植物生物学第十七章 生命起源与植物多样性的演化历程
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生物的演化和多样性起源
科技研究：加强生物多样性保护和 可持续利用的科研工作，探索新的 保护技术和方法
人类活动对生物栖息地的影响，例如城 市化、农业开发等，导致生物栖息地的 丧失和破碎化，从而影响生物的演化和 多样性。
人类对环境的污染，包括空气、水和土 壤的污染，对生物的生存和演化产生了 负面影响，导致生物多样性的降低。
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CONTENTS
PART ONE
地球生命的起源可 以追溯到约38亿 年前
生命的起源与地球的 形成密切相关，地球 温度逐渐降低，形成 了适宜生命存在的条 件
最早的生命形式是 原核生物，它们是 单细胞生物，没有 细胞核
化石记录：揭示 了生物进化的历 史和过程
胚胎发育的证据： 不同物种在胚胎 发育的早期阶段 表现出相似的特 征，表明它们之 间存在共同的祖 先
生物地理学证据： 不同地区的生物 分布和多样性表 明了物种演化的 模式和趋势
同源器官和生物 分子结构的证据： 不同物种之间存 在相似的器官和 分子结构，表明 它们之间存在演 化上的关系
维持生态平衡： 生物多样性使 生态系统更加 稳定，能够抵
御外来干扰
促进生物进化： 生物多样性为生 物进化提供了丰 富的资源和机会， 促进物种的多样
性和适应性
保护物种资源： 生物多样性是 宝贵的物种资 源库，为人类 提供食物、药 物和其他资源
保障人类生存： 生物多样性为人 类提供生存所需 的空气、水和其 他生态服务，是 人类生存和发展
随着时间的推移，生 命形式逐渐复杂化， 出现了真核生物、多 细胞生物和高级生物
物种起源：生命从无机物质中诞生，逐渐演化出简单有机物，最终形成原始细胞。 生物大爆炸：约5亿年前，寒武纪时期出现大量无脊椎动物，被称为“生物大爆炸”。 物种演化：随着时间的推移，物种不断适应环境变化，发生基因突变和自然选择，形成新的物种。 人类起源：约700万年前，非洲出现智人祖先，经过数百万年的演化，逐渐成为现代人类。
植物的起源与演化
多数人认为裸蕨植物是由古代的绿藻类演化而来的。 主要依据是均含叶绿素a和b，贮藏的光合作用产物是淀粉， 细胞壁的主要成分是纤维素等。
裸蕨的出现具有 重要意义，从此开 辟了植物由水生发 展到陆生的新时代 ，陆地从此披上了 绿装，植物界的演 化进入了一个与以 前完全不同的新阶 段。裸蕨植物在植 物进化中的意义还 在于它们以后又演 化出其他蕨类植物 和裸子植物。
苔藓植物中的藻苔（Takakia lepidozioides ) 无假根，只有合轴 分枝的主茎，在主茎上有螺旋状生的细叶，有颈卵器，其形态结构 与藻类植物很相似；另一方面，绿藻门中的佛氏藻(Fritschiella tuberosa) 植物体由许多丝状藻丝构成，并交织在一起形成垫状， 其中有的丝状体伸入土壤中成为无色的假根细胞，有的丝状体向上， 形成单列细胞构成的气生枝，这种结构与叶状体苔类相似。Bower
蕨类植物的演化和古蕨类植物的繁盛
裸蕨类植物远在晚志留纪或泥盆纪已在陆地登陆， 由于陆地生活的生存条件多样，这些登陆的植物为适应多 变的陆地生活环境而不断地分化与发展，形成种类多样的 蕨类植物。裸蕨类植物大致沿着石松类、木贼类和真蕨类 三条路线演化。
石松类
木贼类
真蕨类
1．石松类演化路线
裸蕨类-刺石松-典型的石松类植物。
．绝大部分的苔藓植物没有输导组织，但是在角苔属中的蒴轴 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。
．按顶枝学说，植物在进化过程中，由分枝的孢子囊逐渐演变 成为集中的孢子囊。在裸蕨中的孢囊蕨中已具有单一的孢子囊，而 在藓类中的真藓中，就发现有畸形的分叉的孢子囊，也似乎说明苔 藓植物由裸蕨类植物退化而来。
刺石松和星木属都是草本，而泥盆纪至石炭纪时期也 有高大乔木类的石松植物，如鳞木属(Lepidodendron）和 封印木属（Sigillaria) ，且为孢子异型。现存的石松类 均为小型草本。
