植物生物学-第二部分 第七章孢子植物

第七章孢子植物小节以前学习的藻类植物、菌类植物、地衣植物、苔藓植物和蕨类植物孢子比较显著，孢子通常脱离母体而发育，因此这几类植物统称为孢子植物。

藻类植物菌类植物地衣植物苔藓植物蕨类植物孢子孢子是生物所产生的一种有繁殖或休眠作用的细胞，能直接发育成新个体。孢子一般微小，单细胞。由于它的性状不同，发生过程和结构的差异而有种种名称。生物通过无性生殖产生的孢子叫“无性孢子〞，如分生孢子、孢囊孢子、游动孢子等；通过有性生殖产生的孢子叫“有性孢子〞，如接合孢子、卵孢子、子囊孢子、担孢子等；直接由营养细胞通过细胞壁加厚和积贮养料而能抵抗不良环境条件的孢子叫“厚垣孢子〞、“休眠孢子〞等。孢子有性别差异时，两性孢子有同形和异形之分。前者大小相同；后者在大小上有区别，分别称大、小孢子，并分别发育成雌、雄配子体，这在高等植物较为多见。孢子植物小结一、植物的起源二、植物营养体的演化三、有性生殖方式的进化四、植物对陆生生活的适应五、生活史的类型及其演化六、高等植物营养体和孢子叶的开展与分化七、植物的个体发育与系统发育一、植物的起源与地质年代的开展探讨植物的起源1、地球形成时，地表炽热，没有大气，没有生命的产生；2、40—35亿年前，出现原核生物-----—细菌和蓝藻；3、15—14亿年前，出现了单细胞的真核生物------单细胞藻类；4、9—7亿年前，出现了多细胞的藻类；5、4.5亿年前，裸蕨向陆生过渡，到石炭纪，蕨类植物繁盛，苔藓植物同时繁茂地生长；6、2.5亿年前，裸子植物兴起，在二叠纪到白垩纪1亿年时间内，裸子植物繁盛；7、1亿年前，被子植物以其复杂的繁殖器官和功能代替了裸子植物。据科学家研究，现在生活在地球上的生物约有200(也有300的说法)万种，但曾在地球出现过而最终灭绝了的生物那么远超此数，过去四十亿年来，生物是经过不断演化、繁衍，才形成今天千姿百态、种属繁多的生物界。在地球生活过的古代生物，一局部在死后被沙泥迅速埋藏，尸体得以在沉积的沙泥中保存下来，经过千百万年的石化作用，生物的遗核终于变成了化石。因此，要了解生物的进化过程，最可靠得证据就是从地层出土的古生物化石。根据中国出土的古生物化石标本，并从进化论观点出发，去探讨生物界在过去二十多亿年来的开展。这里把生物进化分为五个局部，即：藻类和无脊椎动物时代、裸蕨植物和鱼类时代、蕨类植物和两栖类动物时代、裸子植物和爬行动物时代，被子植物和哺乳动物时代。地质工作者根据各门类古生物群的演变史，结合地壳运动、沉积间断等方面的具体情况把地球开展史分成：太古代〔约四十亿年前至十五亿年前〕、元古代〔约十五亿年前至六亿年前〕、古生代〔6亿---206亿〕、中生代〔2.25亿---1亿〕新生代〔6.5千万年—今天〕，每代又分为假设干纪、纪再分世，世再分期。新陈代谢是宇宙间普遍的永远不可抵抗的规律。地史在前进，环境在转变，导致不同地质时代的生物面貌千变万化。生物就由低级发生质变跃进到高级。这样，我们就有可能依据生物的演化规律，把生物的开展史割分为以下几个主要时代。中国各地质时代中的主要古生物类群简介

大约十五亿年前到五亿年前，生物界经历了元古时代的藻类繁荣时期，寒武纪的无脊动物第一次大发期，和奥陶纪的无脊物动物全盛时期。〔一〕藻类和无脊椎动物时代

〔二〕裸蕨植物和鱼类时代在距今四亿三千八百万年至三亿五千五百万年间，地质史上称志留纪和泥盆纪。这段时期，生物开展史上有两大变革，其一是生物开始离开海洋，向陆地开展。首先：登陆大地的是绿藻，进化为裸蕨植物，它们摆脱了水域环境的束缚〔O3〕，在变化多端的陆地环境生长，为大地首次添上绿装。其次：是无脊椎动物进化为脊椎动物，志留纪时出现的无甲胃鱼类，是原始脊椎动物的最早成员，但却不是真正的鱼类；到泥盆纪时出现的盾皮鱼类和棘鱼类才是真正的鱼类，并成为水域中的霸主。〔三〕蕨类植物和两栖动物时代

