第 14章 植物的进化和系统发育
? 化石证据
? 比较解剖学证据
? 个体发育中重演现
象的证据
? 生理生化的证据
? 分子生物学的证据
第一节 植物进化的证据
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
? 上升式进化,
?生殖方式,营养繁殖 → 无性生殖 → 有性生殖 (同
配 → 异配 → 卵配 )；受精需水 → 花粉管 → 双受精 ;
?生活史,营养繁殖 → 无性生殖 → 核相交替 (合子
或配子减数分裂 )→ 世代交替 (孢子减数分裂 )（同
形世代交替 → 异形世代交替 → 孢子体发达的异形
世代交替，配子体独立生活 → 寄生在孢子体上）
?种子,无 (仅具孢子 )→ 裸露种子 → 具包被种子
?生境,水生 → 陆生；狭幅 → 广幅
第二节 植物进化的趋势和进化方式
第二节 植物进化的趋势和进化方式
? 下降式进化 （ 简化式进化 ）
? 趋同进化, 亲缘关系远的类群因生境相同，而
在形态结构和生理机能上形成相似特征的进化方
式
? 趋异进化, 来源于共同祖先的植物类群因生境
不同，而在形态结构和生理机能上形成相异特征
的进化方式
?适应辐射,一个物种适应多种不同的环境而分化
成多个在形态、生理上各不相同的种的进化方式
第二节 植物进化的趋势和进化方式
? 平行进化,来源于共同祖先的植物类群，由于
后来又生活在类似的生境中，形成了相似的适应
特征称 平行进化
?平行进化与趋同进化的区别,
?平行进化,亲缘关系较近的植物种或植物类群，
经过平行进化产生相似的特征
?趋同进化,亲缘关系较远的的植物种或类群，由
于适应相同的生境而形成了相近的特征
第二节 植物进化的趋势和进化方式
? 特化或专化,有些植物在适应特殊条件或特殊环境时，
发展了一些特殊的构造，如某些虫媒传粉植物的花被或
雄蕊极度特化，只能适应某一类昆虫进行传粉，这种现
象称为 特化或专化
? 渐变式进化与跳跃式进化,
?渐变式进化,进化是缓慢的、渐变的过程，是微小突变
的积累
?跳跃式进化,调节基因发生突变而引起的生物大突变
? 多洛定律,生物进化的不可逆性规律,即 一旦某一特定
类型由于灭绝而淘汰，它绝不会再次出现。
? 19世纪中叶以前, 神创论或称特创论一直占据着生物学的主
导地位 。
? 一次创造论认为, 世界上各种各样的生物, 包括所有植物和
动物都是上帝 （ 神 ） 在最初一次就造好放在地球上的, 它们
永远不变, 一代一代地繁衍下来 。
? 连续创造论则认为, 世界上各种各样的生物是一次又一次不
断地被神创造的, 因此造成了地球上过去的物种与现代物种
的差别 。
? 英国牛津大学的一位副校长兼牧师甚至根据旧约记载还推测
出上帝创造地球和造人的准确时间 。
? 神创论与进化论的斗争
第三节 生物进化的基本理论
? 公元前 6世纪, 希腊哲学家 Anaximandev预言, 生物是逐
渐进化的；
? 18世纪, 瑞典医生 Linnaeus发明双名制生物命名法则；
? 18世纪, 法国生物学家 Buffon在研究中察觉到生物进化
现象并进行了描述, 但没有勇气承认并作出结论；
? 1830年, 苏格兰地质学家 Lyell发表, 地质学原理, 第一
卷, 阐述了古老地球在很早以前就形成了, 地质过程经
历了缓慢渐进的变化 。 同时, 古生物化石的研究也被引
入了地质学, 为进化理论提供了基础；
? 法国生物学家 Lamarck再一次提出了生物进化的思想
? Darwin的祖父 Erasmas Darwin也提出了生物进化的可能
性, 但他们都没有拿出足够令人信服的证据, 或由于各
种时代的局限, 进化论并没有被确立起来, 神创论所占
据的主导地位一直没有被动摇 。
? 1859年, Darwin,物种起源,
? 1860年 6月 30日
牛津大学图书馆
神创论与进化论的辩论会
牛津大主教 Wilberforce vs.