裸蕨的出现具有 重要意义，从此开 辟了植物由水生发 展到陆生的新时代 ，陆地从此披上了 绿装，植物界的演 化进入了一个与以 前完全不同的新阶 段。裸蕨植物在植 物进化中的意义还 在于它们以后又演 化出其他蕨类植物 和裸子植物。
苔藓植物中的藻苔（Takakia lepidozioides ) 无假根，只有合轴 分枝的主茎，在主茎上有螺旋状生的细叶，有颈卵器，其形态结构 与藻类植物很相似；另一方面，绿藻门中的佛氏藻(Fritschiella tuberosa) 植物体由许多丝状藻丝构成，并交织在一起形成垫状， 其中有的丝状体伸入土壤中成为无色的假根细胞，有的丝状体向上， 形成单列细胞构成的气生枝，这种结构与叶状体苔类相似。Bower
蕨类植物的演化和古蕨类植物的繁盛
裸蕨类植物远在晚志留纪或泥盆纪已在陆地登陆， 由于陆地生活的生存条件多样，这些登陆的植物为适应多 变的陆地生活环境而不断地分化与发展，形成种类多样的 蕨类植物。裸蕨类植物大致沿着石松类、木贼类和真蕨类 三条路线演化。
石松类
木贼类
真蕨类
1．石松类演化路线
裸蕨类-刺石松-典型的石松类植物。
．绝大部分的苔藓植物没有输导组织，但是在角苔属中的蒴轴 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。
．按顶枝学说，植物在进化过程中，由分枝的孢子囊逐渐演变 成为集中的孢子囊。在裸蕨中的孢囊蕨中已具有单一的孢子囊，而 在藓类中的真藓中，就发现有畸形的分叉的孢子囊，也似乎说明苔 藓植物由裸蕨类植物退化而来。
刺石松和星木属都是草本，而泥盆纪至石炭纪时期也 有高大乔木类的石松植物，如鳞木属(Lepidodendron）和 封印木属（Sigillaria) ，且为孢子异型。现存的石松类 均为小型草本。
《生物多样性的进化历程PPT (3)
生物多样性的进化历程
意义
35亿年前
蓝藻和细菌
大约35亿年～ ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ5亿年前
海洋中无脊椎动
大约15亿年前
物物种大爆发 陆生植物：蕨类
5.7亿～5.0亿 年前
植物 陆生动物：原始
出现了生产者和分解者 出现了有性生殖，实现了基因
重组，加快了生物进化速度 出现了消费者，使生态系统具
有更复杂的结构；对植物的进
化产生重要影响 生物登陆改变陆地环境
18、只要愿意学习，就一定能够学会。——列宁 19、如果学生在学校里学习的结果是使自己什么也不会创造，那他的一生永远是模仿和抄袭。——列夫·托尔斯泰
20、对所学知识内容的兴趣可能成为学习动机。——赞科夫 21、游手好闲地学习，并不比学习游手好闲好。——约翰·贝勒斯 22、读史使人明智，读诗使人灵秀，数学使人周密，自然哲学使人精邃，伦理学使人庄重，逻辑学使人善辩。——培根 23、我们在我们的劳动过程中学习思考，劳动的结果，我们认识了世界的奥妙，于是我们就真正来改变生活了。——高尔基 24、我们要振作精神，下苦功学习。下苦功，三个字，一个叫下，一个叫苦，一个叫功，一定要振作精神，下苦功。——毛泽东 25、我学习了一生，现在我还在学习，而将来，只要我还有精力，我还要学习下去。——别林斯基、学习外语并不难，学习外语就像交朋友一样，朋友是越交越熟的，天天见面，朋友之间就亲密无间了。——高士其 2、对世界上的一切学问与知识的掌握也并非难事，只要持之以恒地学习，努力掌握规律，达到熟悉的境地，就能融会贯通，运用自如了。——高士其 3、学和行本来是有联系着的，学了必须要想，想通了就要行，要在行的当中才能看出自己是否真正学到了手。否则读书虽多，只是成为一座死书库。——谢觉哉、你的假装努力，欺骗的只有你自己，永远不要用战术上的勤奋，来掩饰战略上的懒惰。 11、时间只是过客，自己才是主人，人生的路无需苛求，只要你迈步，路就在你的脚下延伸，只要你扬帆，便会有八面来风，启程了，人的生命才真正开始。 12、不管做什么都不要急于回报，因为播种和收获不在同一个季节，中间隔着的一段时间，我们叫它为坚持。 13、你想过普通的生活，就会遇到普通的挫折。你想过最好的生活，就一定会遇上最强的伤害。这个世界很公平，想要最好，就一定会给你最痛。
植物进化的多样性
Amanita subjunquillea var.
