也稱為繁殖。是指生物產生後代並延續其種族的現象,是生命的基本特征之壹。生物界有很多種生物類群,繁殖方式也是如此。具有非細胞結構的病毒顆粒通過宿主細胞中的核酸復制和蛋白質合成系統進行自我復制。原核生物和真核生物的繁殖方式可分為無性繁殖和有性繁殖。無性繁殖是壹種原始的繁殖方式,其後代是母體的直接延續,數量多,變異少,生命力趨於降低。有性生殖是生物學中常見的繁殖方式,其後代是親本遺傳物質的重組,具有很強的生命力和可變性,在生物進化中具有重要意義。
無性生殖
不經過生殖細胞的結合而由母體直接產生後代的壹種生殖方式。最常見的無性繁殖方式有分裂繁殖、出芽繁殖、營養繁殖和孢子繁殖。它們由營養體的營養細胞或局部組織細胞直接發育成兩個以上的新個體;或者由營養細胞衍生成在形態和功能上特化的生殖細胞,並由這種生殖細胞(孢子)發育成新的個體而沒有性別分化。因此,女兒是母親的直接延續。無性繁殖的過程不經過復雜的受精和胚胎發育階段,繁殖量大,子代生長發育快,有利於人種的繁衍。無性繁殖過程中沒有遺傳物質的重組,後代的遺傳信息與母體基本相同,所以後代的變異較少,有利於保持母體的優良性狀。然而,當進行連續無性繁殖時,其後代的生存能力往往會下降。無性繁殖是壹種原始的繁殖方式,原核生物和原生生物通常以這種方式繁殖。
分裂
簡稱為精神分裂。母親分裂成兩個或更多後代的生殖方式。細菌、單細胞藻類、原生動物等單細胞生物的裂變,其實就是壹種細胞分裂。細菌和藍藻的細胞分裂方式是橫向分裂;變形蟲細胞通過壹次有絲分裂分裂成兩個新的個體;草履蟲的細胞分裂方式為橫向分裂,小核進行有絲分裂,大核進行無絲分裂。裸藻和矽藻的細胞分裂方式為縱向分裂。瘧原蟲的滋養體成熟時,經歷多次核分裂,形成許多裂殖子。
破壞性繁殖
壹個有機體脫離母體產生兩個或更多後代的生殖方式。比如藍藻中的顫藻和綠藻中的水綿,可以被分解成幾個部分,每個片段經過細胞分裂後成為壹個新的種群。低等無脊椎動物,如海葵和渦蟲,也可以通過分裂或橫向分裂產生新的個體。
萌芽繁殖
萌芽的簡稱。生物體從母體的某個部位生出壹個芽,芽逐漸生長並與母體分離,形成壹個獨立生活的新個體的繁殖模式。萌芽的簡稱。酵母的出芽過程始於母細胞的細胞質和細胞壁向外突出,然後細胞核通過有絲分裂分成兩個亞核。壹個亞核留在母細胞中,另壹個亞核移動到突出部分,然後細胞在突出部分收縮產生芽。芽與母細胞暫時相連,可重復上述過程,形成多個芽相互連接的群體。當芽長接近母細胞大小時,從母細胞脫落,成為壹個完整的新個體。水螅的出芽是它的體壁向外突出,逐漸生長形成芽。芽長有下垂的唇、嘴和觸須,其消化腔與母體相通,最後基部收縮與母體分離。珊瑚的蓓蕾長大後,不與母體分離,形成壹個群體。
孢子生殖
沒有性別分化的孢子是由母體產生的,每個孢子不需要兩兩組合就可以直接發育成新個體的生殖方式。原生藻類如衣藻和小球藻,其營養細胞生長和細胞壁增厚形成孢子囊,孢子囊中的原生質體多次分裂形成多個無性孢子。枝孢菌在藻類頂端形成生殖枝,由生殖枝發育而來的孢子囊產生大量孢子。
各種曲黴菌的氣生菌絲能產生生殖枝,形成孢子囊。青黴等生殖枝重新發育成分生孢子梗,其末端多次斷裂形成分生孢子。瘧原蟲的配子在蚊子體內結合形成合子,合子穿入胃壁,發育成孢子囊(即卵囊)。經過多次核分裂,形成許多孢子。孢子隨蚊子唾液進入人體後,在肝細胞內發育成滋養體。
營養繁殖
從高等植物的根、莖、葉等營養器官到新個體的繁殖方式。如甘薯的塊莖繁殖,草莓的匍匐繁殖,竹子、蘆葦、白矛、荷花的根莖繁殖,馬鈴薯的塊莖繁殖,百合、洋蔥的鱗莖繁殖,水仙、芋頭的鱗莖繁殖,秋海棠的葉芽繁殖,都是天然營養繁殖。在農業、林業和園藝中,常采用生根、扡插、壓條、嫁接等方法,將植物營養器官的壹部分從母體中分離出來,使其發育成新的個體,屬於人工營養繁殖。組織培養也是壹種人工營養繁殖的方法。無性繁殖可以使後代保持父母的優良性狀。所以花卉、果樹、茶葉、甘蔗、竹子等人工栽培的植物都采用這種繁殖方式。而長期營養繁殖的植物,生存能力會逐漸降低,必須通過有性繁殖才能復壯。
組織培養
體外細胞培養是研究活細胞的重要方法之壹。具體來說,就是在無菌條件下,體外培養動物和植物細胞,並給予適當的營養,使細胞能夠繼續存活和生長。其優點是可以在特定條件下分離培養不同組織的細胞,直接觀察活細胞的形態和生長活動,從而了解各種細胞在某種生理狀態下所需的各種條件及其對各種條件的反應。
