2012-4 古生物=高等植物

1、第四章 植物界Plantae三）高等植物 多細(xì)胞一般有根、莖、葉和繁殖器官等部分的分化，形體結(jié)構(gòu)復(fù)雜具輸導(dǎo)作用的維管束 主要為維管植物，適于陸地生活1）根功能：吸收水分和溶于水中的無(wú)機(jī)鹽；支持、固著植物體形態(tài)：與環(huán)境密切相關(guān)：旱生植物：根系扎入深層或膨大潮濕區(qū)：根系較淺、水平伸展一、維管植物器官的形態(tài)和結(jié)構(gòu)直根系 須根系 不定根。 2）莖功能：輸送水分、無(wú)機(jī)鹽和有機(jī)養(yǎng)料;支持樹(shù)冠、分枝并形成大量葉以制造食物 分類(lèi)：質(zhì)地：木本莖可次生增 粗，多年生 分喬木：高大有顯著主干 灌木：無(wú)主干或主干不明顯 藤本：攀援的木本植物草本莖一般不能次生增粗，草質(zhì)，生長(zhǎng)季節(jié)末死亡（1）莖的習(xí)性：直立莖匍匐莖攀援莖

2、纏繞莖根狀莖莖質(zhì)地及習(xí)性攀援莖直立莖匍匐莖纏繞莖 （2）分枝方式：二歧分枝二歧分枝這是比較原始的分枝方式，分枝時(shí)頂端分生組織平分為兩半，每半各形成一小枝，并且在一定時(shí)候又進(jìn)行同樣的分枝，因此這種分枝又稱(chēng)二叉分枝。苔蘚植物和蕨類(lèi)植物具這種分枝方式。 單軸分枝頂芽不斷向上生長(zhǎng)，成為粗壯主干，各級(jí)分枝由下向上依次細(xì)短，樹(shù)冠呈尖塔形。多見(jiàn)于裸子植物，如松杉類(lèi)的柏、杉、水杉、銀杉以及部分被子植物，如楊山毛櫸等。 合軸分枝莖在生長(zhǎng)中，頂芽生長(zhǎng)遲緩，或者很早枯萎，或者為花芽，頂芽下面的腋芽迅速開(kāi)展，代替頂芽的作用，如此反復(fù)交替進(jìn)行，成為主干。這種主干是由許多腋芽發(fā)育的側(cè)枝組成，稱(chēng)為合軸分枝。合軸分枝的植株，

3、樹(shù)冠開(kāi)闊，枝葉茂盛，有利接受充分陽(yáng)光，是一種較進(jìn)化的分枝類(lèi)型。大多見(jiàn)于被子植物，如桃、李、蘋(píng)果、馬鈴薯、番茄、無(wú)花果、桉樹(shù)等。 假二岐(叉）分枝葉對(duì)生的植株，頂端很早停止生長(zhǎng)，成為兩個(gè)，開(kāi)花以后，頂芽下面的兩個(gè)側(cè)芽同時(shí)迅速發(fā)育成兩個(gè)側(cè)枝，很象是兩個(gè)叉狀的分枝，稱(chēng)為假二叉分枝。這種分枝，實(shí)際上是合軸分枝的變型，與真正的二叉分枝有根本區(qū)別。假二叉分枝多見(jiàn)于被子植物木犀科、石竹科，如丁香、茉莉、石竹等。 （3）莖的結(jié)構(gòu)：表皮最外層，外壁角質(zhì)化或具角質(zhì)層皮層薄壁細(xì)胞組成，司營(yíng)養(yǎng)中柱輸導(dǎo)組織，維管束所在處 韌皮部：輸送養(yǎng)料 木質(zhì)部：輸送水和無(wú)機(jī)鹽髓位于莖中心的薄壁細(xì)胞射髓橫向連結(jié)髓和皮層的薄壁細(xì)胞，呈輻

