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1、第10章,古植物学(Paleobotany),10.1 概述10.2 低等植物特点 10.3 高等植物的形态和结构10.4 高等植物的分类特征,10.1 概述,1 地球上最早出现的生命是属于植物界的，远在距今32亿年的太古代就已发现过最原始的原核生物兰藻类和细菌化石。2 植物界有绿色植物和非绿色植物，绿色植物是自养性植物，是大自然的生产者。非绿色植物是异养性植物，是大自然的分解者。绿色植物生产者 动物消费者 菌类还原者,3 植物和动物的区别：,（1）植物具有自养性，动物为异养生物。（2）植物一般固着生活。（3）植物有坚硬的细胞壁。（4）植物用孢子和种子进行繁殖。自然界有一些介于动物和植物之间的
2、类型：如眼虫类、夜光虫类等。,4 植物的细胞结构：,（1）细胞壁是植物坚固的外壁，一般由纤维素组成。可木质化、角质化、栓质化、矿质化等。（2）原生质体细胞壁内的流质体。其中有细胞核、液泡、叶绿体等。,5 低等植物从单细胞到多细胞都有，结构简单，无根茎叶的分化，也称为叶状体植物。6 高等植物形体结构复杂，分化出根茎叶，称为茎叶植物，也可称为维管植物，又可称为有胚植物。,10.2 低等植物特点,特征（1）单细胞或多细胞（2）无根、茎、叶的分化，为简单的丝状体或片状体（3）生活于水中或阴湿环境中,10.2.2 分类：,可分为两大类菌类、藻类（1）菌类-一般无叶绿素、无细胞核、寄生、腐生、异养型（最早
3、化石产于南非无花果树层）（2）藻类-有叶绿素，自养型。分多个门类,叠层石,一般认为叠层石室由菌藻类等生物分泌粘液，粘结细粒沉积物形成的一种钙质生物沉积构造。叠层石的基本构造单元是基本层。基本层通常向上拱。叠层石太古宙已出现，元古宙极盛，奥陶纪开始衰退，现在极少。主要发育于潮汐环境。,叠层石,生物成因的沉积建造层状、深-浅色（有机与无机）层相间（春天生长富有机质-色深暗，夏天无机质多-色浅亮）由蓝绿藻和绿藻与沉积物组成互层有地层意义，也有指相意义,10.2.3 低等植物的研究意义（地质学方面）,（1）地层划分与对比（2）古环境分析（3）生物找矿，如前寒武纪铁细菌Fe、硫细菌（S）早古生代藻类形成
4、石煤细菌与藻类形成石油、油页岩、天然气,陆表海礁后潮汐沼泽泻湖波纹状叠层硅化云岩，白云石具条带状晶粒结构、条带状纤维结构，顺层硅化，含有机质。正交偏光，25。蓟县系雾迷山组，河北省任丘油田任239井3146.83147.4m,10.3 高等植物的形态和结构,高等植物构造复杂，都由多细胞构成。除苔藓植物外，都发育起输导作用的维管系统。可进行孢子繁殖或种子繁殖；高等植物在陆相地层中极为常见。,10.3.1 根,根主要机能是吸收水份和溶于水中的无机盐，支持固着植物体。根的形态可因环境不同而异，如旱生植物根系能扎入深层土壤或膨大贮水。根部化石最常见于煤层的底板层中。,1.直根系主根明显的称为直根系2.