alba （剧毒）
Amanita subjunquillea var. alba（剧毒）
Amanita clarisquamosa
Amanita exitialis （剧毒）
Amanita flavipes
Amanita flavipes
Amanita fritillaria
第
二
节
1、粘菌门（亚界）
：
2、真菌门（亚界）
真
菌
3、地衣门（亚界）
界
一、真菌的起源
有两种观点:
一种为多元论，认为不同的真菌起源于不同的藻类，较
勉强;
另一种为单元论，根据低等的真菌或它的游动孢子具鞭
毛，推测真菌由原始的鞭毛生物演化而来，再循着鞭毛 菌类－接合菌类－子囊菌类－担子菌类演化。
真菌门
1、真菌的态结构
五、裸子植物的起源与演化：
松柏纲 银杏
红豆杉纲 科得狄
买麻藤纲 苏铁纲
本内苏铁
被子植物
1、种子； 2、胚发育不完善； 3、无真正珠被，
无种皮；
4、种子无休眠期。
种子蕨 原裸子植物 （孢子叶营养叶异形，孢子异形）
裸子植物孢子体进一步组织分化，具 有发达的微管系统和根系，特别是产 生种子和花粉管，受精完全摆脱了水 的限制，使它更能适应陆生环境和繁 衍后代，因此，在中生代迅速发展并 取代蕨类植物在陆地上占优势，成为 进化史的一个里程碑。
被子植物 花 flower 雄花 male flower 雄蕊 stamen 花粉囊 pollen sac 花粉母细胞 pollen mother cell 花粉粒（单核期） pollen grain 花粉粒（3－４核期） 雌花 female flower 心皮 carpel 胚珠（珠心）ovule 胚囊母细胞 embryo sac mother cell 单核胚囊 embryo sac 成熟胚囊
植物进化生物学研究植物的进化历程和遗传变异
植物进化生物学研究植物的进化历程和遗传变异植物进化生物学是研究植物进化历程和遗传变异的学科领域。
随着科学技术的不断发展，人们对植物进化的了解也越来越深入。
在这篇文章中，我们将介绍植物进化的几个关键方面，包括进化历程和遗传变异。
一、植物进化历程植物进化历程是指植物从起源到现在的漫长过程。
根据化石记录和分子生物学的研究，植物的进化历程可以被分为不同的时期和阶段。
1. 植物的起源：根据化石记录，最早的植物出现在地球约4.5亿年前的晚泥盆纪。
这些早期的植物主要是多细胞藻类和苔藓植物。
随着时间的推移，高等植物逐渐出现并取得了进化上的突破。
2. 裸子植物与被子植物的分化：约3亿年前，裸子植物和被子植物分化出来。
裸子植物是指种子没有保护壳的植物，如松树和银杏。
而被子植物则具有保护种子的果实，如花草树木。
3. 被子植物的多样化：从约1.3亿年前开始，被子植物逐渐分化出各种各样的品种。
这包括了乔木、灌木、草本植物等。
被子植物的多样化推动了陆地生态系统的进化，并对动物的演化产生了重要影响。
二、植物的遗传变异植物的遗传变异是指植物基因组中的变化和多样性。
这包括了基因突变、基因重组和基因流动等过程。
1. 基因突变：基因突变是指基因序列中的突发性变化。
这可以是由于DNA复制错误、环境诱变剂或其他原因导致的。
基因突变可以导致植物的性状发生改变，从而使其能够适应新的环境。
2. 基因重组：基因重组是指个体之间的基因交换。
这可以通过有性生殖过程中的交配和减数分裂来实现。
基因重组导致了植物种群的遗传多样性增加，从而增强了其适应性和生存能力。
3. 基因流动：基因流动是指不同个体之间的基因传递。
这可以通过花粉传播、种子扩散和有性生殖过程中的杂交来实现。
基因流动在植物种群中促进了基因交换和新基因的引入，推动了植物的进化和适应能力的提高。
植物的进化历程和遗传变异是相互关联的。
植物的进化历程塑造了其基因组的结构和性状，而遗传变异则为进化提供了可塑性和选择的材料。
物种起源与生物多样性演化PPT课件
杜布赞斯基等人特别在隔离问题上进行了广泛的深入的 研究，充实和丰富了达尔文关于物种起源的学说。
第8页在进化中出现间断性，即出现 明确界限。我们知道，同一物种的个体差异（即种内差异）和不同物种 的个体差异（即种间差异）是有明显区别的。种内差异经常是连续的， 即种内若干显著类型（例如亚种）之间常常存在着中间类型，例如狐分 布在几乎整个欧洲，有20个亚种，形成一个由中间类型连续的系列。种 间差异则是不连续的，例如狮子和老虎之间未发现中间类型，在老虎和 豹之间也未发现中间类型。种内可以自由交配并产生后代，种间一般不 能杂交或杂交不育。但是，种间的差异又是由种内的差异发展来的。
第15页/共65页
（4） 重演律(recapitulationlaw)及异时发生(heterochrony)
