植物和真菌多樣性的進(jìn)化培訓(xùn)課件

植物各大分類群7/27/20231植物和真菌多樣性的進(jìn)化高等植物包括類群

被子植物裸子植物蕨類植物苔蘚植物立碗蘚芒萁紅豆杉玫瑰7/27/20232植物和真菌多樣性的進(jìn)化高等植物特征絕大多數(shù)的高等植物都是陸生。它們的植物體常有根、莖、葉的分化（苔蘚植物可例外）。生殖器官是由多個細(xì)胞構(gòu)成的。受精卵形成胚，再長成植物體。華南植物園一景7/27/20233植物和真菌多樣性的進(jìn)化在研究單細(xì)胞到多細(xì)胞生物的發(fā)展過程中，兩種生物引起人們的興趣團(tuán)藻（綠藻的一種）：許多(約500~50,000）單細(xì)胞（衣藻）集合在一起，結(jié)構(gòu)上聯(lián)合成疏松群體，但彼此離開群體仍然可以獨(dú)立生活。群體細(xì)胞在生理上開始有分工。粘菌：細(xì)胞有分有合，單細(xì)胞階段以細(xì)菌為生，多細(xì)胞階段聚集成細(xì)胞團(tuán)，具有含多個核的原生質(zhì)體，原生質(zhì)體分化出生殖部分——果體。7/27/20234植物和真菌多樣性的進(jìn)化一、植物多樣性的進(jìn)化1、植物概述2、植物的進(jìn)化歷史3、植物生活史4、苔蘚植物5、蕨類植物6、裸子植物7、被子植物

7/27/20235植物和真菌多樣性的進(jìn)化苔蘚植物蕨類植物裸子植物被子植物孢子植物種子植物1、植物概述4.15億年前化石中發(fā)現(xiàn)蕨類植物是適應(yīng)陸地生活、具有光合作用能力的多細(xì)胞真核生物。

植物與綠藻相同：光和色素、養(yǎng)分（淀粉）、細(xì)胞壁成分為纖維素不同：適應(yīng)陸地生活和水中生存，荷花、水葫蘆分類維管植物運(yùn)輸繁殖復(fù)雜性一、植物多樣性的進(jìn)化維管植物約有23.5萬種7/27/20236植物和真菌多樣性的進(jìn)化植物的類群

植物的類型

繁殖方式

維管束有無

胚的有無進(jìn)化級別營養(yǎng)方式

藻類植物自養(yǎng)

菌類植物

異養(yǎng)

苔蘚植物自養(yǎng)

蕨類植物

自養(yǎng)

裸子植物

自養(yǎng)

被子植物

自養(yǎng)孢子植物種子植物無無有低等植物高等植物有7/27/20237植物和真菌多樣性的進(jìn)化全世界大約有500萬-5000萬個物種，但實(shí)際上在科學(xué)上描述的僅有140萬種。世界已知植物大約有35萬種，中國是世界上植物資源最為豐富的國家之一，僅高等植物就有3.2萬余種。7/27/20238植物和真菌多樣性的進(jìn)化古蕨類繁盛期，300百萬年前原始維管植物登陸成功，約408百萬年前原始裸子植物，約200百萬年前約110百萬年前的花，及現(xiàn)代木蘭植物的花2、植物的進(jìn)化歷史7/27/20239植物和真菌多樣性的進(jìn)化7/27/202310植物和真菌多樣性的進(jìn)化不同植物的生活史都包括單倍體核相的配子體與雙倍體核相的孢子體世代的交替，但各自的孢子體與配子體的特征及生活期等都有很大的差別。苔蘚植物生活史種子植物生活史為什么苔蘚的配子體發(fā)達(dá)，孢子體不發(fā)達(dá)，而蕨類、種子植物與之相反？3、植物生活史7/27/202311植物和真菌多樣性的進(jìn)化2苔蘚植物7/27/202312植物和真菌多樣性的進(jìn)化4、苔蘚植物匍匐生長于潮濕地面配子體世代發(fā)達(dá)，孢子體退化陰濕環(huán)境，受精過程依賴水。多細(xì)胞葉狀體或擬莖葉體單細(xì)胞假根無維管束組織有頸卵器7/27/202313植物和真菌多樣性的進(jìn)化有些苔蘚植物，常常生長在庭前宅后的磚石臺階上。古詩中說“苔痕上階綠，草色入簾青”，就是對這種情況的生動描述。7/27/202314植物和真菌多樣性的進(jìn)化葫蘆蘚7/27/202315植物和真菌多樣性的進(jìn)化植株高約有1cm～3cm。沒有真正的根,只有短而細(xì)的假根，主要起固著的作用。有莖和葉，葉小而薄，含葉綠體。能進(jìn)行光合作用，而能吸收水分和無機(jī)鹽。莖和葉里沒有輸導(dǎo)組織。吸水能力不強(qiáng)，所以植株長得十分矮小，并且適于叢生在陰濕的環(huán)境中。葫蘆蘚的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生活習(xí)性7/27/202316植物和真菌多樣性的進(jìn)化葫蘆蘚的雌雄枝

