2012-4古生物高等植物.ppt

57,1,第四章植物界,Plantae,57,2,三）高等植物,多细胞一般有根、茎、叶和繁殖器官等部分的分化，形体结构复杂具输导作用的维管束主要为维管植物，适于陆地生活,57,3,1）根,功能：吸收水分和溶于水中的无机盐；支持、固着植物体形态：与环境密切相关：旱生植物：根系扎入深层或膨大潮湿区：根系较浅、水平伸展,一、维管植物器官的形态和结构,直根系,须根系,不定根。,57,4,2）茎,功能：输送水分、无机盐和有机养料;支持树冠、分枝并形成大量叶以制造食物分类：质地：木本茎可次生增粗，多年生分乔木：高大有显著主干灌木：无主干或主干不明显藤本：攀援的木本植物草本茎一般不能次生增粗，草质，生长季节末死亡,57,5,（1）茎的习性：,直立茎匍匐茎攀援茎缠绕茎根状茎,57,6,茎质地及习性,攀援茎,直立茎,匍匐茎,缠绕茎,57,7,（2）分枝方式：,二歧分枝,57,8,二歧分枝,这是比较原始的分枝方式，分枝时顶端分生组织平分为两半，每半各形成一小枝，并且在一定时候又进行同样的分枝，因此这种分枝又称二叉分枝。苔藓植物和蕨类植物具这种分枝方式。,57,9,单轴分枝,顶芽不断向上生长，成为粗壮主干，各级分枝由下向上依次细短，树冠呈尖塔形。多见于裸子植物，如松杉类的柏、杉、水杉、银杉以及部分被子植物，如杨山毛榉等。,57,10,合轴分枝,茎在生长中，顶芽生长迟缓，或者很早枯萎，或者为花芽，顶芽下面的腋芽迅速开展，代替顶芽的作用，如此反复交替进行，成为主干。这种主干是由许多腋芽发育的侧枝组成，称为合轴分枝。合轴分枝的植株，树冠开阔，枝叶茂盛，有利接受充分阳光，是一种较进化的分枝类型。大多见于被子植物，如桃、李、苹果、马铃薯、番茄、无花果、桉树等。,57,11,假二岐(叉）分枝,叶对生的植株，顶端很早停止生长，成为两个，开花以后，顶芽下面的两个侧芽同时迅速发育成两个侧枝，很象是两个叉状的分枝，称为假二叉分枝。这种分枝，实际上是合轴分枝的变型，与真正的二叉分枝有根本区别。假二叉分枝多见于被子植物木犀科、石竹科，如丁香、茉莉、石竹等。,57,12,（3）茎的结构：,表皮最外层，外壁角质化或具角质层皮层薄壁细胞组成，司营养中柱输导组织，维管束所在处韧皮部：输送养料木质部：输送水和无机盐髓位于茎中心的薄壁细胞射髓横向连结髓和皮层的薄壁细胞，呈辐射状,57,13,茎的结构（续）,木本植物在韧皮部和木质部之间有形成层，能分生出次生韧皮部和次生木质部,57,14,在温带或寒带地区，多年生木本植物茎的次生木质部具有年轮.木本植物主干横断面上的同心轮纹。由于一年内季候不同，由形成层活动所增生的木质部构造亦有差别。春夏两季生长旺盛，细胞较大，木质较松；秋冬两季生长缓慢，细胞较小，木质较紧。这两层木质部形成同心轮纹，根据轮纹，可推测树木年龄，故称年轮。,57,15,茎的演化,从系统演化的观点看，茎的分枝方式、习性以及内部结构，有以下进化趋势：分枝方式以二叉分枝最为原始，合轴分枝与假二叉分枝最为进化。从习性来看，木本多年生植物为原始，一、二年生草本植物为进化类型。茎内维管柱的结构，以实心的（茎中央无髓，完全由木质部组成）最为原始；中央出现了髓的为进化类型；维管柱上出现了叶隙最为进化。