重演律是德国的海克尔 (E．Haeckel) 根据动物形态学和胚胎学的研 究成果所提出的定律，即生物在个体发育(这里指其胚胎发育)过程中， 重演其祖先的主要发育阶段。例如哺乳动物的早期胚胎都很相似，都有 鳃裂，似乎重现了它们远古生活于水中的共同祖先的特征。当然，个体 发育重演系统发育只是一种简单的、迅速的重演，不是完全重演。否则， 只研究人类的胚胎发育过程，就能解决人类起源的问题了。而事实上人 类起源是目前最具争议的科学问题之一。后来的研究表明许多个体发育 阶段并不重演它们祖先的成体形态。德国比较解剖学家冯贝尔(VonBaer) 认为在大部分动物个体发育中，一般性状比特化性状出现要早，也就是 说高等动物的胚胎根本就不是与低等动物的成体形态相同，而只是与低 等动物的胚胎相同。
达尔文认为，使新物种从旧物种中产生的主 要因素是自然选择。自然选择以微小的不定变异 为原始材料，通过生存斗争，保存和累积有利的 变异，经过许多世代，才形成新的生物类型。那 么，自然选择是通过什么步骤促使物种形成的呢？ 达尔文指出：“自然选择能引起性状分歧，并且 能使改进较少的及中间类型生物大量灭绝。根据 这些原理，各个纲在全世界的无数生物之间的亲 缘性质，以及它们彼此之间所具有明显区别，就 可得到解释。”
第8页在进化中出现间断性，即出现 明确界限。我们知道，同一物种的个体差异（即种内差异）和不同物种 的个体差异（即种间差异）是有明显区别的。种内差异经常是连续的， 即种内若干显著类型（例如亚种）之间常常存在着中间类型，例如狐分 布在几乎整个欧洲，有20个亚种，形成一个由中间类型连续的系列。种 间差异则是不连续的，例如狮子和老虎之间未发现中间类型，在老虎和 豹之间也未发现中间类型。种内可以自由交配并产生后代，种间一般不 能杂交或杂交不育。但是，种间的差异又是由种内的差异发展来的。
第15页/共65页
（4） 重演律(recapitulationlaw)及异时发生(heterochrony)
重演律是德国的海克尔 (E．Haeckel) 根据动物形态学和胚胎学的研 究成果所提出的定律，即生物在个体发育(这里指其胚胎发育)过程中， 重演其祖先的主要发育阶段。例如哺乳动物的早期胚胎都很相似，都有 鳃裂，似乎重现了它们远古生活于水中的共同祖先的特征。当然，个体 发育重演系统发育只是一种简单的、迅速的重演，不是完全重演。否则， 只研究人类的胚胎发育过程，就能解决人类起源的问题了。而事实上人 类起源是目前最具争议的科学问题之一。后来的研究表明许多个体发育 阶段并不重演它们祖先的成体形态。德国比较解剖学家冯贝尔(VonBaer) 认为在大部分动物个体发育中，一般性状比特化性状出现要早，也就是 说高等动物的胚胎根本就不是与低等动物的成体形态相同，而只是与低 等动物的胚胎相同。
达尔文认为，使新物种从旧物种中产生的主 要因素是自然选择。自然选择以微小的不定变异 为原始材料，通过生存斗争，保存和累积有利的 变异，经过许多世代，才形成新的生物类型。那 么，自然选择是通过什么步骤促使物种形成的呢？ 达尔文指出：“自然选择能引起性状分歧，并且 能使改进较少的及中间类型生物大量灭绝。根据 这些原理，各个纲在全世界的无数生物之间的亲 缘性质，以及它们彼此之间所具有明显区别，就 可得到解释。”
【生物课件】生物多样性的进化历程PPT
49、春蚕到死丝方尽，人至期颐亦不 休。一 息尚存 须努力 ，留作 青年好 范畴。 —— 吴玉章 50、学习的敌人是自己的满足，要认 真学习 一点东 西，必 须从不 自满开 始。对 自己，“ 学而不 厌”， 对人家 ，“诲人 不倦”， 我们应 取这种 态度。 ——
毛泽东 名人名言激励励志名言名语名句100句 （励志 古诗词 篇，附 出处） 51、错误和挫折教训了我们，使我们 比较地 聪明起 来了， 我们的 情就办 得好一 些。任 何政党 ，任何 个人， 错误总 是难免 的，我 们要求 犯得少 一点。 犯了错 误则要 求改正 ，改正 得越迅 速，越 彻底， 越好。
100、我无论做什么，始终在想着，只 要我的 精力允 许我的 话，我 就要首 先为我 的祖国 服务。 ——《 巴甫洛 夫选集 》 57、入于污泥而不染、不受资产阶级 糖衣炮 弹的侵 蚀，是 最难能 可贵的 革命品 质。 —— 周恩来
的的的真理的殿堂。—— 布鲁诺 97、走得最慢的人，只要他不丧失目 标，也 比漫无 目的地 徘徊的 人走得 快。 —— 莱 辛 37、生活只有在平淡无味的人看来才是 空虚而 平淡无 味的。 —— 车尔尼雪夫斯基
38、先相信你自己，然后别人才会相 信你。 —— 屠格涅夫
39、谁给我一滴水，我便回报他整个 大海。 —— 华 梅
41、人生像攀登一座山，而找寻出路 ，却是 一种学 习的过 程，我 们应当 在这过 程中， 学习稳 定、冷 静，学 习如何 从慌乱 中找到 生机。 席慕蓉 42、我们活着不能与草木同腐，不能 醉生梦 死，枉 度人生 ，要有 所作为 。 —— 方志敏
43、做人也要像蜡烛一样，在有限的 一生中 有一分 热发一 分光， 给人以 光明， 给人以 温暖。 —— 萧楚女 44、所谓天才，只不过是把别人喝咖 啡的功 夫都用 在工作 上了。 鲁 迅
