第十章第十章 古植物学古植物学一、古植物概述一、古植物概述二、低等植物和分类二、低等植物和分类三、高等植物和分类三、高等植物和分类四、植物演化的主要阶段四、植物演化的主要阶段 一、古植物概述一、古植物概述古植物学时研究地史时期植物界的科学植物界与动物界最根本的区别是自养光合作用具维管系统的植物界出现于4亿多年前的志留纪它使得生物的生态领域真正从水域扩展到陆地，开始了陆地生物的演化阶段，使大地披上绿装 一、古植物概述一、古植物概述•多细胞，形态结构复杂•一般有根、茎、叶和生殖器官等部分的分化•具有输导作用的维管系统，始于陆地生活•古植物是划分及恢复地史时期古大陆、古气候和植物地理分区的主要标志•古植物本身亦参与成矿、成岩作用，是各地史时期煤层的物质基础 一、一、 概述概述• 植物的植物的食性分类：食性分类：• 自自养养生生活活：：从从大大气气及及土土壤壤吸吸取取无无机机物物，，在在太阳光的作用下，制成养料以养自己太阳光的作用下，制成养料以养自己• 异异氧氧生生活活：：有有一一些些低低等等植植物物不不能能自自己己制制造造食食物，以有机物为食。
物，以有机物为食 •按结构构造复杂程度分两大类：按结构构造复杂程度分两大类：• 高高等等植植物物：：根根、、茎茎、、叶叶、、繁繁殖殖器器官官大大都都能能分分别别保保存存为化石• 低等植物：低等植物：没有分化出真正的根、茎、叶没有分化出真正的根、茎、叶 • 二、低二、低 等等 植植 物物• 低低等等植植物物：：由由单单细细胞胞或或多多细细胞胞组组成成，，没没有有分分化化出出真正的根、茎、叶真正的根、茎、叶•分类：分类：包括包括细菌、藻类、真菌、地衣细菌、藻类、真菌、地衣等•（一）细菌类（一）细菌类• 细细菌菌类类是是无无细细胞胞核核的的原原始始的的单单细细胞胞植植物物，，属属无无核生物个体极微小个体极微小 •（二）藻类（二）藻类• 藻类植物具有藻类植物具有叶绿素叶绿素，能进行光合作用能进行光合作用 • 分类：分类：藻类植物可分为藻类植物可分为十一个门类十一个门类：：• 蓝蓝藻藻、、金金藻藻、、甲甲藻藻、、绿绿藻藻，，黄黄藻藻、、硅硅藻藻、、褐藻、裸藻、红藻和轮藻褐藻、裸藻、红藻和轮藻等类别 •1、蓝藻类、蓝藻类• 蓝藻类具蓝藻类具藻蓝素和叶绿藻蓝素和叶绿素素，为无明显细胞核的单细，为无明显细胞核的单细胞藻类植物，属胞藻类植物，属原核生物原核生物。
•2、、 硅藻类硅藻类• 细细胞胞壁壁含含二二氧氧化化硅硅，，形形成坚固的壳成坚固的壳• 硅硅藻藻死死后后，，其其硅硅质质壳壳瓣瓣大大量堆积成量堆积成硅藻土硅藻土 •3、轮藻类、轮藻类• 轮轮藻藻是是一一类类多多细细胞胞的的藻藻类类，，形形态态有有类类似似根根、、茎茎，，叶的分化叶的分化• 轮轮藻藻有有性性生生殖殖，，多多数数为雄雌同株为雄雌同株•雌性繁殖器官叫雌性繁殖器官叫藏卵器藏卵器，，雄性繁殖器官叫雄性繁殖器官叫藏精器藏精器，，均着于枝的节部均着于枝的节部• 保存为化石的常是保存为化石的常是藏卵藏卵器器的一部分的一部分 •轮藻自轮藻自晚志留世晚志留世出现，延续至今出现，延续至今 •3、叠层石、叠层石(Stromatolites)• （（（（1 1））））叠叠叠叠层层层层石石石石：：：：曾曾被被看看作作是是生生物物或或非非生生物物成成因因的的层层纹构造，是具有纹构造，是具有叠状层的藻类沉积结构物叠状层的藻类沉积结构物 •（（2）叠层石的成因：）叠层石的成因：•叠层石形成：叠层石形成：•A））具粘液质的藻类，主要为蓝藻具粘液质的藻类，主要为蓝藻。
