植物的进化历程研究性学习报告

研究性学习报告第一部分：课题基本信息1.课题名称:《植物进化历程及原因》2.课题组成员：王怡然3.课题指导师：龙志雄4.探究目的：了解植物进化的过程，探究生物进化学5.具体方案设计①查找资料②对资料进行汇总、分析③写文章或撰写论文第二部分：课题研究成果植物界发生、发展和演化的历史过程分为五个阶段。当今地球上生长着约40多万种植物。它们不仅在形态结构上不同，而在营养方式、生殖方式和生活环境上也各不一样。现代科学和化石研究表明，现存的这些植物并不是现在才产生的，更不是由“上帝”创造出来的，它们大约经历了30多亿年的漫长历程逐渐发生发展和进化而来的。地球上最早出现的植物是细菌和蓝藻等原核生物，时间大约距今35～33亿年前。以后经历了5个主要发展阶段才发展到现在的状况。第一个阶段称为菌藻植物时代。即从35亿年前开始到4亿年前（志留纪晚期）近30亿年的时间，地球上的植物仅为原始的低等的菌类和藻类。其中从35～15亿年间为细菌和蓝藻独霸的时期，常将这一时期称为细菌—蓝藻时代。从15前亿年开始才出现了红藻、绿藻等真核藻类。第二阶段为裸蕨植物时代。从4亿年前由一些绿藻演化出原始陆生维管植物，即裸蕨。在3亿多年前的泥盆纪早、中期它们经历了约3千万年的向陆地扩展的时间，并开始朝着适应各种陆生环境的方向发展分化，此时陆地上已初披绿装。此外，苔藓植物也是在泥盆纪时出现的，但它们始终没能形成陆生植被的优势类群，只是植物界进化中的1个侧支。第三个阶段为蕨类植物时代。裸蕨植物在泥盆纪末期已绝灭，代之而起的是由它们演化出来的各种蕨类植物；至二叠纪约1.6亿年的时间，它们成了当时陆生植被的主角。许多高大乔木状的蕨类植物很繁盛，如鳞木、芦木、封印木等。第四个阶段称为裸子植物时代。从二叠纪至白垩纪早期，历时约1.4亿年。许多蕨类植物由于不适应当时环境的变化，大都相继绝灭，陆生植被的主角则由裸子植物所取代。最原始的裸子植物（原裸子植物）也是由裸蕨类演化出来的。中生代为裸子植物最繁盛的时期，故称中生代为裸子植物时代。第五个阶段为被子植物时代。它们是从白垩纪迅速发展起来的植物类群，并取代了裸子植物的优势地位。直到现在，被子植物仍然是地球上种类最多、分布最广泛、适应性最强的优势类群。当然其他各类植物也都在发展变化，种类也不少。-----资料摘自生物秀《植物进化的历程》在拉马克名著《动物哲学》一书中提出了完整的生物进化理论。其学说的主要内容是1.环境条件的转变能够引起生物的变异2.环境的多样性是生物多样性的原因。这里的观点同样适用于植物进化你。藻类植物：具有叶绿素、能进行光合作用、营光能自养型生活的无根茎叶分化、无维管束、无胚的叶状体植物，又称原植体植物，一般生长在水体中。藻类植物有两个特点:①藻体各式各样，氧气，藻类植物无根茎叶的分化，因而实际上藻体就是一个简单的叶，也因此，藻类植物的藻体统称为叶状体;②它们的有性生殖器官一般都为单细胞，有的可以是多细胞的，但缺少一层包围的营养细胞，所有细胞都直接参与生殖作用。菌类植物：一大类不含叶绿素、不能进行光合作用、异养的低等类植物。其中包括细菌、粘菌和真菌三个门类。其共同特征是：植物体没有根、茎、叶的分化，不含叶绿素等光合色素（极少数光合细菌除外），不能进行光合作用，腐生生活或寄生生活，即异养生活。生殖器官多为单细胞结构，合子不发育成胚。地衣植物：地衣是藻类和真菌组合在一起共生的复合有机体,是没有根茎叶分化，结构简单的、多年生的原植体植物。由于藻类和菌类之间长期紧密地结合在一起而成为1个单独的固定有机体类群。使其既没于一般真菌，也不同于一般藻类。而具有独特的形态、结构、生理和遗传等特征。它们是植物多年发展演化的结果。因此，把地衣当作一个独立的门看待。苔藓植物：比较高级的种类，植物体已有假根和类似茎、叶的分化。植物体的内部构造简单，假根是由单细胞或由1列细胞所组成，无中柱，只在较高级的种类中，有类似输导组织的细胞群。苔藓植物体的形态、构造虽然如此简单，但由于苔藓植物具有似茎、叶分化，孢子散发在空中，对陆生生活仍然有重要的生物学意义。在植物界的演化进程中，苔藓植物代表着植物从水生逐渐过渡到陆生的类型。蕨类植物：是只比苔藓植物略高级的的高等植物。繁盛于石炭纪，当时曾是高达20-30m的高大植物。靠孢子繁衍后代。一些种类可食用、药用绿肥饲料和观赏古代蕨类形成煤。地球上的优质煤基本上是由石炭纪大型蕨类植物形成的。这些蕨类中的绝大多数已在中生代前灭绝。今天它们的后代多生长在湿润阴暗的丛林里，且多为矮小类型。世代交替:在植物生活史中，第一代为无性繁殖世代，而第二代成为有性繁殖世代。裸子植物：裸子植物的孢子体发达，占绝对优势。多数种类为常绿乔木，有长枝和短枝之分;维管系统发达，网状中柱，无限外韧维管束，有形成层和次生结构。除买麻藤纲植物以外，木质部中只有管胞而无导管和纤维。裸子植物韧皮部中有筛胞而无筛管和伴胞。配子体退化，寄生在孢子体上，不能独立生活。