4、射狀 莖的結(jié)構(gòu)（續(xù)） 木本植物在韌皮部和木質(zhì)部之間有形成層，能分生出次生韌皮部和次生木質(zhì)部 在溫帶或寒帶地區(qū)，多年生木本植物莖的次生木質(zhì)部具有年輪. 木本植物主干橫斷面上的同心輪紋。由于一年內(nèi)季候不同，由形成層活動(dòng)所增生的木質(zhì)部構(gòu)造亦有差別。春夏兩季生長(zhǎng)旺盛，細(xì)胞較大，木質(zhì)較松；秋冬兩季生長(zhǎng)緩慢，細(xì)胞較小，木質(zhì)較緊。這兩層木質(zhì)部形成同心輪紋，根據(jù)輪紋，可推測(cè)樹(shù)木年齡，故稱(chēng)年輪。 莖的演化 從系統(tǒng)演化的觀(guān)點(diǎn)看，莖的分枝方式、習(xí)性以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)，有以下進(jìn)化趨勢(shì)： 分枝方式以二叉分枝最為原始，合軸分枝與假二叉分枝最為進(jìn)化。 從習(xí)性來(lái)看，木本多年生植物為原始，一、二年生草本植物為進(jìn)化類(lèi)型。 莖內(nèi)維管柱的

5、結(jié)構(gòu)，以實(shí)心的（莖中央無(wú)髓，完全由木質(zhì)部組成）最為原始；中央出現(xiàn)了髓的為進(jìn)化類(lèi)型；維管柱上出現(xiàn)了葉隙最為進(jìn)化。 3）葉功能：營(yíng)養(yǎng)器官：光合作用制造食物組成：葉柄、葉片、托葉（1）葉的功能與組成（1）葉的組成（續(xù)）完全葉：葉片、葉柄、托葉不完全葉：沒(méi)有葉柄的葉（1）葉的組成（續(xù)） 單葉-葉柄上只有一枚葉復(fù)葉-葉柄上有多片小葉（羽狀復(fù)葉一次羽狀復(fù)葉）（2）葉序葉序-葉在枝上排列的方式 互生、對(duì)生、輪生、螺旋生 （3）葉的形狀葉的形狀整體輪廓：通常以葉的長(zhǎng)、寬之比及最寬處的部位為標(biāo)準(zhǔn)而劃分為基本的幾何形態(tài)（3）葉的形狀（續(xù)）葉的形狀物體的形象命名：線(xiàn)形、披針形、卵形、橢圓形、心形、腎形、舌形、扇形、

6、楔形、鐮刀形、匙形（3）葉的形狀（續(xù)）葉的頂端：急尖、漸尖、鈍圓、凹缺、小尖頭、截形葉的基部：楔形、心形、偏斜、截形、下延、圓形（3）葉的形狀（續(xù)）葉的形狀葉的邊緣：全緣、波狀、鋸齒狀、深裂（4）葉脈葉脈-葉片上的維管組織脈序-葉脈在葉片中的排列方式（4）葉脈的類(lèi)型單脈葉片中只有一條葉脈，自莖部伸達(dá)頂端扇狀脈葉脈均勻地幾次二歧式分叉，呈扇狀展 布葉面（4）葉脈的類(lèi)型（續(xù)）放射脈葉脈自莖部多次二歧分叉，較直地呈放射狀伸出平行脈葉脈只在基部分叉，伸至葉面彼此平行弧形脈葉脈自基部伸出后平行葉緣呈弧形至葉頂匯合（4）葉脈的類(lèi)型（續(xù)）羽狀脈有一條中脈，自中脈向兩側(cè)分出羽狀排列的側(cè)脈（分叉或不分叉）鄰脈側(cè)

