第四部分 植物的起源与演化

代 纪 进 化 情 况 优势植物 新生代 第四纪 被子植物 第三纪 中生代 白垩纪 裸子植物 侏罗纪 三叠纪 古生代 二叠纪 蕨类植物 距今年数 （百万年） 进 化 情 况 优势植物 新生代 第四纪 现代 被子植物占绝对优势，草本植物进一步发育 被子植物 更新世2.5 第三纪 晚25 经过几次冰期后，森林衰退，由于气候原因，造成地方植物隔离，草本植物发生，植物界面貌与现代相似 早65 被子植物进一步发育，占优势，世界各地出现大范围的森林 中生代 白垩纪 晚90 被子植物得到发展 早136 裸子植物衰退，被子植物渐渐代替裸子植物 裸子植物 侏罗纪 190 裸子植物中的松柏类占优势，原始的裸子植物渐渐消失，被子植物出现 三叠纪 225 乔木状蕨类植物继续衰退，真蕨类繁茂 古生代 二叠纪 晚260 裸子植物中的苏铁类、银杏类、针叶类繁茂 早280 木本乔木状蕨类植物开始衰退 蕨类植物 石炭纪 345 气候温暖湿润，巨大的乔木状蕨类植物如鳞木类、芦木类、石松类等遍布各地，形成森林，造成了以后的大煤田，同时出现了许多矮小的真蕨类植物，种子蕨类植物进一步发展 泥盆纪 晚360 裸蕨类渐渐消逝 中370 裸蕨类植物繁茂，种子蕨出现，但数目小，苔藓植物出现 早390 为植物由水生向陆生演化的时期，在陆地上已出现了裸蕨类植物，有可 能在此时期出现原始的维管束植物，藻类植物仍占优势 藻类植物 志留纪 435 奥陶纪 500 海产藻类占优势，其它类型植物相继发展 寒武纪 570 初期出现真核细胞藻类植物，后期出现了与现代藻类相似的类群 远古代 570—1500 太古代 1500-3500 生命开始出现，细菌和蓝藻出现 原核生物

11.1 生命的起源与原核生物的产生 1. 无机分子生成小分子有机物 2. 有机分子生成生物大分子 3. 生物大分子形成多分子体系 1. 无机分子生成小分子有机物 2. 有机分子生成生物大分子 3. 生物大分子形成多分子体系 4. 多分子体系演变成原始生命

11.2 真核藻类的起源与演化 原核生物 蓝藻和细菌 35 亿年前 其他真核藻类 5-6 亿年前  以叶绿素 b 为光系统 II 集光色素 11.2 真核藻类的起源与演化 原核生物 蓝藻和细菌 35 亿年前 其他真核藻类 5-6 亿年前  以叶绿素 b 为光系统 II 集光色素 原绿藻 → 真核绿藻 → 高等植物  以藻胆素为光系统II集光色素 蓝藻 → 红藻  以叶绿素 c 为光系统 II 集光色素 隐藻门、甲藻门、黄藻门、金藻门、硅藻门等

11.3 苔藓植物的起源和演化 1. 起源于绿藻 ① 苔藓植物的叶绿体与藻类的载色体相似，具有相同的叶绿 素和叶黄素。 11.3 苔藓植物的起源和演化 1. 起源于绿藻 ① 苔藓植物的叶绿体与藻类的载色体相似，具有相同的叶绿 素和叶黄素。 ② 角苔中具有蛋白核，储藏物为淀粉，与绿藻中的相似。 ③ 苔藓植物生活史中的原丝体与丝藻很相似。 ④ 苔藓植物的游动精子具有两条等长的顶生鞭毛，与绿藻的 精子相似。 ⑤ 苔藓植物的合子发育在配子体内发育，与丝藻中的鞘毛藻 属（Coleochaete）的相似。 ⑥ 绿藻类中的轮藻，植物体分化明显，其卵囊与精子囊也与 苔藓植物的颈卵器和精子器相似。 ⑦ 苔藓植物中的藻苔 （Takakia lepidozioides）和绿藻门中的 佛氏藻（Fritschiellla tuberosa） 相似

