植物生物學-第二部分 第七章孢子植物

第七章孢子植物小節(jié)以前學習的藻類植物、菌類植物、地衣植物、苔蘚植物和蕨類植物孢子比較顯著，孢子通常脫離母體而發(fā)育，因此這幾類植物統(tǒng)稱為孢子植物。

藻類植物菌類植物地衣植物苔蘚植物蕨類植物孢子孢子是生物所產(chǎn)生的一種有繁殖或休眠作用的細胞，能直接發(fā)育成新個體。孢子一般微小，單細胞。由于它的性狀不同，發(fā)生過程和結(jié)構(gòu)的差異而有種種名稱。生物通過無性生殖產(chǎn)生的孢子叫“無性孢子〞，如分生孢子、孢囊孢子、游動孢子等；通過有性生殖產(chǎn)生的孢子叫“有性孢子〞，如接合孢子、卵孢子、子囊孢子、擔孢子等；直接由營養(yǎng)細胞通過細胞壁加厚和積貯養(yǎng)料而能抵抗不良環(huán)境條件的孢子叫“厚垣孢子〞、“休眠孢子〞等。孢子有性別差異時，兩性孢子有同形和異形之分。前者大小相同；后者在大小上有區(qū)別，分別稱大、小孢子，并分別發(fā)育成雌、雄配子體，這在高等植物較為多見。孢子植物小結(jié)一、植物的起源二、植物營養(yǎng)體的演化三、有性生殖方式的進化四、植物對陸生生活的適應(yīng)五、生活史的類型及其演化六、高等植物營養(yǎng)體和孢子葉的開展與分化七、植物的個體發(fā)育與系統(tǒng)發(fā)育一、植物的起源與地質(zhì)年代的開展探討植物的起源1、地球形成時，地表熾熱，沒有大氣，沒有生命的產(chǎn)生；2、40—35億年前，出現(xiàn)原核生物-----—細菌和藍藻；3、15—14億年前，出現(xiàn)了單細胞的真核生物------單細胞藻類；4、9—7億年前，出現(xiàn)了多細胞的藻類；5、4.5億年前，裸蕨向陸生過渡，到石炭紀，蕨類植物繁盛，苔蘚植物同時繁茂地生長；6、2.5億年前，裸子植物興起，在二疊紀到白堊紀1億年時間內(nèi)，裸子植物繁盛；7、1億年前，被子植物以其復雜的繁殖器官和功能代替了裸子植物。據(jù)科學家研究，現(xiàn)在生活在地球上的生物約有200(也有300的說法)萬種，但曾在地球出現(xiàn)過而最終滅絕了的生物那么遠超此數(shù)，過去四十億年來，生物是經(jīng)過不斷演化、繁衍，才形成今天千姿百態(tài)、種屬繁多的生物界。在地球生活過的古代生物，一局部在死后被沙泥迅速埋藏，尸體得以在沉積的沙泥中保存下來，經(jīng)過千百萬年的石化作用，生物的遺核終于變成了化石。因此，要了解生物的進化過程，最可靠得證據(jù)就是從地層出土的古生物化石。根據(jù)中國出土的古生物化石標本，并從進化論觀點出發(fā)，去探討生物界在過去二十多億年來的開展。這里把生物進化分為五個局部，即：藻類和無脊椎動物時代、裸蕨植物和魚類時代、蕨類植物和兩棲類動物時代、裸子植物和爬行動物時代，被子植物和哺乳動物時代。地質(zhì)工作者根據(jù)各門類古生物群的演變史，結(jié)合地殼運動、沉積間斷等方面的具體情況把地球開展史分成：太古代〔約四十億年前至十五億年前〕、元古代〔約十五億年前至六億年前〕、古生代〔6億---206億〕、中生代〔2.25億---1億〕新生代〔6.5千萬年—今天〕，每代又分為假設(shè)干紀、紀再分世，世再分期。新陳代謝是宇宙間普遍的永遠不可抵抗的規(guī)律。地史在前進，環(huán)境在轉(zhuǎn)變，導致不同地質(zhì)時代的生物面貌千變?nèi)f化。生物就由低級發(fā)生質(zhì)變躍進到高級。這樣，我們就有可能依據(jù)生物的演化規(guī)律，把生物的開展史割分為以下幾個主要時代。中國各地質(zhì)時代中的主要古生物類群簡介

大約十五億年前到五億年前，生物界經(jīng)歷了元古時代的藻類繁榮時期，寒武紀的無脊動物第一次大發(fā)期，和奧陶紀的無脊物動物全盛時期。〔一〕藻類和無脊椎動物時代

〔二〕裸蕨植物和魚類時代在距今四億三千八百萬年至三億五千五百萬年間，地質(zhì)史上稱志留紀和泥盆紀。這段時期，生物開展史上有兩大變革，其一是生物開始離開海洋，向陸地開展。首先：登陸大地的是綠藻，進化為裸蕨植物，它們擺脫了水域環(huán)境的束縛〔O3〕，在變化多端的陸地環(huán)境生長，為大地首次添上綠裝。其次：是無脊椎動物進化為脊椎動物，志留紀時出現(xiàn)的無甲胃魚類，是原始脊椎動物的最早成員，但卻不是真正的魚類；到泥盆紀時出現(xiàn)的盾皮魚類和棘魚類才是真正的魚類，并成為水域中的霸主?！踩侈ь愔参锖蛢蓷珓游飼r代

