植物學(xué)-植物的起源與演化

1、代代紀(jì)紀(jì)距今年數(shù)距今年數(shù)（百萬年）（百萬年）進(jìn)進(jìn) 化化 情情 況況優(yōu)勢(shì)植物優(yōu)勢(shì)植物新生代新生代第四紀(jì)第四紀(jì)現(xiàn)代現(xiàn)代被子植物占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，草本植物進(jìn)一步發(fā)育被子植物占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，草本植物進(jìn)一步發(fā)育被子植物被子植物更新世更新世2.5第三紀(jì)第三紀(jì)晚晚25經(jīng)過幾次冰期后，森林衰退，由于氣候原因，造成地方植物隔離，經(jīng)過幾次冰期后，森林衰退，由于氣候原因，造成地方植物隔離，草本草本植物植物發(fā)生，植物界面貌與現(xiàn)代相似發(fā)生，植物界面貌與現(xiàn)代相似早早65被子植物進(jìn)一步發(fā)育，占優(yōu)勢(shì)，世界各地出現(xiàn)大范圍的森林被子植物進(jìn)一步發(fā)育，占優(yōu)勢(shì)，世界各地出現(xiàn)大范圍的森林中生代中生代白堊紀(jì)白堊紀(jì)晚晚90被子植物得到發(fā)展被子植物得到

2、發(fā)展早早136裸子植物衰退，被子植物漸漸代替裸子植物裸子植物衰退，被子植物漸漸代替裸子植物裸子植物裸子植物侏羅紀(jì)侏羅紀(jì)190裸子植物中的松柏類占優(yōu)勢(shì)，原始的裸子植物漸漸消失，裸子植物中的松柏類占優(yōu)勢(shì)，原始的裸子植物漸漸消失，被子植物被子植物出現(xiàn)出現(xiàn)三疊紀(jì)三疊紀(jì)225喬木狀蕨類植物繼續(xù)衰退，真蕨類繁茂喬木狀蕨類植物繼續(xù)衰退，真蕨類繁茂古生代古生代二疊紀(jì)二疊紀(jì)晚晚260裸子植物中的蘇鐵類、銀杏類、針葉類繁茂裸子植物中的蘇鐵類、銀杏類、針葉類繁茂早早280木本喬木狀蕨類植物開始衰退木本喬木狀蕨類植物開始衰退蕨類植物蕨類植物石炭紀(jì)石炭紀(jì)345氣候溫暖濕潤，巨大的喬木狀蕨類植物如鱗木類、蘆木類、石松類等

3、遍氣候溫暖濕潤，巨大的喬木狀蕨類植物如鱗木類、蘆木類、石松類等遍布各地，形成森林，造成了以后的大煤田，同時(shí)出現(xiàn)了許多矮小的真蕨布各地，形成森林，造成了以后的大煤田，同時(shí)出現(xiàn)了許多矮小的真蕨類植物，種子蕨類植物進(jìn)一步發(fā)展類植物，種子蕨類植物進(jìn)一步發(fā)展泥盆紀(jì)泥盆紀(jì)晚晚360裸蕨類漸漸消逝裸蕨類漸漸消逝中中370裸蕨類植物繁茂，裸蕨類植物繁茂，種子蕨種子蕨出現(xiàn)，但數(shù)目小，出現(xiàn)，但數(shù)目小，苔蘚植物苔蘚植物出現(xiàn)出現(xiàn)早早390為植物由水生向陸生演化的時(shí)期，在陸地上已出現(xiàn)了為植物由水生向陸生演化的時(shí)期，在陸地上已出現(xiàn)了裸蕨類植物裸蕨類植物，有可，有可能在此時(shí)期出現(xiàn)原始的能在此時(shí)期出現(xiàn)原始的維管束植物維管束植

4、物，藻類植物仍占優(yōu)勢(shì)，藻類植物仍占優(yōu)勢(shì)藻類植物藻類植物志留紀(jì)志留紀(jì)435奧陶紀(jì)奧陶紀(jì)500海產(chǎn)藻類占優(yōu)勢(shì)，其它類型植物相繼發(fā)展海產(chǎn)藻類占優(yōu)勢(shì)，其它類型植物相繼發(fā)展寒武紀(jì)寒武紀(jì)570初期出現(xiàn)初期出現(xiàn)真核細(xì)胞藻類植物真核細(xì)胞藻類植物，后期出現(xiàn)了與現(xiàn)代藻類相似的，后期出現(xiàn)了與現(xiàn)代藻類相似的類群類群遠(yuǎn)古代遠(yuǎn)古代5701500太古代太古代1500-3500生命開始出現(xiàn)，細(xì)菌和藍(lán)藻出現(xiàn)生命開始出現(xiàn)，細(xì)菌和藍(lán)藻出現(xiàn)原核生物原核生物11.1 11.1 生命的起源與原核生物的產(chǎn)生生命的起源與原核生物的產(chǎn)生 1. 無機(jī)分子生成小分子有機(jī)物無機(jī)分子生成小分子有機(jī)物 2. 有機(jī)分子生成生物大分子有機(jī)分子生成生物大分子

