
第六章 生物的進化1 生物有共同祖先的證據(jù)①了解生物進化的證據(jù)。②了解拉馬克的進化學說。③結(jié)合具體實例理解達爾文自然選擇學說的基本觀點。④理解種群的基因庫,并學會相關(guān)計算。⑤理解生物變異與生物進化的關(guān)系,以及生物進化的實質(zhì)。⑥理解物種的概念,以及隔離和物種間的關(guān)系。⑦結(jié)合具體實例理解協(xié)同進化和生物多樣性的含義。4個重點:①達爾文的自然選擇學說;②生物進化的實質(zhì)以及其與生物變異的關(guān)系;③基因庫的概念以及基因頻率的計算;④物種形成與隔離間的關(guān)系。2個難點:①基因頻率的計算;②物種形成的一般模式。5個考點:①達爾文的自然選擇學說;②基因庫的概念;③有關(guān)基因頻率的計算;④生物進化的實質(zhì);⑤物種及其形成模式。1 生物有共同祖先的證據(jù)課前· 新知導學達爾文的進化理論共同由來提示:不是。達爾文是最早提出生物進化觀點的科學家嗎? 根據(jù)達爾文的進化學說,長頸鹿的頸和腿之所以特別長,是由于 ( )A.為了攝食樹葉,頸和腿不斷伸長,代代相傳,愈伸愈長B.長頸、長腿者比短頸、短腿者有較佳的生存機會C.長頸、長腿者影響了遺傳基因D.基因控制的性狀在表達時受到環(huán)境的影響【答案】B 【解析】如圖。1.化石的概念:指通過________保存在________中的古代生物的______________________________等,是研究________最直接、最重要的證據(jù)。2.化石科學價值(1)利用化石可以確定地球上曾經(jīng)生活過的生物的________________ __________等特征。因此,化石是研究生物進化最直接、最重要的證據(jù)。(2)化石證實了生物是由______________________經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代逐漸進化而來,而且還揭示出生物由簡單到________、由低等到________、由水生到________的進化順序。地層中陳列的證據(jù)——化石自然作用 地層 遺體、遺物或生活痕跡 生物進化 種類及其形態(tài)、結(jié)構(gòu)、行為原始的共同祖先 復(fù)雜 高等 陸生3.生物化石在地殼中的分布規(guī)律: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________、越________,在越晚形成的地層中出現(xiàn)的生物結(jié)構(gòu)越________、越________。4.意義:(1)證實了生物是由_________________ 經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代逐漸進化而來的。(2)揭示出生物由簡單到復(fù)雜、_____________、由水生到陸生的進化順序。簡單 低等 復(fù)雜 高等原始的共同祖先由低等到高等提示:越深。越早出現(xiàn)的生物形成的化石在地層中越淺還是越深? 如圖所示為一個從未受到破壞的深積巖層的順序,圖中表明其中一層含有化石A,而另一層含有化石 B,據(jù)圖示說明 ( )A.物種A出現(xiàn)在物種B之前B.物種A比物種B復(fù)雜、高等C.物種A比物種B簡單、低等D.物種A是由物種B進化而來【答案】B 【解析】從化石在巖層中的分布深淺可知,物種A比物種B高等、復(fù)雜。1.比較解剖學證據(jù):蝙蝠的________、鯨的________、貓的________和人的________功能不同,但都具有相似的結(jié)構(gòu)。2.胚胎學證據(jù):脊椎動物在胚胎發(fā)育_______具有彼此相似的階段。3.細胞和分子水平的證據(jù)(1)當今生物的細胞和古細菌在結(jié)構(gòu)上都具有________、________、________和________。(2)不同生物的DNA差異不大,親緣關(guān)系越近的生物其堿基序列或基因組差距越小。(3)親緣關(guān)系越近的生物,其細胞色素c的氨基酸序列差異________。當今生物體上進化的印跡——其他方面的證據(jù)翼 鰭 前肢 上肢早期細胞膜 細胞質(zhì) 核糖體 DNA 越小 判斷下列敘述的正誤。