Huxley
? 进化论与神创论的斗争一
直没有停止
? 年青时代的 Darwin和贝格尔号的航行
?1809年出生, 童年 山林和田野
?1825年, 爱丁堡大学学习医学
?1828年, 剑桥大学学习神学, 钻研博物学和自
然史, 结识了一些博学的教授学者 。
?1831年, 从剑桥毕业并获得学士学位
?剑桥大学博物学教授 Henslow推荐去英国贝格
尔号航海船上担任博物学专家 。
?出发之前, Henslow教授特别向
Darwin赠送了 Lyell的, 地质学
原理, 第一卷 。
?1831年 11月, 贝格尔号探险船出发进行环球探险调查
?1835年的夏天, 贝格尔号到达太平洋东部, 离南美洲西海岸
965 km的加帕戈斯群岛 。 考察了一个多月, 采集了大量的岩
石及植物和动物标本 。
?Darwin发现, 岛上 26种陆栖鸟类中, 有 25种是特有的, 15种
海栖鱼类全部是新种, 25种甲壳虫中只有 2～ 3种是南美洲也
有的, 185种显花植物中新种为 100种 。
?不同岛屿上的海龟形态各
不相同, 地雀的许多特征
也有差异, 显示出这些不
同的物种是这里特殊的气
候和环境创造的 。
?物种是可变的, 这种变化
明显受自然环境的影响和
选择 ！
? 随着贝格尔号长达 5年的航海探险考察后, 1836年 10月,
Darwin回到了英国 。
? 整理和收集资料,1838年, 他阅读了著名的经济学家 Malthus
（ 马尔萨斯,1766-1834） 的, 人口论,, 进一步认识到生存
竞争的结果使各物种在自然界中保持适当的数量, 同时逐渐
向着更加适应于环境的方向变化 。
? 生存竞争和适者生存为 Darwin的自然选择学说的形成提供了
依据, 他的关于生物通过自然选择而连续进化的理论开始成
型 。
? 1858年, 英国年青的博物学家 Wallace给 Darwin写信, 阐述他
通过对马来西亚群岛动植物的考察所得出的生物进化的结论 。
? 同年, Darwin和 Wallace在英国 Linnaean学会上公布了他们各
自的论文和摘要 。
? 1859年, Darwin,物种起源, 终于问世 。
? 自然选择导致生物进化
? 生物进化是指地球上的生命从最初最原始的
形式经过漫长的岁月变异演化为几百万种形
形色色生物的过程 。
? 所谓自然选择实质上是自然环境导致生物出
现生存和繁殖能力的差别, 一些生物生存下
去, 另一些生物被淘汰 。
? Darwin主义包含了两方面的基本含义,（ 1）
现代所有的生物都是从过去的生物进化来的；
（ 2） 自然选择是生物适应环境而进化的原因 。
? 人工选择与自然选择
? 生物性状和特征变
化往往是环境和遗
传相互作用的结果
? 例：长颈鹿的进化
? 自然选择作用下群体水平的进化实质上反映了生物
基因库的变化 。
? 基因库是一种生物群体全部遗传基因的集合, 它决
定了下一代的遗传性状 。
? 生物细胞中同源染色体上的一对等位基因可以决定
生物个体的某一性状 。
达尔文进化学说的基本内容
? 生物普遍具有变异现象，大部分变异都有遗传
的倾向，即获得性状是遗传的
? 一切生物都有高速率增加的倾向，即具有巨大
的繁殖力
? 一切生物的实际生存数极其低微
? 在生存斗争过程中，对生存有利的变异个体被
保存，不利的个体被淘汰
? 自然选择可保存和积累微小的变异，使后代离
开祖先类型越来越远，通过性状分歧和中间类
型的绝灭而逐渐形成新的物种
缺点
? 自然选择经常在生物与环境的相互关系中
改造生物体，使生物更加适应于环境，促
进了生物向着从简单到复杂，从低级到高
级的方向发展
? 过分强调繁殖过剩所引起的生存斗争
? 不恰当地把繁殖过剩所引起的生存斗争当
作生物进化的主要动力
? 获得性遗传等某些主张仍然得不到现代吹
的支持
现代遗传学对生物进化机制
的一些解释
? 遗传与变异的辨证统一是植物进化的根本
动力
? 自然选择是植物进化的基本规律
? 人工选择
? 隔离在植物进化中的重要作用
单元起源和多元起源
? 单元论
?茎内部有筛管和伴胞
?雌、雄蕊在花中的排列位置固定不变
?雄蕊都有 4个孢子囊和特有的药室内层
?大孢子叶 (心皮 )特化为雌蕊，顶端为柱头
?花粉管通过退化的助细胞进入胚囊
?都有双受精和 3倍体的胚乳
?花粉外均有花粉鞘 (Pollenkitt)
? 多元论：如认为被子植物分别与本内苏铁、苛得
狄类、银杏类、松杉类和苏铁类有关,
植物的个体发育和系统发育
? 植物的个体发育
?指任一植物个体，从其生命活动的某一阶
段开始，经过一系列的生长、发育、分化、
成熟，直到重又出现开始阶段的全过程，
也称 生活周期 或 生活史
? 植物的系统发育
?指某种、某个类群或整个植物界的形成、
发展、进化的全过程
第四节 植物界的起源和进化
?
