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第四章 生殖

Lesson 3/7 | Study Time: 18 Min


4.1 什么是生殖




什么是生殖







什么是生殖?



定义:生殖是生物体产生新个体的过程,确保物种的延续。



  • 无性生殖:不需要两性结合,由单一个体产生新个体。

  • 有性生殖:需要两性结合,产生具有遗传多样性的后代。






生殖的意义



  • 延续生命:通过生殖,生物体能够繁衍后代,避免物种灭绝。

  • 保持种群数量:生殖确保种群数量的稳定或增长。

  • 遗传多样性:尤其是有性生殖,能够增加后代的遗传多样性,提高物种的适应能力。






生殖的两种主要形式






















生殖形式 特点 实例
无性生殖 (Asexual Reproduction) - 不需要配子结合。
- 后代与亲代基因完全相同(克隆)。
细菌的二分裂、植物的扦插繁殖。
有性生殖 (Sexual Reproduction) - 需要配子结合(如卵子与精子)。
- 后代具有遗传多样性。
人类、动物、开花植物。





无性生殖的类型
































类型 特点 实例
二分裂 (Binary Fission) 单细胞生物分裂成两个相同的个体。 细菌、变形虫。
出芽生殖 (Budding) 由个体上长出的芽体形成新个体。 酵母菌、水螅。
孢子生殖 (Spore Formation) 通过孢子繁殖,孢子在适宜条件下发育成新个体。 蘑菇、霉菌。
营养繁殖 (Vegetative Propagation) 植物通过根、茎或叶繁殖,不涉及种子。 马铃薯块茎、草莓匍匐茎。





趣味问题



  • 为什么有些生物可以无性生殖也可以有性生殖? 因为它们可以根据环境条件进行选择,例如藻类在环境适宜时无性生殖,恶劣时有性生殖以增加遗传多样性。

  • 无性生殖的优势是什么? 繁殖速度快,适合稳定的环境条件。

  • 有性生殖的优势是什么? 后代具有遗传多样性,更能适应环境变化。










4.2 你了解人类的生殖系统吗?





你了解人类的生殖系统吗?







什么是人类的生殖系统?


定义:人类的生殖系统是负责繁殖后代的器官系统。



  • 男性和女性的生殖系统结构和功能不同,但它们共同作用以完成生殖过程。

  • 主要功能:

    • 产生生殖细胞(精子和卵子)。

    • 进行受精(精子与卵子的结合)。

    • 支持胚胎发育直至出生。








男性生殖系统


男性生殖系统的主要结构和功能










































器官/结构 功能 实例
睾丸 (Testes) - 产生精子(男性生殖细胞)。
- 分泌雄性激素(如睾酮)。
精子在睾丸内的曲细精管中产生。
附睾 (Epididymis) - 储存并使精子成熟。 精子从睾丸转移到附睾进行储存。
输精管 (Vas Deferens) - 将成熟精子输送到尿道。 输精管连接附睾和尿道。
前列腺 (Prostate Gland) - 分泌前列腺液,提供精子的营养和保护。 前列腺液是精液的主要成分之一。
尿道 (Urethra) - 输送精液和尿液到体外(但不会同时进行)。 尿道是男性生殖和排泄系统的共同通道。
阴茎 (Penis) - 将精液输送到女性生殖系统中。 阴茎是交配器官。

男性生殖系统的特点



  • 精子的特点:精子是细小的细胞,携带父亲的遗传信息,并通过尾部运动游向卵子。

  • 雄性激素的作用:

    • 刺激第二性征的发育(如声音变低、体毛增多)。

    • 促进精子的生成。








女性生殖系统


女性生殖系统的主要结构和功能
































器官/结构 功能 实例
卵巢 (Ovaries) - 产生卵子(女性生殖细胞)。
- 分泌雌性激素(如雌激素和孕激素)。
每月排出一个成熟卵子(排卵)。
输卵管 (Fallopian Tubes) - 输送卵子到子宫。
- 受精通常在输卵管内发生。
输卵管是精子和卵子结合的场所。
子宫 (Uterus) - 为胚胎提供着床和发育的环境。 子宫内膜为胚胎提供营养。
阴道 (Vagina) - 精子的通道和胎儿出生的通道。 阴道是女性生殖系统的外部开口。

