一、達(dá)爾文的生物進化論
二、地層中陳列的證據(jù)——化石
1．概念：化石是指通過自然作用保存在地層中的古代生物的遺體、遺物或生活痕跡等。
2．作用：利用化石可以確定地球上曾經(jīng)生活過的生物的種類及其形態(tài)、結(jié)構(gòu)、行為等特征。因此，化石是研究生物進化最直接、最重要的證據(jù)。
3．分布：大部分化石發(fā)現(xiàn)于沉積巖的地層中。
4．結(jié)論：大量化石證據(jù)，證實了生物是由原始的共同祖先經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代逐漸進化而來的，而且還揭示出生物由簡單到復(fù)雜、由低等到高等、由水生到陸生的進化順序。
三、當(dāng)今生物體上進化的印跡——其他方面的證據(jù)
1．比較解剖學(xué)證據(jù)
研究比較脊椎動物的器官、系統(tǒng)的形態(tài)和結(jié)構(gòu)，可以為這些生物是否有共同祖先尋找證據(jù)。
2．胚胎學(xué)證據(jù)
(1)胚胎學(xué)的概念：研究動植物胚胎的形成和發(fā)育過程的學(xué)科。
(2)脊椎動物在胚胎發(fā)育早期都有彼此相似的階段，這個證據(jù)支持了人和其他脊椎動物有共同祖先的觀點。
3．細(xì)胞和分子水平的證據(jù)
(1)當(dāng)今生物有許多共同的特征，比如都有能進行代謝、生長和增殖的細(xì)胞，細(xì)胞有共同的物質(zhì)基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)等，這是對生物有共同祖先這一論點的有力支持。
(2)不同生物的DNA和蛋白質(zhì)等生物大分子的共同點，提示人們當(dāng)今生物有著共同的原始祖先，其差異的大小則揭示了當(dāng)今生物種類親緣關(guān)系的遠(yuǎn)近，以及它們在進化史上出現(xiàn)的順序。
判斷對錯(正確的打“√”，錯誤的打“×”)
1．生物的遺物或生活痕跡也可能形成化石。( )
2．有共同祖先的生物個體在結(jié)構(gòu)上沒有差異。( )
3．細(xì)胞生物具有多樣性，但都具有進行生長和增殖的細(xì)胞。( )
4．細(xì)胞具有共同的物質(zhì)基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，這說明生物有共同的祖先。( )
5．不同生物的DNA和蛋白質(zhì)等生物大分子有差異，這說明生物不是由共同祖先進化來的。( )
提示： 1．√
2．× 有共同祖先的個體在結(jié)構(gòu)上仍有差異。
3．√ 4.√
5．× 不同生物的DNA和蛋白質(zhì)等生物大分子盡管有差異，但它們有共同點，這說明生物有共同的原始祖先。
地層中陳列的證據(jù)——化石
化石在研究生物進化中的應(yīng)用
1．曾經(jīng)在地球上生存過的生物只有一小部分能夠形成化石。請依據(jù)化石的概念，分析為什么只有一小部分能夠形成化石？
提示：大部分生物不具有能夠持久保存的硬體部分，如骨骼、枝葉等；大部分生物個體太小，則不易成為化石或不易被發(fā)現(xiàn)。
2．如圖是科學(xué)家在地層中發(fā)現(xiàn)的未被破壞的沉積巖石的次序，圖中Ⅱ?qū)又杏形锓NA的化石，Ⅰ層中有物種B的化石。據(jù)圖探究以下問題：
(1)比較物種A與物種B的差異。
(2)在Ⅱ?qū)永锬芊裾业轿锓NB的化石？為什么？
提示：(1)物種A比物種B出現(xiàn)時間晚，在結(jié)構(gòu)上物種A比物種B復(fù)雜，在進化地位上物種A比物種B高等。
(2)有可能。物種B出現(xiàn)時間早，可能已經(jīng)滅絕，也可能是部分物種B變異后逐漸進化為物種A，還可能是物種B一直適應(yīng)環(huán)境，直到物種A出現(xiàn)時仍然存在。