,57,16,3）叶,功能：营养器官：光合作用制造食物组成：叶柄、叶片、托叶,（1）叶的功能与组成,57,17,（1）叶的组成（续）,完全叶：叶片、叶柄、托叶不完全叶：没有叶柄的叶,57,18,（1）叶的组成（续）,单叶-叶柄上只有一枚叶复叶-叶柄上有多片小叶（羽状复叶一次羽状复叶）,57,19,（2）叶序,叶序-叶在枝上排列的方式互生、对生、轮生、螺旋生,57,20,（3）叶的形状,叶的形状整体轮廓：通常以叶的长、宽之比及最宽处的部位为标准而划分为基本的几何形态,57,21,（3）叶的形状（续）,叶的形状物体的形象命名：线形、披针形、卵形、椭圆形、心形、肾形、舌形、扇形、楔形、镰刀形、匙形,57,22,（3）叶的形状（续）,叶的顶端：急尖、渐尖、钝圆、凹缺、小尖头、截形叶的基部：楔形、心形、偏斜、截形、下延、圆形,57,23,（3）叶的形状（续）,叶的形状叶的边缘：全缘、波状、锯齿状、深裂,57,24,（4）叶脉,叶脉-叶片上的维管组织脉序-叶脉在叶片中的排列方式,57,25,（4）叶脉的类型,单脉叶片中只有一条叶脉，自茎部伸达顶端扇状脉叶脉均匀地几次二歧式分叉，呈扇状展布叶面,57,26,（4）叶脉的类型（续）,放射脉叶脉自茎部多次二歧分叉，较直地呈放射状伸出平行脉叶脉只在基部分叉，伸至叶面彼此平行弧形脉叶脉自基部伸出后平行叶缘呈弧形至叶顶汇合,57,27,（4）叶脉的类型（续）,羽状脉有一条中脉，自中脉向两侧分出羽状排列的侧脉（分叉或不分叉）邻脉侧脉不是从中脉伸出，而是从羽轴长出,邻脉,57,28,（4）叶脉的类型（续）,网状脉：简单网状脉叶脉或侧脉二歧式分叉并连结成网复杂网状脉侧脉单轴式分叉结成网，网眼内又有细网组成次一级小网,57,29,（4）叶脉的类型（续）,掌状脉叶内有几条等粗的脉（主脉）自基本一点射出。,57,30,植物的繁殖方式,营养繁殖:植物的营养繁殖是植物营养体的一部分从母体分离开（在有些情况下不分离开）直接形成新个体的繁殖方式。无性生殖:植物营养生长到一定时期，进入生殖生长阶段，产生具生殖功能的细胞，这些细胞不经两性的结合可直接发育成新个体.藻类、苔藓、蕨类植物等。有性生殖:通过两性细胞的结合形成新个体的一种繁殖方式。有性生殖最常见的方式是配子交配，植物体产生的性细胞为单倍体，称为配子，两个配子结合形成合子，由合子发育形成新个体。,57,31,4）繁殖器官,原始类群：为孢子囊，载孢子囊的叶称为孢子叶。同孢（孢子母细胞大小一致）和异孢（大小不一致）。裸子植物和被子植物都是异孢，雄性的孢子囊称为花粉囊，可聚成各种形式的孢子叶着生于生殖枝（小孢子叶球）；雌性生殖器官叫胚珠，受精后发育成种子。,57,32,57,33,2、古植物中的形态属,形态分类：由于化石记录的不完整，缺少中间类型；又因植物各器官分散保存，按自然分类很难划分，因而辅以形态分类应用在二个方面：地层中发现的叶、茎、枝、繁殖器官分散保存且搞不清关系，此时分别命名，如鳞木：叶Lepidophylloides孢子叶Lepidostrobophyllum孢子叶穗Lepidostrobus茎Lepidodendron根Stigmaria有些植物的叶外形极相似，在没有发现繁殖器官时，无法区别它们，此时用形态属。