子植物(包括裸子植物和被子植物)中占绝对优势的孢子体"收容"高度退化的配子体的生命,植物完成了遗传物质份数上的"华丽转身",在繁殖方式上几乎与动物相同,即都是二倍体的生物体产生二倍体的下一代,原来单倍体的形式几乎退化干净。植物二倍体的出现需要新的身体发展蓝图,以及"规定"二倍体细胞必须采用新的发展蓝图的控制机制,而这是由KNOX蛋白实现的。     

宽礁膜的生活史

在国内首次观察描述了宽礁膜(Monostroma latissimum Wittrock)生活史各阶段的形态结构特征和发育变化,并对其单性生殖进行了周年培养和观察。大型的雌雄异体的膜状配子体成熟后,放散双鞭毛的配子,小型的球状孢子体成熟后放散四鞭毛的游孢子,其生活史是单倍体的配子体与二倍体的孢子体互相交替的异形世代交替。另外,在生活史中还发现合子和孢子囊的二分裂增殖方式,一年生配子体和二年生孢子囊等现象。未接合的雌、雄配子固着后变成球状单细胞体,室内培养后发育成成熟的单性孢子囊,并放散四鞭毛的游孢子,这些游孢子固着后,可直接发育成膜状的配子体,单性生殖也可以用来进行人工育苗。     

宽礁膜的生活史

在国内首次观察描述了宽礁膜(Monostroma latissimum Wittrock)生活史各阶段的形态结构特征和发育变化,并对其单性生殖进行了周年培养和观察.大型的雌雄异体的膜状配子体成熟后,放散双鞭毛的配子,小型的球状孢子体成熟后放散四鞭毛的游孢子,其生活史是单倍体的配子体与二倍体的孢子体互相交替的异形世代交替.另外,在生活史中还发现合子和孢子囊的二分裂增殖方式,一年生配子体和二年生孢子囊等现象.未接合的雌、雄配子固着后变成球状单细胞体,室内培养后发育成成熟的单性孢子囊,并放散四鞭毛的游孢子,这些游孢子固着后,可直接发育成膜状的配子体,单性生殖也可以用来进行人工育苗.     

单倍体在海带遗传研究中的应用

几年来从海带的遗传实验中发现海带单倍体(配子体和配子)是遗传研究的良好材料。科研工作从分离单个海带配子体开始,由此得到了雌配子体和雄配子体的无性生殖系、雌性孢子体和雄性孢子体。这些不同来源的配子体和孢子体在性质上都是“纯系”。配子体的无性生殖系寿命可以很长,它们都能保持原来的性别,而且年年可以由此得到孢子体。由于雌性孢子体能产生大量的雌配子体,完成自己的生活史,用雌配子体来分析海带孢子体性状的遗传情况,或用来研究杂种优势和突变,都很适宜。     

浅谈陆生植物的起源问题

古植物学界一般认为,(陆生植物)起源于绿藻,即在志留纪末期至泥盆纪初期。由于造山运动,陆地面积不断扩大,原来生活于水中的绿藻中的丝状藻植物,开始向两个方向进化,一方面是进化到配子体占优势的苔蓟植物;另一方面是进化到无性世代的孢子体占优势的最原始的蕨类植物,从而形成了第一个陆生植物群——裸蕨植物群。那么,植物的登陆又经历了哪些发展历程?     

为什么说人属于“单鞭毛生物”

传统的生物分类方法,是将地球上的生物分为原核生物和真核生物两大类,其中原核生物可以分为细菌和古菌;真核生物可以分为动物、植物和真菌。近年来对各种生物基因组的分析和比较表明,真核生物还可以分为单鞭毛生物和双鞭毛生物两大类,其中单鞭毛生物包括动物和真菌,双鞭毛生物包括植物和藻类。这种分类方法得到了一些分子特征性进化方式的有力支持,并且证明多细胞动物是从单细胞的领鞭毛虫进化而来的。     