•B））具沉积颗粒具沉积颗粒• 藻层粘结沉积颗粒构成由藻层粘结沉积颗粒构成由富藻层富藻层与与富沉积物层富沉积物层交交替所组成的层纹状结构替所组成的层纹状结构 • 基本层基本层：：• 一一个个富富藻藻层层和和一一个个富富沉沉积积物层•叠层体：叠层体：•可分为可分为柱状和球状柱状和球状等类•（（3）叠层石研究意义：）叠层石研究意义：• 恢恢复复古古地地理理环环境境（（主主要要局局限于限于潮间带）潮间带） • 划划分分对对比比地地层层(前前寒寒武武系系) • 4、 钙藻或石灰藻：钙藻或石灰藻：• 具具有有分分泌泌或或沉沉淀淀钙钙质质能能力力的的藻藻类类植植物物的的总称（不是生物的分类单位）总称（不是生物的分类单位） 三、三、 高等植物概述高等植物概述•（一）概述（一）概述• 高高等等植植物物由由多多细细胞胞组组成成，，具具有有输输导导作作用用的的维管束维管束而适应陆生生活而适应陆生生活• 一般都有一般都有根、茎、叶根、茎、叶的分化 植物分类植物分类 •1、茎：、茎：植物体的一部分，具有分枝的能力植物体的一部分，具有分枝的能力。
•茎茎的的分分枝枝：：原原始始茎茎是是一一个个未未分分化化的的轴轴，，分分枝枝：：呈呈二二歧歧式分枝、不等二歧式、二歧合轴式、单轴式、合轴式式分枝、不等二歧式、二歧合轴式、单轴式、合轴式 •质地分类：质地分类： •木本植物：木本植物：有次生木质部有次生木质部• 乔木：乔木：木本植物中高大并有明显主干木本植物中高大并有明显主干• 灌木：灌木：没有明显主干而呈丛生状态没有明显主干而呈丛生状态•草本植物：草本植物：不具次生木质部不具次生木质部 •2、叶：、叶：高等植物进行高等植物进行光合作用光合作用的主要器官的主要器官• 原原始始的的只只有有叶叶片片，，并并无无叶叶柄柄高高等等的的才才有有叶叶柄柄，，有的还具有有的还具有托叶 叶的组成•叶片、叶柄、托叶•叶柄上只由一个叶子的称为单叶托叶托叶叶脉叶脉叶片叶片叶柄叶柄印度胶树印度胶树印度胶树印度胶树 •1））叶叶序序：：叶叶在在茎茎上上的的排排列列方方式式叫叫叶序•叶序类型叶序类型：：•螺旋螺旋型，型，•互生互生型，型，•对生对生型或型或轮生轮生型 •2）单叶和复叶单叶和复叶•单叶单叶：具有一个叶片具有一个叶片•复叶：复叶：—个叶片分裂成几个裂片或几个小叶。
个叶片分裂成几个裂片或几个小叶 •羽状复叶：羽状复叶：复叶的小叶排列在轴的两侧呈羽状其小复叶的小叶排列在轴的两侧呈羽状其小叶称羽片叶称羽片 •掌状复叶：掌状复叶：复叶的小叶生于叶柄的一端形如手掌复叶的小叶生于叶柄的一端形如手掌 •3）叶的轮廓形态：）叶的轮廓形态：• 叶叶和和羽羽片片的的形形状状，，常常见见有有：：线线形形、、披披针针形形、、卵卵形形、、椭椭圆圆形形、、心心形形、、肾肾形形、、舌舌形形、、扇扇形形、、楔楔形形，，镰刀形、匙形镰刀形、匙形等 披针形叶披针形叶针形叶针形叶三角形叶三角形叶心形叶心形叶肾形叶肾形叶椭圆形叶椭圆形叶楔形叶楔形叶 •4）叶的边缘特征）叶的边缘特征• 全全缘缘、、锯锯齿齿、、重重锯锯齿齿、、波波状状、、羽羽状状浅浅裂裂、、羽羽状状深深裂、羽状全裂或掌状分裂裂、羽状全裂或掌状分裂等 • 5）叶的顶端形态）叶的顶端形态•急尖、渐尖、钝圆、凹缺、短尖头和截形急尖、渐尖、钝圆、凹缺、短尖头和截形等 • 6）叶的基部形态）叶的基部形态• 楔形、心形、偏斜、截形、下延和圆形楔形、心形、偏斜、截形、下延和圆形等 •7））叶叶脉脉：：分分布布在在叶叶片片中中的的维维管束。
