基本介紹
- 中文名：世代交替
- 外文名：alternation of generations
- 術語：生物學
- 特徵：規律現象
類型,同型,異型,說明,
類型
植物界中少數低等植物和全部高等植物的生活史中，都有世代交替現象。
依據生活史中孢子體和配子體的形態、大小、構造的複雜程度和獨立生活機能的有無等特性，植物界的世代交替可分為兩大類型：
同型
（等世代型）世代交替
指生活史中孢子體和配子體的形態、大小、構造等相同，都能獨立生活，二者的區別在於孢子體世代為雙核相（染色體為2n），配子體世代為單核相（染色體為n）。
在植物中，等世代交替的只見於藻類，如綠藻中的石蓴（Ulva）、滸苔（Entermorpha）等。
異型
（不等世代型）世代交替
指生活史中孢子體和配子體在形態、大小、構造和獨立生活等方面均有區別。又可分為苔蘚型世代交替、蕨類型世代交替和種子植物型世代交替。
苔蘚型世代交替：配子體較為發達，營自養生活，形態較矮小；孢子體（孢蒴及其附屬結構（蒴柄、基足等））寄生在配子體上，且不能獨立生活。
蕨類型世代交替：孢子體和配子體均能獨立生活；孢子體發展較大，為蕨類植物的習見植物體；配子體（原葉體）較小，生活期較短。
種子植物型世代交替：孢子體占絕對優勢，能獨立生活，習見的由根、莖、葉、花、果實、種子構成的植物體即為種子植物的孢子體；配子體非常簡化以至於僅為數個細胞（2或3個細胞的花粉粒和7細胞8核的胚囊；花粉管等），寄生於孢子體上，不能獨立生活。
不等世代交替的三個類型於下文中將有更詳細的說明。
說明
植物中世代交替以蕨類植物比較明顯，孢子體和配子體都能獨立生活。二倍體的孢子體進行無性生殖時，孢子母細胞經過減數分裂產生單倍體（n）的孢子，孢子萌髮長成小型的能獨立生活的配子體，叫做原葉體。原葉體在進行有性生殖時，分化出雌雄性器官，即頸卵器與精子器，並分別產生卵和精子。這兩種配子配合形成了二倍體（2n）的合子。合子又長成下一代新的孢子體。世代交替在各類植物中，因孢子體與配子體的形態、大小、顯著性、生活期限以及能否獨立生活等方面的不同，差別很大，但基本過程與蕨類植物是一致的。世代交替的先決條件是能進行有性生殖和孢子減數分裂。
植物世代交替模式圖解
植物世代交替模式圖解苔蘚植物的世代交替是配子體發達、自養，孢子體（孢蒴）較小，寄生在配子體上。以蘚類植物為代表說明：蘚類的配子體是矮小的，形態上具莖和葉（因其結構中無維管束，不是真正的莖和葉）的直立植物體，基部有假根深入土中。配子體獨立生活。行有性生殖時，在配子體的頂端分別產生雌雄生殖器官，生有雌性生殖器官（頸卵器）的叫雌枝，生有雄性生殖器官（精子器）的叫雄枝，精子器成熟時呈橙紅色，許多精子器在雄枝頂端形成“蘚花”。精子器中產生許多具鞭毛的螺旋狀精子，頸卵器中只有1個卵。在有水的條件下，精子游入頸卵器與卵融合，形成合子，合子在頸卵器中發育成胚，由胚進一步長成孢子體（孢蒴及蒴柄）寄生在雌枝上。孢蒴成熟時，其中的孢子母細胞行減數分裂，形成孢子，孢子在適宜條件下萌發，先長成絲狀叫原絲體（幼小配子體），由原絲體上再生出形態上具莖和葉的配子體。由上述可知，蘚類的世代交替是配子體獨立生活，孢子體寄生在配子體上。
蕨類植物的生活史中，孢子體和配子體都是獨立生活的，但孢子體比配子體大大發展。孢子體是二倍體，地下有根狀莖向下著生許多不定根，向上生長羽狀的葉片，有些葉片（孢子葉）的背面著生許多集合成群的孢子囊，每個孢子囊中有幾個孢子母細胞，經減數分裂後產生16～64個孢子（n）。成熟後，孢子從孢子囊中散出，落在潮濕土壤表面萌發，長成扁平的心臟形配子體（n），稱為原葉體。原葉體是綠色、自養，大小一般不超過1/2厘米，每個原葉體向地面產生幾個頸卵器（雌配子囊）和一些精子器（雄配子囊）。頸卵器成熟後只有1個卵，精子器成熟後產生數十個螺旋形的多鞭毛的精子。在有雨水或水滴的條件下，精子游入頸卵器中與卵受精。合子（2n）經過不斷分裂，發育成1個幼胚，這便是幼小的孢子體。此時孢子體“寄生”在原葉體上，吸取原葉體的營養，當胚萌發後，根和莖葉穿出原葉體，形成獨立的孢子體，原葉體不久死亡。
種子植物的世代交替特點是孢子體世代占絕對優勢，配子體世代非常簡化，並寄生在孢子體上。以被子植物為例說明：孢子體是由根、莖、葉、花、果實和種子構成的植物體，配子體是由很少細胞組成的花粉粒（2或3個細胞）和胚囊（通常為7個細胞8個核）。花粉粒是由花的雄蕊的花葯中產生的，花葯中的每個花粉母細胞經減數分裂形成4個未成熟的花粉粒叫小孢子，小孢子進一步分裂1～2次，形成2或3個細胞的成熟花粉粒（雄配子體）。胚囊是由花的雌蕊子房中的胚珠產生，1個胚珠只產生1個胚囊，未成熟的胚囊叫大孢子，大孢子經3次有絲分裂最後形成7細胞8核的成熟胚囊（雌配子體）。由上述可知，被子植物的孢子體世代包括：種子萌髮長成植株，到開花時雌蕊中的胚囊母細胞的形成和雄蕊中花粉母細胞形成為止的這一階段，配子體世代是從胚囊母細胞和花粉母細胞減數分裂後，形成大孢子（未成熟胚囊）和小孢子（未成熟花粉粒）開始直到成熟胚囊和成熟花粉粒形成為止的整個階段。可見，被子植物的世代交替是孢子體世代占絕對優勢，配子體世代非常簡化，並寄生於孢子體上。需要注意的是，有核相交替，不一定有世代交替；有世代交替，一定有核相交替。