地
质
年
代
与
植
物
进
化
简
史
? 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：
侏罗纪：
白垩纪：恐龙灭绝, 昆虫
和有花植物分化
?新生代 — 被子植物时代
第三纪：昆虫与被子植物
继续繁盛分化, 出现鸟类
和大量哺乳动物
第四纪：灵长类一支进化
为人类
第四节 植物界的起源和进化
? 植物界的起源和进化简史
（一） 原核藻类的产生
?在非洲东南部 32亿年前的地层中发现了最
早的蓝藻化石：直径 1~4υm，球形至碟形，
二分裂式细胞分裂
?在非洲南部 31亿年前的地层中发现了 1种单
细胞蓝藻化石 —— 古球藻
?在距今 28亿年以后的地层中相继发现了许
多球状和丝状蓝藻化石
第四节 植物界的起源和进化
（二） 真核藻类的产生
?距今 14~15亿年前出现真核藻类
?可靠的真核细胞化石发现于 10亿年前,细胞
形态类似绿球藻类
?单细胞真核藻类 → 丝状、群体和多细胞藻
类
?9亿年前出现有性生殖
?14~4亿年间称为 藻类时代
（二） 真核藻类的产生和发展
?真核藻类分 3支进化：
1,叶绿素 a+d路线（红蓝路线）, 进化出红
藻
2,叶绿素 a+c路线（杂色路线）,进化出隐
藻、甲藻、硅藻、金藻、黄藻和褐藻
3,叶绿素 a+b路线（绿色路线）,进化出裸
藻、绿藻和轮藻
（三）裸蕨植物的产生和蕨类植物的起源和发展
?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
?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
2,木贼类（楔叶类）,如芦木等，主要成煤植物
3,真蕨类,如小原始蕨等
?蕨类均出现于 泥盆纪早、中期，繁盛于中生代，
因而中生代又称为 蕨类植物时代
3
亿
9
千
万
年
前
的
蕨
类
植
物
莱 尼 蕨
（四）苔藓植物的起源
? 起源于绿藻, 依据苔藓植物的叶绿体和绿藻的载色体相似，具
有相同的叶绿素和叶黄素；角苔具有蛋白核，储藏物为淀粉；孢
子萌发经原丝体阶段，代表植物的原丝体类似丝藻；生殖时产生
双鞭毛精子，精卵结合产生合子。
? 起源于裸蕨, 依据裸蕨中角蕨属 (Hornen)和莱尼蕨属 (Rhynia)
无真正的叶与根，只有茎生假根；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；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。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。
（五）原裸子植物和裸子植物的起源与发展
1,原裸子植物 (前裸子植物或半裸子植物 )
?裸蕨植物 → 原裸子植物
?原裸子植物：外形似蕨类，尚未形成种子，以孢
子进行繁殖；次生木质部具管胞
?最早发现于泥盆纪中期，至晚期绝灭
?代表：无脉树、古蕨等
?原裸子植物 → 裸子植物
2,裸子植物
?最早发现于泥盆纪，如种子蕨类的凤尾松蕨等
?石炭纪和二叠纪时分布很广
?种子蕨类 → 苏铁类和本内苏铁类 (具两性孢子叶球，
白垩纪绝灭 )
?原裸子植物 → 苛得狄类 (石炭纪出现 )← 种子蕨类
?苛得狄类 → 银杏类 (二叠纪早期 )和松杉类 (晚石炭
纪 )
?中生代裸子植物极其繁盛,称为裸子植物时代
?裸子植物是中生代的主要造煤植物
?本内苏铁类 → 买麻藤类
种子蕨类 —— 凤尾松蕨
二
叠
世
早
期
的
大
羽
羊
齿
苛得狄属植物
苏铁纲化石植物
（五）被子植物的起源与发展
1,被子植物发生的地质时期
?被子植物爆发式地出现于白垩纪
?被子植物的最早化石 —— 喙柱始木兰
?最早的果实化石 —— 加州洞核