(1)細胞生物具有多樣性,但都具有進行生長和增殖的細胞。( )(2)細胞具有共同的物質(zhì)基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ),這說明生物有共同的祖先。 ( )(3)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。 ( )(4)當今生物體上進化的印跡,相互獨立,單獨證明了生物是由共同祖先進化來的。 ( )(5)所有生物共用一套遺傳密碼,支持生物有共同的祖先的說法。 ( )【答案】(1)√ (2)√ (3)× (4)× (5)√課堂 · 素養(yǎng)初培1.化石在研究生物進化中的應(yīng)用地層中陳列的證據(jù)——化石[知識歸納]2.理解“化石是研究生物進化最直接的證據(jù)” 通過研究化石及其在地層中出現(xiàn)的先后順序,人們能夠比較直觀地了解生物進化的大致歷程和規(guī)律,因此化石是研究生物進化的直接證據(jù)。 3.化石在地層里的分布規(guī)律 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。 結(jié)合教材P101圖6-2“地層中有大量化石的示意圖”及“思考·討論”,討論解決下列問題。 1.為什么說化石是研究生物進化的最直接、最重要的證據(jù)?提示:地層形成有早晚,生物進化有先后。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,例如從動物的牙齒化石可推測它們的飲食情況,從動物的骨骼化石推測其體型大小和運動方式,從植物化石可推測它們的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和分類地位等。因此化石是研究生物進化的最直接、最重要的證據(jù)。2.大部分化石發(fā)現(xiàn)于沉積巖的地層中,各類生物化石在地層中的出現(xiàn)有什么規(guī)律?由此說明什么問題? 提示:各類生物化石在地層中按照一定順序出現(xiàn)。越是古老地層中發(fā)掘的生物化石結(jié)構(gòu)越簡單、低等,越是晚期地層中發(fā)掘的生物化石結(jié)構(gòu)越復(fù)雜、高等。各類生物化石在地層中按照一定順序出現(xiàn)的事實證明現(xiàn)代各種各樣的生物是經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代逐漸進化來的,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。3.化石證據(jù)是否支持共同由來學說?請結(jié)合教材P101“思考·討論”中提供的資料分析說明。提示:化石證據(jù)支持共同由來學說。赫氏近鳥龍化石顯示其身體的骨架與恐龍非常接近,但其骨架周圍有清晰的羽毛印痕,后肢發(fā)達,說明鳥類起源于恐龍;東非大裂谷地帶發(fā)現(xiàn)的少女露西的骨骼化石,其上肢骨的結(jié)構(gòu)與黑猩猩相似,下肢骨與現(xiàn)代人類接近,說明現(xiàn)代人類與類人猿由共同祖先進化而來。 4.地質(zhì)工作人員在A、B、C三個不同的地層內(nèi)發(fā)掘到許多化石。在A層中發(fā)掘出恐龍蛋、始祖鳥、龜?shù)然?;在B層中發(fā)掘出馬、象牙、犀牛等化石;在C層中發(fā)掘出三葉蟲、珊瑚、烏賊等化石。請將這些地層按年代由遠到近的順序排列并陳述理由。 提示:C→A→B。在越古老的地層中,挖掘出的化石生物結(jié)構(gòu)越簡單,分類地位越低等;在距今越近的地層中,挖掘出的化石生物結(jié)構(gòu)越復(fù)雜,分類地位越高等。[對點精練]1.生物的遺體、遺物或生活痕跡,由于某種原因被埋藏在地層中,經(jīng)過若干萬年的復(fù)雜變化形成化石。下列關(guān)于化石的敘述,正確的是 ( )A.所有的古生物都能形成化石B.一般而言,在越古老地層中形成化石的生物越高等C.生物化石和比較解剖學為研究生物進化提供了重要證據(jù)D.一般而言,在越淺的地層中形成化石的生物越簡單【答案】C 【解析】生物進化的證據(jù)包括生物化石及比較解剖學證據(jù)。2.2011年古生物學家發(fā)現(xiàn)了最早的馴養(yǎng)狗化石,距今大約有3.3萬年歷史。