植物真菌及其上陆

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1、第16章植物、真菌及其上陆高级讲师王波Bonnie_wang70@163.com中山大学中山医学院生物教研室概述：登陆植物多样性真菌和进化的联系：互利共生1植物：通过光合作用制造有机分子的多细胞真核生物，具有适陆生生活的适应性为适应陆生环境，特化出地上的茎、叶和地下的根，用于吸收水和矿物质上陆植物对陆生的适应多数植物的根都有共生的真菌，为植物根提供水和矿物质，而植物产生的糖为真菌提供养分真菌和植物的共生有真菌鞘的根根真菌2植物的叶子是光合作用器官，叶表面的气孔进行气体交换，而蜡质结构有助于保持水分植物的茎进化出木

2、质素(lignin)，使细胞壁变硬，起支持作用上陆植物对陆生的适应—结构性适应气孔3大多数植物有维管组织(vasculartissue):是由管状细胞构成，其分支遍布整个植株。维管组织特化为两种运输组织：木质部(xylem)：由死细胞组成的管道，运输矿物质和水韧皮部(phloem)：由活细胞组成，运输营养上陆植物对陆生的适应—结构性适应4植物（以及某些藻类）进化出配子囊(gametangium)，即在配子外面生成一个保护性结构，以保证配子在湿润环境发育花粉的传播，可以依靠风、动物；受精和发育发生在雌性植株体内胚在

3、种子里，也多依靠风、动物传播上陆植物对陆生的适应—生殖性适应胚子房母体组织5分子生物学和其他证据表明，轮藻纲的多细胞绿藻与植物亲缘关系最近植物登陆也是一个漫长的过程，现代轮藻生活在池塘、湖泊边缘的浅水中，而古轮藻可能定居在偶尔干燥的浅水区，自然选择使能度过干燥期的个体存活下来，配子和胚都有配子囊保护上陆植物起源于绿藻轮藻鞘藻6化石记录了植物进化的4个主要时期，每个时期都以结构的进化为标志，这些结构为陆上生活提供了新机会植物多样性植物进化要点百万年前5004003002001000有花植物的多样化最早的种子植物早期

4、的维管植物植物起源轮藻纲苔藓植物无种子的维管植物，如蕨类裸子植物被子植物7①起源于水生的轮藻纲绿藻，进化出配子囊，保护配子和胚，这一结构使得苔藓植物(bryophytes)登陆②进化出维管植物，无种子，使得蕨类植物(ferns)上陆③进化出种子植物，种子可以进一步保护胚，裸子植物(gymnosperms)上陆④进化出有花植物，即被子植物(angiosperms)。花是复杂的生殖结构，种子被保存在子房的小室中植物多样性植物进化要点8苔藓(Mosses)是生长成一堆的,象海绵一样吸水保水的植株苔藓蜡质的膜防止失水，胚

5、在配子囊中发育，这使得它们的陆地生活成为可能苔藓的生殖需要水，精子有鞭毛，要在水中游动到达卵子没有木质素而矮小，没有维管组织而必须生活在潮湿环境植物多样性苔藓植物(bryophytes)挪威的泥炭藓沼泽9有配子体和孢子体两个世代苔藓有两种不同植株个体，绿色海绵样的为配子体(gametophyte)，另一种为孢子体(sporophyte)，由配子体长出的柄，顶端为孢蒴(sporecapsule)配子体细胞是单倍体，产生单倍体雌雄配子，而孢子体细胞为二倍体，产生单倍体孢子孢子可直接发育成新个体，而雌雄配子需融合成二倍

6、体合子，才发育成新个体；孢子具有坚硬外壳，帮助抵御干燥环境孢子体孢朔配子体植物多样性苔藓植物(bryophytes)10植物多样性苔藓植物(bryophytes)单倍体二倍体孢朔孢子体合子孢子配子体配子（精子和卵子）减数分裂受精作用配子体和孢子体二者可以相互产生，是相互交替的世代。这种类型的生活周期称为世代交替(alterationofgeneration)孢子（N）→配子体配子结合（2N）→孢子体配子体是主要世代11蕨类植物进化出维管组织，没有种子,孢子体较发达精子也有鞭毛，需要水完成受精植物多样性蕨类植物（f

7、erns）蕨类是当今最具有多样性的植物，种类超过1万2千种，大多数生活在热带，有些存在于温带的森林至今2亿9千万—3亿6千万年的石炭纪，蕨类植物处于鼎盛时期，遍布欧亚北美大陆，它们以及其它无种子植物的遗体沉入湿地，亿年后形成了煤炭蕨类植物的孢子体孢子体特化的生殖结构：由孢朔组成的黄点12石炭纪末全球气候变得更加干燥寒冷，沼泽开始消失，为种子植物的繁盛提供了机会最成功的最早期的种子植物就是裸子植物松柏类(conifers)(针叶类)是地球上最高、最大、最古老的生物之一几乎全是常绿植物，叶子针状，覆盖厚的角质膜，气孔

8、深陷，防止水分流失寿命最长的松树年龄超过4600岁植物多样性裸子植物(gymnosperms)谢尔曼将军，树干周长26米13种子植物的陆生适应裸子植物比蕨类植物多了3点适应陆生生活①配子体进一步减少，孢子体相对发达。可能与太阳辐射有关，因为单倍体的配子体更容易基因突变。针叶林树本身就是孢子体，其微小的配子体生活在球果(cone)中②出现花粉(pollen),即退化的雄配子