1．下列關(guān)于生物化石的敘述，錯誤的是 ( )
A．越古老的地層中，形成化石的生物越簡單、越低等
B．生物化石都是由生物體的堅硬部分形成的
C．生物化石為研究生物進化提供了最直接、最重要的證據(jù)
D．赫氏近鳥龍化石的發(fā)現(xiàn)，為鳥類起源于爬行類提供了證據(jù)
B [研究發(fā)現(xiàn)，越是古老的地層中，形成化石的生物越簡單、越低等，A正確；化石是指通過自然作用保存在地層中的古代生物的遺體、遺物或生活痕跡等，不僅僅是生物體的堅硬部分形成的，B錯誤；生物化石為研究生物進化提供了最直接、最重要的證據(jù)，C正確；赫氏近鳥龍化石的發(fā)現(xiàn)，為鳥類起源于爬行類提供了證據(jù)，D正確。]
2．下列關(guān)于化石的說法，錯誤的是 ( )
A．化石可以真實地反映生物的某些情況
B．生物的遺物或生活痕跡也可能形成化石
C．化石是經(jīng)過若干萬年的復(fù)雜變化形成的
D．化石其實就是原來死去的生物
D [化石主要是由生物遺體的堅硬部分形成的，生物的遺物或生活痕跡也可能形成化石，化石是經(jīng)過若干萬年的復(fù)雜變化形成的，可以真實地反映生物的某些情況，A、B、C正確；生物化石是古代生物的遺體、遺物(如卵、糞便等)或生活痕跡(如動物的腳印、爬行痕跡等)，被埋藏在地層中，經(jīng)過若干萬年的復(fù)雜變化而逐漸形成的，D錯誤。]
當(dāng)今生物體上進化的印跡——其他方面的證據(jù)
1．通過比較各種不同蠅的DNA序列，可以確定它們之間的親緣關(guān)系?，F(xiàn)有甲、乙、丙三種蠅，其編碼呼吸酶的部分基因片段、DNA單鏈及DNA單鏈中的堿基序列如下圖。
若讓c′鏈和b′鏈分別與a鏈混合，根據(jù)結(jié)果可推知：與甲的親緣關(guān)系最近的蠅是乙還是丙？說明理由。
提示：丙。按照堿基互補配對原則可知，甲和丙配對的數(shù)量多于甲和乙，因此甲和丙的親緣關(guān)系最近。
2．生物界中某些生物在生物體層次上不具有統(tǒng)一性，但在細(xì)胞層次上具有統(tǒng)一性，試舉例分析。
提示：動物、植物和真菌的營養(yǎng)方式、生物體結(jié)構(gòu)功能迥然不同，但都是由真核細(xì)胞組成，它們的細(xì)胞結(jié)構(gòu)十分相似，都有細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)等，在細(xì)胞層次上具有統(tǒng)一性。
1．人體血紅蛋白β鏈由146個氨基酸組成，比較短尾猿、狗、鳥、青蛙、七鰓鰻與人體血紅蛋白β鏈的區(qū)別，結(jié)果短尾猿與人血紅蛋白β鏈的差異最小，下列表述錯誤的是( )
A．短尾猿與人類親緣關(guān)系最近
B．該比較為進化提供了分子水平的證據(jù)
C．不同種動物的血紅蛋白運輸氧氣能力不同
D．氨基酸不同與DNA堿基排序沒有關(guān)系
D [短尾猿的血紅蛋白β鏈與人體差異最小，說明二者的親緣關(guān)系最近，A正確；蛋白質(zhì)、DNA等生物大分子為生物進化提供了分子水平的證據(jù)，B正確；根據(jù)“結(jié)構(gòu)決定功能”可知，不同種動物中組成血紅蛋白β鏈的氨基酸存在差異，說明不同種動物的血紅蛋白β鏈的結(jié)構(gòu)也存在差異，由此說明它們的功能(運輸氧氣能力)會略有不同，C正確；根據(jù)基因表達(dá)的過程可知，蛋白質(zhì)中的氨基酸序列由相關(guān)基因(DNA)的堿基序列決定，D錯誤。]
2．下列有關(guān)DNA分子作為生物進化證據(jù)的說法中，錯誤的是( )
A．可以應(yīng)用DNA分子雜交技術(shù)，根據(jù)不同DNA分子間的雜合程度來判斷物種間的親緣關(guān)系
