14植物的进化和系统发育
植物界的系统发育
一、植物的起源
与 地 质 年 代 的 发 展 探 讨 植 物 的 起 源
生物进化的历史进程
前寒武纪—— 34亿年前：单细胞原核生物 20亿年前：单细胞真核藻类 8亿年前：多细胞生物 古生代—— 寒武纪：生物大爆发，藻类、 蕨类植物 奥陶纪和志留纪：植物由水生 到陆生的进化 泥盆纪：裸蕨植物时代 石炭纪：蕨类植物时代 二叠纪：裸子植物繁茂
维管植物的进化与发展： 孢子体发展配子体退化寄生在孢子体上； 大小孢子的分化，种子的产生； 受精作用摆脱水的限制
五、生活史的类型及其演化
总体：由简单到复杂；由低级到高级。 有性生殖的三种类型：
合子减数分裂； 配子减数分裂； 居间减数分裂。
无有性生殖→有核相交替，无世代交替 →有世代交替[同型→异型（配子体优势→孢 子体优势） ]
个体发育(ontogeny)：每一个体都有发生、生长、发 育，以至成熟的过程，这一过程便称为个体发育。 在植物发育过程中，除外部形态发生一系列的变化 外，其内部结构也随之出现组织分化，直到这一分 化过程完全结束，才达到比较完善的地步。 系统发育(phylogeny)：是与个体发育相对而言的， 它是指某一个类群的形成和发展过程。 关系：个体发育与系统发育，是推动生物进化的两 种不可分割的过程，系统发育建立在个体发育的基 础上，而个体发育又是系统发育的环节。
孢 子 植 物
以前学习的藻类植物、菌类植物、地衣植 物、苔藓植物和蕨类植物孢子比较显著，孢 子通常脱离母体而发育，因此这几类植物统 称为孢子植物。 藻类植物 菌类植物 地衣植物 苔藓植物 蕨类植物
第六章 植物的系统发育
一、植物的起源 二、植物营养体的演化 三、有性生殖方式的进化 四、植物对陆生生活的适应 五、生活史的类型及其演化 六、高等植物营养体和孢子叶的发展与 分化 七、植物的个体发育与系统发育
植物进化与系统发育的分类群关系与演化历程
植物进化与系统发育的分类群关系与演化历程植物在地球上经历了漫长的进化过程，形成了多样性的分类群体。
通过研究植物的进化与系统发育，我们可以了解它们之间的关系以及演化的历程。
本文将介绍植物进化与系统发育的一些基本概念和分类群关系，并探讨它们的演化历程。
一、进化与系统发育的概念进化是指物种适应环境变化的过程，通过遗传变异和自然选择而推动。
进化可以导致物种的分化和形态的改变，使物种适应不同的生境。
系统发育研究的是生物之间的亲缘关系，并通过构建系统发育树来描述这种关系。
系统发育树是基于不同物种的共同祖先和共同特征而建立的分类体系。
二、分类群关系分类群是指具有共同祖先的一组物种，可以分为多个层级。
从高到低的分类群关系依次为：界门纲目科属种。
不同的层级代表了不同的亲缘关系。
植物界是指所有植物的总称，包含了地球上的所有植物物种。
界下面是门，门下面是纲，纲下面是目，目下面是科，科下面是属，属下面是种。
三、演化历程植物的演化历程可以追溯到数亿年前的地质时期。
最早的植物形态非常简单，主要是单细胞的藻类。
随着环境的变化和进化的推动，植物逐渐出现了多细胞体和更复杂的结构。
最早的陆地植物是蕨类植物，它们以孢子繁殖，并没有真正的种子。
随着时间的推移，种子植物出现了，这是植物的一个重要里程碑。
种子植物可以通过种子进行繁殖，更适应陆地环境。
种子植物可以进一步分为裸子植物和被子植物。
裸子植物的种子没有包裹在果实中，如松树和银杏树。
被子植物的种子包裹在果实中，如苹果和橙子。
演化的过程中，植物逐渐形成了不同的分类群。
在被子植物中，分为单子叶植物和双子叶植物两大类。
单子叶植物的叶片通常有平行的脉络，如玉米和水稻。
双子叶植物的叶片通常有网状的脉络，如玫瑰和橡树。
四、进化的驱动力植物进化的驱动力主要有自然选择、环境变化和基因突变。
自然选择是指适应环境条件的个体更有可能生存和繁殖，进而将有利的特征传递给后代。
这种选择性的过程会导致物种的适应性增强。
植物系统发育与进化
植物系统发育与进化植物系统发育与进化是生物学的一个重要领域，涉及到植物的起源、演化、多样性和分类等方面的问题。