7/27/202317植物和真菌多樣性的進(jìn)化葫蘆蘚雌雄枝頂?shù)膲浩?/27/202318植物和真菌多樣性的進(jìn)化7/27/202319植物和真菌多樣性的進(jìn)化葫蘆蘚的生活史7/27/202320植物和真菌多樣性的進(jìn)化地錢7/27/202321植物和真菌多樣性的進(jìn)化地錢的配子體7/27/202322植物和真菌多樣性的進(jìn)化地錢的胞芽7/27/202323植物和真菌多樣性的進(jìn)化

地錢的孢子體地錢的雄器托具精子器地錢的雌器托具頸卵器7/27/202324植物和真菌多樣性的進(jìn)化

7/27/202325植物和真菌多樣性的進(jìn)化苔蘚植物常見種類：球塑蘚7/27/202326植物和真菌多樣性的進(jìn)化蛇苔7/27/202327植物和真菌多樣性的進(jìn)化石地錢7/27/202328植物和真菌多樣性的進(jìn)化角苔7/27/202329植物和真菌多樣性的進(jìn)化珠蘚7/27/202330植物和真菌多樣性的進(jìn)化藻蘚7/27/202331植物和真菌多樣性的進(jìn)化小金發(fā)蘚7/27/202332植物和真菌多樣性的進(jìn)化苔蘚植物主要特征1、生境

多生長于陰濕的環(huán)境里，常見長于石面、泥土表面、樹干或枝條上。2、體形細(xì)小比較高級的種類其植物體有莖、葉的分化，可是還都沒有真正的根。它們沒有維管束那樣的真正輸導(dǎo)組織。7/27/202333植物和真菌多樣性的進(jìn)化3、生活史中具有明顯的世代交替。配子體占優(yōu)勢，孢子植物體不能離開配子體獨(dú)立生活，必須寄生在配子體上。4、生殖器官為多細(xì)胞的精子器和頸卵器。5、受精卵（合子）發(fā)育形成胚，胚發(fā)育成為孢子體，經(jīng)減數(shù)分裂形成孢子。6、孢子萌發(fā)經(jīng)原絲體階段，再發(fā)育出配子體，產(chǎn)生精子和卵，精子具鞭毛，受精離不開水。7/27/202334植物和真菌多樣性的進(jìn)化苔蘚是由水生植物到陸生植物的過渡類型1、植物體有了根莖葉的分化，植物體有組織分化，尤其是有類似輸導(dǎo)組織的細(xì)胞群。孢子離開地面、以便于散布（適應(yīng)陸生生活）。2、但苔蘚的配子體自養(yǎng)，孢子體只能寄生在配子體上；有性繁殖不能脫離水的媒介；植物體僅有假根，莖內(nèi)無真正的維管組織，因此限制了對水分的吸收與運(yùn)輸。3、苔蘚在陸生植被中始終處于次要地位，是高等植物的系統(tǒng)發(fā)育中的盲支。7/27/202335植物和真菌多樣性的進(jìn)化思考1：為什么苔蘚長不高大？從這幾個方面來看：1、吸收2、支持3、輸導(dǎo)4、生殖7/27/202336植物和真菌多樣性的進(jìn)化苔蘚植物對自然界的意義保持水土苔蘚植物密集生長，植株之間有縫隙能夠涵蓄水分，所以，成片的苔蘚植物對林地、山野的水土保持具有一定的作用。監(jiān)測環(huán)境苔蘚植物的葉大都只有一層細(xì)胞，二氧化硫等有毒氣體可以從背、腹兩面侵入葉細(xì)胞，所以，苔蘚植物對二氧化硫等有毒氣體十分敏感，在污染嚴(yán)重的城市和工廠附近很難生存。人們利用這個特點(diǎn)，把苔蘚植物當(dāng)作監(jiān)測空氣污染程度的指示植物。