?我国学者最近在白垩纪之前的地层中发现了被子
植物最早的果实化石 —— 辽宁古果
喙
柱
始
木
兰
的
柱
状
花
托
最早的被子植物果实化石 —— 加州洞核
2,被子植物可能的祖先
① 本内铁树
? 孢子叶球常两性，稀单性
? 种子无胚乳，仅具两个肉质的子叶
? 次生木质部构造相似
② 种子蕨
? 由种子蕨通过 幼态成
熟 的途径演化而来
? 幼态成熟,在系统发
育过程中，植物处于
早期发育阶段就进入
成熟期，成年阶段在
生活周期中消失，其
结果就是后代的成年
结构相似于祖先的幼
年。
维
管
植
物
的
系
统
发
育
3、单子叶植物的起源
? 水生莼菜类起源
?由具单沟花粉的双子叶植物 — 莼菜科已
经灭绝的原始类群 → 泽泻目 → 其它分枝
? 陆生毛茛类起源
?双子叶最原始的草本群 — 毛茛目 → 单子
叶具离生心皮的原始类群 — 花蔺科、泽
泻科、眼子菜科
4、被子植物的发源地
? 高纬度起源 —— 北极起源
? 中、低纬度起源 —— 热带、亚热带起源
5、被子植物系统发育的主要学说
? 恩格勒学派：
?被子植物花和裸子植物球穗花一致
?每个雄蕊相当于 1个极端退化的雄花
?每个心皮相当于 1个极端退化的雌花
?被子植物来自于裸子植物的弯柄麻黄
? 毛茛学派：
?被子植物的花是一个简单的孢子叶球
?由本内铁树具两性孢子叶的球穗花进化而来
? 化石证据
? 比较解剖学证据
? 个体发育中重演现
象的证据
? 生理生化的证据
? 分子生物学的证据
第一节 植物进化的证据
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
? 上升式进化,
?生殖方式,营养繁殖 → 无性生殖 → 有性生殖 (同
配 → 异配 → 卵配 )；受精需水 → 花粉管 → 双受精 ;
?生活史,营养繁殖 → 无性生殖 → 核相交替 (合子
或配子减数分裂 )→ 世代交替 (孢子减数分裂 )（同
形世代交替 → 异形世代交替 → 孢子体发达的异形
世代交替，配子体独立生活 → 寄生在孢子体上）
?种子,无 (仅具孢子 )→ 裸露种子 → 具包被种子
?生境,水生 → 陆生；狭幅 → 广幅
第二节 植物进化的趋势和进化方式
第二节 植物进化的趋势和进化方式
? 下降式进化 （ 简化式进化 ）
? 趋同进化, 亲缘关系远的类群因生境相同，而
在形态结构和生理机能上形成相似特征的进化方
式
? 趋异进化, 来源于共同祖先的植物类群因生境
不同，而在形态结构和生理机能上形成相异特征
的进化方式
?适应辐射,一个物种适应多种不同的环境而分化
成多个在形态、生理上各不相同的种的进化方式
第二节 植物进化的趋势和进化方式
? 平行进化,来源于共同祖先的植物类群，由于
后来又生活在类似的生境中，形成了相似的适应
特征称 平行进化
?平行进化与趋同进化的区别,
?平行进化,亲缘关系较近的植物种或植物类群，
经过平行进化产生相似的特征
?趋同进化,亲缘关系较远的的植物种或类群，由
于适应相同的生境而形成了相近的特征
第二节 植物进化的趋势和进化方式
? 特化或专化,有些植物在适应特殊条件或特殊环境时，
发展了一些特殊的构造，如某些虫媒传粉植物的花被或
雄蕊极度特化，只能适应某一类昆虫进行传粉，这种现
象称为 特化或专化
? 渐变式进化与跳跃式进化,
?渐变式进化,进化是缓慢的、渐变的过程，是微小突变
的积累
?跳跃式进化,调节基因发生突变而引起的生物大突变
? 多洛定律,生物进化的不可逆性规律,即 一旦某一特定
类型由于灭绝而淘汰，它绝不会再次出现。
? 19世纪中叶以前, 神创论或称特创论一直占据着生物学的主
导地位 。
? 一次创造论认为, 世界上各种各样的生物, 包括所有植物和
动物都是上帝 （ 神 ） 在最初一次就造好放在地球上的, 它们