5、须根系无明显主根的称为须根系3.板状根潮湿地区植物根系较浅，常水平延伸或自茎基部起就逐渐扩大成为板状根加强支持4.不定根（气生根）有的具有悬垂空中的不定根（气生根），起呼吸或吸收作用5.块状根如土豆,10.3.2 茎,茎具有顶端向上生长、分枝和形成大量叶的能力，行使输送水份、无机盐、有机养料和支持树冠的功能。1 茎的形态和生活类型 茎的外形以圆柱形为主。,（1）按茎的生活状态分类,直立茎绝大多数的茎再地表直立匐匍茎湿热地区常发育横卧地面的匐匍茎 攀援茎用触须附着他物缠绕茎用茎缠绕她物地下茎有些植物除地上茎外，还有埋在土中的地下茎,（2）按茎的质地分类,木本植物 质地坚硬，茎可次生加粗 乔木高大
6、并有显著主干的称为乔木，寿命长 灌木无或主干不明显的称为灌木 藤本攀援的木本植物草本植物茎一般不能次生增粗，不管一年生或多年生，其地面部分于生长季节之末死亡。,2 茎的分枝,茎的分枝方式有一定的规律性，它反映了植物的进化过程。（1）等二歧式分枝（2）不等二歧式分枝（3）二歧合轴式分枝（4）单轴式分枝,10.3.3 叶,叶是高等植物重要的营养器官。叶数量多，表面有角质层保护，被掩埋后保存的机会最多，叶的形状和叶脉的多样性最能反映各植物的特征。1 叶的组成和叶序：（1）叶的组成：叶片叶的片状部分，一般垂直阳光伸展叶柄枝状，叶片与枝条的连接部分。没有叶柄的称为无柄叶 叶鞘有的叶基部相连形成包围茎节上
7、的叶鞘,单叶叶柄上只有一枚叶片的称单叶。复叶叶柄上有多片小叶者称为复叶。羽状复叶奇数羽状复叶、偶数羽状复叶、一次羽状复叶、二次羽状复叶、三次羽状复叶。掌状复叶一个叶柄上长多个小叶片，呈掌状。,（2）叶序,叶在枝上排列的方式称为叶序，有互生、对生、轮生、螺旋生等，其排列的规律是使相邻叶之间互不遮盖，使叶以较大面积接受阳光。,2 叶的形状：,包括叶的整体轮廓、叶的顶端、基部及叶边缘。叶的轮廓通常以叶的长、宽之比及最宽处的部位为标准而划分为基本的几何形态，并结合常见物体形象而命名。,（1）叶的整体形态,a 以长宽比例为标准：5:1线形、剑形 4(3):1披针形、长椭圆形、倒披针形 2(1.5):1卵
8、圆形、阔椭圆形、倒卵形 1:1阔卵形、圆形、倒阔卵形b 以物体形象为标准：方形、菱形、舌形、心形、肾形、镰刀形、扇形、匙形、楔形,（2）叶的边缘,全缘边缘光滑无缺锯齿、重锯齿、波状缺刻1/4全裂缺刻深达叶柄,（3）叶的顶端,急尖、渐尖、钝圆、凹缺、短尖头、截形,（4）叶的基部,楔形心形偏斜截形下延圆形,3 叶脉：,叶脉是分布在叶片中的维管束 叶迹叶脉留在茎、枝上的痕迹 脉序叶脉在叶片中排列的方式称为脉序，其形式多样化，且比叶形有较大的稳定性，是鉴定植物化石的重要特征。脉序有下列基本类型：,单脉叶片中只有一条脉，从基部伸达顶端扇状脉叶脉几次二歧式分叉，呈扇状展布叶 面。如银杏放射脉叶脉自基部就多
9、次二歧式分叉，较直地 呈放射状伸出平行脉叶脉只在基部分叉，甚至叶面彼此平行弧形脉叶脉自基部伸出后，平行叶缘至叶顶端 汇合掌状脉叶内有几条等粗的脉（主脉）自基部一 点射出,单脉扇状脉放射脉平行脉弧形脉,羽状脉有一条中脉，它向两侧分出羽状排列 的侧脉。侧脉分叉或不分叉邻脉在羽状脉中，有的侧脉不是出自中脉，而是出自羽轴网状脉又称为闭锁脉序，指叶脉分叉并连成 网状简单网脉侧脉分叉并结成网，也称单网脉复杂网脉侧脉连成网后，网眼内又有细脉组 成次一级小网盲脉网眼内不连成网的细脉,叶脉的分叉形式反映了植物进化的规律：没有叶脉-单脉-扇状脉-羽状脉-网状脉-单网脉-重网脉,繁殖,1 营养繁殖 有植物的一部分再