毛泽东 名人名言激励励志名言名语名句100句 （励志 古诗词 篇，附 出处） 51、错误和挫折教训了我们，使我们 比较地 聪明起 来了， 我们的 情就办 得好一 些。任 何政党 ，任何 个人， 错误总 是难免 的，我 们要求 犯得少 一点。 犯了错 误则要 求改正 ，改正 得越迅 速，越 彻底， 越好。
100、我无论做什么，始终在想着，只 要我的 精力允 许我的 话，我 就要首 先为我 的祖国 服务。 ——《 巴甫洛 夫选集 》 57、入于污泥而不染、不受资产阶级 糖衣炮 弹的侵 蚀，是 最难能 可贵的 革命品 质。 —— 周恩来
的的的真理的殿堂。—— 布鲁诺 97、走得最慢的人，只要他不丧失目 标，也 比漫无 目的地 徘徊的 人走得 快。 —— 莱 辛 37、生活只有在平淡无味的人看来才是 空虚而 平淡无 味的。 —— 车尔尼雪夫斯基
38、先相信你自己，然后别人才会相 信你。 —— 屠格涅夫
39、谁给我一滴水，我便回报他整个 大海。 —— 华 梅
41、人生像攀登一座山，而找寻出路 ，却是 一种学 习的过 程，我 们应当 在这过 程中， 学习稳 定、冷 静，学 习如何 从慌乱 中找到 生机。 席慕蓉 42、我们活着不能与草木同腐，不能 醉生梦 死，枉 度人生 ，要有 所作为 。 —— 方志敏
43、做人也要像蜡烛一样，在有限的 一生中 有一分 热发一 分光， 给人以 光明， 给人以 温暖。 —— 萧楚女 44、所谓天才，只不过是把别人喝咖 啡的功 夫都用 在工作 上了。 鲁 迅
植物多样性的演化
例如 安大略湖的7种柳，有早花和晚花两种类型。这两种开花类型，种 间的杂交实验很容易，但自然杂交似乎很少，尽管这些种常生长在一 起且有相同的传粉者拜访。
这些观察结果表明时间隔离是有效的，尽管分子标记还没 用于检测他们之间的杂交。在检测基因流上分子标记比形 态标记更为灵敏。杂交在每个类群的种间也很少发生，说 明交配后隔离障碍也一定存在。 在一天中不同的时间开花（日间隔离）也能有效的隔离那些 可能杂交的物种（全天候的）
3.花部隔离 吸引不同传粉者的花适应限制和阻止许多物种间的基因交 换。这种适应可能通过花部结构，或通过传粉者行为效率 起作用。 行为隔离反映的是传粉者对花信号的识别能力，这些花信 号包括颜色、形状和气味。
例如 蜜蜂对兰科植物花气味的敏感性
行为隔离的另一方面是访花的忠实性，尽管其他花朵也可 以拜访，但传粉者被限制在一种植物上。
• 突变的影响可能是致死的(当重要基因产物的生产过程被 阻断时)、中性的(对生命有机体的生存没有任何影响）、 有选择优势（当基因的新的染色体排列产生有益的、相配 的基因表达时）
• 基因重复，能产生额外的基因拷贝，这些拷贝能自由的突 变成新基因（或成为没有功能的假基因）。
• 最大的突变是染色体的非整倍化和多倍化。
第三节 物种形成
• 2014年10月09日一种马兜铃科的植物新物种近日在越南中 部清化省春莲自然保护区被发现。该新物种被命名为马兜 铃春莲，目前还没有在世界其他地方被发现过。在发现这 一物种后，越南科学家与中国专家共同对新物种的叶、花、 果实和种子进行了分析和比对，发现了有别于其他植物的 形态特征。
生态和基因组的改变在物种形成过程中起到了非常 重要的作用。
• 例：夏威夷银箭草，多样性的演化很明显是岛屿间扩散伴 随着适度梯度的主要生态改变的结果。
这些观察结果表明时间隔离是有效的，尽管分子标记还没 用于检测他们之间的杂交。在检测基因流上分子标记比形 态标记更为灵敏。杂交在每个类群的种间也很少发生，说 明交配后隔离障碍也一定存在。 在一天中不同的时间开花（日间隔离）也能有效的隔离那些 可能杂交的物种（全天候的）
3.花部隔离 吸引不同传粉者的花适应限制和阻止许多物种间的基因交 换。这种适应可能通过花部结构，或通过传粉者行为效率 起作用。 行为隔离反映的是传粉者对花信号的识别能力，这些花信 号包括颜色、形状和气味。
例如 蜜蜂对兰科植物花气味的敏感性
行为隔离的另一方面是访花的忠实性，尽管其他花朵也可 以拜访，但传粉者被限制在一种植物上。
• 突变的影响可能是致死的(当重要基因产物的生产过程被 阻断时)、中性的(对生命有机体的生存没有任何影响）、 有选择优势（当基因的新的染色体排列产生有益的、相配 的基因表达时）
• 基因重复，能产生额外的基因拷贝，这些拷贝能自由的突 变成新基因（或成为没有功能的假基因）。
• 最大的突变是染色体的非整倍化和多倍化。
第三节 物种形成
• 2014年10月09日一种马兜铃科的植物新物种近日在越南中 部清化省春莲自然保护区被发现。该新物种被命名为马兜 铃春莲，目前还没有在世界其他地方被发现过。在发现这 一物种后，越南科学家与中国专家共同对新物种的叶、花、 果实和种子进行了分析和比对，发现了有别于其他植物的 形态特征。
