第二章系统分类.

第二章植物的基本类群要参考书目：《植物学》下册第二章植物的基本类群一、植物界的主要发展阶段二、植物的个体发育与系统发育三、植物分类方法及分类系统：自然分类系统的分类原则、单位与命名四、植物界的大类群一植物界的主要发展阶段：植物的系统演化历史小知识：地球上生物的演化历史地球上植物的出现与演化进程与地球的演化历史与地球环境条件是分不开的，二者息息相关。一般认为，地球形成之前，是从太阳分异出来的弥漫状态的星云物质——气体和尘埃。由于碰撞结合和吸引聚集作用，使固态物质与气态物质彼此分离。固态物质逐渐成为近于均质的球体——原始地球；气态物质则成为包裹它的气囊。由于太阳系的碎屑年龄都在45亿年－47亿年之间，所以地质学家估计，地球的年龄应为46亿年左右。随着原始地球吸引聚集的进行，它的体积和质量不断增大的同时，球体的外表形成一层硬壳。地壳的形成，距今约38亿年。原始的地球上没有生命。生命由无生命的物质转化而来。转化的物质基础是：甲烷、氨、水汽和氢，它们在原始大气中就已存在。转化还必须具有一定的能量，太阳辐射产生的紫外线，大气中的雷鸣电击和火山熔岩等都是重要的能源。这种能源促使无机物转化为简单的有机物。大气中的有机物随降水进入海洋，地壳上的有机物和无机盐随径流汇入海洋，形成“有机汤”，它们在海水中发生频繁的接触和密切的结合，简单的有机物就演化形成了多分子的有机物。部份分子的存在会加速了化学反应。而所有这些反应持续了很长时间，直至一个新分子机缘巧合地出现：复制子（replicator）。其有着奇怪的特质，可以加速自我复制的化学反应，并开展生物进化。进而，在大约在32-35亿年前，形成了能自行再生的原始生命。原始生命形成之后，就在海洋中生存、繁衍和进化。这是因为海水可以避免紫外线对生命的伤害。原始生命中的蓝藻以及由蓝藻进化形成的其它藻类植物,通过光合作用,不断地放出游离氧,在大气中生成臭氧，并在高空形成臭氧层。它可有效地吸收紫外线，对地球表层的生物起保护作用，于是，植物在距今约4亿年前登陆成功。首先登陆的是蕨类中的裸蕨类植物，之后，在植物方面先后出现了裸子植物和被子植物，在动物方面则依次出现了两栖动物、爬行动物和哺乳动物。在大约300万年前（第四纪），地球上出现了原始人类。在约10万-6万千年前（全新世），出现了现代人。地球出生真核生物出现生命出现，原始植物生命出现植物离开大海裸子植物出现种子植物出现生命发展史99年12月31日傍晚，现代人出现，同日22时4分，新石器时代的人创造了农业地质年代时期纪同位素年龄（亿年）各类植物繁盛时期新生代第四纪被子植物时代第三纪中生代白垩纪晚早裸子植物时代（共约1.4亿年）侏罗纪三叠纪古生代二叠纪晚早蕨类植物时代（共约1.6亿年）石炭纪泥盆纪晚中裸蕨植物时代早志留纪奥陶纪寒武纪前寒武纪元古代太古代0.0250.6511.361.902.252.402.803.453.653.954.3055.710182532菌藻时代（共28亿年）藻类时代细菌－蓝藻时代原核生物出现（35亿-32亿年前）☞☞☞☞地球－生命耦合系统生物的进化与地球的演化是密切相关的过程，地球与生物形成一个相互关联的系统，称为地球－生命耦合系统。地球环境的变化对植物的影响，如第三纪造山运动，第四纪冰期等，都对植物的分布、演化、进化造成了重大的影响。植物的生命活动对地球环境的影响：例如，藻类植物的光合作用改变了地球大气层的成分。反过来，大气层成分的改变又对植物的进化造成影响：如，正是臭氧层的出现，吸收了大量的紫外线，才使植物能够离开海洋，出现了陆生植物。为适应于陆地生活，进化形成了维管组织构成的输导系统。第二章藻菌植物时代地球的年龄约46亿年；现有最古老的岩石年龄约38亿年（Rb-Sr［铷－锶］法测约40亿年，Pb［铅］法测约36亿年）；目前已知最古老的生物化石是在南非发现的32亿年前的超微化石——古杆菌和巴贝通球藻。在南非还发现了年龄31亿年的原核生物蓝藻，说明至少在31亿年前蓝藻类已经开始繁殖。