7、脈不是從中脈伸出，而是從羽軸長(zhǎng)出鄰脈（4）葉脈的類(lèi)型（續(xù)）網(wǎng)狀脈：簡(jiǎn)單網(wǎng)狀脈葉脈或側(cè)脈二歧式分叉并連結(jié)成網(wǎng) 復(fù)雜網(wǎng)狀脈側(cè)脈單軸式分叉結(jié)成網(wǎng)，網(wǎng)眼內(nèi)又有細(xì)網(wǎng)組成次一級(jí)小網(wǎng)（4）葉脈的類(lèi)型（續(xù)） 掌狀脈葉內(nèi)有幾條等粗的脈（主脈）自基本一點(diǎn)射出。植物的繁殖方式 營(yíng)養(yǎng)繁殖: 植物的營(yíng)養(yǎng)繁殖是植物營(yíng)養(yǎng)體的一部分從母體分離開(kāi)（在有些情況下不分離開(kāi)）直接形成新個(gè)體的繁殖方式。 無(wú)性生殖: 植物營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)到一定時(shí)期，進(jìn)入生殖生長(zhǎng)階段，產(chǎn)生具生殖功能的細(xì)胞，這些細(xì)胞不經(jīng)兩性的結(jié)合可直接發(fā)育成新個(gè)體. 藻類(lèi)、苔蘚、蕨類(lèi)植物等。 有性生殖: 通過(guò)兩性細(xì)胞的結(jié)合形成新個(gè)體的一種繁殖方式。有性生殖最常見(jiàn)的方式是配子交配，

8、植物體產(chǎn)生的性細(xì)胞為單倍體，稱(chēng)為配子，兩個(gè)配子結(jié)合形成合子，由合子發(fā)育形成新個(gè)體。 4）繁殖器官 原始類(lèi)群：為孢子囊，載孢子囊的葉稱(chēng)為孢子葉。同孢（孢子母細(xì)胞大小一致）和異孢（大小不一致）。 裸子植物和被子植物都是異孢，雄性的孢子囊稱(chēng)為花粉囊，可聚成各種形式的孢子葉著生于生殖枝（小孢子葉球）；雌性生殖器官叫胚珠，受精后發(fā)育成種子。 2、古植物中的形態(tài)屬 形態(tài)分類(lèi)：由于化石記錄的不完整，缺少中間類(lèi)型；又因植物各器官分散保存，按自然分類(lèi)很難劃分，因而輔以形態(tài)分類(lèi)應(yīng)用在二個(gè)方面： 地層中發(fā)現(xiàn)的葉、莖、枝、繁殖器官分散保存且搞不清關(guān)系，此時(shí)分別命名，如 鱗木：葉 Lepidophylloides 孢子

9、葉 Lepidostrobophyllum 孢子葉穗 Lepidostrobus 莖 Lepidodendron 根 Stigmaria 有些植物的葉外形極相似，在沒(méi)有發(fā)現(xiàn)繁殖器官時(shí)，無(wú)法區(qū)別它們，此時(shí)用形態(tài)屬。 形態(tài)屬種客觀(guān)存在，在地層中分布也有一定規(guī)律性，因此可用形態(tài)屬來(lái)劃分地層蕨類(lèi)植物：裸子植物：被子植物：其它還有苔蘚植物門(mén)、前裸子植物門(mén)、買(mǎi)麻藤植物門(mén)等原蕨植物門(mén)、石松植物門(mén)、節(jié)蕨植物門(mén)、真蕨植物門(mén)種子蕨植物門(mén)、蘇鐵植物門(mén)、 銀杏植物門(mén)、松柏植物門(mén)被子植物門(mén)3、高等植物的分類(lèi)三）高等植物4、蕨類(lèi)植物（羊齒植物） 主要有4個(gè)門(mén)：原蕨植物門(mén)石松植物門(mén)節(jié)蕨植物門(mén)真蕨植物門(mén)高等植物中較低等者，僅