疑难问题解答

问一、高中生物〈甲种本〉P、80图24,衣藻的有性生殖(图解)中,为什么衣藻的一个合子能产生出四个衣藻?答:衣藻是单倍体(n)的绿藻,每个衣藻只有两根鞭毛,产生的配子必然也是单倍体(n).两个同形状,同大小的配子融合形成的合子当然是二倍体(2n),合子萌发时进行"合子减数分裂",因而产生出四个单倍体的衣藻.下附,衣藻的生活史图:     

守护染色体

染色体是真核生物(酵母、植物和动物)遗传物质的载体,维持其稳定性对于高等生物至关重要。然而,作为生命蓝图的承载者,染色体却处在一个危机四伏的环境中,经常遭到细胞内多种不利因素的干扰和破坏。可以想象,如果得不到有效保护,DNA稳     

动物植物中的多倍体现象及形成

自然界中的动物和植物都是由共同的祖先进化发展而来的,但它们的染色体数目各不相同。有的只有１个染色体组,只存在单套基因,为单倍体;有的是含２个染色体组的二倍体;有含３个或３个以上的染色体组,为多倍体,还有其它类型的变化。为什么自然界中,多倍体的植物比多...     

问题解答

问:在植物界中,只有高等植物才有世代交替现象吗? 答:世代交替现象不光是高等植物都具有的生殖规律,它也存在于一部分低等植物中。例如:绿藻中的石莼、浒苔、几种刚毛藻,红藻中的石花菜、多管藻,褐藻中的海带、水云、网地藻、裙带菜、马鞭藻、黑顶藻、真菌中的异水霉,都有典型的世代交替现象。问:什么是等世代交替和不等世代交替? 答:等世代交替和不等世代交替是世代交替中的两种类型。等世代交替的植物,其孢子体和配子体在形态、大小及外观上是相同的,所不同的是孢子体为二倍数染色体的植物体,配子体是单倍数染色体的植物     

无融合生殖

在自然界,大多数高等生物的生活周期都有明显的配子体世代和孢子体世代交替的现象。孢子体经过减数分裂产生配子,雌雄配子受精融合,成为下一代孢子体的开始,这就是有性生殖,是生物最主要的生殖方式。但是,有些生物的生活周期绕过了这个重要过程,不经过雌雄配子融合,直接从配子体或孢子体的一个或一群细胞发育为子代新个体,这种生殖方式叫做无融合生殖(apomixis),这是无融合生殖的广义概念。无融合生殖的狭义概念则认为是有性生殖的一种特殊方式或变态。这种生殖方式在动、植物界都存在,但在植物界更为普遍,且类型较多。     

植物学“绪论”讲课实录

生物界概观我们生活的地球,最初是没有生命的,后来地球运转了10亿年,在原始海洋里才出现了小小的生命。这些小生物从无到有,从少到多、从小到大,从简单到复杂,经过35亿年的变化,竟出现一个芸芸众生的生物界。时至今日,这个生物界包括40多万种植物和150多万种动物,它们和非生物界共同组成了自然界。植物不仅是大好山河的点缀者,也是动物的哺育者,有了植物才有动物,才有生机勃勃的大千世界。植物的分布比动物更广泛,凡是有动物的地方都有植物,从冰天雪地的两极,到烈     

单倍体的来源与育性

严格的讲 ,单倍体是指体细胞中仅含有 1个染色体组的个体。然而 ,高等生物多为二倍体 ,其配子只含有 1个染色体组 ,因而由配子形成的个体亦可以称为单倍体。由于自然界先有单倍体 ,后有二倍体 ,因此 ,根据系统演化 ,单倍体可以分为原生的和次生的两类。1　原生的单倍体原生的单倍体是指由单倍性的孢子发育而成的个体 ,包括细菌、真菌、藻类植物、苔鲜植物的叶状体和茎叶体以及蕨类植物的原叶体等。这类单倍体不仅可以独立生活 ,而且主要借助无性生殖繁衍后代 ,诸如细菌的分裂生殖、酵母的出芽生殖、丝状真菌和藻类的断裂生殖以及苔藓、蕨类…     

地球上最早的生物是何时出现的?