成熟的雄配子体(花粉粒)具有4个细胞，包括1个生殖细胞、1个管细胞和2个退化的原叶细胞。多数种类仍有颈卵器结构，但简化成含1个卵的2~4个细胞。裸子植物的胚珠和种子裸露。裸子植物的雌、雄性生殖结构(大、小孢子叶)分别聚生成单性的大、小孢子叶球，同株或异株;大孢子叶平展，腹面着生裸露的倒生胚珠，形成裸露的种子。种子的出现使胚受到保护以及保障供给胚发育和新的孢子体生长初期所需要的营养物质，可使植物度过不利环境和适应新的环境。小孢子叶背部丛生小孢子囊，孢子囊中的小孢子或花粉粒单沟型、有气囊，可发育成雄配子体，产生花粉管，将精子送到卵，摆脱了水对受精作用的限制，更适应陆地生活。少数种类如苏铁属和银杏，仍有多数鞭毛可游动。由此可以说明，裸子植物是一群介于蕨类植物与被子植物之间的维管植物。被子植物：又名绿色开花植物，在分类学上常称为被子植物门。是植物界最高级的一类，是地球上最完善、适应能力最强、出现得最晚的植物，自新生代以来，它们在地球上占着绝对优势。现知被子植物共1万多属，约20多万种，占植物界的一半，中国有2700多属，约3万种。被子植物能有如此众多的种类，有极其广泛的适应性，这和它的结构复杂化、完善化分不开的，特别是繁殖器官的结构和生殖过程的特点，提供了它适应、抵御各种环境的内在条件，使它在生存竞争、自然选择的矛盾斗争过程中，不断产生新的变异，产生新的物种。其孢子体高度发达，配子体进一步退化，折叠颈卵器消失，其余为卵器。植物的叶，果实和种子的演化趋势如下：叶：常绿落叶；单叶全缘单叶分裂复叶；互生对生或轮生果实：聚合果单果聚花果；真果假果种子；有胚乳无胚乳；胚小，直伸胚弯曲或卷曲；子叶2片1片进化科学的生产和发展:近代科学诞生以前，进化思想发展缓慢，当时广为流行的是神创论和物种不变论。这种观点。直到18世纪仍在生物学中占统治地位，其代表人物是瑞典植物学家林奈(1707~1778)。他所提出的分类系统虽然有助于揭示生物物种之间的历史联系，但他却把物种看作是上帝创造的不可改变的产物。和林奈的观点相反，法国学者G.L.L.布丰(1707~1788)相信物种是变化的，现代的动物是少数原始类型的后代。他把有机体与居住环境联系起来，认为气候、食物和人的驯养等因素可引起动物性状的变异。1809年,另一位法国学者拉马克(1744~1829)在其《动物学哲学》中，用环境作用的影响、器官的用进废退和获得性的遗传等原理解释生物进化过程，创立了第一个比较严整的进化理论。否定了神创论和物种不变论，奠定了科学生物进化论的基础。1859年C.R.达尔文发表《物种起源》一书，论证了地球上现存的生物都由共同祖先发展而来，它们之间有亲缘关系，并提出自然选择学说以说明进化的原因。19世纪80年代以来，以A.魏斯曼(1834~1914)为代表的新达尔文主义,把种质论和自然选择学说相结合，丰富了达尔文的进化理论。20世纪30年代以来，以T.杜布尚斯基(1906~1975)等人为代表的综合进化论综合了细胞遗传学、群体遗传学以及古生物学等学科的成就，进一步发展了以自然选择为核心的进化理论。60年代末，日本学者木村资生等人提出中性学说，又在分子水平上揭示了进化的某些特征，补充、丰富了进化论。一般说来，进化过程的进步具有如下特征:1.在生物界的前进运动中，可以看到不同层次的形态结构的逐步复杂化和完善化;与此相应，生理功能也愈益专门化，效能亦逐步增高。2.从总体上看，遗传信息量随着生物的进化而逐步增加。3.内环境调控的不断完善及对环境分析能力和反应方式的发展，加强了机体对外界环境的自主性，扩大了活动范围。生物进化的道路是曲折的，表现出种种特殊的复杂情况。除进步性发展外，生物界中还存在特化和退化生物进化的一般序列现象。特化不同于全面的生物学的完善化，它是生物对某种环境条件的特异适应。这种进化方向有利于一个方面的发展却减少了其他方面的适应性，如马由多趾演变为适于奔跑的单蹄。当环境条件变化时，高度特化的生物类型往往由于不能适应而灭绝，如爱尔兰鹿，由于过分发达的角对生存弊多利少，以至终于灭绝。对寄生或固着生活方式的适应，也可使机体某些器官和生理功能趋向退化。如有一种深海寄生鱼，雄体寄生在雌体上，雄体消化器官退化，唯有精巢特别膨大，以保证种族繁衍。有些研究者对进化的进步性表示怀疑，认为进步性不是进化的基本特征，也不是进化的本质。科学研究证明，进化不全都引起进步，进化过程中也有退化，但从有机界总的进化过程看，进步性发展是进化的主流和本质。第三部分：研究性学习的心得通过这次的研究性学习，让我更深入的了解到了植物的进化历程及其原因。在三个理科学科中生物是最不受重视的。这让我感到很遗憾，但是在我心中生物学是最实用及富有生命意义的学科。这次的研究性学习更让我了解到生物学的现实意义---探究生命的起源，物种的进化。虽然自主的学习的过程有些困难，但老师及时的指导和帮助让我顺利的完成了这次报告。我从漫长的研究调查过程中明白了其中的艰难，但最后的成果令我觉得很有成就感。这丰富了我的课余生活，使我感受到了生物的乐趣。180559王怡然