在距今三億五千五百萬年到二億五千萬年的石炭紀和二疊紀時期，陸生生物飛躍開展。石炭紀時裸蕨植物已絕滅了，代之而起的是石松類、楔葉類、真蕨類和種子蕨類等植物，它們生長茂盛，形成壯觀的沼澤森林〔遺體形成煤層〕。與森林有密切關(guān)系的昆蟲亦開展迅速，種屬激增，估計到二疊紀末期已有幾萬種昆蟲。此外，脊椎動物亦在石炭紀時向陸上開展，但因為不能完全脫離水域生活，只能成為兩棲類動物，到二疊紀末期，兩棲類逐漸進化為真正的陸生脊椎動物—原始爬行動物。〔四〕裸子植物和爬行動物時代古生代末期，地球上全部生物界發(fā)生了一次明顯的衰退和淘汰。但各門類生物仍有不少科屬得以延續(xù)。地球出現(xiàn)明顯氣候帶。許多地區(qū)不適應(yīng)蕨類植物生長。到距今二億五千萬年至六千五百萬年前，生物史稱為中生代，包括了地質(zhì)史的三疊紀，侏羅紀和白堊紀。中生代生物界最大的特點是繼續(xù)向適應(yīng)陸生生活演化，裸子植物進化出花粉管，能進行體內(nèi)受精，完全擺脫對水的依賴，更能適應(yīng)陸生生活，形成茂密的森林。動物界中爬行動物也迅速開展，演化出種類繁多的恐龍，成為動物界霸主，占據(jù)了海、陸、空三大生態(tài)領(lǐng)域。〔五〕被子植物和哺乳動物時代從六千五百萬年前到今天，生物開展史上稱新生代，包括了地史的第三紀和第四紀。氣候分帶更加明顯，氣溫下降，裸子植物不適應(yīng)氣候的變化。中生代末期，生物界又一次發(fā)生了劇烈的變革，極度繁榮的恐龍突然絕滅；海域里很多無脊椎動物如海蕾、海林檎、菊石、箭石等，亦未能夠逃脫這次巨變而遭淘汰。然而，進入新生代，一些類群如鳥類和哺乳類等卻產(chǎn)生了更高級的科、屬，獲得興盛開展；被子植物因種子在子房內(nèi)發(fā)育，并進行雙受精作用，完全擺脫了水域環(huán)境的束縛，于是取代了裸子植物，成為植物界的霸主。二、植物營養(yǎng)體的演化1、藻類植物的植物體演化單細胞多細胞群體能游動不能游動分化簡單分化復雜衣藻-盤藻-實球藻-空球藻-雜球藻-團藻2、高等植物的營養(yǎng)體的演化葉狀體擬莖葉體有根莖葉的分化三、有性生殖方式的進化2、有性生殖器官的演化：精子囊、卵囊精子器、頸卵器胚囊、花粉管卵配1、同配異配四、植物對陸生生活的適應(yīng)1、4.5億年前，地球一片汪洋，最原始的植物生活其中；2、志留紀末期，地球的滄海桑田運動，產(chǎn)生了裸蕨植物，重要的里程碑；裸蕨植物對陸生生活的適應(yīng)：〔1〕、莖中有原始的維管組織，有支持和運輸作用；〔2〕、植物體外表有角質(zhì)層和氣孔，可調(diào)節(jié)水分的蒸騰；〔3〕、孢子囊生于枝頂，孢子壁厚，以利于孢子的傳播的保護。3、泥盆紀末期，進一步造山運動，裸蕨讓位于蕨類植物；4、由于種子植物的受精作用能脫離水，克服了蕨類植物對干旱條件不適的缺點，從而稱霸于植物界。維管植物的進化與開展：孢子體開展配子體退化寄生在孢子體上；大小孢子的分化，種子的產(chǎn)生；受精作用擺脫水的限制五、生活史的類型及其演化總體是：由簡單到復雜；由低級到高級。有性生殖的三種類型：合子減數(shù)分裂；配子減數(shù)分裂〔動物和人屬于此類〕；居間減數(shù)分裂〔有世代交替〕。無有性生殖-----有核相交替，無世代交替-------有世代交替[同型-----異型〔配子體優(yōu)勢-------孢子體優(yōu)勢〕]配子減數(shù)分裂如松藻、硅藻、鹿角藻。只有核相交替，沒有世代交替。生活史中只有二倍體植物體。(1)衣藻屬

合子減數(shù)分裂，只有核相交替，沒有世代交替，生活史中只有單倍體植物體。(3)石莼屬，孢子體減數(shù)分裂，同形世代交替紅藻〔紫菜〕生活史真蘚生活史生活史蕨類植物生活史蘚的生活史孢子體孢子母細胞減數(shù)分裂受精作用原葉體（配子體）孢子合子n2n有性世代無性世代精子器頸卵器精子卵胚六、高等植物營養(yǎng)體和孢子葉的開展與分化〔一〕、營養(yǎng)器官的起源與分化〔二〕、孢子葉的起源與分化〔一〕、營養(yǎng)器官的起源與分化1、裸蕨發(fā)現(xiàn)以前是葉起源或同時出現(xiàn)；2、裸蕨發(fā)現(xiàn)以后，莖-----葉-----根；3、葉的起源：大型葉：二叉分支莖軸頂枝連合扁化而來〔頂枝學說〕頂枝學說：單枝扁平化而成小型葉突出學說：莖軸外表的突出體4、根的起源：資料缺乏，研究不夠〔二〕、孢子葉的起源與分化1、真蕨亞門植物孢子葉的起源2、石松亞門植物孢子葉的起源3、楔葉亞門植物孢子葉的起源4、5、水韭亞門、松葉蕨亞門植物孢子葉的起源？？頂枝學說：孢子葉不育局部和孢子囊本身是同一個頂枝束發(fā)育而來；突出學說：先有孢子囊，后形成突出體，再組成孢子葉葉的分類根據(jù)功能分，葉可分為：營養(yǎng)葉：僅能進行光合作用，制造