該化石與現(xiàn)代格陵蘭薩摩犬在形態(tài)大小上最為接近,而與狼在牙齒特征上特別相近。下列敘述正確的是 ( )A.現(xiàn)代格陵蘭薩摩犬與狼的基因庫沒有差異B.狼的存在不利于增加食草動物的多樣性C.新物種的形成都要經(jīng)歷漫長的進化歷程D.了解這一進化歷程的主要依據(jù)是化石【答案】D 【解析】從題意可知,通過化石可以了解狼和狗在進化上的關(guān)系,化石是生物進化的重要證據(jù)之一。1.對人的上肢、貓的前肢、鯨的鰭和蝙蝠的翼在結(jié)構(gòu)上相似性的分析(1)人的上肢、貓的前肢、鯨的鰭和蝙蝠的翼,從外形來看,這些器官很不同,但是比較它們的內(nèi)部結(jié)構(gòu),卻基本上一致,它們都由肱骨、橈骨、尺骨、腕骨、掌骨和指骨組成。排列的方式也基本一致。它們屬于同源器官,這些器官只是在進化過程中,由于它們生活環(huán)境的不同,為適應(yīng)不同的生活環(huán)境,逐漸出現(xiàn)了形態(tài)和功能上的差異。(2)從這些器官結(jié)構(gòu)上的相似性可以說明這些生物都是由共同的原始祖先進化而來的。當今生物體上進化的印跡——其他方面的證據(jù)[知識歸納]2.比較人、魚、龜和雞胚胎發(fā)育的相似性人、魚、龜和雞胚胎發(fā)育的相同或相似說明高等脊椎動物是從古代的某些低等脊椎動物進化而來的。也就是說,脊椎動物和人都是由共同的古代原始祖先進化而來的。所以它們的胚胎在發(fā)育初期十分相似。古代脊椎動物共同的原始祖先生活在水中,所以陸生脊椎動物和人在胚胎發(fā)育過程中會出現(xiàn)鰓裂。人是從有尾的動物進化而來的,所以在胚胎發(fā)育的過程中會出現(xiàn)很明顯的尾。3.生物進化的幾種證據(jù)的比較如圖分別為人和其他脊椎動物不同時期胚胎的比較,以及人的上肢和其他動物的前肢骨骼的比較,獨立思考:1.根據(jù)圖1可以看出,人和其他脊椎動物在胚胎發(fā)育初期,不僅外形像魚,而且在結(jié)構(gòu)上都有鰓裂和尾,這說明了什么?到了胚胎發(fā)育晚期,除魚之外,人和其他脊椎動物的鰓裂都消失了,人的尾也消失了,這又說明了什么?提示:在初期,形態(tài)和結(jié)構(gòu)組成方面相同,這說明這些生物是由共同原始祖先進化而來的;在晚期,形態(tài)方面不一樣,又說明這些生物在不同的環(huán)境中向著不同方向進化。2.根據(jù)圖2觀察,人的上肢、貓的前肢、鯨的胸鰭和蝙蝠的翼,它們在結(jié)構(gòu)組成方面相同嗎,這說明了什么?它們在形態(tài)方面一樣嗎,這又說明了什么?提示:相同,這說明這些生物都起源于一個共同的原始祖先,并且它們的共同原始祖先活在水中。不同,這些器官在進化過程中,由于它們生活環(huán)境的不同,為適應(yīng)不同的生活環(huán)境,逐漸出現(xiàn)了形態(tài)和功能上的不同。[對點精練]1.用哪種方法尋找生物進化的證據(jù)時需要測定遺傳物質(zhì)中的堿基序列 ( )A.家兔的抗血清實驗B.比較猩猩、恒河猴、兔和人類的基因序列C.比較多種生物的蛋白質(zhì)D.比較DNA【答案】B 【解析】比較基因序列需要先對基因的堿基序列進行測定,其他幾項不需測定堿基序列。2.下列有關(guān)生物進化證據(jù)的敘述,錯誤的是 ( )A.黑猩猩與大猩猩相比,黑猩猩的血清與家兔抗血清反應(yīng)更強烈,說明黑猩猩與人類親緣關(guān)系更近B.科學家根據(jù)血紅蛋白α鏈中氨基酸組成上的差異,推測鯉魚→馬→人的蛋白質(zhì)分子進化速率,從而為生物進化提供分子生物學證據(jù)C.通過對比不同物種的基因序列,可推斷不同物種的進化關(guān)系D.生物進化的證據(jù)只有免疫學證據(jù)和分子生物學證據(jù)【答案】D 【解析】生物進化除得到免疫學證據(jù)、分子生物學證據(jù)外,還得到了化石記錄、比較解剖學、比較胚胎學等方面的證據(jù)支持。1.細胞學證據(jù)(1)證據(jù)①都有能進行代謝、生長和增殖的細胞。②細胞有共同的物質(zhì)基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。(2)結(jié)論現(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,它們有著或遠或近的親緣關(guān)系,親緣關(guān)系越近的生物之間,具有越多的共同特征。