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 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 43 min） 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。 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的早期进化和初期的重要分 化发生在距今约 1.2 亿年以前的中生代末的白垩纪，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。 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）。 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