B．不能根據(jù)某生物DNA分子的數(shù)量來判斷物種間的親緣關(guān)系
C．可以根據(jù)DNA分子的堿基序列的相似程度來判斷物種間的親緣關(guān)系
D．可以根據(jù)DNA分子的脫氧核糖核苷酸的數(shù)量和種類來判斷物種間的親緣關(guān)系
D [DNA分子的脫氧核糖核苷酸的種類只有四種，以DNA為遺傳物質(zhì)的生物的DNA分子的脫氧核糖核苷酸的種類都是相同的，所以不能作為判斷物種間親緣關(guān)系的證據(jù)，故選D。]
如圖提供了幾種動物的DNA的堿基序列與人類相比較的數(shù)據(jù)及有關(guān)知識。
通過對幾種動物的DNA的堿基序列與人類相比較的數(shù)據(jù)分析，說明當(dāng)今生物在新陳代謝、DNA的結(jié)構(gòu)與功能等方面具有很多共同特征。
1．哪一種靈長類動物和人類的親緣關(guān)系最近？為什么？(科學(xué)思維)
提示：黑猩猩。因為黑猩猩與人類的DNA的堿基序列有98.2%相同，比另外兩種動物都高，且從與人類開始分歧進化的時間比另外兩種動物都短。
2．為什么人類、黑猩猩和大猩猩能夠產(chǎn)生有著相同或相似氨基酸順序的酶和激素？(科學(xué)思維)
提示：因為黑猩猩、大猩猩和人類DNA的堿基序列有很多相似之處，而基因控制合成蛋白質(zhì)，包括酶和蛋白質(zhì)類激素。
[課堂小結(jié)]
1．屬于生物進化最直接證據(jù)的是( )
A．脊椎動物的前肢的比較
B．胚胎發(fā)育的比較
C．化石分析
D．生理生化比較
C [生物進化最直接證據(jù)是化石分析，C正確。]
2．南京古生物所等在甕安生物群動物胚胎化石的細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)“核狀”結(jié)構(gòu)，下列研究結(jié)果中最能支持該生物群是真核生物的證據(jù)是( )
A．多數(shù)細(xì)胞中只有一個核狀結(jié)構(gòu)
B．未分裂母細(xì)胞中有兩個核狀結(jié)構(gòu)
C．核狀結(jié)構(gòu)位于細(xì)胞中央
D．核狀結(jié)構(gòu)具有膜
D [真核生物具有核膜包被的細(xì)胞核，“核狀”結(jié)構(gòu)具有膜，由此推斷D正確。]
3．一個化石采集隊，在甲、乙、丙三個不同地層中挖掘到許多化石，記錄清單如下：甲地層(恐龍蛋、始祖鳥、龜)；乙地層(三葉蟲、烏賊、珊瑚)；丙地層(馬、象牙、犀牛)。這些地層按照地質(zhì)年代由遠(yuǎn)到近的排列應(yīng)是( )
A．丙、甲、乙B．乙、甲、丙
C．甲、乙、丙D．乙、丙、甲
B [化石在地層中出現(xiàn)的順序是研究生物進化的一個重要方面。甲地層中有恐龍蛋、始祖鳥、龜，因此地質(zhì)年代較近。乙地層中有三葉蟲、烏賊、珊瑚，因此地質(zhì)年代較遠(yuǎn)。丙地層中有馬、象牙、犀牛，因此地質(zhì)年代最近。]
4．人體內(nèi)殘留了哺乳動物體內(nèi)相當(dāng)發(fā)達(dá)的闌尾，這可作為生物進化中哪一方面的證據(jù)( )
A．化石證據(jù)B．比較解剖學(xué)證據(jù)
C．胚胎學(xué)證據(jù)D．生物遺傳方面的證據(jù)
B [人體內(nèi)殘存了哺乳動物體內(nèi)相當(dāng)發(fā)達(dá)的闌尾，屬于比較解剖學(xué)證據(jù)。]
5．科學(xué)家比較各種生物的細(xì)胞色素c(一種蛋白質(zhì))的化學(xué)結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)它們都含有103個肽鍵，但結(jié)構(gòu)有差異，與人類的氨基酸的差異數(shù)目如下表。請據(jù)此回答：