形态属种客观存在，在地层中分布也有一定规律性，因此可用形态属来划分地层,57,34,蕨类植物：裸子植物：被子植物：其它还有苔藓植物门、前裸子植物门、买麻藤植物门等,原蕨植物门、石松植物门、节蕨植物门、真蕨植物门,种子蕨植物门、苏铁植物门、银杏植物门、松柏植物门,被子植物门,3、高等植物的分类,57,35,三）高等植物,4、蕨类植物（羊齿植物）主要有4个门：原蕨植物门石松植物门节蕨植物门真蕨植物门,高等植物中较低等者，仅生活于潮湿地带，以孢子繁殖，多数植物体有根、茎、叶的分化,57,36,1）原蕨植物门（Protopteridophyta),最早的陆生维管植物矮小，无明显的根、茎、叶的分化,（裸蕨植物）,57,37,原蕨植物门（图片）,1、工蕨2、库逊蕨3、裸蕨,57,38,早泥盆世裸蕨类植物（图片）,57,39,（1）原蕨植物门的特点,茎二歧式分枝；茎内具最简单的维管系统；茎表皮有角质层和气孔无叶，可具假根孢子囊着生于枝顶端S3D3,D1-2多,57,40,（2）早期维管植物进化意义和起源,进化意义,水生陆生，完成了从水域扩展到陆地的飞跃，是植物界进化史上重要的转折点。假根、输导组织、角质层、气孔等的出现，标志着植物登陆的成功,57,41,（2）早期维管植物进化意义和起源,叶的起源与演化,叶的演化，早期维管植物无叶，其他维管植物都有叶的分化，它们的发生与早期维管植物有关。A、大型叶（顶枝起源叶）：叶起源于分枝，由裸蕨植物二歧分叉的顶端枝扁化并彼此联合而成，有叶片和分叉的叶脉（节蕨、真蕨、种子蕨等）。,57,42,叶的起源与演化（续）,B、小型叶（延伸起源叶）：叶起源于表面的突起，由其延伸发展而成，单脉（石松类）,57,43,2）石松植物门(Lycophyta)（1）一般特征：,有乔木、灌木或草本有根、茎、叶的分化茎直立，二歧式分枝,57,44,一般特征（续）,单叶、针形或披针形或线形，小而密布于枝，呈螺旋生单脉D1-Rec，C极盛、造煤，后开始衰退，Rec.仅剩少量草本但常见化石是叶座,57,45,鳞木植物,57,46,（2）石松植物门化石叶座叶座的结构,叶座：是叶的基部膨大，脱落后在茎枝表面上留下的印痕叶痕：叶基部脱落后留下的痕迹。通常位于叶座上部，呈菱形或心形，微凸、低锥形隆起,57,47,叶座的结构（续）,束痕：叶痕中央叶脉附着的点痕侧痕：束痕两侧的两个小点痕，为通气道痕。有时在叶痕的下方还有一对通气道痕中脊：叶痕的上、下方中央的纵向隆脊侧延线：叶痕两侧向叶座的延线叶舌穴：叶痕上方中脊上叶舌附着处留下的痕迹,57,48,（3）石松植物门(Lycophyta)的起源,起源：此门小型叶，叶脉简单，与原蕨植物门中的工蕨类中表面具刺类型相近。一般认为石松类与工蕨类可能共同起源于更老的祖先类型,57,49,3）节蕨植物门(Lycophyta)（1）一般特征,木本或草本茎单轴式分枝茎分为节和节间，节间上有纵脊和纵沟，枝和叶自节间长出。,57,50,木贼植物（楔叶）,57,51,芦木,57,52,一般特征（续）,单叶、轮生D1-Rec.,C-P全盛，现代只有草本，Rec.只有木贼（Equisetum)一属常见化石：叶及髓模化石,57,53,问荆,57,54,节蕨植物叶化石,5轮叶Annularia,6瓣轮叶,Lobatannularia,楔叶Sphenophyllum,57,55,（2）髓核化石,髓核（髓模）茎干化石，最常见的类型为髓腔充填泥沙固结而形成的髓核化石纵沟和纵肋位于节间表面，相邻两节间上的纵肋、纵沟有直通、半错位或全错位等形式。节下痕位于节间纵肋上部（通气软组织痕迹）,57,56,髓核化石,57,57,4）真蕨植物门(Pteridophyta)（1）一般特征,草本为主，茎不发育，多数为根状茎大型羽状复叶（蕨叶）,桫椤,57,58,一般特征（续）,叶脉多样，主要为扇状脉和羽状脉，也有网状脉D2-Rec.