10、生形成新的植物体。如扦插土豆块茎芽的分殖等。,2 无性繁殖,孢子是一种在植物体上通过无性繁殖生成的生殖体，它直接由母体生出，无需授粉。原始类群如原蕨、石松、节蕨和真蕨各门的生殖器官为孢子囊。孢子叶载孢子囊的叶称为孢子叶同孢孢子囊内的孢子母细胞大小一致异孢大小不一致,3 有性繁殖,裸子植物各门种子形状多种多样，被子植物的种子和果实也多样化。,4 世代交替,蕨类植物的无性世代和有性世代彼此独立，以无性世代的孢子体占优势。它可产生大量的孢子繁殖后代。,10.4 高等植物的分类特征,蕨类植物(Pteridophyta)（一）特征 1 有乔木、灌木、草本等，但只能适应潮湿气候，是植物从水生到陆生的先锋。
11、2 除裸蕨外都有根茎叶的分化，具小型叶和大型叶，角质层薄。,具有维管束，但输导组织比较原始。世代交替明显，彼此独立。孢子体占优势，同胞或异孢。配子体微小，称之为叶状体。配子形成合子必须在水中完成。晚志留世出现，石炭纪和二叠纪繁盛，中生代较盛，晚白垩世到现代衰落。,6 分类：瑞尼蕨植物门 工蕨植物门 原（裸）蕨植物门 石松植物门 节蕨植物门 真蕨植物门,（二）原蕨植物门（Protopteridophyta）,1 原蕨植物也称裸蕨植物，它是最早而原始的陆生维管植物。2 本门共同的特征是植物体一般矮小（十几厘米至2m），分化不明显。3 茎二歧式分枝，无叶，无真正的根，为拟根状或假根。4 孢子囊常位于
12、枝的顶端，或侧生穗状。5 原蕨植物始现于晚志留世，繁盛于早、中泥盆世，晚泥盆世就全部绝灭。,53,原蕨植物门的意义,原蕨植物的出现是植物界进化史上重要的转折点，它们完成了从水域扩展到陆地的飞跃。陆地环境的多样性，又是促使它们迅速分化发展的外因。,原蕨植物是无叶的，其他维管植物都有叶的分化，它们的发生与原蕨植物的进化有关。一种是由原蕨植物门二歧分枝的顶端枝系逐渐扁化，并合而形成大型叶（顶枝起源叶）；另一种叶由茎表面突破物延伸发展而成小型叶（延伸起源叶）。因此原蕨植物门在植物界演化及系统发育上有重要意义。,（三）石松植物门（Lycophyta）,石松植物的茎二歧式分枝。单叶，小而密布于枝，呈螺旋状
13、排列，单脉。孢子囊单个着生于孢子叶的叶腋或叶的上表面近基部处。叶座石松植物化石最常见的是叶的基部膨大，脱落后在茎、枝表面留下的印痕称叶座 例如晚古生代最发育的鳞木，其叶座结构最典型。鳞木叶座螺旋形排列。,叶痕叶座上部心形或菱形、微凸、呈低锥形的部分称为叶痕，为叶基部脱落留下的痕迹。三小点叶痕表面有横列三个小点痕，中间是叶脉痕迹称束痕，两侧边为通气道痕或称侧痕。通气道痕有的在紧邻叶痕之下的叶座表面另有2个通气道痕。叶舌穴叶痕的上方有叶舌留下的叶舌穴。中脊及横纹叶痕的上方或上、下方正中有微凸的中脊及横纹。叶座的形状、结构及排列方式各不相同是鳞木划分科、属的依据。,石松植物门始现于早泥盆世，晚泥盆世
14、开始繁盛，极盛于石炭纪，是当时造煤的物质基础，二叠纪后期开始衰退，除中生代早期尚残少量木本类型外，中生代至现代都为草本。现在仅存草本的少数属。,（四）节蕨植物门(Arthrophyta),1 有乔木、草本、小型藤本各种类型2 茎单轴式分枝，明显地分为节与节间，节间上有纵脊和纵沟，枝和叶都从节部伸出3 单叶，叶小，轮生4 孢子囊着生于孢囊柄上，聚成孢子囊穗5 出现于早泥盆世，石炭纪和二叠纪繁盛，现代仅存木贼属,（五）真蕨植物门（Pteridophyta）,1 以草本为主，木本较少 2 真蕨植物的茎不发育，常着生于地下或少量露出地表，呈块状 3 它最突出的特征是叶很大，绝大多数为一次至多次羽状复叶
15、，也有单叶或掌状分裂叶，总称蕨叶。叶柄和茎均以二歧合轴式及单轴式分枝为主。,由于真蕨类的叶子很大，保存为化石时常不完整，不易确定蕨叶分裂次数，故通常以蕨叶的最小单位起始来计算羽次。小羽片是鉴别蕨叶的最基本单位，其轮廓、基部、顶端和边缘都有很多种类型。叶脉多样化，有扇状脉、羽状脉等，尤以后者最普遍。部分真蕨类具网状脉。,4 孢子囊不聚成穗而是单个或成群着生于叶的下表面（背面）。5 真蕨植物门的蕨叶与种子蕨植物门的蕨叶形态极为相似，对未发现生殖器官的几乎无法区别，常根据叶形态而建立形态属。6 真蕨类最早出现于中泥盆世，石炭纪起繁盛，并可能为聚煤原始物料之一。新生代本门在植物界中仅占很次要地位。现代