7/27/202337植物和真菌多樣性的進(jìn)化苔蘚植物植物的經(jīng)濟(jì)意義：點(diǎn)綴園林和盆景作燈芯、作照明愛斯基摩人，常用長毛砂蘚作燈芯，浸蘸上海豹油，就可以點(diǎn)燃作照明用。作枕芯和褥套古代的歐洲，人們常用曬干的灰蘚作枕芯和褥套，不但膨松舒適，耐且保暖性強(qiáng)。覆蓋果樹幼苗江、浙一帶的果農(nóng)，至今還常用灰蘚來覆蓋果樹幼苗，使幼苗生活在保溫保濕的環(huán)境中。7/27/202338植物和真菌多樣性的進(jìn)化苔蘚的其他用途形成泥炭我國東北北部的沼澤地，叢生著一種高大的苔蘚植物。它們的植株倒伏腐爛以后，經(jīng)過長年積壓，就成為泥炭。泥炭主要用作燃料，也可以用來肥田。這種苔蘚植物，就稱為泥炭蘚。協(xié)助找礦近年來，人們發(fā)現(xiàn)苔蘚植物還可以協(xié)助人們尋找礦藏。例如，銅蘚總是生長在地表含有硫酸銅的巖石表面上，它可以作為人們尋找硫酸銅礦的指示植物。7/27/202339植物和真菌多樣性的進(jìn)化無種子維管植物的孢子體適應(yīng)陸地生活（植物“兩棲類”,弱的配子體能獨(dú)立生活。根莖葉分化、具著生根狀莖上的不定根，維管組織不發(fā)達(dá)葉異型，有營養(yǎng)葉和孢子葉的分化，孢子葉上有排列整齊的孢子囊。。5、蕨類植物蕨類植物約1.2萬種7/27/202340植物和真菌多樣性的進(jìn)化桫欏

AlsophiaSpinulosa(Wall.exHook.)Tryon桫欏科Cyatheaceae樹形蕨類，高1-6cm,主要高1-3cm，胸徑10-20cm。葉片三回羽狀深裂，長1-3m，生于莖頂，幼葉拳卷。主要分布于東南和西南地區(qū)，生于海拔400-900m處的山溝潮濕地和溪邊陽光充足的地方，有時也散生于林緣灌叢中。東南亞和日本南部也有分布。中生代地球上曾廣泛分布，現(xiàn)分布區(qū)縮小。國家一級保護(hù)漸危種。

7/27/202341植物和真菌多樣性的進(jìn)化海金沙半邊旗烏毛蕨芒萁胎生狗脊粵北常見野生蕨類7/27/202342植物和真菌多樣性的進(jìn)化天井山桫欏7/27/202343植物和真菌多樣性的進(jìn)化

紫萁7/27/202344植物和真菌多樣性的進(jìn)化福建觀音坐蓮7/27/202345植物和真菌多樣性的進(jìn)化金毛狗7/27/202346植物和真菌多樣性的進(jìn)化銀粉背蕨7/27/202347植物和真菌多樣性的進(jìn)化腎蕨7/27/202348植物和真菌多樣性的進(jìn)化蕨類植物生境：蕨類植物大多為土生、石生或附生，少數(shù)為水生或亞水生，一般表現(xiàn)為喜陰濕和溫暖的特性。