10、生活于潮濕地帶，以孢子繁殖，多數(shù)植物體有根、莖、葉的分化1）原蕨植物門(mén)（Protopteridophyta)最早的陸生維管植物矮小，無(wú)明顯的根、 莖、葉的分化（裸蕨植物）原蕨植物門(mén)（圖片）1、工蕨 2、庫(kù)遜蕨 3、裸蕨早泥盆世裸蕨類(lèi)植物（圖片）（1）原蕨植物門(mén)的特點(diǎn) 莖二歧式分枝；莖內(nèi)具最簡(jiǎn)單的維管系統(tǒng)；莖表皮有角質(zhì)層和氣孔 無(wú)葉，可具假根 孢子囊著生于枝頂端 S3D3, D1-2多 （2）早期維管植物進(jìn)化意義和起源進(jìn)化意義 水生陸生，完成了從水域擴(kuò)展到陸地的飛躍，是植物界進(jìn)化史上重要的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。假根、輸導(dǎo)組織、角質(zhì)層、氣孔等的出現(xiàn)，標(biāo)志著植物登陸的成功 （2）早期維管植物進(jìn)化意義和起源葉的起源

11、與演化葉的演化，早期維管植物無(wú)葉，其他維管植物都有葉的分化，它們的發(fā)生與早期維管植物有關(guān)。A、大型葉（頂枝起源葉）：葉起源于分枝，由裸蕨植物二歧分叉的頂端枝扁化并彼此聯(lián)合而成，有葉片和分叉的葉脈（節(jié)蕨、真蕨、種子蕨等）。葉的起源與演化（續(xù)）B、小型葉（延伸起源葉）：葉起源于表面的突起，由其延伸發(fā)展而成，單脈（石松類(lèi)）2）石松植物門(mén)(Lycophyta) （1） 一般特征：有喬木、灌木或草本有根、莖、葉的分化莖直立，二歧式分枝一般特征（續(xù)）單葉、針形或披針形或線(xiàn)形，小而密布于枝，呈螺旋生單脈D1-Rec，C極盛、造煤，后開(kāi)始衰退，Rec.僅剩少量草本但常見(jiàn)化石是葉座鱗木植物 （2）石松植物門(mén)化石

12、葉座葉座的結(jié)構(gòu)葉座：是葉的基部膨大，脫落后在莖枝表面上留下的印痕葉痕：葉基部脫落后留下的痕跡。通常位于葉座上部，呈菱形或心形，微凸、低錐形隆起葉座的結(jié)構(gòu)（續(xù)）束痕：葉痕中央葉脈附著的點(diǎn)痕側(cè)痕：束痕兩側(cè)的兩個(gè)小點(diǎn)痕，為通氣道痕。 有時(shí)在葉痕的下方還有一對(duì)通氣道痕中脊：葉痕的上、下方中央的縱向隆脊側(cè)延線(xiàn)：葉痕兩側(cè)向葉座的延線(xiàn)葉舌穴：葉痕上方中脊上葉舌附著處留下的痕跡 （3）石松植物門(mén)(Lycophyta)的起源起源：此門(mén)小型葉，葉脈簡(jiǎn)單，與原蕨植物門(mén)中的工蕨類(lèi)中表面具刺類(lèi)型相近。一般認(rèn)為石松類(lèi)與工蕨類(lèi)可能共同起源于更老的祖先類(lèi)型 3）節(jié)蕨植物門(mén)(Lycophyta)（1）一般特征木本或草本莖單軸式

13、分枝莖分為節(jié)和節(jié)間， 節(jié)間上有縱脊和 縱溝，枝和葉自節(jié)間長(zhǎng)出。木賊植物（楔葉）蘆 木 一般特征（續(xù)）單葉、輪生D1 -Rec., C-P全盛， 現(xiàn)代只有草本，Rec.只有木 賊（Equisetum)一屬常見(jiàn)化石：葉及髓模化石問(wèn)荊節(jié)蕨植物葉化石5輪葉Annularia6瓣輪葉Lobatannularia楔葉Sphenophyllum（2）髓核化石髓核（髓模）莖干化石，最常見(jiàn)的類(lèi)型為髓腔充填泥沙固結(jié)而形成的髓核化石縱溝和縱肋位于節(jié)間表面，相鄰兩節(jié)間上的縱肋、縱溝有直通、半錯(cuò)位或全錯(cuò)位等形式。節(jié)下痕位于節(jié)間縱肋上部（通氣軟組織痕跡）髓核化石 4）真蕨植物門(mén)(Pteridophyta)（1）一般特征草