在距今三亿五千五百万年到二亿五千万年的石炭纪和二叠纪时期，陆生生物飞跃开展。石炭纪时裸蕨植物已绝灭了，代之而起的是石松类、楔叶类、真蕨类和种子蕨类等植物，它们生长茂盛，形成壮观的沼泽森林〔遗体形成煤层〕。与森林有密切关系的昆虫亦开展迅速，种属激增，估计到二叠纪末期已有几万种昆虫。此外，脊椎动物亦在石炭纪时向陆上开展，但因为不能完全脱离水域生活，只能成为两栖类动物，到二叠纪末期，两栖类逐渐进化为真正的陆生脊椎动物—原始爬行动物。〔四〕裸子植物和爬行动物时代古生代末期，地球上全部生物界发生了一次明显的衰退和淘汰。但各门类生物仍有不少科属得以延续。地球出现明显气候带。许多地区不适应蕨类植物生长。到距今二亿五千万年至六千五百万年前，生物史称为中生代，包括了地质史的三叠纪，侏罗纪和白垩纪。中生代生物界最大的特点是继续向适应陆生生活演化，裸子植物进化出花粉管，能进行体内受精，完全摆脱对水的依赖，更能适应陆生生活，形成茂密的森林。动物界中爬行动物也迅速开展，演化出种类繁多的恐龙，成为动物界霸主，占据了海、陆、空三大生态领域。〔五〕被子植物和哺乳动物时代从六千五百万年前到今天，生物开展史上称新生代，包括了地史的第三纪和第四纪。气候分带更加明显，气温下降，裸子植物不适应气候的变化。中生代末期，生物界又一次发生了剧烈的变革，极度繁荣的恐龙突然绝灭；海域里很多无脊椎动物如海蕾、海林檎、菊石、箭石等，亦未能够逃脱这次巨变而遭淘汰。然而，进入新生代，一些类群如鸟类和哺乳类等却产生了更高级的科、属，获得兴盛开展；被子植物因种子在子房内发育，并进行双受精作用，完全摆脱了水域环境的束缚，于是取代了裸子植物，成为植物界的霸主。二、植物营养体的演化1、藻类植物的植物体演化单细胞多细胞群体能游动不能游动分化简单分化复杂衣藻-盘藻-实球藻-空球藻-杂球藻-团藻2、高等植物的营养体的演化叶状体拟茎叶体有根茎叶的分化三、有性生殖方式的进化2、有性生殖器官的演化：精子囊、卵囊精子器、颈卵器胚囊、花粉管卵配1、同配异配四、植物对陆生生活的适应1、4.5亿年前，地球一片汪洋，最原始的植物生活其中；2、志留纪末期，地球的沧海桑田运动，产生了裸蕨植物，重要的里程碑；裸蕨植物对陆生生活的适应：〔1〕、茎中有原始的维管组织，有支持和运输作用；〔2〕、植物体外表有角质层和气孔，可调节水分的蒸腾；〔3〕、孢子囊生于枝顶，孢子壁厚，以利于孢子的传播的保护。3、泥盆纪末期，进一步造山运动，裸蕨让位于蕨类植物；4、由于种子植物的受精作用能脱离水，克服了蕨类植物对干旱条件不适的缺点，从而称霸于植物界。维管植物的进化与开展：孢子体开展配子体退化寄生在孢子体上；大小孢子的分化，种子的产生；受精作用摆脱水的限制五、生活史的类型及其演化总体是：由简单到复杂；由低级到高级。有性生殖的三种类型：合子减数分裂；配子减数分裂〔动物和人属于此类〕；居间减数分裂〔有世代交替〕。无有性生殖-----有核相交替，无世代交替-------有世代交替[同型-----异型〔配子体优势-------孢子体优势〕]配子减数分裂如松藻、硅藻、鹿角藻。只有核相交替，没有世代交替。生活史中只有二倍体植物体。(1)衣藻属

合子减数分裂，只有核相交替，没有世代交替，生活史中只有单倍体植物体。(3)石莼属，孢子体减数分裂，同形世代交替红藻〔紫菜〕生活史真藓生活史生活史蕨类植物生活史藓的生活史孢子体孢子母细胞减数分裂受精作用原叶体（配子体）孢子合子n2n有性世代无性世代精子器颈卵器精子卵胚六、高等植物营养体和孢子叶的开展与分化〔一〕、营养器官的起源与分化〔二〕、孢子叶的起源与分化〔一〕、营养器官的起源与分化1、裸蕨发现以前是叶起源或同时出现；2、裸蕨发现以后，茎-----叶-----根；3、叶的起源：大型叶：二叉分支茎轴顶枝连合扁化而来〔顶枝学说〕顶枝学说：单枝扁平化而成小型叶突出学说：茎轴外表的突出体4、根的起源：资料缺乏，研究不够〔二〕、孢子叶的起源与分化1、真蕨亚门植物孢子叶的起源2、石松亚门植物孢子叶的起源3、楔叶亚门植物孢子叶的起源4、5、水韭亚门、松叶蕨亚门植物孢子叶的起源？？顶枝学说：孢子叶不育局部和孢子囊本身是同一个顶枝束发育而来；突出学说：先有孢子囊，后形成突出体，再组成孢子叶叶的分类根据功能分，叶可分为：营养叶：仅能进行光合作用，制造