7/27/202349植物和真菌多樣性的進(jìn)化(1)蕨類植物門主要特征蕨類植物一般陸生；有根、莖、葉的分化；具有真正的根莖葉；具有輸導(dǎo)組織和較發(fā)達(dá)的機(jī)械組織；有由木質(zhì)部和韌皮部組成的維管束生殖器官仍為多細(xì)胞的精子器和頸卵器，受精過程仍離不開水。具有明顯的世代交替。孢子體占優(yōu)勢，但配子體（即原葉體）可獨(dú)立生活。7/27/202350植物和真菌多樣性的進(jìn)化(2)蕨類植物分類現(xiàn)存蕨類植物約有12000多種，其中絕大多數(shù)為草本植物。我國有2600種，多分布在西南地區(qū)和長江流域以南各省及臺灣省等地，僅云南省就有1000多種，在我國有"蕨類王國"之稱?；洷鞭ь愔参镓S富，僅車八嶺國家級自然保護(hù)區(qū)就有蕨類178種，分屬于38科，76屬；南嶺國家森林公園有蕨類33科55屬91種。7/27/202351植物和真菌多樣性的進(jìn)化按中國學(xué)者秦仁昌教授于1978年提出的分類系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括的科屬僅為中國產(chǎn)的。他把現(xiàn)代蕨類作為一個門——蕨類植物門。下分5個亞門：松葉蕨亞門、石松亞門、水韭亞門、楔葉亞門和真蕨亞門。7/27/202352植物和真菌多樣性的進(jìn)化卷柏石松亞門：石松目（210）和卷柏目（700）7/27/202353植物和真菌多樣性的進(jìn)化7/27/202354植物和真菌多樣性的進(jìn)化（3）蕨類植物的經(jīng)濟(jì)意義：觀賞、藥用、食用、肥料、飼料、煤蕨類植物常常是森林植被草本層的重要組成部分，不少種類可作為反映環(huán)境條件的指示植物。7/27/202355植物和真菌多樣性的進(jìn)化6、裸子植物2.8億年前的二疊紀(jì)早期出現(xiàn)裸子植物的有性生殖擺脫了對水的依賴，出現(xiàn)種子孢子體發(fā)達(dá)多數(shù)為高大的喬木，有高度分化的維管組織，莖干也有加粗的次生生長。有性生殖時受精作用在胚珠中進(jìn)行并發(fā)育成種子。胚珠及種子裸露，沒有真正的花和果實(shí)典型代表：蘇鐵、銀杏和松樹等7/27/202356植物和真菌多樣性的進(jìn)化代表植物—馬尾松7/27/202357植物和真菌多樣性的進(jìn)化7/27/202358植物和真菌多樣性的進(jìn)化裸子植物-松的生活史7/27/202359植物和真菌多樣性的進(jìn)化銀杉有「植物活化石」之稱的銀杉，是源于冰河時期的古老樹種7/27/202360植物和真菌多樣性的進(jìn)化銀杏銀杏（也叫白果、公孫樹）是裸子植物銀杏目唯一的現(xiàn)存種，原產(chǎn)中國，被稱為活化石。銀杏有望當(dāng)選為我國國樹公眾投票支持率近99%7/27/202361植物和真菌多樣性的進(jìn)化馬尾松長葉松A孢子體發(fā)達(dá)，高大木本；(1)裸子植物的特征：7/27/202362植物和真菌多樣性的進(jìn)化B孢子葉聚生成球果狀7/27/202363植物和真菌多樣性的進(jìn)化小孢子葉球—生于當(dāng)年枝基部7/27/202364植物和真菌多樣性的進(jìn)化大孢子葉球—生于當(dāng)年枝頂7/27/202365植物和真菌多樣性的進(jìn)化C

配子體極度退化，寄生于孢子體雄配子體包括：1氣囊2

原葉細(xì)胞3

原葉細(xì)胞4生殖細(xì)胞5管細(xì)胞7/27/202366植物和真菌多樣性的進(jìn)化D花粉萌發(fā)形成花粉管,受精過程不需要水7/27/202367植物和真菌多樣性的進(jìn)化E胚珠裸露。7/27/202368植物和真菌多樣性的進(jìn)化裸子植物主要特征：均為木本植物，其孢子體發(fā)達(dá)，并有強(qiáng)大的根系。維管系統(tǒng)發(fā)達(dá)。是介于蕨類植物和被子植物之間的一類維管植物?？尚纬汕蚧āＥ渥芋w進(jìn)一步退化，完全寄生在孢子體上。仍具有頸卵器。形成花粉管，受精作用不再受到水的限制。最大的特點(diǎn)是能產(chǎn)生種子，但種子裸露，沒有果皮包被，故稱裸子植物。裸子植物中普遍存在多胚現(xiàn)象。