從細胞和分子水平看當今生物的共同特征[知識歸納]2.分子生物學證據(jù)(1)證據(jù):不同生物的DNA和蛋白質(zhì)等生物大分子具有共同點。(2)結(jié)論:當今生物有著共同的原始祖先,不同生物的DNA和蛋白質(zhì)等生物大分子差異的大小則揭示了當今生物種類親緣關(guān)系的遠近,以及在進化史上出現(xiàn)的順序。請根據(jù)所學知識,結(jié)合以下資料,討論有關(guān)問題。資料1 已知最古老的化石是大約35億年前的古細菌化石?,F(xiàn)在,在海洋、湖泊、土壤等環(huán)境中還能發(fā)現(xiàn)古細菌,這些古細菌都有細胞壁、細胞膜、細胞質(zhì)、核糖體和DNA。資料2 人與猩猩和長臂猿的某段同源DNA的差異分別為2.4%、5.3%。人與黑猩猩基因組的差異只有3%。資料3 細胞色素c是細胞中普遍含有的一種蛋白質(zhì),約有104個氨基酸,據(jù)測算,它的氨基酸序列每2 000萬年才發(fā)生1%的改變。不同生物與人的細胞色素c氨基酸序列的差異如下表所示。討論:1.當今生物的細胞在結(jié)構(gòu)上與古細菌有哪些共同點?這說明了什么?提示:當今生物的細胞在結(jié)構(gòu)上與古細菌都有細胞膜、細胞質(zhì)、核糖體和DNA。這說明了當今生物與古細菌有一定的親緣關(guān)系。2.舉例說出當今生物的細胞在代謝上的共同點。提示:都有呼吸作用,代謝中的酶非常相似;都有相同的能量貨幣ATP;綠色植物能進行光合作用等。3.人和類人猿在DNA的堿基序列或基因組方面高度接近說明了什么?提示:人和類人猿在DNA的堿基序列或基因組方面高度接近,說明了人和類人猿的親緣關(guān)系很近。4.關(guān)于人與其他生物的親緣關(guān)系,從細胞色素c的相關(guān)資料可以得出什么結(jié)論?這些數(shù)據(jù)是否支持生物有著共同的起源?提示:通過比較細胞色素c氨基酸序列的差異,發(fā)現(xiàn)人與黑猩猩氨基酸差異最小,與雞的差異大一些,與果蠅、酵母菌的差異更大。這些數(shù)據(jù)支持生物有著共同的起源。[對點精練]1.將各種生物的遺傳密碼進行比較分析,發(fā)現(xiàn)它們的遺傳密碼是相同的,這是進化學說在哪方面的證據(jù) ( )A.比較解剖學B.胚胎學C.分子生物學D.不是進化上的證據(jù)【答案】C 【解析】比較解剖學強調(diào)比較不同生物的器官、系統(tǒng)的形態(tài)和結(jié)構(gòu)特點,胚胎學強調(diào)比較不同動物以及人的胚胎發(fā)育過程,分子生物學強調(diào)分子水平上的研究。遺傳密碼存在于mRNA上,研究的是分子水平,所以屬于分子生物學證據(jù)。2.下列不屬于生物進化的細胞學證據(jù)的是 ( )A.無論原核細胞還是真核細胞都有細胞膜B.無論有氧呼吸還是無氧呼吸都能產(chǎn)生ATPC.葉肉細胞內(nèi)都有與光合作用有關(guān)的色素和酶D.個別人有與兔子相似的唇裂,說明人與兔子有共同的祖先【答案】D 【解析】真核細胞和原核細胞都有細胞膜;有氧呼吸和無氧呼吸兩種方式都可以產(chǎn)生ATP;葉肉細胞中有葉綠體,葉綠體中含有與光合作用有關(guān)的色素和酶;人的唇裂是多基因遺傳病,不是生物進化的細胞學證據(jù),故答案選D。課堂·延伸提分 易錯易混1:科學思維——用“模型法”解釋生物之間的親緣關(guān)系情境:科學家通過測定人類、黑猩猩、大猩猩、猩猩等DNA的堿基序列,并進行堿基序列對比發(fā)現(xiàn):人類與黑猩猩的相似度為98.2%,與大猩猩的相似度為97.7%,與猩猩的相似度為96.3%。科學家根據(jù)數(shù)據(jù)繪制如下模型圖:探究:(1)從圖中數(shù)據(jù)可以看出,哪一種靈長類動物和人類的親緣關(guān)系最近?提示:黑猩猩。(2)人類、黑猩猩和大猩猩能夠產(chǎn)生有相同或相似氨基酸序列的酶和激素嗎?解釋原因。提示:能。DNA的堿基序列相似度較大,具有相同或相似的基因,能夠產(chǎn)生有相同或相似氨基酸序列的酶和激素。 易錯易混2:各種生物進化證據(jù)的作用(1)從細胞和分子水平看,當今生物有許多共同的特征,比如都有能進行代謝、生長和增殖的細胞,細胞有共同的物質(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。