14、本為主，莖不發(fā)育，多數(shù)為根狀莖大型羽狀復(fù)葉（蕨葉）桫欏一般特征（續(xù)）葉脈多樣，主要為扇狀脈和羽狀脈，也有網(wǎng)狀脈D2 -Rec.，C最盛、造煤，現(xiàn)代主要生活于熱帶、亞熱帶潮濕地區(qū)化石主要為蕨葉。 （2）蕨葉的結(jié)構(gòu) 由于經(jīng)過(guò)幾次羽狀分裂后蕨葉通常較大，在化石中往往保存不完整，只是其一部分，所以記述時(shí)就從最后分裂的羽片往回?cái)?shù)，再加“末”字來(lái)表示 （2）蕨葉的結(jié)構(gòu)（續(xù)）末次羽片：最后一次羽狀分裂形成的羽片。由小羽片和末次羽軸組成末二次羽片=末二次羽軸+末次羽片小羽片：長(zhǎng)在末次羽軸上的羽狀裂片 （2） 蕨葉的結(jié)構(gòu)（續(xù)） 間羽片：長(zhǎng)在末三次羽軸上的末次羽片間小羽片：長(zhǎng)在末二次羽軸上的小羽片 （3）真蕨植物

15、門(mén)的起源起源：真蕨類(lèi)起源于裸蕨，原始蕨的某些屬是它們的過(guò)渡類(lèi)型一般認(rèn)為真蕨綱的大型葉是由裸蕨植物巨大的分枝系統(tǒng)“扁化”發(fā)展而來(lái)三）高等植物5、裸子植物一般特征及其器官組成 木本或灌木，無(wú)草本及水生類(lèi)型莖：?jiǎn)棠?，次生木質(zhì)部很發(fā)育，輸水力及支持力增強(qiáng)。莖單軸式分枝葉：有二條進(jìn)化路線(xiàn) 大型羽狀復(fù)葉光合作用面積大（種子蕨類(lèi)、 蘇鐵類(lèi)） 小葉扁形、針狀、鱗片狀等，如銀杏、松柏繁殖器官：以裸露的種子繁殖，無(wú)真正的花器官組成（續(xù)）種子：結(jié)構(gòu)復(fù)雜的多細(xì)胞器官，成熟后脫離母體。種子外面有種皮保護(hù)，自身具有營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)（胚乳），在不利條件下能較長(zhǎng)時(shí)間保持休眠能力，更能適應(yīng)干旱環(huán)境裸子植物的分類(lèi) 主要包括個(gè)門(mén)：種子蕨植

16、物門(mén)蘇鐵植物門(mén)銀杏植物門(mén)松柏植物門(mén)1）種子蕨植物門(mén)(Pteridospermophyta)（1）一般特征最古老的裸子植物植物體不大，小喬木、灌木或藤本莖很少分枝一般特征（續(xù)）葉為大型羽狀復(fù)葉（蕨葉）種子在古生代時(shí)未集成球果，單個(gè)直接長(zhǎng)在小羽片的中脈或羽軸上；中生代種子蕨的種子常多個(gè)著生在一起D3 -K2，C-P2最盛，P3衰減，中生代僅有少量代表（2）種子蕨植物的分類(lèi)依據(jù)與形態(tài)屬種子蕨植物常見(jiàn)的是葉化石，但其與真蕨植物的葉化石不易區(qū)分，故常采用形態(tài)分類(lèi)。形態(tài)屬（種）：根據(jù)化石的外部形態(tài)特征所建立的屬（種）名，而不考慮化石本身的親緣關(guān)系（3）種子蕨植物門(mén)的起源起源：由原裸子植物演化而來(lái)，D2的無(wú)