永远不变, 一代一代地繁衍下来 。
? 连续创造论则认为, 世界上各种各样的生物是一次又一次不
断地被神创造的, 因此造成了地球上过去的物种与现代物种
的差别 。
? 英国牛津大学的一位副校长兼牧师甚至根据旧约记载还推测
出上帝创造地球和造人的准确时间 。
? 神创论与进化论的斗争
第三节 生物进化的基本理论
? 公元前 6世纪, 希腊哲学家 Anaximandev预言, 生物是逐
渐进化的；
? 18世纪, 瑞典医生 Linnaeus发明双名制生物命名法则；
? 18世纪, 法国生物学家 Buffon在研究中察觉到生物进化
现象并进行了描述, 但没有勇气承认并作出结论；
? 1830年, 苏格兰地质学家 Lyell发表, 地质学原理, 第一
卷, 阐述了古老地球在很早以前就形成了, 地质过程经
历了缓慢渐进的变化 。 同时, 古生物化石的研究也被引
入了地质学, 为进化理论提供了基础；
? 法国生物学家 Lamarck再一次提出了生物进化的思想
? Darwin的祖父 Erasmas Darwin也提出了生物进化的可能
性, 但他们都没有拿出足够令人信服的证据, 或由于各
种时代的局限, 进化论并没有被确立起来, 神创论所占
据的主导地位一直没有被动摇 。
? 1859年, Darwin,物种起源,
? 1860年 6月 30日
牛津大学图书馆
神创论与进化论的辩论会
牛津大主教 Wilberforce vs.
Huxley
? 进化论与神创论的斗争一
直没有停止
? 年青时代的 Darwin和贝格尔号的航行
?1809年出生, 童年 山林和田野
?1825年, 爱丁堡大学学习医学
?1828年, 剑桥大学学习神学, 钻研博物学和自
然史, 结识了一些博学的教授学者 。
?1831年, 从剑桥毕业并获得学士学位
?剑桥大学博物学教授 Henslow推荐去英国贝格
尔号航海船上担任博物学专家 。
?出发之前, Henslow教授特别向
Darwin赠送了 Lyell的, 地质学
原理, 第一卷 。
?1831年 11月, 贝格尔号探险船出发进行环球探险调查
?1835年的夏天, 贝格尔号到达太平洋东部, 离南美洲西海岸
965 km的加帕戈斯群岛 。 考察了一个多月, 采集了大量的岩
石及植物和动物标本 。
?Darwin发现, 岛上 26种陆栖鸟类中, 有 25种是特有的, 15种
海栖鱼类全部是新种, 25种甲壳虫中只有 2～ 3种是南美洲也
有的, 185种显花植物中新种为 100种 。
?不同岛屿上的海龟形态各
不相同, 地雀的许多特征
也有差异, 显示出这些不
同的物种是这里特殊的气
候和环境创造的 。
?物种是可变的, 这种变化
明显受自然环境的影响和
选择 ！
? 随着贝格尔号长达 5年的航海探险考察后, 1836年 10月,
Darwin回到了英国 。
? 整理和收集资料,1838年, 他阅读了著名的经济学家 Malthus
（ 马尔萨斯,1766-1834） 的, 人口论,, 进一步认识到生存
竞争的结果使各物种在自然界中保持适当的数量, 同时逐渐
向着更加适应于环境的方向变化 。
? 生存竞争和适者生存为 Darwin的自然选择学说的形成提供了
依据, 他的关于生物通过自然选择而连续进化的理论开始成
型 。
? 1858年, 英国年青的博物学家 Wallace给 Darwin写信, 阐述他
通过对马来西亚群岛动植物的考察所得出的生物进化的结论 。
? 同年, Darwin和 Wallace在英国 Linnaean学会上公布了他们各
自的论文和摘要 。
? 1859年, Darwin,物种起源, 终于问世 。
? 自然选择导致生物进化
? 生物进化是指地球上的生命从最初最原始的
形式经过漫长的岁月变异演化为几百万种形
形色色生物的过程 。
? 所谓自然选择实质上是自然环境导致生物出
