植物是多种多样的生物,表现出不同程度的进化,从没有分化成叶茎和根的植物,如叶状体到完全分化的植物,如被子植物。一些植物,如隐花植物(叶状植物、苔藓植物和蕨类植物)是不开花的,不产生种子,而Phenerogams是开花的,产生种子。即使在菲罗柑属植物中,裸子植物也有裸种子,而被子植物则有裸种子;种子在水果里受到很好的保护。植物的生命周期与形态、解剖或其他方面一样复杂多样。无论等级高低,所有植物在繁殖过程中都表现出世代交替。利用多细胞配子体和多细胞孢子体交替繁殖称为世代交替。根据植物在进化阶梯上的等级,一个阶段比另一个阶段更具优势。这两个阶段在各个方面是不同的,如下所示。
倍性:这两个阶段的染色体组数(倍性)是不同的。配子体是单倍体(n),只有一组染色体,而孢子体是二倍体(2n),即有两组染色体。
它们在世代交替中的重要性:配子体通过有丝分裂产生雄性和雌性配子,这些配子融合形成合子,合子又产生二倍体孢子体,产生单倍体孢子,每一个孢子体又产生一个配子体。这个过程有助于单倍体和二倍体的交替。孢子体无性繁殖,配子体有性繁殖。
意义:二倍体孢子体要产生单倍体孢子,细胞必须经历减数分裂。虽然表面上看这一现象表明它是一种生物现象,使染色体组的数目减半,但实际上它涉及一个更为重要的过程。在这种无丝分裂过程中,细胞的内部修复机制将受损的DNA部分恢复到正常状态,当损伤无法修复时,会杀死细胞,从而防止异常情况被带到下一代,从而为减数分裂提供适应性优势(1)。在产生单倍体孢子方面也有选择性优势。当遗传物质的异常部分通过对修复机制的仔细检查而形成孢子时,当所表达的特性对从中萌发的配子体造成不利影响时,它就会被环境所消除。
由配子体产生的雌雄配子融合具有遗传变异的优势,并且已知能诱导产生后代的活力。许多物种确保雄性和雌性配子不会同时释放以确保交叉受精。
不同植物类群中的孢子体和配子体:尽管这两个阶段在所有植物类群中都是共同的,但在同一植物类群中,它们的状态和复杂程度是不同的。
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