细菌和蓝藻孤独地在地球上生活了大约15-18亿年左右.大约15-14亿年前,地球上出现了真核藻类,并在海洋中取代了蓝藻的统治地位,约10亿-4亿年左右,是海洋中真核藻类最为繁盛的时期,称为真核藻类时代.大约6亿-5亿年前,寒武纪时期,出现了“寒武纪生命大爆发”事件。小知识:寒武纪生命大爆发被称为古生物学和地质学上的一大悬案──寒武纪生命大爆发，自达尔文以来就一直困扰着学术界。大约6亿年前，在地质学上称做寒武纪的开始，绝大多数无脊椎动物门在几百万年的很短时间内出现了。这种几乎是“同时”地、“突然”地出现在寒武纪地层中门类众多的无脊椎动物化石(节肢动物、软体动物、腕足动物和环节动物等)，而在寒武纪之前更为古老的地层中长期以来却找不到动物化石的现象，被古生物学家称作“寒武纪生命大爆发”，简称为“寒武爆发”。我国青年古生物学家侯先光1984年在云南澄江县帽天山首先发现的距今约5.7亿年的云南澄江动物群被称为20世纪最惊人的科学发现之一,就是寒武爆发的一个典型代表。解释寒武爆发的两种基本观点。一种观点认为，寒武爆发是一种假象，包括达尔文在内的学者认为，生物的进化是渐进的，所谓的“爆发”只是表明首次在生物化石记录中发现了早在前寒武纪就已经广泛存在并发展的生物，其它的生物化石群则可能由于地质记录的不完全而“缺档”，造成这种“缺档”的原因是前寒武纪地层经历着热与压力，其中的化石被销毁了。但是由于发现前寒武纪化石沉积层中存在大量象细菌和蓝藻这样简单的原核生物，这一解释显得缺乏说服力。另一种观点认为，寒武爆发代表了生物进化过程中的真实事件，这一爆发现象是真实存在的。“间断平衡”理论（也称为进化的跳跃理论，或生物进化大爆炸理论，由美国学者古尔德和埃尔德里奇于1972年提出）认为，生物的进化不像达尔文及新达尔文主义者所强调的那样是一个缓慢的连续渐变积累过程，而是长期的稳定与短暂的剧变交替的过程，从而在地质记录中留下许多空缺。即生物的进化并非总是渐进的，而是渐进与跃进并存的过程。蕨类植物时代(4亿年-2.4亿年前)约４亿年前的志留纪末期，植物离开大海，产生了以裸蕨为代表的第一批陆生植物全球第一个成煤期：石炭纪时期，世界各地出现了高达几十米的参天的茂密的蕨类植物森林，此期间蕨类植物遗体被大量地埋到地下，是今天大煤田的重要来源。二叠纪时期，由于气候条件发生变化，木本乔木状蕨类开始衰退，三叠纪和侏罗纪时期，草本的真蕨类兴起，成为现代生存的最繁茂的蕨类植物。裸子植物时代2.4亿年-1亿年前(大体对应的地质时间为中生代),是裸子植物最繁盛的时期,称为裸子植物时代。－根系和维管束发达,输导系统逐渐加强－受精作用不再依赖水的存在中生代是全球第二个成煤期：主要由裸子植物遗体构成更加适应陆地生活被子植物时代(1亿年前-今)早白垩纪时，约1.2亿年前，地球上出现了被子植物，晚白垩纪时期，被子植物大量出现。晚白垩纪至新生代（第三纪、第四纪），被称为是被子植物时代。是目前地球上最高级，种类最多的植物类群从第四纪开始，全球气候出现了明显的冰期和间冰期交替的模式，在第四纪冰期中，很多中生代时在地球繁盛一时的裸子植物都灭绝了，只有化石保留下来；或只在少数地区存活下来，成为活化石植物(孑遗植物)，如银杏、水杉、水松等。三、植物分类方法及分类系统：自然分类系统的分类原则、单位与命名（一）分类系统：人为分类系统，自然分类系统（二）自然分类系统的分类原则：物种间的演化进程与亲缘关系（三）分类单位：界、门、纲、目、科、属、种第二章界：二界分类系统：动物界、植物界动物:可以移动，器官有限生长，异养,无细胞壁植物：不能移动，器官无限生长，自养，具细胞壁。太湖蓝藻病毒界：无细胞结构，由核酸和蛋白质构成返回原核生物界：单细胞、原核，包括细菌和蓝藻两大类真菌界：有细胞壁、不能移动、异养生活、生物体由菌丝体构成。原生生物界：单细胞、真核,包括单细胞藻类和原生动物。