5、 3. 生物大分子形成多分子體系生物大分子形成多分子體系 4. 多分子體系演變成原始生命多分子體系演變成原始生命 11.2 真核藻類的起源與演化真核藻類的起源與演化 原核生物原核生物 藍(lán)藻和細(xì)菌藍(lán)藻和細(xì)菌 35 億年前億年前 其他真核藻類其他真核藻類 5-6 億年前億年前 以葉綠素以葉綠素 b 為光系統(tǒng)為光系統(tǒng) II 集光色素集光色素 原綠藻原綠藻 真核綠藻真核綠藻 高等植物高等植物 以藻膽素為光系統(tǒng)以藻膽素為光系統(tǒng)II集光色素集光色素 藍(lán)藻藍(lán)藻 紅藻紅藻 以葉綠素以葉綠素 c 為光系統(tǒng)為光系統(tǒng) II 集光色素集光色素 隱藻門、甲藻門、黃藻門、金藻門、硅藻門等隱藻門、甲藻門、黃藻門、金藻門、硅

6、藻門等11.3 苔蘚植物的起源和演化苔蘚植物的起源和演化 1. 起源于綠藻起源于綠藻 苔蘚植物的葉綠體與藻類的載色體相似，具有相同的葉綠苔蘚植物的葉綠體與藻類的載色體相似，具有相同的葉綠 素和葉黃素。素和葉黃素。 角苔中具有蛋白核，儲(chǔ)藏物為淀粉，與綠藻中的相似。角苔中具有蛋白核，儲(chǔ)藏物為淀粉，與綠藻中的相似。 苔蘚植物生活史中的原絲體與絲藻很相似。苔蘚植物生活史中的原絲體與絲藻很相似。 苔蘚植物的游動(dòng)精子具有兩條等長的頂生鞭毛，與綠藻的苔蘚植物的游動(dòng)精子具有兩條等長的頂生鞭毛，與綠藻的 精子相似。精子相似。 苔蘚植物的合子發(fā)育在配子體內(nèi)發(fā)育，與絲藻中的鞘毛藻苔蘚植物的合子發(fā)育在配子體內(nèi)發(fā)育，與

7、絲藻中的鞘毛藻 屬（屬（Coleochaete）的相似。）的相似。 綠藻類中的輪藻，植物體分化明顯，其卵囊與精子囊也與綠藻類中的輪藻，植物體分化明顯，其卵囊與精子囊也與 苔蘚植物的頸卵器和精子器相似。苔蘚植物的頸卵器和精子器相似。 苔蘚植物中的藻苔苔蘚植物中的藻苔 （Takakia lepidozioides）和綠藻門中的）和綠藻門中的 佛氏藻（佛氏藻（Fritschiellla tuberosa） 相似相似藻苔藻苔 （Takakia lepidozioides）佛氏藻佛氏藻2. 起源于裸蕨類起源于裸蕨類 裸蕨類中的角蕨屬和萊尼蕨屬?zèng)]有真正的葉和根，只在橫裸蕨類中的角蕨屬和萊尼蕨屬?zèng)]有真正的葉

8、和根，只在橫 生的莖上生有假根，這與苔蘚植物相似。生的莖上生有假根，這與苔蘚植物相似。 裸蕨類中的角蕨屬、孢囊蕨屬的孢子囊內(nèi)，有裸蕨類中的角蕨屬、孢囊蕨屬的孢子囊內(nèi)，有1中軸構(gòu)造，中軸構(gòu)造， 與角苔屬、泥炭蘚屬、黑蘚屬的孢子囊中的蒴軸相似。與角苔屬、泥炭蘚屬、黑蘚屬的孢子囊中的蒴軸相似。 角苔屬中的蒴軸內(nèi)有類似輸導(dǎo)組織的厚壁細(xì)胞，在裸蕨類角苔屬中的蒴軸內(nèi)有類似輸導(dǎo)組織的厚壁細(xì)胞，在裸蕨類 中也可看到輸導(dǎo)組織消失的現(xiàn)象。中也可看到輸導(dǎo)組織消失的現(xiàn)象。 在裸蕨中的孢囊蕨中已具有單一的孢子囊，而在真蘚中，在裸蕨中的孢囊蕨中已具有單一的孢子囊，而在真蘚中， 有畸形的分叉的孢子囊，似乎苔蘚由裸蕨類退化而