女性生殖系统的特点



  • 卵子的特点:卵子是较大的细胞,携带母亲的遗传信息,每月通常排出一个成熟卵子。

  • 雌性激素的作用:

    • 刺激第二性征的发育(如乳房发育、月经周期开始)。

    • 调节生殖周期和妊娠。








人类生殖过程的概述
































阶段 描述 实例
配子形成 (Gamete Formation) 男性产生精子,女性产生卵子。 精子在睾丸内产生,卵子在卵巢内产生。
受精 (Fertilization) 精子和卵子在输卵管内结合形成受精卵(合子)。 精子通过尾部游动找到卵子并结合。
胚胎发育 (Embryo Development) 受精卵通过细胞分裂和分化发育成胚胎,并着床于子宫内膜。 胚胎在子宫内发育成胎儿。
分娩 (Birth) 胎儿成熟后通过阴道出生。 新生儿出生标志着妊娠的结束。





男性与女性生殖系统的对比
































特点 男性生殖系统 女性生殖系统
主要功能 产生精子并输送到女性体内。 产生卵子并支持胚胎发育。
主要细胞 精子 卵子
激素 雄性激素(如睾酮)。 雌性激素(如雌激素、孕激素)。
主要器官 睾丸、输精管、前列腺、阴茎。 卵巢、输卵管、子宫、阴道。





趣味问题



  • 为什么精子数量很多而卵子数量少? 因为精子需要穿越女性生殖系统寻找卵子,途中会有大量精子死亡,因此需要大量精子增加成功率。

  • 为什么女性每月只排一个卵子? 因为卵子的生成需要更多的能量和时间,且一个卵子足以完成受精过程。

  • 受精在哪里发生? 在女性的输卵管内。






生殖系统的健康与保护



  • 健康习惯:

    • 保持生殖系统的清洁,避免感染。

    • 定期检查,尤其是青春期后。



  • 避免危险:

    • 避免不安全的性行为,防止性传播疾病。

    • 注意饮食和锻炼,增强身体免疫力。

















4.3 新生命如何形成





新生命如何形成







新生命的形成过程概述


定义:新生命的形成是从精子和卵子结合开始,经过胚胎发育,直至胎儿出生的过程。



  • 关键阶段:

    • 受精

    • 胚胎发育

    • 分娩








受精:新生命的起点


什么是受精?


定义:受精是精子与卵子结合形成受精卵(合子)的过程。


发生位置:通常在女性的输卵管中进行。


受精的过程



  • 精子的旅程:

    • 精子从男性生殖系统排出,进入女性的阴道。

    • 精子通过子宫颈和子宫,进入输卵管。

    • 最终只有一个精子成功进入卵子,与其结合。



  • 受精后的变化:

    • 精子和卵子的细胞核融合,形成一个新的细胞——受精卵。

    • 受精卵携带来自父母的遗传信息。








胚胎发育:新生命的成长


胚胎发育的主要阶段
































阶段 描述 时间
受精卵 (Zygote) 受精卵开始分裂,形成多个细胞。 受精后的第1天。
胚泡 (Blastocyst) 受精卵分裂形成胚泡,并移动到子宫内膜着床。 受精后5-7天。
胚胎 (Embryo) 胚泡着床后,开始发育成胚胎,器官逐渐形成。 怀孕第2-8周。
胎儿 (Fetus) 胚胎进一步发育成胎儿,具备人类的基本形态和功能。 怀孕第9周至分娩。

胚胎发育的重要器官



  • 脐带:连接胎儿和母体,负责营养和氧气的运输。

  • 羊膜:包裹胎儿的膜,内含羊水,用于保护胎儿。

  • 胎盘:母体和胎儿之间的交换器官,提供营养并排出废物。






分娩:新生命的诞生


什么是分娩?