现生存和繁殖能力的差别, 一些生物生存下
去, 另一些生物被淘汰 。
? Darwin主义包含了两方面的基本含义,（ 1）
现代所有的生物都是从过去的生物进化来的；
（ 2） 自然选择是生物适应环境而进化的原因 。
? 人工选择与自然选择
? 生物性状和特征变
化往往是环境和遗
传相互作用的结果
? 例：长颈鹿的进化
? 自然选择作用下群体水平的进化实质上反映了生物
基因库的变化 。
? 基因库是一种生物群体全部遗传基因的集合, 它决
定了下一代的遗传性状 。
? 生物细胞中同源染色体上的一对等位基因可以决定
生物个体的某一性状 。
达尔文进化学说的基本内容
? 生物普遍具有变异现象，大部分变异都有遗传
的倾向，即获得性状是遗传的
? 一切生物都有高速率增加的倾向，即具有巨大
的繁殖力
? 一切生物的实际生存数极其低微
? 在生存斗争过程中，对生存有利的变异个体被
保存，不利的个体被淘汰
? 自然选择可保存和积累微小的变异，使后代离
开祖先类型越来越远，通过性状分歧和中间类
型的绝灭而逐渐形成新的物种
缺点
? 自然选择经常在生物与环境的相互关系中
改造生物体，使生物更加适应于环境，促
进了生物向着从简单到复杂，从低级到高
级的方向发展
? 过分强调繁殖过剩所引起的生存斗争
? 不恰当地把繁殖过剩所引起的生存斗争当
作生物进化的主要动力
? 获得性遗传等某些主张仍然得不到现代吹
的支持
现代遗传学对生物进化机制
的一些解释
? 遗传与变异的辨证统一是植物进化的根本
动力
? 自然选择是植物进化的基本规律
? 人工选择
? 隔离在植物进化中的重要作用
单元起源和多元起源
? 单元论
?茎内部有筛管和伴胞
?雌、雄蕊在花中的排列位置固定不变
?雄蕊都有 4个孢子囊和特有的药室内层
?大孢子叶 (心皮 )特化为雌蕊，顶端为柱头
?花粉管通过退化的助细胞进入胚囊
?都有双受精和 3倍体的胚乳
?花粉外均有花粉鞘 (Pollenkitt)
? 多元论：如认为被子植物分别与本内苏铁、苛得
狄类、银杏类、松杉类和苏铁类有关,
植物的个体发育和系统发育
? 植物的个体发育
?指任一植物个体，从其生命活动的某一阶
段开始，经过一系列的生长、发育、分化、
成熟，直到重又出现开始阶段的全过程，
也称 生活周期 或 生活史
? 植物的系统发育
?指某种、某个类群或整个植物界的形成、
发展、进化的全过程
第四节 植物界的起源和进化
?
地
质
年
代
与
植
物
进
化
简
史
? 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：
侏罗纪：
白垩纪：恐龙灭绝, 昆虫
和有花植物分化
?新生代 — 被子植物时代
第三纪：昆虫与被子植物
继续繁盛分化, 出现鸟类
和大量哺乳动物
第四纪：灵长类一支进化
为人类
第四节 植物界的起源和进化
? 植物界的起源和进化简史
（一） 原核藻类的产生
?在非洲东南部 32亿年前的地层中发现了最
早的蓝藻化石：直径 1~4υm，球形至碟形，
二分裂式细胞分裂
?在非洲南部 31亿年前的地层中发现了 1种单
细胞蓝藻化石 —— 古球藻
?在距今 28亿年以后的地层中相继发现了许
多球状和丝状蓝藻化石
第四节 植物界的起源和进化
（二） 真核藻类的产生
?距今 14~15亿年前出现真核藻类
?可靠的真核细胞化石发现于 10亿年前,细胞
形态类似绿球藻类
?单细胞真核藻类 → 丝状、群体和多细胞藻
类
?9亿年前出现有性生殖
?14~4亿年间称为 藻类时代
（二） 真核藻类的产生和发展
?真核藻类分 3支进化：
1,叶绿素 a+d路线（红蓝路线）, 进化出红
藻
2,叶绿素 a+c路线（杂色路线）,进化出隐
藻、甲藻、硅藻、金藻、黄藻和褐藻
3,叶绿素 a+b路线（绿色路线）,进化出裸
藻、绿藻和轮藻