这个领域的研究主要基于植物形态结构、分子遗传和进化关系等方面的证据。
本文将从植物系统发育和植物进化两个角度来探讨这个问题。
植物系统发育植物系统发育研究的主要问题是植物分类，即将不同植物进行分类并建立分类系统。
分类的目的是为了更好地了解和研究植物，同时为自然保护和生态学研究提供基础。
自从达尔文提出进化论以来，植物分类就逐渐基于进化关系而建立。
换言之，同一谱系进化的植物被放在同一类别中，体现了它们的亲缘关系。
现在，我们可以使用分子系统学和形态学等多种学科为基础，来重塑植物分类的進化歷史、進行分型進行分类。
在研究植物系统发育过程中，分子系统学发挥着极其重要的作用。
分子标记可以反映植物基因型的变异情况，从而反映出植物的亲缘关系。
比如，可以通过研究细胞小器件基因（包括粒体和叶绿体基因）、核基因、同源基因、非编码RNA等来评估植物进化关系。
另一方面，形态学研究是研究植物分类和进化的另一个重要手段。
形态学研究可以通过比较植物形态（包括根、茎、叶等）、花粉、花器官及生殖结构等来推断它们的亲缘关系。
现在，形态学和分子标记技术的结合可以更好地研究植物分类和进化的相关问题。
植物进化植物发生了巨大的演变过程，以从单细胞藻类到多细胞植物为例，它们的进化历程和现代植物的形态结构有极大的差异。
因此，植物的进化历程成为植物学家关注的热门话题。
植物的进化历程是从大约45亿年前的原核生物开始的。
原核生物是最早的生命形式，它们的分类范围较广，包括单细胞生物和多细胞生物，甚至包括一些化石类群。
最重要的是，原核生物体内包含的基因不能直接参与基因表达，这些基因需要转录为RNA，然后翻译为蛋白质。
这是它们与真核生物有很大不同的地方。
从原核生物开始，植物进化历程大致概括为3个时期，即原始植物时期、裸子植物时期和被子植物时期。
以第一个阶段为例，它是绿藻和多细胞海藻的集合体，与原始的碳水化合物是直接合成光合作用的氧化物和有机物。
植物生物学复习思考题
植物生物学复习思考题绪论1. 试述植物科学在自然科学与国民经济进展中的意义？2. 如何才能学好植物生物学？第一章植物细胞与组织一、名词解释原生质与原生质体染色质与染色体质膜与膜系统胞间连丝传递细胞细胞周期微管束通道细胞纹孔后含物二、简答题1．简述叶绿体的超微结构。
2．简述植物细胞汲取矿质元素的方式及过程。
3．简述植物的复合组织。
4．有丝分裂与减数分裂的要紧区别是什么?它们各有什么重要意义?三、思考题1．从输导组织的结构与构成来分析为什么被子植物比裸子植物更加高级？2．分生组织与成熟组织之间的关系如何？第二章植物体的形态结构与发育一、名词解释上胚轴与下胚轴次生生长与次生结构外始式与内始式叶迹与叶隙根瘤与菌根分蘖与蘖位年轮树皮凯氏带芽鳞痕离层泡状细胞叶镶嵌共质体叶枕射线二、简答题1．种子的基本结构包含哪几部分？有胚乳种子与无胚乳种子在构造上有什么不一致？2．什么是种子的休眠？种子休眠的原因是什么？3．根尖能够分为什么区域？其特点是什么？生理功能是什么？其相互联系是什么？4．侧根是如何形成的？简要说明它的形成过程与发生的位置？5．根的初生结构横切面可分为几部分？属于什么结构？6．一棵"空心"树，为什么仍能活着与生长？7．什么是茎尖、茎端、根尖、根端？各有何区别？8．禾本科植物茎的结构是如何的？9．简述水分从土壤经植物体最后通过叶散发到大气中所走的路程。
10．旱生植物的叶在其构造上是如何习惯旱生条件的。
11．简述叶与芽的起源过程。
12．如何区别单叶与复叶？13．通常植物叶下表面气孔多于上表面，这有何优点?沉水植物的叶为什么往往不存在气孔?14．什么是中柱？中柱有几种类型？各有什么特点三、思考题1．什么是枝条？通常茎有什么分技的形成？熟悉分枝的形式对农业或者园艺整枝修剪工作上有什么意义？举例说明。
2．根、茎、叶都有什么变态？什么变态的营养器官要紧具有储藏的作用？它们在有用上的价值如何？试举例说明。
14植物的进化与系统发育
生物进化的历史进程