，C最盛、造煤，现代主要生活于热带、亚热带潮湿地区化石主要为蕨叶。,57,59,（2）蕨叶的结构,由于经过几次羽状分裂后蕨叶通常较大，在化石中往往保存不完整，只是其一部分，所以记述时就从最后分裂的羽片往回数，再加“末”字来表示,57,60,（2）蕨叶的结构（续）,末次羽片：最后一次羽状分裂形成的羽片。由小羽片和末次羽轴组成,末二次羽片=末二次羽轴+末次羽片,小羽片：长在末次羽轴上的羽状裂片,57,61,（2）蕨叶的结构（续）,间羽片：长在末三次羽轴上的末次羽片,间小羽片：长在末二次羽轴上的小羽片,57,62,（3）真蕨植物门的起源,起源：真蕨类起源于裸蕨，原始蕨的某些属是它们的过渡类型一般认为真蕨纲的大型叶是由裸蕨植物巨大的分枝系统“扁化”发展而来,57,63,三）高等植物,5、裸子植物一般特征及其器官组成,木本或灌木，无草本及水生类型茎：乔木，次生木质部很发育，输水力及支持力增强。茎单轴式分枝叶：有二条进化路线大型羽状复叶光合作用面积大（种子蕨类、苏铁类）小叶扁形、针状、鳞片状等，如银杏、松柏繁殖器官：以裸露的种子繁殖，无真正的花,57,64,器官组成（续）,种子：结构复杂的多细胞器官，成熟后脱离母体。种子外面有种皮保护，自身具有营养物质（胚乳），在不利条件下能较长时间保持休眠能力，更能适应干旱环境,57,65,裸子植物的分类主要包括个门：种子蕨植物门苏铁植物门银杏植物门松柏植物门,57,66,1）种子蕨植物门(Pteridospermophyta)（1）一般特征,最古老的裸子植物植物体不大，小乔木、灌木或藤本茎很少分枝,57,67,一般特征（续）,叶为大型羽状复叶（蕨叶）种子在古生代时未集成球果，单个直接长在小羽片的中脉或羽轴上；中生代种子蕨的种子常多个着生在一起D3-K2，C-P2最盛，P3衰减，中生代仅有少量代表,57,68,（2）种子蕨植物的分类依据与形态属,种子蕨植物常见的是叶化石，但其与真蕨植物的叶化石不易区分，故常采用形态分类。形态属（种）：根据化石的外部形态特征所建立的属（种）名，而不考虑化石本身的亲缘关系,57,69,57,70,（3）种子蕨植物门的起源,起源：由原裸子植物演化而来，D2的无脉蕨可能是祖先类型,57,71,2）苏铁植物门(Cycadophyta）（1）一般特征,粗矮的常绿木本植物茎通常不分叉，球状、块状、圆柱状多为单羽状复叶，少数单叶。叶顶生，幼叶卷曲平行脉或放射脉，少数网状脉或单脉C-Rec.，T3-K1繁盛，新生代后仅存当代苏铁类,57,72,（2）苏铁植物门的起源,起源：苏铁类由种子蕨演化而来，两者都具有大型羽状复叶，相似的次生构造,57,73,苏铁植物,57,74,苏铁,57,75,苏铁纲叶化石,57,76,3）松柏植物门(Coniferophyta)（1）一般特征,多分枝的乔木或灌木，单轴式分枝，枝有长有短，次生木质部发达致密单叶，形状简单，带形、舌形、针形、线形、鳞片状、锥形、椭圆形等。螺旋式生长排列叶脉：平行脉、单脉、少数弧形脉,57,77,（2）松柏植物门的分类与地史分布,包括科达纲和松柏纲科达纲：D3-T，C2-P1繁盛松柏纲：C2-Rec.