7/27/202369植物和真菌多樣性的進(jìn)化根據(jù)《中國植物志》第七卷，現(xiàn)代裸子植物分為:蘇鐵綱銀杏綱松杉綱買麻藤綱4綱。裸子植物的分綱7/27/202370植物和真菌多樣性的進(jìn)化蘇鐵7/27/202371植物和真菌多樣性的進(jìn)化

三）裸子植物的經(jīng)濟(jì)意義重要的材用樹種庭院綠化的重要樹種藥用植物的重要成員重要的工業(yè)原料深受歡迎的種子7/27/202372植物和真菌多樣性的進(jìn)化被子植物是當(dāng)代最繁盛的植物與人類的關(guān)系最為密切孢子體高度發(fā)展和分化，具典型的根、莖、葉、花、果實(shí)和種子等器官。生殖器官特化成為花的構(gòu)造果實(shí)的形成是植物進(jìn)一步適應(yīng)陸地生活，更加進(jìn)化的體現(xiàn)。7、被子植物7/27/202373植物和真菌多樣性的進(jìn)化

①孢子體高度發(fā)展和多樣化；

體型、生境、營養(yǎng)和傳粉方式等的多樣化

(1)被子植物的主要特征木棉—喬木大白菜—草本黃鵪菜—草本紫藤—藤本紅繼木—灌木7/27/202374植物和真菌多樣性的進(jìn)化

②配子體的進(jìn)一步簡化；配子體寄生在孢子體上。7/27/202375植物和真菌多樣性的進(jìn)化③具有真正的花；7/27/202376植物和真菌多樣性的進(jìn)化④子房包藏胚珠并發(fā)育形成果實(shí)。7/27/202377植物和真菌多樣性的進(jìn)化⑤具有特殊的雙受精方式和3N胚乳。精子N+卵細(xì)胞N----合子2N精子N+中央細(xì)胞2N----極核3N7/27/202378植物和真菌多樣性的進(jìn)化被子植物的主要特征孢子體發(fā)達(dá)，具有根、葉、莖、花、果實(shí)和種子等器官。多數(shù)具有導(dǎo)管，導(dǎo)管由于橫壁的消失而成為植物體內(nèi)上下暢通的管道胚珠的外面有子房壁包被著，因此，種子的外面有果皮包被著。受精過程不需要水，受精方式是雙受精。7/27/202379植物和真菌多樣性的進(jìn)化在地球上的30多萬種植物中，被子植物就占20多萬種。

與其他各個類群的植物相比，被子植物不僅種類最多，而且與人類的關(guān)系也最密切。

7/27/202380植物和真菌多樣性的進(jìn)化

雙子葉植物綱

單子葉植物綱

種子根

葉莖

花胚有兩片子葉；

直根系；多是網(wǎng)狀脈；維管束的排列成筒狀，有形成層，多年生木本植物的莖

能逐年加粗；

各部分的基數(shù)是5或4。胚有一片子葉須根系多是平行脈；維管束散生，一般無形成層，莖長成后不再加粗；各部分的基數(shù)是3。7/27/202381植物和真菌多樣性的進(jìn)化被子植物孢子體花雄蕊花藥雌蕊胚珠花粉傳粉花粉萌發(fā)受精胚發(fā)育種子形成種子萌發(fā)7/27/202382植物和真菌多樣性的進(jìn)化被子植物生活史被子植物生活史有性世代（配子體階段）和無性世代（孢子體階段），兩者有規(guī)律交替出現(xiàn)的現(xiàn)象。花藥子房減數(shù)分裂小孢子（n）大孢子（n）雄配子體雌配子體精子卵細(xì)胞雙受精合子雙倍體世代單倍體世代7/27/202383植物和真菌多樣性的進(jìn)化被子植物與裸子植物