(1)與人親緣關(guān)系最近的是________，最遠(yuǎn)的是________。
(2)本實驗說明氨基酸的差異越小，物種間的______________，氨基酸的差異越大，物種間的____________。
(3)這些生物的細(xì)胞色素c在化學(xué)結(jié)構(gòu)上的相似性說明_____________。
[答案] (1)黑猩猩 酵母菌 (2)親緣關(guān)系越近 親緣關(guān)系越遠(yuǎn) (3)這些生物有著共同的原始祖先
課標(biāo)內(nèi)容要求
核心素養(yǎng)對接
1．嘗試通過化石記錄、比較解剖學(xué)和胚胎學(xué)等事實，說明當(dāng)今生物具有共同的祖先。
2．嘗試通過細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)等知識，說明當(dāng)今生物在新陳代謝、DNA的結(jié)構(gòu)與功能等方面具有許多共同特征。
1．生命觀念：運用結(jié)構(gòu)和功能觀闡明當(dāng)今生物具有共同特征。
2．科學(xué)思維：通過相關(guān)證據(jù)概括與歸納生物具有共同的祖先。
3．社會責(zé)任：基于生物學(xué)事實，宣傳無神論的觀點。
項目
證據(jù)
結(jié)論
比較解剖學(xué)證據(jù)
蝙蝠的翼、鯨的鰭、貓的前肢、人的上肢所在部位和結(jié)構(gòu)組成相似
它們的起源相同，都是由共同的原始祖先進化而來的
胚胎學(xué)證據(jù)
脊椎動物和魚在發(fā)育早期都有鰓裂和尾，隨著發(fā)育的進行，除魚以外，其他動物和人的鰓裂都消失了，人的尾消失了
脊椎動物和人都是由共同的祖先進化而來的，它們之間存在著或遠(yuǎn)或近的親緣關(guān)系；原始祖先生活在水中
細(xì)胞水平的證據(jù)
生物都有能進行代謝、生長和增殖的細(xì)胞，細(xì)胞有共同的物質(zhì)基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)
支持生物由共同的祖先進化而來
分子水平的證據(jù)
不同生物的DNA和蛋白質(zhì)既有共同點，又有差異
生物有共同的祖先；生物不同種類之間親緣關(guān)系的遠(yuǎn)近
知 識 網(wǎng) 絡(luò) 構(gòu) 建
核 心 語 句 背 誦
1．化石是指通過自然作用保存在地層中的古代生物的遺體、遺物或生活痕跡等?；茄芯可镞M化最直接、最重要的證據(jù)。
2．生物的化石在地層里的出現(xiàn)是有一定順序的。在越早形成的地層中出現(xiàn)的生物結(jié)構(gòu)越簡單、越低等，在越晚形成的地層中出現(xiàn)的生物結(jié)構(gòu)越復(fù)雜、越高等。
3．人和其他脊椎動物胚胎發(fā)育過程的相似性說明它們都起源于一個共同的原始祖先；人和其他脊椎動物的共同原始祖先生活在水中。
4．現(xiàn)存生物不但在結(jié)構(gòu)上具有統(tǒng)一性，而且在新陳代謝等方面具有許多共同的特征，說明現(xiàn)存生物都是由共同的祖先進化來的，它們有著或遠(yuǎn)或近的親緣關(guān)系，親緣關(guān)系越近的生物之間，就具有越多的共同特征。
生物名稱
黑猩猩
獼猴
馬
雞
小麥
酵母菌
與人類的氨基
酸的差異數(shù)目
0
1
12
13
35
44

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第1節(jié) 生物有共同祖先的證據(jù)

版本： 人教版 (2019)

年級： 必修2《遺傳與進化》

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