，现存松柏纲植物广布于不同纬度和不同海拔高度的平原及山区，常形成大片针叶林,57,78,科达,57,79,科达纲综合图,57,80,松柏纲叶的排列方式,57,81,（3）松柏植物门的起源,起源：由原裸子植物门的古羊齿类演化而来,57,82,4）银杏植物门(Ginkgophyta)（1）一般特征与地史分布,高大乔木，单轴式分枝，有长短枝之分，长枝上叶稀螺旋式着生，短枝上密螺旋式着生，成簇状单叶，具长柄，扇形、肾形或宽楔形，叶缘浅裂或全裂叶脉：扇形脉、平行脉P-Rec.，J-K1全盛，K2突然衰退，现代仅存一属：银杏Ginkgobiloba,57,83,57,84,57,85,银杏植物,57,86,（2）银杏植物门的起源,起源：是由松柏植物门的科达纲演化而来的分支,57,87,三）高等植物,6、被子植物1）一般特征,被子意为胚珠包在由心皮(封闭的大孢子叶)形成的子房内，成熟的种子不裸露繁殖器官就是花，故亦称有花植物主要为被子植物门,57,88,被子植物花的结构（图解）,57,89,一般特征（续）,被子植物门(Angiospermae)乔木、灌木、藤本、草木陆生、水生、寄生单叶、复叶，形态多种多样，有的具托叶茎：维管束结构最完全，木质部有了真正的多细胞导管，增强输导能力叶脉：主要为羽状脉、弧形脉、细脉结成的网状脉,57,90,2）被子植物门的地史分布与分类,K1-Rec，新生代后取代裸子植物，在植物界中占统治地位根据胚内子叶数目分为两个纲：双子叶纲(Dicotyledonea)单子叶纲(Monocotyledonea),57,91,3）被子植物的起源,起源：一般认为被子植物由裸子植物演化而来，但究竟是哪一种裸子植物为祖先尚不清楚。近年来有人趋向于由种子蕨植物门演化而来,57,92,被子植物的脉序,57,93,叶脉书签,1.叶子。一般以常绿木本植物为好。如桂花叶、石楠叶、木瓜叶、桉枝叶、茶树叶、玉兰叶等。2.氢氧化钠。3.无水碳酸钠。4.烧杯。5.铁架台。6.酒精灯。7.毛质柔软的旧牙刷。8.玻璃板（刷叶脉时垫）,所需材料,57,94,四）植物界演化的主要阶段,菌藻植物阶段早期维管植物阶段蕨类植物和古老裸子植物阶段裸子植物阶段被子植物阶段,57,95,1、菌藻植物阶段,Ar-S，全部水生，无器官分化丝状藻叶状藻,57,96,2、早期维管植物阶段,D1-2，植物开始登陆以原蕨植物为主，并有原始的石松、节蕨和前裸子植物门植物。仅在滨海暖湿低地生长,57,97,裸蕨植物,57,98,3、蕨类植物和古老裸子植物阶段,D3-P2。以蕨类植物（石松、节蕨、真蕨）为主，一些裸子植物的早期类型（种子蕨、科达）也十分常见D3-C1就形成了晚古生代植物群面貌C-P植物极度繁盛，是全球重要聚煤期,57,99,4、裸子植物阶段,P3-K1，以裸子植物（苏铁、银杏、松柏）最为繁盛，部分真蕨也十分发育P3-T2气候干旱，中生代植物开始发育T3-K1植物极盛，重要的聚煤期,57,100,5、被子植物阶段,K2-Rec.,被子植物在植物界中占绝对统治地位第三纪是全球成煤期第四纪冰期后形成当代的植物群面貌,57,101,五）植物界与动物界具有相同的演化规律,水生陆生低级高级简单复杂,57,102,六）植物界五个演化阶段中有几次飞跃,原核生物真核生物细菌、兰藻绿藻水生植物陆生植物早期维管束植物从S3出现，具备了陆生植物最基本的特点孢子植物种子植物种子能适应多种环境，抗干旱、抗高温、耐低温；受精作用不再借水为媒体，可以脱离水环境而繁殖后代,