管束•中中脉脉：：在在叶叶片片或或羽羽片片中中央央的的一一条条较较粗粗的的叶叶脉脉，，由由叶叶基基出出发直达顶端发直达顶端•主脉：主脉：几条较粗的叶脉几条较粗的叶脉•侧侧脉脉：：在在中中脉脉或或主主脉脉的的两两旁旁分出的叶脉分出的叶脉 8））叶叶脉脉序序：：叶叶脉脉在在叶叶片片或或羽羽片片上上排排列列方式 叶叶脉脉序序类类型型：：平平行行脉脉、、弧弧形形脉脉、、扇扇形形脉脉、、羽羽状状脉脉、、网网状状脉脉等 • 网网状状脉脉：：侧侧脉脉或或支支脉脉分分叉叉并互相结成并互相结成• 平平行行脉脉：：叶叶片片或或羽羽片片不不具具中中脉，叶脉全部彼此平行脉，叶脉全部彼此平行• 放放射射状状脉脉：：由由叶叶基基向向叶叶缘缘呈呈放射状排列放射状排列• 弧弧形形脉脉：：自自叶叶基基呈呈弧弧形形伸伸出出，，在叶尖汇合在叶尖汇合 • 3、根根：：原原始始的的高高等等植植物物没有真正的根，如裸蕨纲植物没有真正的根，如裸蕨纲植物• 多多数数植植物物的的主主根根直直立立向向下下生生长长，，并并在在主主根根上上长长有有支支根根。
•4、繁殖方式：、繁殖方式：• 1））营营养养繁繁殖殖：：营营养养器器官官的的一一部部分分直直接接分分成成新新的的个体• 2））无无性性繁繁殖殖：： 高高等等植植物物中中的的苔苔藓藓植植物物和和蕨蕨类类植植物以物以孢子繁殖孢子繁殖• 繁殖器官为孢子囊，繁殖器官为孢子囊，孢子囊孢子囊内具有内具有孢子 • 3））有有性性繁繁殖殖：：高高等等植植物物中中的的裸裸子子植植物物和和被被子子植植物物以以种子繁殖种子繁殖繁殖器官为胚珠和花粉囊繁殖器官为胚珠和花粉囊•胚珠：胚珠：雌性的繁殖器官雌性的繁殖器官•花粉囊：花粉囊：雄性的繁殖器官雄性的繁殖器官雌性雌性 裸子植物：裸子植物：胚珠没有子房包被，胚珠没有子房包被，种子是裸露的种子是裸露的被子植物：被子植物：胚珠藏在子房内，胚珠藏在子房内，种子为果实所包裹种子为果实所包裹 •4）世代交替繁殖）世代交替繁殖•无性繁殖与有性繁殖交替无性繁殖与有性繁殖交替 •5）生殖器官）生殖器官•原原始始类类群群（（苔苔藓藓和和蕨蕨类类））：：为为孢孢子子囊囊，，载载孢孢子子囊囊的的叶叶称称为为孢孢子子叶同孢和异孢同孢和异孢。
•裸裸子子植植物物和和被被子子植植物物都都是是异异孢孢，，雄雄性性的的生生殖殖器器官官为为精精子子器器（（花花粉囊），雌雄生殖器官叫颈卵器（胚珠），受精后发育成种子粉囊），雌雄生殖器官叫颈卵器（胚珠），受精后发育成种子 •5、高等植物的分类：、高等植物的分类：• 根据根据繁殖和结构繁殖和结构等特征• 高高等等植植物物可可分分为为苔苔藓藓植植物物门门、、蕨蕨类类植物门、裸子植物门和被子植物门植物门、裸子植物门和被子植物门 •（一）、苔藓植物（（一）、苔藓植物（Bryophyta））• 包括苔类和藓类，化石少见包括苔类和藓类，化石少见 （一）、苔藓植物（（一）、苔藓植物（BryophytaBryophyta））•植物界中形态小而结构原始的类群•多数植物体有茎、叶之分，少数为匍匐于地面的叶状体，无真正的根，也无真正的维管系统•生活史中配子体占优势，孢子体不发育，并寄生在配子体上•分类：苔纲（叶状体）、藓纲（茎叶分化）•D—Rec （二）、蕨类植物门二）、蕨类植物门•（（Pteridophyta））• 蕨类植物大多数有蕨类植物大多数有根、茎、叶根、茎、叶之之分，以分，以孢子繁殖孢子繁殖。