根据同位素年龄的测定,地球诞生已经有45-60亿年了,从古至今经历了千变万化。现代地球上植物丛生,动物繁多,人类活动在各个领域。可是,今天的生物和人类都是从无到有,从少到多,从低等到高等逐渐地、长期地演化而来的。在早期漫长的岁月里地球上是没有生命的,那末地球上最早的生物是何时出现的呢?这个问题长期以来一直吸引人们的注意。过去古生物学工作者研究化石主要是从寒武纪(大约距今5.7亿年)开始的地层中     

蕨类植物的化感作用及其对生物多样性的影响

植物化感作用是植物通过向环境中释放化学物质从而对同种植株和繁殖体或与其他植物之间产生的直接或间接、有益或有害的作用,它影响植物分布、群落形成与演化、作物间作等,与生物多样性保护以及农林和园艺生产实践关系密切,在国际上受到越来越多的关注。但国内这方面的研究起步相对较晚,研究范围有限,对蕨类植物化感作用的报道更少。本文系统介绍了蕨类植物化感作用的研究进展,包括蕨类植物种内的化感作用(即自毒效应)、常见的蕨类植物种间的化感作用(即孢子体对配子体的化感作用和配子体对配子体的化感作用)及蕨类植物对种子植物的化感作用(蕨类植物可通过化感作用与种子植物争夺更多的资源和生长空间)。还介绍了种子植物对蕨类植物的化感作用(主要表现为抑制作用)以及蕨类植物化感作用与动物侵食、微生物侵染的关系,研究发现昆虫侵食能增强或减弱蕨类植物的化感作用,微生物的活动可能增强某些蕨类植物的化感作用。本文从上述不同角度说明蕨类植物化感作用对生物多样性的影响,希望有助于促进我国学者对该领域的深入研究。     

动物细胞的多功能细胞器——鞭毛、纤毛和微绒毛(1)

动物是从单细胞生物中带鞭毛的领鞭毛虫演化而来的,但是在过去的很长一段时期中,人们普遍认为动物身体内的多数细胞是不带鞭毛的,只有精子、呼吸道和输卵管的上皮细胞有能够摆动的鞭毛(称动纤毛)。在20世纪60年代,人们就发现动物细胞上不能摆动的鞭毛(称静纤毛),但是由于不知其生理功能而不被重视。在21世纪初,科学家发现,多囊肾其实是与纤毛有关的疾病,随后对纤毛的研究才进入热潮。近年来的研究表明,在脑脊液的流动和动物内脏位置左右不对称分布上动纤毛发挥关键作用。而静纤毛存在于动物的许多细胞上,含有各种感觉受体,成为动物细胞接收信号的"天线"。它们能够感知动物体内多种液体的流动情况,被动物用于监测血压、眼压、胆汁流动、尿液流动和感知骨骼负荷;动物的视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉、自体感觉、细胞运动也是通过静纤毛接收信号的。在动物胚胎的发育过程中,静纤毛也负责细胞的信息接收,是Hedgehog(刺猬蛋白)信号通路、Wnt信号通路、Notch信号通路等的起始处。由于纤毛在动物体内的多种功能,纤毛功能障碍会导致全身性疾病,统称纤毛病(ciliopathy),包括嗅觉丧失、听觉丧失、视网膜退化、雄性不育、脑室积水、脑发育障碍、骨骼畸形、多指、多囊肾、多囊肝、内脏位置左右颠倒等多种症状。领鞭毛虫的另一个线状结构——领毛,演变成为动物细胞上的微绒毛,像静纤毛一样,成为细胞接收信号的"天线",在视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉和自体感觉中发挥作用。因此鞭毛、纤毛和微绒毛一起,被认为是动物细胞上的多功能细胞器。     

动物细胞的多功能细胞器——鞭毛、纤毛和微绒毛(2)