生态和基因组的改变在物种形成过程中起到了非常 重要的作用。
• 例：夏威夷银箭草，多样性的演化很明显是岛屿间扩散伴 随着适度梯度的主要生态改变的结果。
植物的起源与演化
第11章
植物的起源与演化
11.1 生命的起源与原核生物的产生
45亿～50亿年前，地球表面冷却形成了地壳。 火山喷发使大气充满各种气体，可能包括CO2、甲
烷、CO、N2、H2、NH3、H2S 。
南非东北部巴伯顿前寒武纪(Precambian)地层，杆 状细菌型细胞称为Eobacterium isolatum，蓝藻称
中生代—裸子植物时代
三叠纪：
侏罗纪： 白垩纪：恐龙灭绝、昆虫和 有花植物分化 新生代—被子植物时代 第三纪：昆虫与被子植物继 续繁盛分化、出现鸟类和大 量哺乳动物 第四纪：灵长类一支进化为 人类
11.2 真核藻类的起源与演化
① 单核丝状蓝藻，与现代的颤藻属(Oscillatoria) 和念珠藻属(Nostoc)相似；(原核藻类) ② 细菌（原核）； ③ 真核真菌； ④ 真核绿藻。
距今年代/(百 万年前) 325 345 360 370 395 430
优势植物
泥盆纪 Devonian 古生代 Paleozoic
中泥盆世 早泥盆世
蕨类植物兴起， 苔藓及裸子植物发生
志留纪 Silurian 奥陶纪 Ordovician 寒武纪 Cambrian
简单维管植物，最早的蕨类
500 570 570-1500
生殖方式：营养繁殖→无性生殖→有性生殖(同配→ 异配→卵配)；受精需水→花粉管→双受精 生活史：营养繁殖→无性生殖→核相交替(合子或配 子减数分裂)→世代交替(孢子减数分裂)（同形世代 交替→异形世代交替→孢子体发达的异形世代交替， 配子体独立生活→寄生在孢子体上） 种子：无(仅具孢子)→裸露种子→具包被种子 生境：水生→陆生；狭幅→广幅
藻类植物繁盛
元古代 太古代
植物的起源与演化
11.1 生命的起源与原核生物的产生
45亿～50亿年前，地球表面冷却形成了地壳。 火山喷发使大气充满各种气体，可能包括CO2、甲
烷、CO、N2、H2、NH3、H2S 。
南非东北部巴伯顿前寒武纪(Precambian)地层，杆 状细菌型细胞称为Eobacterium isolatum，蓝藻称
中生代—裸子植物时代
三叠纪：
侏罗纪： 白垩纪：恐龙灭绝、昆虫和 有花植物分化 新生代—被子植物时代 第三纪：昆虫与被子植物继 续繁盛分化、出现鸟类和大 量哺乳动物 第四纪：灵长类一支进化为 人类
11.2 真核藻类的起源与演化
① 单核丝状蓝藻，与现代的颤藻属(Oscillatoria) 和念珠藻属(Nostoc)相似；(原核藻类) ② 细菌（原核）； ③ 真核真菌； ④ 真核绿藻。
距今年代/(百 万年前) 325 345 360 370 395 430
优势植物
泥盆纪 Devonian 古生代 Paleozoic
中泥盆世 早泥盆世
蕨类植物兴起， 苔藓及裸子植物发生
志留纪 Silurian 奥陶纪 Ordovician 寒武纪 Cambrian
简单维管植物，最早的蕨类
500 570 570-1500
生殖方式：营养繁殖→无性生殖→有性生殖(同配→ 异配→卵配)；受精需水→花粉管→双受精 生活史：营养繁殖→无性生殖→核相交替(合子或配 子减数分裂)→世代交替(孢子减数分裂)（同形世代 交替→异形世代交替→孢子体发达的异形世代交替， 配子体独立生活→寄生在孢子体上） 种子：无(仅具孢子)→裸露种子→具包被种子 生境：水生→陆生；狭幅→广幅
藻类植物繁盛
元古代 太古代
生物多样性的进化历程PPT (3)
生物登陆改变陆地环境
生 物 多 样 性 的进化 历程PP T ( 3)
生 物 多 样 性 的进化 历程PP T ( 3) 生 物 多 样 性 的进化 历程PP T ( 3)
1．本文虽是书序，作者却借题发挥， 从游宴 活动谈 到了生 死观， 并表达 了对生 命的价 值和意 义的探 求。 2．在生死观方面，作者认为人事在变 ，历史 在发展 ，由盛 到衰、 由生到 死都是 必然的 ，因此 要及时 行乐。
生 物 多 样 性 的进化 历程PP T ( 3)
生物多样性的进化历程
35亿年前 大约35亿年～ 15亿年前
大约15亿年前
蓝藻和细菌 真核生物
5.7亿～5.0亿 年前
海洋中无脊椎动 物物种大爆发
大约4亿年前
陆生植物：蕨类 植物 陆生动物：原始 的两栖类
生殖，实现了基因 重组，加快了生物进化速度 出现了消费者，使生态系统具 有更复杂的结构；对植物的进 化产生重要影响
3．本文语言或骈或散，骈散间行，各 得其长 ；不尚 华丽辞 藻，不 重典故 堆砌， 文笔洗 练，自 然有致 。 4．综观全文，作者时喜时悲，喜极而 悲，行 文也随 其感情 的变化 由平静 到激荡 ，再由 激荡到 平静， 具有波 澜起伏 之美 5．小说重点通过漫画事件、骑车事件 ，以及 别里科 夫与柯 瓦连科 的交锋 等，具 体地写 别里科 夫与华 连卡婚 事的失 败。 6．别里科夫之所以把自己装在套子里 ，是因 为他虽 然想支 持新生 的进步 的事物 ，但受 旧秩序 压迫， 不得不 因循守 旧。