➢前寒武纪—— 34亿年前：单细胞原核生物 20亿年前：单细胞真核藻类 8亿年前：多细胞生物 ➢古生代—— 寒武纪：生物大爆发，藻类、 蕨类植物
奥陶纪和志留纪：植物由水生 到陆生的进化
泥盆纪：裸蕨植物时代
石炭纪：蕨类植物时代
二叠纪：裸子植物繁茂
生物进化的历史进程
➢中生代—裸子植物时代 三叠纪：
第二节 植物进化的趋势和进化方式
• 上升式进化：结构与功能由简单到复杂的 进化方式
➢细胞结构：原核→真核，原核→间核→真核 ➢形态结构：单细胞→群体或丝状体→多细胞体；
无分化→有分化，简单分化→复杂分化；原植体 →拟茎叶体→根茎叶植物体；无维管组织→有维 管组织
➢生殖器官：单细胞结构→多细胞结构→具不育细 胞层的多细胞结构，无花→无花被花→具花被花
➢最古老的陆生维管植物——裸蕨，发现于4亿年 前的志留纪晚期
➢泥盆纪早、中期，发现莱尼蕨、裸蕨、霍尼蕨及 工蕨等，此段时间称为裸蕨植物时代(P446-447:裸蕨在当
时地球繁盛的三个原因)
➢多数学者认为裸蕨很可能起源于绿藻 ➢裸蕨植物分3条进化路线进化出蕨类植物： 1、石松类：如刺石松、星木、鳞木、封印木等
• 起源于裸蕨：
1 裸蕨中角蕨属(Hornea)和莱尼蕨属(Rhynia)无真正的叶与根，
只有茎生假根；
2 角苔属具有类似输导组织的厚壁细胞，蕨类植物也有输导组织 退化的现象；
3 主张配子体占优势的苔藓植物是由孢子体占优势的蕨类植物演 变而来的，是孢子体逐渐退化，配子体进一步复杂化的结果。
4 证据是裸蕨出现于志留纪，苔藓植物发现于中泥盆纪，从地质 年代上看，苔藓植物比蕨类植物晚出现数千万年。它是植物演化 中的一个盲枝。
高中生物高考解密14 生物的进化(讲义)-【高频考点解密】2021年高考生物二轮复习讲义+分层训练
解密14 生物的进化核心考点一正确理解现代生物进化理论1．自然选择学说与现代生物进化理论的比较2．选择对生物进化的影响（1）自然选择与人工选择（2）选择对基因频率的影响①选择的直接对象是具有某特定性状表现的生物体。
②选择的实质是控制某特定性状表现的基因。
③选择的结果：从生物个体角度看导致生物个体生存或死亡；从基因角度看导致控制某特定性状基因的频率上升或下降。
3．图解物种形成的两种典型模式（1）渐变式——经长期地理隔离产生（2）爆发式——短时间内即可形成，如自然界中多倍体的形成4．物种形成的环节及隔离导致物种形成（1）三个环节：突变和基因重组、自然选择、隔离，三者关系如图所示：（2）隔离导致物种的形成一个种群――→地理隔离多个小种群――→多种因素种群基因频率定向改变―→亚种――→出现生殖隔离新物种 ①只有地理隔离而不形成生殖隔离，能产生亚种，但绝不可能产生新物种。
②生殖隔离是物种形成的关键，是物种形成的最后阶段，是物种间的真正界限。
生殖隔离有三种情况：不能杂交；杂交后代不活；杂交后代活而不育。
5．对物种和进化标准的判断技巧（1）判断两个种群是否属于同一物种的标准，是看它们之间是否存在生殖隔离，若存在生殖隔离，则一定是两个物种。
（2）判断种群是否进化的标准，是看其基因频率是否发生了变化，若种群基因频率没有发生变化，则种群没有发生进化。
【易混易错】（1）物种形成与生物进化不同（2）生物进化不一定导致新物种形成。
生物进化的实质是种群基因频率的改变，这种改变可大可小，不一定会突破物种的界限。
（3）新物种形成则说明生物进化了。
）自然选择直接作用的是生物个体，而且是个体的表现型。
（4（2019·上海高考真题）关于语言基因FOXP2 的基因在所有灵长类动物中都存在，但人类的该基因序列中存在部分碱基替换。
这一发现为人类获得语言能力提供了（）A．比较解剖学证据B．胚胎学证据C．古生物化石证据D．生物化学证据【答案】D【分析】生物进化的证据有化石证据、比较解剖学上的证据、胚胎学上的证据和生物化学证据等。
植物生物学复习思考题
植物生物学复习思考题绪论1. 试述植物科学在自然科学和国民经济发展中的意义？2．简述植物科学发展的三个阶段。
3．简述三域系统的分类方法及其生物学意义。