9、來。有畸形的分叉的孢子囊，似乎苔蘚由裸蕨類退化而來。 從地質(zhì)年代來看，裸蕨類出現(xiàn)于志留紀(jì)，而苔蘚植物出現(xiàn)從地質(zhì)年代來看，裸蕨類出現(xiàn)于志留紀(jì)，而苔蘚植物出現(xiàn) 于泥盆紀(jì)中期，苔蘚植物比裸蕨類晚出現(xiàn)數(shù)千萬年。于泥盆紀(jì)中期，苔蘚植物比裸蕨類晚出現(xiàn)數(shù)千萬年。 現(xiàn)在大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為苔蘚植物與裸蕨并沒有直接的親緣關(guān)現(xiàn)在大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為苔蘚植物與裸蕨并沒有直接的親緣關(guān)系，兩者可能是由水生綠藻平行演化而來。系，兩者可能是由水生綠藻平行演化而來。3. 苔蘚植物的演化苔蘚植物的演化（1）認(rèn)為苔類植物原始。）認(rèn)為苔類植物原始。 由綠藻類中的鞘毛藻演化面來，苔類原始，蘚類進(jìn)化。由綠藻類中的鞘毛藻演化面來，苔類原始，蘚類進(jìn)化

10、。（2）認(rèn)為蘚類植物原始）認(rèn)為蘚類植物原始 由輪藻類演化而來，蘚類植物原始，苔類植物進(jìn)化。由輪藻類演化而來，蘚類植物原始，苔類植物進(jìn)化。（3）認(rèn)為角苔類植物原始）認(rèn)為角苔類植物原始 來源于裸蕨類，角苔類為原始，再由角苔演化為其他苔類來源于裸蕨類，角苔類為原始，再由角苔演化為其他苔類和蘚類植物。和蘚類植物。 苔蘚植物是從水生到陸生的過渡類型，也是進(jìn)化的旁枝苔蘚植物是從水生到陸生的過渡類型，也是進(jìn)化的旁枝 11.4 蕨類植物的起源和演化蕨類植物的起源和演化 古生代志留紀(jì)泥盆紀(jì)古生代志留紀(jì)泥盆紀(jì) 4.35億年前開始出現(xiàn)億年前開始出現(xiàn) 二疊紀(jì)二疊紀(jì) 2.8億年前木本蕨類衰退億年前木本蕨類衰退 裸蕨類是

11、最原始的蕨類裸蕨類是最原始的蕨類 起源：一種認(rèn)為起源于綠藻起源：一種認(rèn)為起源于綠藻 一種認(rèn)為起源于角苔一種認(rèn)為起源于角苔 演化：三條路線演化：三條路線 1 石松類演化路線石松類演化路線 裸蕨類裸蕨類刺石松刺石松典型的石松類植物典型的石松類植物 2 木賊類演化路線木賊類演化路線 裸蕨類裸蕨類古蘆木屬、海尼蕨屬古蘆木屬、海尼蕨屬木賊植物木賊植物 3 真蕨類演化路線真蕨類演化路線 裸蕨類裸蕨類小原始蕨、古蕨屬植物小原始蕨、古蕨屬植物真蕨類植物真蕨類植物 裸蕨屬裸蕨屬1. 假根；假根；2. 根狀莖；根狀莖；3. 氣生莖；氣生莖；4. 刺狀突起；刺狀突起；5. 枝尖；枝尖；6. 孢子囊孢子囊大萊尼蕨大萊

12、尼蕨1. 根狀莖；根狀莖；2. 地上莖；地上莖；3. 孢子囊孢子囊 化石蕨類化石蕨類A. 刺石松刺石松 B. 星木屬星木屬 C. 鱗木屬鱗木屬 D. 封印木屬封印木屬 E. 蘆木屬蘆木屬 F. 小原始蕨小原始蕨11.5 裸子植物的起源與演化裸子植物的起源與演化 在上泥盆紀(jì)在上泥盆紀(jì) 約約 4 億年前出現(xiàn)億年前出現(xiàn) 繁盛于中生代的三疊紀(jì)和侏羅紀(jì)繁盛于中生代的三疊紀(jì)和侏羅紀(jì) 最早的裸子植物是原裸子植物，是介于蕨類植最早的裸子植物是原裸子植物，是介于蕨類植物和裸子植物之間的一種過渡類型，包括：物和裸子植物之間的一種過渡類型，包括： 古蕨屬、無脈蕨屬等古蕨屬、無脈蕨屬等重建的古蕨屬植物重建的古蕨屬植物