生活史的區(qū)別名稱被子植物裸子植物傳粉多數(shù)蟲媒風(fēng)媒花和果實(shí)有無胚珠子房包被裸露從受精到形成種子的時間幾天到幾周一年以上受精雙受精，胚乳三倍體單受精，胚乳單倍體雌、雄配子體雌配子體有7個細(xì)胞，雄配子體僅有3個細(xì)胞雌配子體有卵細(xì)胞、頸卵器、雄配子體有2個原葉細(xì)胞、1個粉管、1個生殖細(xì)胞孢子體結(jié)構(gòu)、功能組織分化高，有專門的導(dǎo)管，運(yùn)輸、支持功能強(qiáng)組織分化低，只有管胞，運(yùn)輸、支持功能弱7/27/202384植物和真菌多樣性的進(jìn)化二、真菌多樣性的進(jìn)化

9億年前出現(xiàn)真菌，約12萬種吸收式異養(yǎng),寄生或腐生，分解者除單細(xì)胞真菌(酵母)外，絕大多數(shù)真菌的生物體由菌絲構(gòu)成，以孢子生殖為主。菌絲-真菌的基本結(jié)構(gòu)菌絲：無隔菌絲、有隔菌絲7/27/202385植物和真菌多樣性的進(jìn)化1、粘菌門（亞界）

2、真菌門（亞界）

3、地衣門（亞界）

真菌界7/27/202386植物和真菌多樣性的進(jìn)化粘菌和真菌的起源根據(jù)粘菌營養(yǎng)時期為一團(tuán)裸露的原生質(zhì)團(tuán)，和變形蟲類似，有人推測是從類似于原生動物的祖先演化而來。真菌的起源。有兩種觀點(diǎn)，一種為多元論，認(rèn)為不同的真菌起源于不同的藻類，較勉強(qiáng)；另一種為單元論，根據(jù)低等的真菌或它的游動孢子具鞭毛，推測真菌由原始的鞭毛生物演化而來，再循著鞭毛菌類－接合菌類－子囊菌類－擔(dān)子菌類演化。7/27/202387植物和真菌多樣性的進(jìn)化一、粘菌門粘菌是介于植物和動物之間的一類生物。營養(yǎng)方式：吞噬異養(yǎng)。營養(yǎng)體結(jié)構(gòu)：為一團(tuán)裸露的原生質(zhì)團(tuán)，多核、無細(xì)胞壁、可作變形運(yùn)動（稱變形體）。繁殖期特點(diǎn)：能產(chǎn)生具有纖維素細(xì)胞壁的孢子。7/27/202388植物和真菌多樣性的進(jìn)化二、真菌門7/27/202389植物和真菌多樣性的進(jìn)化

真菌接合菌、子囊菌、擔(dān)子菌類別青霉、木耳、猴頭菇代表生物為真核細(xì)胞，但無葉綠素，不能光合作用，行腐食營養(yǎng)特征降解有機(jī)物，致病，作物病害，制藥，食品等。作用或用途7/27/202390植物和真菌多樣性的進(jìn)化1

真菌的

形態(tài)結(jié)構(gòu)1）營養(yǎng)體形態(tài)：是分支或不分支的菌絲或由菌絲構(gòu)成的菌絲體，大多是菌絲體。共同特征為菌絲，菌絲是特殊形式的細(xì)胞、可長可短。菌絲有隔或無隔。2）細(xì)胞結(jié)構(gòu)：有細(xì)胞核1、2或多個，細(xì)胞質(zhì)中具線粒體、核糖核蛋白體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、液泡、貯藏物等；細(xì)胞壁成分主要見幾丁質(zhì)（多糖類）。7/27/202391植物和真菌多樣性的進(jìn)化2.真菌的營養(yǎng)方式從動植物等尸體或其它有機(jī)質(zhì)取得營養(yǎng)專性和兼性腐生均有。專性和兼性寄生均有。寄生

從活的有機(jī)體獲取營養(yǎng)。共生

與其它生物如藻類、高等植物的根系(菌根)共生。7/27/