藻苔 （Takakia lepidozioides） 佛氏藻

2. 起源于裸蕨类 ① 裸蕨类中的角蕨属和莱尼蕨属没有真正的叶和根，只在横 生的茎上生有假根，这与苔藓植物相似。 2. 起源于裸蕨类 ① 裸蕨类中的角蕨属和莱尼蕨属没有真正的叶和根，只在横 生的茎上生有假根，这与苔藓植物相似。 ② 裸蕨类中的角蕨属、孢囊蕨属的孢子囊内，有1中轴构造， 与角苔属、泥炭藓属、黑藓属的孢子囊中的蒴轴相似。 ③ 角苔属中的蒴轴内有类似输导组织的厚壁细胞，在裸蕨类 中也可看到输导组织消失的现象。 ④ 在裸蕨中的孢囊蕨中已具有单一的孢子囊，而在真藓中， 有畸形的分叉的孢子囊，似乎苔藓由裸蕨类退化而来。 ⑤ 从地质年代来看，裸蕨类出现于志留纪，而苔藓植物出现 于泥盆纪中期，苔藓植物比裸蕨类晚出现数千万年。 现在大多数学者认为苔藓植物与裸蕨并没有直接的亲缘关系，两者可能是由水生绿藻平行演化而来。

3. 苔藓植物的演化 （1）认为苔类植物原始。 由绿藻类中的鞘毛藻演化面来，苔类原始，藓类进化。 （2）认为藓类植物原始 由轮藻类演化而来，藓类植物原始，苔类植物进化。 （3）认为角苔类植物原始 来源于裸蕨类，角苔类为原始，再由角苔演化为其他苔类和藓类植物。 苔藓植物是从水生到陆生的过渡类型，也是进化的旁枝

11.4 蕨类植物的起源和演化  古生代志留纪泥盆纪 4.35亿年前开始出现  二叠纪 2.8亿年前木本蕨类衰退  裸蕨类是最原始的蕨类 起源：一种认为起源于绿藻 一种认为起源于角苔

演化：三条路线 [1] 石松类演化路线 [2] 木贼类演化路线 [3] 真蕨类演化路线 裸蕨类→刺石松→典型的石松类植物 裸蕨类→古芦木属、海尼蕨属→木贼植物 [3] 真蕨类演化路线 裸蕨类→小原始蕨、古蕨属植物→真蕨类植物

大莱尼蕨 1. 根状茎；2. 地上茎；3. 孢子囊 裸蕨属 1. 假根；2. 根状茎；3. 气生茎； 4. 刺状突起；5. 枝尖；6. 孢子囊 大莱尼蕨 1. 根状茎；2. 地上茎；3. 孢子囊

化石蕨类 A. 刺石松 B. 星木属 C. 鳞木属 D. 封印木属 E. 芦木属 F. 小原始蕨

11.5 裸子植物的起源与演化 在上泥盆纪 约 4 亿年前出现 繁盛于中生代的三叠纪和侏罗纪 在上泥盆纪 约 4 亿年前出现 繁盛于中生代的三叠纪和侏罗纪 最早的裸子植物是原裸子植物，是介于蕨类植物和裸子植物之间的一种过渡类型，包括： 古蕨属、无脉蕨属等

A. 重建的植株的外貌； B. 枝条； C. 生殖枝孢子囊内有大、小孢子之分 重建的古蕨属植物 A. 重建的植株的外貌； B. 枝条； C. 生殖枝孢子囊内有大、小孢子之分

裸子植物的演化路线：两条 [1] 古蕨 原裸子植物 科得狄类 银杏、 松柏和紫杉 [2] 无脉蕨 原裸子植物 种子蕨 苏铁、买麻藤

科得狄类植物

图11－10 凤尾松蕨 （种子蕨） A－D，F. 营养器官 E. 生殖枝 G. 具壳斗种子的外形 H. 壳斗内胚珠的纵切面 I－L. 不同种类的生殖枝

图11－12 拟苏铁类（本内苏铁） A. 孢子叶球纵切; B. 大孢子叶球纵切 1. 种子间生鳞片; 2. 大孢子叶及顶生的胚珠

原裸子植物、裸子植物和被子植物可能的演化史

11.6 被子植物的起源与演化 1. 起源时间： 中生代侏罗纪 1.9亿年前开始出现（发现化石） 2. 起源地： 单元说 二元说 多元说 中生代侏罗纪 1.9亿年前开始出现（发现化石） 白垩纪末期 被子植物占主导地位 种子蕨类可能是最早的祖先 2. 起源地： 赤道带及其附近