13、A. 重建的植株的外貌；重建的植株的外貌； B. 枝條；枝條； C. 生殖枝孢子囊內(nèi)有大、小孢子之分生殖枝孢子囊內(nèi)有大、小孢子之分 裸子植物的演化路線：裸子植物的演化路線：兩條兩條種子蕨種子蕨蘇鐵、買麻藤蘇鐵、買麻藤科得狄類科得狄類銀杏、銀杏、 松柏和紫杉松柏和紫杉2 無脈蕨無脈蕨原裸子植物原裸子植物1 古蕨古蕨原裸子植物原裸子植物科得狄類植物科得狄類植物圖圖1110 鳳尾松蕨鳳尾松蕨 （種子蕨）（種子蕨）AD，F(xiàn). 營養(yǎng)器官營養(yǎng)器官E. 生殖枝生殖枝G. 具殼斗種子的外形具殼斗種子的外形H. 殼斗內(nèi)胚珠的縱切面殼斗內(nèi)胚珠的縱切面IL. 不同種類的生殖枝不同種類的生殖枝圖圖1112 擬蘇鐵類（

14、本內(nèi)蘇鐵）擬蘇鐵類（本內(nèi)蘇鐵）A. 孢子葉球縱切孢子葉球縱切; B. 大孢子葉球縱切大孢子葉球縱切1. 種子間生鱗片種子間生鱗片; 2. 大孢子葉及頂生的胚珠大孢子葉及頂生的胚珠原裸子植物、裸子植物和被子植物可能的演化史原裸子植物、裸子植物和被子植物可能的演化史11.6 被子植物的起源與演化被子植物的起源與演化 單元說單元說 二元說二元說 多元說多元說 1. 起源時(shí)間：起源時(shí)間： 中生代侏羅紀(jì)中生代侏羅紀(jì) 1.9億年前開始出現(xiàn)（發(fā)現(xiàn)化石）億年前開始出現(xiàn)（發(fā)現(xiàn)化石） 白堊紀(jì)末期白堊紀(jì)末期 被子植物占主導(dǎo)地位被子植物占主導(dǎo)地位 種子蕨類可能是最早的祖先種子蕨類可能是最早的祖先 2. 起源地：起源地

15、： 赤道帶及其附近赤道帶及其附近 3. 被子植物的祖先：被子植物的祖先： 真花說：真花說：（塔赫他間、克朗奎斯特等）（塔赫他間、克朗奎斯特等） 被子植物起源于單性孢子葉球類，一個(gè)花序演化成一朵花被子植物起源于單性孢子葉球類，一個(gè)花序演化成一朵花 由麻黃類雌雄孢子葉球演化成被子植物的柔荑花序；由麻黃類雌雄孢子葉球演化成被子植物的柔荑花序； 木蘭科是最原始的被子植物木蘭科是最原始的被子植物 假花說：假花說：（恩格勒等）（恩格勒等） 被子植物起源于兩性孢子葉球類，多胚珠，多小孢子囊；被子植物起源于兩性孢子葉球類，多胚珠，多小孢子囊； 由本內(nèi)蘇鐵類兩性孢子葉球的植物演化而來；由本內(nèi)蘇鐵類兩性孢子葉球的

16、植物演化而來； 楊柳科可能是最原始的被子植物楊柳科可能是最原始的被子植物11.7 被子植物的分類系統(tǒng)被子植物的分類系統(tǒng) 1. 恩格勒系統(tǒng)恩格勒系統(tǒng) 德國植物學(xué)家恩格勒德國植物學(xué)家恩格勒1892年編制的，是世界上第一年編制的，是世界上第一 個(gè)完整的分類系統(tǒng)，假話說個(gè)完整的分類系統(tǒng)，假話說 2. 哈欽松系統(tǒng)哈欽松系統(tǒng) 英國植物學(xué)家哈欽松英國植物學(xué)家哈欽松1926、1934年發(fā)表年發(fā)表 真花說，單起源，木本原始，真花說，單起源，木本原始， 木蘭科和毛茛科平行進(jìn)化木蘭科和毛茛科平行進(jìn)化 3. 塔赫他間系統(tǒng)塔赫他間系統(tǒng) 原蘇聯(lián)塔赫他間原蘇聯(lián)塔赫他間1942年提出，起源于種子蕨，單起源年提出，起源于種子蕨