定义:分娩是胎儿从母体子宫中娩出的过程。


分娩的信号:


  • 子宫收缩(阵痛)。

  • 羊水破裂。



分娩的三个阶段



























阶段 描述 时间
宫颈扩张 子宫口逐渐张开,为胎儿通过做准备。 6-12小时或更长时间。
胎儿娩出 胎儿通过阴道娩出,完成出生。 20分钟到1小时。
胎盘娩出 胎盘从子宫脱落并排出体外。 几分钟到半小时。





遗传信息的传递


遗传物质来自哪里?



  • 精子和卵子:精子和卵子各携带一半的遗传信息(染色体)。

  • 结合后,受精卵拥有完整的染色体组(46条)。


遗传信息的作用



  • 决定新生命的性别、外貌特征、身高等。

  • 遗传信息由DNA(脱氧核糖核酸)携带。






趣味问题



  • 为什么只有一个精子能进入卵子? 因为卵子的外层会在第一个精子进入后形成屏障,阻止其他精子进入。

  • 为什么胎儿在母体内不会呼吸? 因为胎儿通过脐带从母体获取氧气,不需要使用肺呼吸。

  • 胎儿的性别由谁决定? 由父亲的精子决定,因为精子携带X或Y染色体,而卵子只携带X染色体。






新生命形成的意义



  • 延续生命:确保人类种族的延续。

  • 遗传多样性:通过受精过程,新生命继承父母的特点,产生遗传多样性。

  • 家庭和社会的希望:新生儿的诞生为家庭和社会带来新的希望和活力。






总结



























阶段 发生的主要事件 特点
受精 精子与卵子结合,形成受精卵。 精子与卵子各提供一半遗传信息。
胚胎发育 受精卵分裂并发育成胚胎和胎儿。 胚胎在子宫内发育,器官逐渐形成。
分娩 胎儿从母体娩出,完成新生命的诞生。 分娩是新生命形成的最后阶段。














4.4 为什么女性每个月会来月经



为什么女性每个月会来月经







什么是月经?



定义:

月经是女性生殖系统的一部分,是子宫内膜周期性脱落并通过阴道排出的过程。



  • 周期:月经通常每28天发生一次,但正常范围可以在21-35天之间。

  • 持续时间:每次月经通常持续3-7天。






月经的意义



  • 生殖准备:月经是女性身体为怀孕做准备的一部分。

  • 健康信号:正常的月经周期是女性健康的一个重要指标。






月经周期的四个阶段


月经周期的阶段表
































阶段 描述 时间
月经期 (Menstrual Phase) 子宫内膜脱落并通过阴道排出(即月经)。 第1-5天。
卵泡期 (Follicular Phase) 卵巢内的卵泡开始发育,子宫内膜逐渐增厚,为受精卵着床做准备。 第1-13天(与月经期部分重叠)。
排卵期 (Ovulation Phase) 成熟卵子从卵巢排出,进入输卵管,等待受精。 第14天左右(28天周期)。
黄体期 (Luteal Phase) 如果没有受精,子宫内膜开始退化,为下一次月经做准备。 第15-28天。

各阶段的详细过程



  • 月经期:子宫内膜因未受精而脱落,血液、子宫内膜组织和粘液通过阴道排出。

  • 卵泡期:在促卵泡激素(FSH)作用下,卵巢内的卵泡开始发育,子宫内膜在雌激素的作用下变厚。

  • 排卵期:促黄体生成素(LH)刺激卵巢释放一个成熟卵子,卵子在输卵管内等待受精。

  • 黄体期:如果卵子未受精,黄体退化,雌激素和孕激素水平下降,子宫内膜开始脱落。






月经的激素调节


主要激素及其作用
































激素 作用 分泌部位
促卵泡激素 (FSH) 刺激卵泡发育。 脑垂体
促黄体生成素 (LH) 刺激排卵和黄体形成。 脑垂体
雌激素 (Estrogen) 促进子宫内膜增厚。 卵巢
孕激素 (Progesterone) 维持子宫内膜的稳定,防止其过早脱落。 黄体





为什么会有月经?