16、真蕨类以热带、亚热带暖湿地区最盛。,10.4.2 裸子植物(Gymnospermae),（一）特征 1 多年生木本，乔木或灌木，少数为木质藤本。多为常绿植物，无草本和水生类型 2 单轴式分枝，次生木质部发育，可形成大乔木。原始类型具大型羽状复叶和带状叶；进步类型具小型叶，茎的分枝和叶的数量多,3 只有有性繁殖阶段，以种子繁殖，是最早的种子植物，具有一定的原始性：（1）胚珠裸露，无子房保护（2）成熟后表现为种子裸露，无果实保护（3）无真正的花,4 生态：真正脱离了潮湿环境（1）大型叶：a 种子蕨类似于真蕨，生活在潮湿地带，为多次羽状复叶 b 苏铁类叶厚，革质。是热带、亚热带干旱区的常绿植物。一次
17、羽状复叶（2）小型叶：如松柏类，常绿植物，叶小型。广泛分布于温带和寒带，能适应寒冷的环境,5 晚泥盆世出现，石炭纪和二叠纪原始类型繁盛。中生代极盛，被称为裸子植物的时代。晚白垩世以后退居次要地位，现代大多数为松柏类6 分类：种子蕨植物门、苏铁植物门、银杏植物门、松柏植物门,（二）种子蕨植物门(Pteridospermophyta),1 是古老的裸子植物，植物体较小，为小乔木或灌木，也有藤本2 茎呈块状，不发育，很少分枝。类似于苏铁类3 叶大型，多为羽状复叶，形态上与真蕨类没有什么区别，常进行形态分类4 生殖叶上着生种子，因而是古老的种子植物5 晚泥盆世出现，石炭纪和早二叠世繁盛，晚二叠世衰退，
18、晚白垩世绝灭,（三）苏铁植物门(Cycadophyta),1 矮而粗的常绿木本植物，茎很少分枝或不分枝2 茎顶端丛生坚硬革质的一次羽状复叶或单叶，羽状分裂的裂片着生于羽轴两侧或羽轴腹面叶表皮角质层厚，气孔下陷。叶脉多为平行脉、放射脉，个别为单脉、网状脉,3 种子繁殖，雌雄同株或异株 4 晚石炭世出现，三叠纪到早白垩世繁盛，现代仅存9属，多分布于热带和亚热带,（四）银杏植物门(Ginkgophyta),1 为高大的乔木，茎单轴式分枝，有长、短枝之分2 单叶，在长枝上呈稀螺旋状着生；在短枝上呈密螺旋状着生，形成簇状叶具长柄，扇形、肾形、宽楔形、或分裂成细长的裂片，叶脉为扇形脉，少数为平行脉3 雌雄
19、异株，雄蕊组成雄球花（小孢子叶球)，雌蕊着生于枝的顶端4 二叠纪出现，侏罗纪和早白垩世繁盛，早白垩世晚期衰退，现代仅存银杏一属,（五）松柏植物门（Coniferophyta）,本门植物体为多分枝的乔木或灌木。单叶呈螺旋形排列。雌雄同株或异株。本门包括科达纲和松柏纲。,1 科达纲(Cordaitopsida),（1）细高乔木，茎干基部有高位支持根。（2）单叶，螺旋状着生于枝上。无柄，带形至舌形，大小不一，长者可达1米，短者仅几厘米，叶脉为平行脉（3）生殖器官为单性孢子叶球（雄雌花），种子扁平（4）晚泥盆世出现，晚石炭世和早二叠世繁盛，三叠纪末期绝灭,2 松柏纲(Coniferopsida),（1
20、）本门除少数为灌木外，绝大多数为乔木，单轴式分枝。（2）叶小，多具单脉，一般称之为针叶树。排列方式多样。（3）生殖器官多数为单性的球花，多同株。（4）本纲始现于晚石炭世早期，中生代全面繁盛，至新生代松柏纲仍是裸子植物中生存最多的类群。,被子植物（Angiospermae）,1 被子植物是植物界中结构最完善的种子植物。被子意为胚珠包在子房内，成熟种子不裸露。亦称有花植物。2 被子植物形态多样；维管束结构最完善。3 单叶或复叶，有的具托叶。叶脉多种多样，有羽状脉平行脉网状脉等。4 被子植物始现于早白垩世初期，至晚白垩世就迅速广泛分布，第三纪被子植物迅速取代了裸子植物而在植物界中占绝对优势，并保持到现代。,