17、，單起源 木蘭目最原始木蘭目最原始 4. 克朗奎斯特系統(tǒng)克朗奎斯特系統(tǒng) 美國人克朗奎斯特美國人克朗奎斯特1958年發(fā)表年發(fā)表 真花說，單起源，起源于種子蕨真花說，單起源，起源于種子蕨 分成分成11個(gè)亞綱，個(gè)亞綱，83目目 383科科 適合于教學(xué)，被普遍采用適合于教學(xué)，被普遍采用11.8 植物的進(jìn)化方式和進(jìn)化趨勢(shì)植物的進(jìn)化方式和進(jìn)化趨勢(shì) 個(gè)體發(fā)育和系統(tǒng)發(fā)育個(gè)體發(fā)育和系統(tǒng)發(fā)育 個(gè)體發(fā)育：個(gè)體從發(fā)生到死亡的過程個(gè)體發(fā)育：個(gè)體從發(fā)生到死亡的過程 系統(tǒng)發(fā)育：某一個(gè)類群發(fā)生發(fā)展的過程系統(tǒng)發(fā)育：某一個(gè)類群發(fā)生發(fā)展的過程 1. 植物形態(tài)結(jié)構(gòu)上的演化植物形態(tài)結(jié)構(gòu)上的演化 植物體的形態(tài)結(jié)構(gòu)是從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的發(fā)展過程

18、植物體的形態(tài)結(jié)構(gòu)是從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的發(fā)展過程 細(xì)胞結(jié)構(gòu)：細(xì)胞結(jié)構(gòu)： 原核細(xì)胞原核細(xì)胞 中核細(xì)胞中核細(xì)胞 真核細(xì)胞真核細(xì)胞 （藍(lán)藻）（藍(lán)藻） （裸藻）（裸藻） （其他植物）（其他植物） 2. 植物體形態(tài)植物體形態(tài) 單細(xì)胞單細(xì)胞群體群體多細(xì)胞多細(xì)胞 如：衣藻如：衣藻 盤藻盤藻 實(shí)球藻實(shí)球藻 空球藻空球藻 團(tuán)藻團(tuán)藻 多細(xì)胞：多細(xì)胞： 不分枝絲狀體不分枝絲狀體 分枝絲狀體分枝絲狀體 片狀體片狀體 薄壁組織體薄壁組織體 產(chǎn)生組織分化產(chǎn)生組織分化 有莖葉分有莖葉分 化化 形成各種器官形成各種器官 如：藻類如：藻類 苔蘚苔蘚 蕨類蕨類 種子植物種子植物 3. 生態(tài)習(xí)性上的演化生態(tài)習(xí)性上的演化 水生水生陸生陸生

19、各類群對(duì)陸生環(huán)境的適應(yīng)各類群對(duì)陸生環(huán)境的適應(yīng) 藻類：藻類：生活在水中，無器官分化生活在水中，無器官分化 苔蘚：苔蘚：有莖葉分化，無真根，無維管束有莖葉分化，無真根，無維管束 不能長高，受精作用離不開水不能長高，受精作用離不開水 蕨類：蕨類：有根、莖、葉分化，出現(xiàn)維管束有根、莖、葉分化，出現(xiàn)維管束 精子具鞭毛，受精作用離不開水精子具鞭毛，受精作用離不開水 種子植物：種子植物：形成種子，產(chǎn)生花粉管形成種子，產(chǎn)生花粉管 精子無鞭毛，是真正的陸生植物精子無鞭毛，是真正的陸生植物 4. 繁殖方式的演化繁殖方式的演化 營養(yǎng)繁殖營養(yǎng)繁殖無性生殖無性生殖有性生殖有性生殖 有性生殖：同配生殖有性生殖：同配生殖 異配生殖異配生殖 卵配生殖卵配生殖 5. 生活史的類型及其演化生活史的類型及其演化 (1) 無世代交替也無核相交替的類型無世代交替也無核相交替的類型 無有性生殖，營養(yǎng)繁殖或孢子生殖無有性生殖，營養(yǎng)繁殖或孢子生殖 植物體植物體 子代子代 孢子孢子 植物體植物體