• 按照营养器官和繁殖器官的形态按照营养器官和繁殖器官的形态特征分为：特征分为：•一）裸蕨纲（一）裸蕨纲（Psilophytopsida））•二）石松纲（二）石松纲（Lycopslda））•三）楔叶纲（三）楔叶纲（Sphenopsida））•四）真蕨纲（四）真蕨纲（Filicopsida）） •一）裸蕨纲一）裸蕨纲• 裸裸蕨蕨类类无无根根和和叶叶茎茎二二歧式分枝歧式分枝，具，具假根假根• 裸蕨纲分为：裸蕨纲分为：•裸蕨目（裸蕨目（晚志留世至泥盆纪）晚志留世至泥盆纪）•松叶兰目（只见于松叶兰目（只见于现代）现代） • 二）石松纲二）石松纲• 石石松松类类具具有有乔乔木木、、灌灌木木和和草草本本的类型•茎茎：：二歧式分枝二歧式分枝•叶叶：小，多为：小，多为单脉单脉•叶叶座座：：叶叶的的基基部部常常膨膨大大，，叶叶脱脱落后可在茎和枝上留下痕迹落后可在茎和枝上留下痕迹• 石石松松植植物物繁繁盛盛于于晚晚古古生生代代，，最最盛盛于于石石炭炭纪纪，，古古生生代代末末开开始始衰衰退退，，中生代以来仅存少数属种中生代以来仅存少数属种 • 三）楔叶纲三）楔叶纲• 楔叶类为楔叶类为草本或木本草本或木本。
• 茎茎：：单轴式分枝单轴式分枝，，明显分节明显分节• 叶：叶：轮生 • 楔楔叶叶纲纲始始见见于于泥泥盆盆纪纪，，石石炭炭纪纪和和二二叠叠纪纪盛盛繁繁，，现现仅仅存存木木贼贼Equisetum 一属 •四）四） 真蕨纲真蕨纲•茎：茎：不太发育不太发育•叶：叶：为大型羽状复叶为大型羽状复叶•孢子囊：孢子囊：产生于叶的背面产生于叶的背面 • 标准的羽状复叶，羽片是着生存在羽轴两标准的羽状复叶，羽片是着生存在羽轴两侧，排列成行羽片可分裂一至多次侧，排列成行羽片可分裂一至多次 乌毛蕨乌毛蕨是是华南常见的大型蕨类植物之一华南常见的大型蕨类植物之一 • 按按照照羽羽片片、、羽羽轴轴发发生生的的次次序序：：有有一一次次羽羽片片、、二二次次羽羽片片、、三三次次羽羽片片…；；一一级级羽羽轴轴、、二二级级羽羽轴轴、、三级羽轴三级羽轴……等名称• 由由于于化化石石保保存存不不完完整整，，人人们们在在描描述述时时，，往往往往从从末末端端数数羽羽状状复复叶叶的的次次数数：：有有末末次次羽羽片片、、末末二二次次羽羽片片、、末末三三次次羽羽片片……；；末末级级羽羽轴轴、、末末二二级级羽羽轴轴、、末末三三级级羽羽轴轴……等名称。
等名称 间间小小羽羽片片：：生生在在末末二二级级羽羽轴轴上上的的小羽片• 间间羽羽片片：：生生在在末末三三级级羽羽轴轴上上的的羽羽片片 • 真蕨类自真蕨类自泥盆纪开始到现代都有，中生代泥盆纪开始到现代都有，中生代最繁最繁盛 枝脉枝脉蕨蕨CladophlebisCladophlebis •（三）、裸子植物门（（三）、裸子植物门（Gymnospermfae）） • 裸裸子子植植物物属属种种子子植植物物，，多多为为乔乔木木；；具具明明显显根根、、茎茎、、叶叶（（无无草草本和水生类型）；本和水生类型）；种子裸露种子裸露•裸子植物门分若干纲：裸子植物门分若干纲：• 一）种子蕨纲（一）种子蕨纲（Pteridospermopsida））• 种子蕨类有种子蕨类有大型羽状复叶大型羽状复叶，与真蕨类形态上较相似与真蕨类形态上较相似• 自自晚晚泥泥盆盆世世开开始始出出现现，，石石炭炭纪纪二二叠叠纪纪时时达达到到高高峰峰，，中中生生代代晚期逐渐绝灭晚期逐渐绝灭 • 二）苏铁纲（二）苏铁纲（Cycadopsida））• 茎：不很高大茎：不很高大，通常不分枝。