植物界及动物界六界分类系统：三大类：植物、动物、微生物video：微生物藻类植物：菌类植物：地衣植物门苔藓植物门蕨类植物门裸子植物门被子植物门高等植物颈卵器植物种子植物维管植物孢子植物下分蓝藻、裸藻、甲藻、金藻、绿藻、轮藻、红藻、褐藻8个门门：植物界分为16个门，七大类植物下分细菌、粘菌、真菌3个门原植体植物无胚植物低等植物有胚植物孢子植物：隐花植物种子植物：显花植物茎叶体植物藻类植物低等植物高等植物菌类植物地衣植物门颈卵器植物苔藓植物门蕨类植物门裸子植物门种子植物植物界植物的基本类群被子植物门返回种(物种:species)是生物分类的基本单位种是一个客观的分类单位不同的物种间具有生殖隔离的特征种（物种）的概念是生物分类的基本单位。是起源于共同祖先、具有极为相似的形态和生理特征，且能自然交配产生可育后代，并具有一定的自然分布区的生物个体群。返回物种的命名：二名法瑞典植物学家林奈1753年提出拉丁文：属名+种加词+命名人林奈（CarolusLinnaeus,1707-1778，瑞典)例:草棉:GossypiumherbaceumL.油杉:Keteleeriafortunei(Murr.)Garr.（Keteleeria：油杉属）大果山楂:CrataeguspinnatifidaBge.var.majorN.E.Brown（山楂属的山楂，变种大果山楂）返回二、植物界的大类群以二界分类系统进行分类，植物分为七大类群16个门：藻类植物菌类植物地衣植物苔藓植物蕨类植物裸子植物被子植物（一）原核生物1（二）真核藻类1（三）真菌门1（四）地衣植物门（五）苔藓植物门（六）蕨类植物门（七）裸子植物门（八）被子植物门包括蓝、裸、甲、金、绿、轮、红、褐８个门包括细菌门、粘菌门、真菌门返回(一)原核生物包括两个门：细菌门、蓝藻门video：蓝藻门:螺旋藻二者的异同点：都是单细胞、原核生物；细菌多为异养生物，蓝藻为自养生物。(蓝藻有各种不同的颜色,也称为蓝绿藻)蓝藻细胞模式图细菌多为异养生物，蓝藻为自养生物。了解知识：细菌的异养方式包括寄生、腐生与共生，少数细菌可进行细菌光合作用或化能合成作用自养，但不能产生氧气。而蓝藻具有光合色素，包括叶绿素a,藻蓝素和类胡萝卜素，使蓝藻显现出蓝、绿、黄等各种不同的颜色。可利用光能将CO2和水合成为有机物，并释放出氧气。在地球大气的形成过程中起了极为重要的作用。蓝藻中的一些种类还与细菌中的根瘤菌、固氮菌一样，可以固定大气中的氮。供给其它生物氮素营养。蓝藻中的有些种类如发菜、葛仙米，可以食用。了解知识：水华（绿潮）：湖水由于过度污染，富营养化而导致蓝藻大量繁殖，覆盖水面的现象。在太湖、巢湖、滇池等地，近年来的5-7月份，由于气温较高及水体的富营养化，常会暴发绿潮。导致大量鱼类死亡。高温天气和阳光的暴晒也导致了蓝藻大量死亡、腐烂，发出刺鼻的臭味，污染了湖水。由于湖水是附近自来水厂的水源，因此，居民家中的自来水也因此发生污染。2007年5月，太湖流域暴发了严重的蓝藻污染事件，造成了无锡等地70%以上的自来水都不能使用，引起了政府、民众的广泛重视。返回（二）真核藻类：7个门（或9个门）主要分布在水中（淡水或海水）（1）裸藻门、甲藻门、金藻门(黄藻门、硅藻门)：主要为单细胞类型，合称“鞭毛藻”（2）绿藻门、轮藻门：高等植物的祖先所有的真核藻类都含有叶绿素a和类胡萝卜素。但只有绿藻和轮藻门含有叶绿素b,与高等植物完全相同。（3）红藻门与褐藻门：多为多细胞类型，藻体较大，有些具有类似根、茎、叶分化的枝状体，并出现了世代交替现象video：紫菜藻类是古老又原始的低等植物门头沟发现10亿年前藻类化石图硅藻衣藻单细胞绿藻门：衣藻、石莼（海白菜）；金藻门：硅藻红藻门：紫菜、石花菜；褐藻门：海带、鹿角菜、裙带菜、马尾藻了解资料：硅藻土是由单细胞水生植物硅藻的遗骸沉积所形成，这种硅藻的独特性能在于能吸收水中的游离硅形成其骨骸，当其生命结束后沉积，在一定的地质条件下形成硅藻土矿床。它具有多孔性、较低的浓度、较大的比表面积、相对的不可压缩性及化学稳定性，加工后可适用于保温材料