  • 未受精:如果卵子未受精,子宫内膜失去支持的激素(雌激素和孕激素),开始脱落。

  • 生殖功能:月经是生殖系统为下一次排卵和可能的怀孕做准备的过程。






趣味问题























问题 答案
月经的血量有多少? 每次月经的血量约为30-80毫升,相当于3-5汤匙。
为什么月经会痛? 因为子宫收缩以排出内膜,可能刺激神经导致疼痛(即痛经)。
青春期后为什么才会来月经? 因为青春期前,卵巢和激素系统尚未完全发育成熟。





月经期间的健康注意事项



  • 个人卫生:经常更换卫生巾或卫生棉条(每4-6小时更换一次),保持外阴清洁,避免感染。

  • 饮食和生活习惯:多喝热水,避免生冷食物,保持适度运动,帮助缓解痛经。

  • 何时就医:月经量过多或过少,经期超过7天或周期不规律,经常出现严重痛经。






月经周期的变化



  • 正常月经周期的特点:周期稳定(21-35天)、每次月经持续3-7天、血量适中。

  • 影响月经周期的因素:压力、饮食、疾病(如多囊卵巢综合症或甲状腺疾病)。






总结



























类别 描述
月经的定义 子宫内膜周期性脱落并通过阴道排出的过程。
月经的周期 平均28天,正常范围为21-35天。
月经的意义 为怀孕做准备,清除未使用的子宫内膜。
月经的阶段 月经期、卵泡期、排卵期、黄体期。












4.5 如何防止怀孕



如何防止怀孕







什么是避孕?



定义:

避孕是通过科学的方法防止精子与卵子结合(受精)或阻止受精卵着床,避免怀孕的过程。



  • 计划生育:帮助家庭合理安排生育时间。

  • 健康保障:避免过早怀孕对身体的伤害。

  • 心理健康:避免意外怀孕带来的压力和焦虑。






避孕的主要方法


避孕方法分类
































类别 方法 特点
物理避孕法 使用工具或屏障防止精子进入子宫。 安全、无副作用,适合短期避孕。
药物避孕法 通过药物调节激素,抑制排卵或阻止受精。 效果高,但需遵医嘱,可能有副作用。
手术避孕法 通过手术永久性阻止生育能力。 适合不再生育的人群,效果永久。
自然避孕法 通过记录生理周期或控制性交时间。 无需工具,但成功率较低。

物理避孕法



  • 避孕套:包括男性避孕套和女性避孕套,有效预防怀孕并减少性传播疾病。

  • 宫内节育器(IUD):小型装置放置在子宫内,阻止受精卵着床,长期有效。






避孕方法的比较表
































方法 优点 缺点
避孕套 简单易用,预防性病。 需要正确使用,偶尔可能破裂。
宫内节育器(IUD) 长期有效,一次放置,无需每日操作。 可能引发感染,月经不适。
短效避孕药 高效,调节月经。 需每天服用,可能有副作用。
自然避孕法 无副作用,无需工具。 成功率低,依赖生理计算。





趣味知识























问题 答案
避孕套可以重复使用吗? 不可以!每次使用后必须丢弃,以保证效果和卫生。
避孕药会影响生育能力吗? 不会。停药后身体会恢复正常排卵,生育能力不会受影响。
为什么避孕也要看医生? 因为每个人的身体状况不同,医生会根据个人情况推荐最合适的方法。





健康建议



  • 选择适合自己的方法:根据年龄、健康状况、是否长期避孕等因素选择适合的避孕方式。

  • 正确使用避孕工具:确保避孕套没有破损,避孕药需按时服用,不能漏服。

  • 定期检查:使用宫内节育器的女性需定期检查,长期使用避孕药需关注身体变化。

  • 教育与沟通:学习正确的避孕知识,与伴侣沟通,共同选择适合的避孕方式。













4.6 植物如何生殖?




植物如何生殖?







什么是植物的生殖?