被子植物起源于单性孢子叶球类，一个花序演化成一朵花 3. 被子植物的祖先： 真花说：（塔赫他间、克朗奎斯特等） 被子植物起源于单性孢子叶球类，一个花序演化成一朵花 由麻黄类雌雄孢子叶球演化成被子植物的柔荑花序； 木兰科是最原始的被子植物 假花说：（恩格勒等） 被子植物起源于两性孢子叶球类，多胚珠，多小孢子囊； 由本内苏铁类两性孢子叶球的植物演化而来； 杨柳科可能是最原始的被子植物

11.7 被子植物的分类系统 1. 恩格勒系统 德国植物学家恩格勒1892年编制的，是世界上第一 个完整的分类系统，假话说 2. 哈钦松系统 英国植物学家哈钦松1926、1934年发表 真花说，单起源，木本原始， 木兰科和毛茛科平行进化 3. 塔赫他间系统 原苏联塔赫他间1942年提出，起源于种子蕨，单起源 木兰目最原始 4. 克朗奎斯特系统 美国人克朗奎斯特1958年发表 真花说，单起源，起源于种子蕨 分成11个亚纲，83目 383科 适合于教学，被普遍采用

11.8 植物的进化方式和进化趋势 个体发育和系统发育 个体发育：个体从发生到死亡的过程 系统发育：某一个类群发生发展的过程 11.8 植物的进化方式和进化趋势 个体发育和系统发育 个体发育：个体从发生到死亡的过程 系统发育：某一个类群发生发展的过程 1. 植物形态结构上的演化 植物体的形态结构是从简单到复杂的发展过程 细胞结构： 原核细胞 → 中核细胞 →真核细胞 （蓝藻） （裸藻） （其他植物）

2. 植物体形态 单细胞→群体→多细胞 如：衣藻 → 盘藻 → 实球藻 → 空球藻 → 团藻 多细胞： 不分枝丝状体 → 分枝丝状体 → 片状体 → 薄壁组织体 → 产生组织分化 → 有茎叶分 化 → 形成各种器官 如：藻类 → 苔藓 →蕨类 → 种子植物

3. 生态习性上的演化 水生→陆生 各类群对陆生环境的适应 藻类：生活在水中，无器官分化 苔藓：有茎叶分化，无真根，无维管束 不能长高，受精作用离不开水 蕨类：有根、茎、叶分化，出现维管束 精子具鞭毛，受精作用离不开水 种子植物：形成种子，产生花粉管 精子无鞭毛，是真正的陆生植物

4. 繁殖方式的演化 营养繁殖→无性生殖→有性生殖 有性生殖：同配生殖 → 异配生殖 → 卵配生殖 5. 生活史的类型及其演化 (1) 无世代交替也无核相交替的类型 无有性生殖，营养繁殖或孢子生殖 植物体 子代 孢子 植物体 子代

5. 生活史的类型及其演化 (1) 无世代交替也无核相交替的类型 配子N (2) 减数分裂在合子萌发前进行（合子减数分裂） 5. 生活史的类型及其演化 (1) 无世代交替也无核相交替的类型 (2) 减数分裂在合子萌发前进行（合子减数分裂） 有核相交替无世代交替, 如衣藻、团藻、水绵等 配子N 植物体（N） 合子（2N） 减数分裂

(3) 减数分裂在配子形成时（配子减数分裂） 有核相交替，无世代交替，只有2倍的植物体 如硅藻、鹿角菜等 精子囊 卵囊 植物体 2 N 卵N 精子N 合子2N 减数分裂

(4) 减数分裂发生在孢子形成时（孢子减数分裂） 有 2 个植物体，有世代交替 孢子体 孢子 合子 配子 配子体 配子 孢子体 孢子 合子 配子 配子体 配子 减数分裂 N 2N

等世代交替：石莼、刚毛藻 不等世代交替 孢子体占优势：海带、蕨类、种子植物 配子体占优势：苔藓植物 生活史的演化 无核相交替的类型 ↓ 有核相交替 无世代交替类型 → 有世代交替类型 同型世代交替 → 异型世代交替