3. 怎样才能学好植物生物学？第一章植物细胞与组织一、名词解释原生质；膜系统；胞间连丝；质体；液泡；微管束；离子通道；组织；细胞分化；细胞全能性二、简答题1．简述叶绿体的超微结构及其功能。
2．简述植物细胞吸收矿质元素的方式及过程。
3．简述植物细胞的质壁分离现象及其应用。
4．有丝分裂和减数分裂的主要区别是什么? 它们各有什么重要意义?5．简述液泡的结构及其功能6．简述细胞壁的结构及其功能7．简述H+-ATP酶是细胞吸收物质的原初动力8．简述通道蛋白和载体蛋白运输物质的特点9．简述植物分生组织的类型及其特点10．简述输导组织的类型及其特点11．简述机械组织的类型及其特点12．一个细胞的Ψπ＝－1.9×106 Pa，Ψp=9×105 Pa, 将其放入装有纯水的烧杯中。
在放入细胞的瞬间（t0）及达到平衡时（t1）烧杯中的水和细胞的水势以及细胞的渗透势和压力势各为多少？水分如何流动？计算中的假设条件是（1）细胞体积不变（Ψπ不变）（2）烧杯中水的体积无限大。
三、思考题1 ．植物细胞全能性的特点在科研上和生产实践上有何重要意义？2 ．分生组织和成熟组织之间的关系怎样？第二章植物体的形态结构和发育一、名词解释elongation zone of root；endogenous origin of lateral root；vein；leaf trace；heterophylly；motor cell；tonoplast；vascular tissue of stem；woody plant；mesophyll cell；secondary meristem二、简答题1．种子休眠的原因？2．试述根的初生结构？3．试述根的次生分生组织和茎的次生分生组织—维管形成层和木栓形成层—活动产生次生结构的相同点？4．试述单子叶植物与双子叶植物茎解剖结构的差异？（仅考虑初生结构）5．简述双子叶、单子叶以及裸子植物气孔器的异同点？6．简述单叶的枝条和复叶的叶轴区分的方法？7．简述根、茎初生维管束排列方式和发育方式的差异以及在根茎过渡区是如何相连系的？8．侧根是怎样形成的？简要说明它的形成过程和发生的位置？9．种子的基本结构包括哪几部分？有胚乳种子和无胚乳种子在构造上有什么不同？三、思考题1．什么是枝条？通常茎有哪些分技的形成？了解分枝的形式对农业或园艺整枝修剪工作上有什么意义？举例说明。
植物起源和系统演化
（二）真核藻类的产生和发展
时间：15-14亿年前
祖先：原核生物通过真核鞭毛生物演化而来
演化趋向：从单细胞到群体到多细胞；从简单 到复杂；从游动到不能游动；从低级到高级； 繁殖方式从营养繁殖到无性生殖到有性生殖； 有性生殖从同配到异配到卵式生殖；生活史从 具核相交替到世代交替、从同型世代交替到异 型世代交替
共同特征:无叶,仅具假根,
茎2叉分枝,单中柱,孢子囊 单生枝端,孢子同型
裸蕨植物成功登陆原因
水生藻类大发展 含氧量增加 加里东造山运动
祖先:古代的绿藻类
2.裸蕨植物在植物系统发育和演化上的意义 ---揭示了高等植物营养体和孢子叶的发展和演化
顶枝学说和突出学说
3.蕨类植物的起源和演化 起源:裸蕨植物 演化
苔藓植物为并系类群，其中藓类和维管植物的关系更密切。
一些主要的分化事件和新形态特征出现于产生现存类群的辐射之前。
买麻藤目是现存种子植物中与被子植物关系最近的类群；买麻藤目 为单系类群，买麻藤属与百岁兰属关系较近，与麻黄属关系较远。
被子植物为单系类群；目前关于被子植物进化的假设认为：两大分 支——单子叶植物和真双子叶植物植根于木兰类的双子叶植物（木 兰亚纲）之中，而后者被认为是出于被子植物基部类群的集合群。 单子叶植物根据其单个子叶和其他特征被定义为单系类群。而真双 子叶植物是根据它们均具有三萌发孔及其衍生类型的花粉定义的， 八角科和五味子科具有三萌发孔与真双子叶植物是趋同关系。真双 子叶植物也是一个单系类群，含现存植物种类的75%，包括毛茛 类和“低等”的金缕梅类；进化类群包括了一大部分现存的被子植 物，如“高等”金缕梅类、蔷薇亚纲、石竹亚纲、五桠果亚纲和菊 亚纲。
植物界的起源和进化