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教学内容：生命起源与植物多样性的起源和演化
总学时：2
教学目标：掌握植物多样性的起源和演化的基本过程
教学重点：高等植物的起源和演化
教学难点：原始和次生特征
教学手段：多媒体教学
教学过程
章节
学时
主要教学内容及安排
备注
第一节生命的起源与原核生物的产生
第二节真核藻类的起源与演化
第三节蕨类植物和苔藓植物的发生与演化
1
（导入新课）通过复习被子植物主要类群，引出本课内容5min
（正文内容43min）
解释图17-1．植物界各大类群系统演化示意图
第一节生命的起源与原核生物的产生
约45亿年以前在地球刚形成时，地质变化非常剧烈，如高山的隆起、火山喷发等。氧和氢在高温下结合成水蒸气，随着地球表面的冷却而凝结成水，形成了海洋。当时大气臭氧层还没有形成，紫外线极其丰富，碳、氢和氧结合为甲烷、氨和二氧化碳等。高温、大气放电和紫外线为形成复杂的分子提供能量。几十亿年的变迁，在原始海洋里积累了复杂的蛋白质、核酸、脂肪和碳水化合物等有机物，这些化合物的偶然组合有可能形成具有繁殖和新陈代谢功能的原始生命。
原始生命进一步演化，产生了原核细胞。首先产生的是异养细菌，然后自养细菌才出现。自养细菌包括化能自养细菌和光合自养细菌两类，由于细菌的光合作用过程不能分解水分子和放出氧气，较蓝藻简单，因此光合细菌的出现应该早于蓝藻。元古代早期蓝藻和细菌化石较太古代丰富，形态多样性程度也较高，除具有丝状体外，还有球状体等。
第四节裸子植物的起源和演化
裸子植物既是种子植物，又是颈卵器植物，是介于蕨类和被子植物之间的一群高等植物。古蕨属（Archaeopleris）（图17-5）可能是裸子植物的远祖。在上泥盆纪出现的种子蕨（Pteridospermae），如髓木类（Medullosa）是蕨类和裸子植物之间的高级过渡类型。
由种子蕨进化出两支，其中雌、雄孢子叶分别集中形成孢子叶球的类群，进化为拟苏铁植物（Cycadeoideinae）和苛得狄植物（Cordaitinae）（图17-4），而雌、雄孢子叶共同集中形成孢子叶球的类群发展形成本内苏铁（Bennettitaceae）（图17-6）和半被子植物（Hemiangiospermae）。
第二节真核藻类的起源与演化
有人认为细胞核的进化可能是由原核经中核进化为真核的，而线粒体和质体的起源可以用内共生（endosymbiosis）解释。
第三节蕨类植物和苔藓植物的发生与演化
一、裸蕨植物和苔藓植物的起源与演化
裸蕨类植物（图17-2）发现于古生代志留纪，繁盛于泥盆纪，其中莱尼蕨属（Rhynia）是研究较为清楚的类群之一。
有关维管植物器官的起源问题有不同的解释，其中顶枝学说（Telome theory）的影响较大。
（本教学单元内容小结）回顾本课程单元所讲主要内容，加深对教学重点的理解。2min.
幻灯
板书
板书
幻灯
第三节蕨类植物和苔藓植物的发生与演化
第四节裸子植物的起源和演化
第五节被子植物的起源与演化
1
二、蕨类植物的起源与演化
多数学者认为蕨类的起源不早于晚志留纪。裸蕨是最早的维管植物，以后沿着不同的路线演化，使得蕨类植物高度发展。演化路线大致可分为石松类、木贼类、真蕨类等。
真蕨类最早出现于中泥盆纪，石炭纪曾大量绝灭，但在中生代的三叠纪和侏罗纪时又发展了许多新类群并延续至今。古蕨属（古羊齿Archaeopteris）是重要代表之一，其叶为二回羽状复叶，似现代的真蕨，孢子囊以短柄着生在羽片或小羽片上，具异型孢子和异型孢子囊。
二、被子植物的发生地
目前，有关被子植物发生地的学说有高纬度起源说和中低纬度起源说。
当今高纬度起源说被多数学者反对，因为被子植物化石在远离北极地区的中、低纬度地区（温带、热带）也有且早于北极地区。
三、被子植物的祖先
目前，有关被子植物的祖先问题存在争议，主要学说有真花说（Euanthium Theory）和假花说（Pseudo-anthium Theory）。
中国农业大学
生物学院教案
2009.9~2010.7学年
课程名称：植物生物学
教材名称：植物生物学（主编杨世杰）
授课对象：生物各专业，生命科学试验班、资源与环境学院各专业
开课时间：全年
授课学时：48
主讲教师：《植物生物学》课程组
教学章节：第十七章
编写时间：2010.03
第十七章生命起源与植物多样性的演化历程
真花说
假花说
板书
幻灯
板书
幻灯
板书
幻灯
板书
板书
幻灯
解释
第五节被子植物的起源与演化
一、被子植物发生的时间