通常不分枝•叶：叶：常分裂为常分裂为单羽状复叶单羽状复叶，生于茎部或顶生生于茎部或顶生•叶脉：叶脉：平行、放射状，少数网状平行、放射状，少数网状 • 苏苏铁铁类类自自晚晚石石炭炭世世开开始始出出现现，，在在中中生生代代大大量量繁繁盛盛，，现现仅仅有有苏苏铁铁（（铁铁树树））等 • 三）银杏纲（三）银杏纲（Ginkgopsida））• 银杏类现只存一属一种银杏类现只存一属一种Ginkgo biloba（（俗称俗称白果树）白果树）• 乔木，乔木，枝枝有长短的区别有长短的区别• 叶叶：：一一般般为为扇扇状状，，或或分分裂裂成成细细长长的的裂裂片片状状，，有有柄柄或或无无柄柄，，叶叶脉自基部分出，二分叉多次脉自基部分出，二分叉多次 • 银银杏杏类类始始见见于于石石炭炭纪纪，，中中生生代代最最盛盛，，第第三三纪纪几几乎乎近近于绝灭现仅存于绝灭现仅存银杏银杏属•石炭纪石炭纪----现代 • 四四)柯达纲（柯达纲（Cordaitopsida））•为为乔木乔木• 叶形：单叶叶形：单叶，大小不一，带形至舌形大小不一，带形至舌形• 叶脉：叶脉叶脉：叶脉多在基部分叉，分叉角小，近平行。
多在基部分叉，分叉角小，近平行 • 柯柯达达纲纲自自晚晚泥泥盆盆世世开开始始出出现现，，至至晚晚二二叠叠世世基基本本绝绝灭灭，，三叠纪三叠纪有残存• 常常见见的的属属为为柯柯达属达属Cordaites：：• 石炭纪至二叠纪石炭纪至二叠纪 科科 达达CordaitesCordaites •五五) 松柏纲松柏纲•（（Coniferopsida））• 松松柏柏类类多多为为乔乔木木，，单单轴轴式式分枝分枝• 叶叶：：为为覆覆瓦瓦状状螺螺旋旋排排列列或或呈假二列状呈假二列状• 叶叶形形：：常常呈呈鳞鳞状状、、锥锥状状、、针形、线形、披针形或卵形针形、线形、披针形或卵形• 叶脉：叶脉：单脉或为平行脉单脉或为平行脉 • 松松柏柏类类自自晚晚石石炭炭世世出出现现，，繁繁盛盛于于侏侏罗罗纪纪和和白白垩垩纪纪，，现代仍有相当数量现代仍有相当数量 •晚石炭世晚石炭世晚石炭世晚石炭世--------现代 松果化石及现生松果松果化石及现生松果松枝化石及现生松枝松枝化石及现生松枝 • （四）、被子植物门四）、被子植物门 （（Angiospermae））• 被子植物最高等的一个门类。
被子植物最高等的一个门类• 有有花花，，种子被果实包裹种子被果实包裹•被子植物分为两类：被子植物分为两类：单子叶纲单子叶纲和和双子叶纲双子叶纲 • 1、单子叶纲（、单子叶纲（Monocotyledoneae））• 胚有一个子叶，多为胚有一个子叶，多为草本植物草本植物• 2、双子叶纲（、双子叶纲（Dicotyledoneae））• 胚有胚有两个子叶两个子叶，，乔木、灌木或草木乔木、灌木或草木• 被被子子植植物物自自早早白白垩垩世世开开始始出出现现，，繁繁盛盛于于新新生生代代：：新生代常称为被子植物时代新生代常称为被子植物时代新生代常称为被子植物时代新生代常称为被子植物时代 植物的主要演化阶段植物的主要演化阶段•1、菌藻植物阶段：太古宙、元古宙至早泥盆世•2、早期维管植物阶段：志留纪末至早中泥盆世•3、蕨类和古老裸子植物阶段：晚泥盆至中二叠，晚石炭至二叠纪为全球重要聚煤期•4、裸子植物阶段：晚二叠至早白垩，晚期为中生代聚煤阶段•5、被子植物阶段：白垩纪至第四纪，古近纪是重要聚煤期 。