定义:

植物的生殖是指植物通过某种方式产生新个体的过程。



分类:

植物的生殖方式分为 无性生殖有性生殖






植物的生殖方式




无性生殖























特点 描述
定义 不需要两性细胞结合,仅依靠植物自身的部分(如根、茎、叶)产生新个体。
优点 - 快速繁殖。
- 遗传性状稳定(与母体相同)。
缺点 - 缺乏遗传多样性,抗病能力较弱。

常见的无性生殖方式:



  • 营养繁殖:植物通过根、茎或叶的一部分生长成新个体。


    • 根:红薯、马铃薯。

    • 茎:草莓的匍匐茎、竹子的地下茎。

    • 叶:秋海棠的叶片。


  • 孢子生殖:植物通过产生孢子来繁殖。
    例子:蕨类植物、苔藓。




有性生殖























特点 描述
定义 需要两性细胞(雄性和雌性)结合,形成受精卵,再发育成新个体。
优点 - 遗传多样性高,能更好适应环境变化。
缺点 - 繁殖过程较慢。

有性生殖的过程:



  • 开花:植物通过花器官进行繁殖。


    • 雄蕊:产生花粉(雄性生殖细胞)。

    • 雌蕊:包含胚珠(雌性生殖细胞)。

    • 花瓣:吸引昆虫授粉。

    • 萼片:保护花朵。


  • 授粉:花粉从雄蕊传递到雌蕊的柱头。


    • 风媒授粉:通过风传播花粉(如玉米、松树)。

    • 虫媒授粉:通过昆虫传播花粉(如苹果、玫瑰)。


  • 受精:花粉管将花粉送到胚珠,完成受精,形成受精卵。

  • 种子和果实的形成:


    • 种子:由受精卵发育而成,包含胚胎。

    • 果实:由子房发育而成,保护种子并帮助传播。














4.7 种子何以萌发完整的植物体?




种子何以萌发完整的植物体?







什么是种子萌发?



定义:

种子萌发是种子在适宜的条件下,从休眠状态开始生长,最终发育成完整植物体的过程。



重要性:

是植物生命周期的重要阶段,确保植物繁殖和延续。






种子的基本结构



种子的组成:

种皮:外层保护种子的硬壳。

胚:种子的核心部分,包括胚芽、胚轴和胚根。

胚乳:储存营养物质,为萌发提供能量(部分种子没有胚乳,如豆类)。































种子结构 功能
种皮 保护胚不受外界环境的伤害。
胚芽 发育成植物的茎和叶。
胚轴 连接胚芽和胚根,支持种子初期生长。
胚根 发育成植物的根系,吸收水分和养分。
胚乳 提供能量和营养,支持种子萌发。