17、脈蕨可能是祖先類(lèi)型 2）蘇鐵植物門(mén)(Cycadophyta）（1）一般特征粗矮的常綠木本植物莖通常不分叉，球狀、塊狀、圓柱狀多為單羽狀復(fù)葉，少數(shù)單葉。葉頂生，幼葉卷曲平行脈或放射脈，少數(shù)網(wǎng)狀脈或單脈C-Rec.，T3 -K1繁盛，新生代后僅存當(dāng)代蘇鐵類(lèi)（2）蘇鐵植物門(mén)的起源起源：蘇鐵類(lèi)由種子蕨演化而來(lái)，兩者都具有大型羽狀復(fù)葉，相似的次生構(gòu)造蘇鐵植物蘇 鐵蘇鐵綱葉化石3）松柏植物門(mén)(Coniferophyta)（1）一般特征多分枝的喬木或灌木，單軸式分枝，枝有長(zhǎng)有短，次生木質(zhì)部發(fā)達(dá)致密單葉，形狀簡(jiǎn)單，帶形、舌形、針形、線(xiàn)形、鱗片狀、錐形、橢圓形等。螺旋式生長(zhǎng)排列葉脈：平行脈、單脈、少數(shù)弧形脈（2

18、）松柏植物門(mén)的分類(lèi)與地史分布包括科達(dá)綱和松柏綱科達(dá)綱：D3 -T，C2 -P1繁盛松柏綱：C2 -Rec.，現(xiàn)存松柏綱植物廣布于不同緯度和不同海拔高度的平原及山區(qū)，常形成大片針葉林科 達(dá)科達(dá)綱綜合圖松柏綱葉的排列方式（3）松柏植物門(mén)的起源起源：由原裸子植物門(mén)的古羊齒類(lèi)演化而來(lái)4）銀杏植物門(mén)(Ginkgophyta)（1）一般特征與地史分布高大喬木，單軸式分枝，有長(zhǎng)短枝之分，長(zhǎng)枝上葉稀螺旋式著生，短枝上密螺旋式著生，成簇狀單葉，具長(zhǎng)柄，扇形、腎形或?qū)捫ㄐ危~緣淺裂或全裂葉脈：扇形脈、平行脈P-Rec.，J-K1全盛，K2突然衰退， 現(xiàn)代僅存一屬：銀杏Ginkgo biloba銀杏植物（2）銀杏植

19、物門(mén)的起源起源：是由松柏植物門(mén)的科達(dá)綱演化而來(lái)的分支三）高等植物6、被子植物1）一般特征被子意為胚珠包在由心皮(封閉的大孢子葉)形成的子房?jī)?nèi)，成熟的種子不裸露繁殖器官就是花，故亦稱(chēng)有花植物主要為被子植物門(mén)被子植物花的結(jié)構(gòu)（圖解）一般特征（續(xù)）被子植物門(mén)(Angiospermae)喬木、灌木、藤本、草木陸生、水生、寄生單葉、復(fù)葉，形態(tài)多種多樣，有的具托葉莖：維管束結(jié)構(gòu)最完全，木質(zhì)部有了真正的多細(xì) 胞導(dǎo)管，增強(qiáng)輸導(dǎo)能力葉脈：主要為羽狀脈、弧形脈、細(xì)脈結(jié)成的網(wǎng)狀脈2）被子植物門(mén)的地史分布與分類(lèi)K1 -Rec，新生代后取代裸子植物，在植物界中占統(tǒng)治地位根據(jù)胚內(nèi)子葉數(shù)目分為兩個(gè)綱：雙子葉綱(Dicotyledonea)單子葉綱(Monocotyledonea)3）被子植物的起源起源：一般認(rèn)為被子植物由裸子植物演化而來(lái)，但究竟是哪一種裸子植物為祖先尚不清楚。近年來(lái)有人趨向于由種子蕨植物門(mén)演化而來(lái)被子植物的脈序葉脈書(shū)簽1.