（三）裸蕨植物的产生和蕨类植物的起源和发展
?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
?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
2,木贼类（楔叶类）,如芦木等，主要成煤植物
3,真蕨类,如小原始蕨等
?蕨类均出现于 泥盆纪早、中期，繁盛于中生代，
因而中生代又称为 蕨类植物时代
3
亿
9
千
万
年
前
的
蕨
类
植
物
莱 尼 蕨
（四）苔藓植物的起源
? 起源于绿藻, 依据苔藓植物的叶绿体和绿藻的载色体相似，具
有相同的叶绿素和叶黄素；角苔具有蛋白核，储藏物为淀粉；孢
子萌发经原丝体阶段，代表植物的原丝体类似丝藻；生殖时产生
双鞭毛精子，精卵结合产生合子。
? 起源于裸蕨, 依据裸蕨中角蕨属 (Hornen)和莱尼蕨属 (Rhynia)
无真正的叶与根，只有茎生假根；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；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。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。
（五）原裸子植物和裸子植物的起源与发展
1,原裸子植物 (前裸子植物或半裸子植物 )
?裸蕨植物 → 原裸子植物
?原裸子植物：外形似蕨类，尚未形成种子，以孢
子进行繁殖；次生木质部具管胞
?最早发现于泥盆纪中期，至晚期绝灭
?代表：无脉树、古蕨等
?原裸子植物 → 裸子植物
2,裸子植物
?最早发现于泥盆纪，如种子蕨类的凤尾松蕨等
?石炭纪和二叠纪时分布很广
?种子蕨类 → 苏铁类和本内苏铁类 (具两性孢子叶球，
白垩纪绝灭 )
?原裸子植物 → 苛得狄类 (石炭纪出现 )← 种子蕨类
?苛得狄类 → 银杏类 (二叠纪早期 )和松杉类 (晚石炭
纪 )
?中生代裸子植物极其繁盛,称为裸子植物时代
?裸子植物是中生代的主要造煤植物
?本内苏铁类 → 买麻藤类
种子蕨类 —— 凤尾松蕨
二
叠
世
早
期
的
大
羽
羊
齿
苛得狄属植物
苏铁纲化石植物
（五）被子植物的起源与发展
1,被子植物发生的地质时期
?被子植物爆发式地出现于白垩纪
?被子植物的最早化石 —— 喙柱始木兰
?最早的果实化石 —— 加州洞核
?我国学者最近在白垩纪之前的地层中发现了被子
植物最早的果实化石 —— 辽宁古果
喙
柱
始
木
兰
的
柱
状
花
托
最早的被子植物果实化石 —— 加州洞核
2,被子植物可能的祖先
① 本内铁树
? 孢子叶球常两性，稀单性
? 种子无胚乳，仅具两个肉质的子叶
? 次生木质部构造相似
② 种子蕨
? 由种子蕨通过 幼态成
熟 的途径演化而来
? 幼态成熟,在系统发
育过程中，植物处于
早期发育阶段就进入
成熟期，成年阶段在
生活周期中消失，其
结果就是后代的成年
结构相似于祖先的幼
年。
维
管
植
物
的
系
统
发
育
3、单子叶植物的起源
? 水生莼菜类起源
?由具单沟花粉的双子叶植物 — 莼菜科已
经灭绝的原始类群 → 泽泻目 → 其它分枝
? 陆生毛茛类起源
?双子叶最原始的草本群 — 毛茛目 → 单子
叶具离生心皮的原始类群 — 花蔺科、泽
泻科、眼子菜科
4、被子植物的发源地
? 高纬度起源 —— 北极起源
? 中、低纬度起源 —— 热带、亚热带起源
5、被子植物系统发育的主要学说
? 恩格勒学派：
?被子植物花和裸子植物球穗花一致
?每个雄蕊相当于 1个极端退化的雄花
?每个心皮相当于 1个极端退化的雌花
?被子植物来自于裸子植物的弯柄麻黄
? 毛茛学派：
?被子植物的花是一个简单的孢子叶球
?由本内铁树具两性孢子叶的球穗花进化而来