不同生物的DNA和蛋白質(zhì)等生物大分子的共同點,提示人們當今生物有著共同的原始祖先,其差異的大小則揭示了當今生物種類親緣關(guān)系的遠近,以及它們在進化史上出現(xiàn)的順序。(2)化石為研究生物進化提供了直接的證據(jù),比較解剖學、胚胎學以及細胞和分子水平的研究,都為生物進化論提供了有力的支持。這些證據(jù)有力地支持了達爾文的共同由來學說。例 科學家測定了某保護區(qū)MG、CE、DP、DW四種鳥類的ALX1基因的核苷酸序列,由此判斷它們的親緣關(guān)系。這屬于進化的( )A.胚胎學證據(jù)B.細胞和分子水平的證據(jù)C.比較解剖學證據(jù)D.古生物化石證據(jù)【答案】B 【解析】測定某四種鳥類的ALX1基因的核苷酸序列,是細胞和分子水平的證據(jù)。小練 · 素養(yǎng)達成1.下列屬于生物進化古生物學證據(jù)的是 ( )A.同源器官的比較 B.胚胎發(fā)育的比較C.化石分析 D.生理生化比較【答案】C 【解析】同源器官的比較是比較解剖學的證據(jù),A錯誤;胚胎發(fā)育的比較屬于胚胎學的證據(jù),B錯誤;化石分析是古生物學證據(jù),C正確;生理生化比較是生理學證據(jù),D錯誤。2.根據(jù)生命系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次理論,推測地球上發(fā)現(xiàn)的最早的生命化石是 ( )A.單細胞細菌 B.多細胞水螅C.低等多細胞藻類植物 D.高等多細胞被子植物【答案】A 【解析】生命系統(tǒng)的最基本的結(jié)構(gòu)層次是細胞,最原始的生命也是具細胞結(jié)構(gòu)的生物,A正確。3.魚、蠑螈、龜、雞、豬、牛、兔這七種脊椎動物和人的早期胚胎都有鰓裂和尾,這說明 ( )A.它們的胚胎相似B.脊椎動物和人都是由古代原始的有鰓有尾的共同祖先進化來的C.它們的早期胚胎都有游泳能力D.脊椎動物和人的早期胚胎都是用鰓呼吸【答案】B 【解析】魚類、兩棲類、爬行類、鳥類、哺乳類和人,彼此間的區(qū)別十分顯著,但是它們的胚胎在發(fā)育初期都很相似,那就是都有鰓裂和尾,頭部較大,身體彎曲,彼此并不容易區(qū)分,到了發(fā)育晚期,除魚以外,其他動物和人的鰓裂都消失了,人的尾也消失了,這種現(xiàn)象說明了高等脊椎動物是從某些古代的低等動物進化來的,所以在生物的個體發(fā)育過程中迅速重演了它們祖先的主要發(fā)育階段,例如:古代脊椎動物原始的共同祖先生活在水中,所以陸生脊椎動物和人在胚胎發(fā)育過程中出現(xiàn)了鰓裂等,因此魚、蠑螈、龜、雞、豬、牛、兔7種脊椎動物和人的早期胚胎都有鰓裂和尾,這說明脊椎動物和人都是由古代原始的有鰓有尾的共同原始祖先進化來的,故選B。4.除下列哪項外,其余都可以為生物進化提供證據(jù) ( )A.古生物學 B.比較解剖學C.胚胎學 D.生態(tài)學【答案】D 【解析】古生物學可以為生物進化提供化石等證據(jù);比較解剖學和胚胎學也可以為生物進化提供生物形態(tài)、結(jié)構(gòu)和發(fā)育方面的證據(jù),故選D。5.1861年,在德國發(fā)現(xiàn)的什么化石是爬行類進化成鳥類的典型證據(jù) ( )A.始祖鳥 B.孔子鳥C.遼西鳥 D.恐龍【答案】A 【解析】1861年,在德國發(fā)現(xiàn)的始祖鳥化石是爬行類進化成鳥類的典型證據(jù),A正確。6.生物的進化經(jīng)歷了漫長的時期,以下哪種說法不能正確描述生物進化的趨勢 ( )A.從簡單到復(fù)雜 B.從低等到高等C.從水生到陸生 D.從地下到地面【答案】D 【解析】生物進化的趨勢只包括從簡單到復(fù)雜、從低等到高等、從水生到陸生三個方面。7.下列有關(guān)生物進化的敘述中,不正確的是 ( )A.始祖鳥可以證明鳥類與爬行類之間存在一定的親緣關(guān)系B.原始大氣中有氫、甲烷等氣體,但不存在氧氣C.現(xiàn)代人類是由黑猩猩經(jīng)長期自然選擇的過程進化而來的D.生物進化的總趨勢是由簡單到復(fù)雜、由低等到高等、由水生到陸生【答案】C 【解析】現(xiàn)代人類和黑猩猩有共同的祖先。| 課后提能集訓|
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