现在普遍认为被子植物末的白垩纪，而到了距今8000-9000万年前的白垩纪末期，被子植物已在地球上的大部分地区占了统治地位。
白垩纪中期被子植物的“爆发式”出现，如此的演化速率和在地球上的扩散速度是罕见的。许多学者曾对此做过解释，但始终未揭开这个迷。
总学时：2
教学目标：掌握植物多样性的起源和演化的基本过程
教学重点：高等植物的起源和演化
教学难点：原始和次生特征
教学手段：多媒体教学
教学过程
章节
学时
主要教学内容及安排
备注
第一节生命的起源与原核生物的产生
第二节真核藻类的起源与演化
第三节蕨类植物和苔藓植物的发生与演化
1
（导入新课）通过复习被子植物主要类群，引出本课内容5min
（正文内容43min）
解释图17-1．植物界各大类群系统演化示意图
第一节生命的起源与原核生物的产生
约45亿年以前在地球刚形成时，地质变化非常剧烈，如高山的隆起、火山喷发等。氧和氢在高温下结合成水蒸气，随着地球表面的冷却而凝结成水，形成了海洋。当时大气臭氧层还没有形成，紫外线极其丰富，碳、氢和氧结合为甲烷、氨和二氧化碳等。高温、大气放电和紫外线为形成复杂的分子提供能量。几十亿年的变迁，在原始海洋里积累了复杂的蛋白质、核酸、脂肪和碳水化合物等有机物，这些化合物的偶然组合有可能形成具有繁殖和新陈代谢功能的原始生命。
原始生命进一步演化，产生了原核细胞。首先产生的是异养细菌，然后自养细菌才出现。自养细菌包括化能自养细菌和光合自养细菌两类，由于细菌的光合作用过程不能分解水分子和放出氧气，较蓝藻简单，因此光合细菌的出现应该早于蓝藻。元古代早期蓝藻和细菌化石较太古代丰富，形态多样性程度也较高，除具有丝状体外，还有球状体等。
第四节裸子植物的起源和演化
裸子植物既是种子植物，又是颈卵器植物，是介于蕨类和被子植物之间的一群高等植物。古蕨属（Archaeopleris）（图17-5）可能是裸子植物的远祖。在上泥盆纪出现的种子蕨（Pteridospermae），如髓木类（Medullosa）是蕨类和裸子植物之间的高级过渡类型。
由种子蕨进化出两支，其中雌、雄孢子叶分别集中形成孢子叶球的类群，进化为拟苏铁植物（Cycadeoideinae）和苛得狄植物（Cordaitinae）（图17-4），而雌、雄孢子叶共同集中形成孢子叶球的类群发展形成本内苏铁（Bennettitaceae）（图17-6）和半被子植物（Hemiangiospermae）。
第二节真核藻类的起源与演化
有人认为细胞核的进化可能是由原核经中核进化为真核的，而线粒体和质体的起源可以用内共生（endosymbiosis）解释。
第三节蕨类植物和苔藓植物的发生与演化
一、裸蕨植物和苔藓植物的起源与演化
裸蕨类植物（图17-2）发现于古生代志留纪，繁盛于泥盆纪，其中莱尼蕨属（Rhynia）是研究较为清楚的类群之一。
有关维管植物器官的起源问题有不同的解释，其中顶枝学说（Telome theory）的影响较大。
（本教学单元内容小结）回顾本课程单元所讲主要内容，加深对教学重点的理解。2min.
幻灯
板书
板书
幻灯
第三节蕨类植物和苔藓植物的发生与演化
第四节裸子植物的起源和演化
第五节被子植物的起源与演化
1
二、蕨类植物的起源与演化
多数学者认为蕨类的起源不早于晚志留纪。裸蕨是最早的维管植物，以后沿着不同的路线演化，使得蕨类植物高度发展。演化路线大致可分为石松类、木贼类、真蕨类等。
真蕨类最早出现于中泥盆纪，石炭纪曾大量绝灭，但在中生代的三叠纪和侏罗纪时又发展了许多新类群并延续至今。古蕨属（古羊齿Archaeopteris）是重要代表之一，其叶为二回羽状复叶，似现代的真蕨，孢子囊以短柄着生在羽片或小羽片上，具异型孢子和异型孢子囊。
二、被子植物的发生地
目前，有关被子植物发生地的学说有高纬度起源说和中低纬度起源说。
当今高纬度起源说被多数学者反对，因为被子植物化石在远离北极地区的中、低纬度地区（温带、热带）也有且早于北极地区。
三、被子植物的祖先
目前，有关被子植物的祖先问题存在争议，主要学说有真花说（Euanthium Theory）和假花说（Pseudo-anthium Theory）。
中国农业大学
生物学院教案
2009.9~2010.7学年
课程名称：植物生物学
教材名称：植物生物学（主编杨世杰）
授课对象：生物各专业，生命科学试验班、资源与环境学院各专业
开课时间：全年
授课学时：48
主讲教师：《植物生物学》课程组
教学章节：第十七章
编写时间：2010.03
第十七章生命起源与植物多样性的演化历程
真花说
假花说
板书
幻灯
板书
幻灯
板书
幻灯
板书
板书
幻灯
解释
第五节被子植物的起源与演化
一、被子植物发生的时间
现在普遍认为被子植物末的白垩纪，而到了距今8000-9000万年前的白垩纪末期，被子植物已在地球上的大部分地区占了统治地位。
白垩纪中期被子植物的“爆发式”出现，如此的演化速率和在地球上的扩散速度是罕见的。许多学者曾对此做过解释，但始终未揭开这个迷。