种子萌发的条件




外界条件



  • 水分:种子吸水膨胀,激活胚的生长。
    例子:干燥的种子无法萌发。

  • 氧气:提供种子细胞呼吸所需的能量。
    例子:埋得太深的种子因缺氧无法萌发。

  • 温度:不同植物有适宜的萌发温度。
    例子:小麦种子在15-20℃萌发最佳。

  • 光照(部分植物):有些种子需要光刺激萌发(如莴苣),而有些种子需要黑暗(如玉米)。



























条件 作用
水分 激活酶的活性,软化种皮。
氧气 提供能量支持细胞分裂和生长。
温度 控制酶的活性,影响种子代谢过程。
光照 刺激光敏感种子的萌发。



内在条件



  • 种子的活力:种子必须是健康、有活力的。
    例子:陈旧或受损的种子难以萌发。

  • 胚的完整性:胚必须完整且未受损。

  • 储存的营养:胚乳中的营养物质必须充足。






种子萌发的过程



  1. 吸水:种子通过种皮吸收水分,开始膨胀。

  2. 酶的激活:水分激活种子中的酶,分解胚乳中的营养物质,转化为胚生长所需的能量。

  3. 胚根生长:胚根突破种皮,发育成根系,吸收土壤中的水分和养分。

  4. 胚芽生长:胚芽向上生长,发育成茎和叶,开始光合作用。

  5. 完整植物体的形成:根、茎、叶逐步发育,种子完成萌发,成为幼苗。






趣味知识



  • 为什么椰子能漂浮到远处生长?因为椰子的种皮坚硬且轻,能在水中漂浮,传播到远处后萌发。

  • 为什么种子埋太深无法萌发?因为缺乏氧气,种子无法进行呼吸作用。

  • 豆类种子为什么不需要胚乳?因为豆类种子储存的营养在子叶中,不需要额外的胚乳。






种子萌发的健康建议



  • 选择优质种子:使用健康、有活力的种子,避免陈旧或受损的种子。

  • 提供适宜条件:根据种子类型提供合适的水分、温度和氧气,避免过度浇水或种植过深。

  • 关注土壤质量:使用松软、排水性好的土壤,确保根系生长顺利。

  • 定期观察:检查种子萌发情况,及时调整环境条件。






总结































类别 描述
种子结构 包括种皮、胚、胚乳等部分,提供保护和营养。
萌发条件 需要适量的水分、氧气、适宜的温度和光照(部分植物)。
萌发过程 吸水 → 激活酶 → 胚根生长 → 胚芽生长 → 幼苗形成。
趣味知识 如椰子漂浮传播、深埋种子缺氧等现象。
健康建议 选择优质种子,提供适宜条件,关注土壤质量和环境。














4.8 为什么后代相似于亲代?




为什么后代相似于亲代?







什么是遗传?


定义:遗传是指生物通过基因将性状从亲代传递给后代的过程。


重要性:遗传解释了为什么后代与亲代有相似的特征,是生物进化和多样性的基础。






遗传的基本单位:基因


基因:基因是控制生物性状的基本单位,位于细胞核中的染色体上,由DNA(脱氧核糖核酸)构成。


染色体:染色体是携带基因的结构,存在于细胞核中。每个物种的染色体数量是固定的(如人类有23对染色体)。























遗传单位 描述
基因 控制生物性状的基本单位,由DNA构成。
染色体 携带基因的结构,存在于细胞核中。
DNA 遗传信息的载体,双螺旋结构。





遗传的过程




有性生殖中的遗传



  • 遗传物质的传递:在有性生殖中,后代从父母双方各继承一半的遗传物质。

  • 基因的组合:父母双方的基因随机组合,产生遗传多样性。

  • 显性基因与隐性基因:显性基因容易表现出来,隐性基因只有在没有显性基因时才会表现出来。























过程 描述
遗传物质传递 后代从父母各继承一半的遗传物质。
基因随机组合 父母基因随机组合,导致后代具有遗传多样性。
显性与隐性基因 显性基因容易表现,隐性基因在显性基因不存在时表现。



无性生殖中的遗传



  • 遗传的特性:无性生殖的后代与亲代几乎完全相同,因为遗传物质没有变化。

  • 缺乏遗传多样性:因为没有基因重组,后代对环境变化的适应能力较弱。



















生殖方式 遗传特点
有性生殖 后代从父母各继承一半基因,具有遗传多样性。
无性生殖 后代与亲代几乎完全相同,缺乏遗传多样性。





为什么后代与亲代相似?



  • 基因的传递:基因决定了生物的性状,后代通过遗传获得父母的基因。

  • 性状的表现:基因控制了生物的外貌、行为和生理特征。

  • 遗传的稳定性:基因在传递过程中保持稳定,确保后代继承亲代的特征。























原因 描述
基因传递 后代从父母继承基因,基因决定性状。
性状表现 基因控制外貌、行为等特征,导致后代与亲代相似。
遗传稳定性 基因在传递过程中保持稳定,确保性状的延续性。





趣味知识



  • 为什么有些孩子的性状不像父母?因为性状可能由隐性基因控制,或者受到祖辈遗传的影响。

  • 为什么双胞胎长得很像?因为双胞胎拥有相同的基因(单卵双胞胎)或非常相似的基因(双卵双胞胎)。

  • 为什么兄弟姐妹之间有差异?因为父母基因的随机组合导致每个孩子的基因不同。






遗传的健康建议



  • 关注遗传疾病:了解家族遗传史,预防遗传疾病。

  • 科学育种:农业中通过选择优良品种,提高作物产量和抗病能力。

  • 保护遗传多样性:避免近亲繁殖,保护物种的遗传多样性。






总结































类别 描述
遗传单位 基因是遗传的基本单位,位于染色体上,由DNA构成。
遗传过程 有性生殖中基因随机组合,无性生殖中基因完全复制。
相似原因 基因控制性状,传递过程中保持稳定,导致后代与亲代相似。
趣味知识 如双胞胎基因相似性、隐性基因的表现等现象。
健康建议 关注遗传疾病,科学育种,保护遗传多样性。