动物是从单细胞生物中带鞭毛的领鞭毛虫演化而来的,但是在过去的很长一段时期中,人们普遍认为动物身体内的多数细胞是不带鞭毛的,只有精子、呼吸道和输卵管的上皮细胞有能够摆动的鞭毛(称动纤毛)。在20世纪60年代,人们就发现动物细胞上不能摆动的鞭毛(称静纤毛),但是由于不知其生理功能而不被重视。在21世纪初,科学家发现,多囊肾其实是与纤毛有关的疾病,随后对纤毛的研究才进入热潮。近年来的研究表明,在脑脊液的流动和动物内脏位置左右不对称分布上动纤毛发挥关键作用。而静纤毛存在于动物的许多细胞上,含有各种感觉受体,成为动物细胞接收信号的"天线"。它们能够感知动物体内多种液体的流动情况,被动物用于监测血压、眼压、胆汁流动、尿液流动和感知骨骼负荷;动物的视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉、自体感觉、细胞运动也是通过静纤毛接收信号的。在动物胚胎的发育过程中,静纤毛也负责细胞的信息接收,是Hedgehog(刺猬蛋白)信号通路、Wnt信号通路、Notch信号通路等的起始处。由于纤毛在动物体内的多种功能,纤毛功能障碍会导致全身性疾病,统称纤毛病(ciliopathy),包括嗅觉丧失、听觉丧失、视网膜退化、雄性不育、脑室积水、脑发育障碍、骨骼畸形、多指、多囊肾、多囊肝、内脏位置左右颠倒等多种症状。领鞭毛虫的另一个线状结构——领毛,演变成为动物细胞上的微绒毛,像静纤毛一样,成为细胞接收信号的"天线",在视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉和自体感觉中发挥作用。因此鞭毛、纤毛和微绒毛一起,被认为是动物细胞上的多功能细胞器。     

动物细胞的多功能细胞器——鞭毛、纤毛和微绒毛(3)

动物是从单细胞生物中带鞭毛的领鞭毛虫演化而来的,但是在过去的很长一段时期中,人们普遍认为动物身体内的多数细胞是不带鞭毛的,只有精子、呼吸道和输卵管的上皮细胞有能够摆动的鞭毛(称动纤毛)。在20世纪60年代,人们就发现动物细胞上不能摆动的鞭毛(称静纤毛),但是由于不知其生理功能而不被重视。在21世纪初,科学家发现,多囊肾其实是与纤毛有关的疾病,随后对纤毛的研究才进入热潮。近年来的研究表明,在脑脊液的流动和动物内脏位置左右不对称分布上动纤毛发挥关键作用。而静纤毛存在于动物的许多细胞上,含有各种感觉受体,成为动物细胞接收信号的"天线"。它们能够感知动物体内多种液体的流动情况,被动物用于监测血压、眼压、胆汁流动、尿液流动和感知骨骼负荷;动物的视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉、自体感觉、细胞运动也是通过静纤毛接收信号的。在动物胚胎的发育过程中,静纤毛也负责细胞的信息接收,是Hedgehog(刺猬蛋白)信号通路、Wnt信号通路、Notch信号通路等的起始处。由于纤毛在动物体内的多种功能,纤毛功能障碍会导致全身性疾病,统称纤毛病(ciliopathy),包括嗅觉丧失、听觉丧失、视网膜退化、雄性不育、脑室积水、脑发育障碍、骨骼畸形、多指、多囊肾、多囊肝、内脏位置左右颠倒等多种症状。领鞭毛虫的另一个线状结构——领毛,演变成为动物细胞上的微绒毛,像静纤毛一样,成为细胞接收信号的"天线",在视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉和自体感觉中发挥作用。因此鞭毛、纤毛和微绒毛一起,被认为是动物细胞上的多功能细胞器。     

螺蚌壳的启示——谈谈古生代无脊椎动物

古老生命的时代从六亿到两亿多年前,在地球史上叫做古生代。古生代就是“古老生命的时代”的意思。从化石发现来看,生命到这个时代才相当繁荣起来。当然,古生代的生物已经相当复杂而多样了,这说明生物界已经经历了一段漫长的发展道路。不过,在古生代以前的生物,大多是海生浮游生物,身体大多是柔软组织,不容易保存成为化石。到了古生代,大多数生物过海底底栖生活了,身体里坚韧组织多了,保存成为化石的也就多起来了。动物界,各个门类的动物都出现了。特别是无脊椎动物的各个门类,有了很大的发展。植物界,除了被子植物门以外,其他门类的植物也都出现了。