現在由於技術的提高,在植物細胞培養中,不僅可以形成愈傷組織(壹團未分化的細胞),還可以分化成完整的植株,開花結果。例如,許多植物如煙草、胡蘿蔔和矮牽牛已經從原生質體培養成再生植株。
有性生殖
雌雄生殖細胞由雙親產生,兩性生殖細胞結合形成受精卵,受精卵發育成新的個體生殖方式。有性生殖可分為三種基本方式:配子生殖、合子生殖和孤雌生殖,主要是配子生殖。兩性生殖細胞的產生必須經過減數分裂,兩性生殖細胞通過受精隨機組合成合子。從受精卵到新個體。因為父母雙方都能通過生殖細胞為後代的形成提供壹套遺傳信息,所以後代具有父母的優點,能更好地適應外界環境。由於異質生殖細胞的隨機組合,後代中存在許多變異類型,為物種進化提供了豐富的原始材料。有性生殖是生物學中壹種常見的生殖方式,尤其是動物。
配子生殖
性生殖細胞是由父母配子產生的。成對的異性配子相互融合形成合子,合子發育成新個體的生殖模式。配子生殖是有性生殖的主要方式,根據配子細胞的性別分化和形態特征可分為三種類型:同配生殖、異配生殖和卵子生殖。
結合
當某些真菌、細菌、綠藻和原生動物有性繁殖時,兩個細胞相互靠近形成壹個接頭,原生質融合產生壹個合子,合子發育成壹個新的個體。這種生殖方式被稱為合子生殖。例如,大腸桿菌有兩條性別線。不同性別系的個體雜交時,陽性菌的體細胞與陰性菌的體細胞接觸,在三個細胞的側面形成連接管,陽性菌細胞的DNA通過連接管流入陰性菌細胞,形成合子;受精卵經過細胞分裂形成兩個大腸桿菌。水綿在接合過程中,正接合細胞中的原生質全部通過接合管到達負接合細胞,兩個細胞的原生質融合產生合子。減數分裂後,合子各產生兩個有性孢子,有性孢子萌發成為水綿的營養體。草履蟲進行繁殖時,每只昆蟲的大核消失,小核減數分裂產生四個核,其中三個消失,剩下壹個核分為動核和靜核;運動核被共軛膜交換並分別與另壹側的靜止核融合;接合後,兩個蠕蟲分離,每個經歷三次核分裂和兩次細胞質分裂,形成四個新的個體。合子細菌的有性生殖方式也是合子生殖。
雌雄同熟
壹種簡單的有性繁殖方法,其中兩個異性配子結合形成壹個受精卵。大多數藻類和黴菌都可以通過配子融合產生新的個體,如衣藻的單倍體營養細胞,在不利的生存環境下會形成配子體。不同配子體中的細胞分裂產生相對的同配子,兩個相對的同配子融合成合子(2n)。合子經過減數分裂形成單倍體營養細胞,每個營養細胞都是衣藻的壹個新個體。在黴菌的生活史中,遊動孢子繁殖的單倍體在其直立的菌絲頂端形成壹個配子體,配子體中的細胞分裂形成對生同配子,兩個對生同配子融合成合子,發育成二倍體菌絲。
異配生殖
兩個異配子結合形成壹個合子的有性生殖。例如,紫球藻壹般是由32個類似衣藻的細胞組成的中空群體。在有性生殖過程中,某些類群的某些細胞多次分裂,產生64個細長的配子,並帶有兩個鞭毛;在另壹些群體中,壹些細胞只產生壹個帶鞭毛的大球形配子。有些群體可以產生兩種配子。配子成熟後,暫時不分離,離開原群體進入水中,然後相互分離,借助鞭毛靈活遊動,能以大配子進入群體。大配子既不能遊動,也不能脫離群體。每個小配子與壹個大配子結合形成合子,然後合子經過減數分裂發育成新的球形體群體。
橢圓形復制
父母產生形態和流動性差異很大的精子和卵細胞,融合形成合子,然後合子發育成新的有性生殖模式。例如草菇有性生殖時,種群中的壹些細胞多次分裂,形成由許多紡錘形精子組成的精囊,精子有兩個鞭毛。同壹個精囊的精子在離群後結合在壹起,又互相分離,所以能主動遊動。群體中的少數細胞可以形成卵細胞。每個大的卵細胞被包裹在卵囊裏,沒有鞭毛,不能遊泳。當精子進入卵母細胞時,精子與卵細胞融合形成受精卵。合子在母體中形成厚壁,解體後母體與母體分離。在適宜的條件下,合子經過減數分裂,發育成壹個新的草菇群體。大多數動物和人類,以及壹些藻類和高等植物,精子和卵細胞融合形成合子,不再進行減數分裂,直接發育成新的個體。
孤雌生殖
也被稱為單性生殖。有性生殖是指有性生殖的動植物的卵子不經受精直接發育成新的個體,可分為自然孤雌生殖和人工孤雌生殖。蜜蜂和螞蟻中的雄性個體是由未受精卵直接發育而成的,水蚤和蚜蟲的夏季繁殖群體是只有雌性而沒有雄性的孤雌生殖。蒲公英、草地早熟禾等植物也可以單性生殖。許多動物,如海膽、蠶、魚、蛙等,可以在人工條件下誘導卵細胞直接發育成新的個體。在無菌操作條件下,將被子植物的單核花藥或胚珠置於人工培養基上,可以培養誘導出單倍體植株,也屬於人工孤雌生殖。孤雌生殖產生的新個體是單倍體。