
1831年,亨斯樓推薦22歲達爾文以船長助手身份登上“貝格爾”號參加環(huán)球旅行。這次環(huán)球旅行可以說徹底改變了達爾文的一生,使他在生物學研究上更進了一步。達爾文跟隨“貝格爾號”穿過了大西洋和太平洋,到達了南美洲、澳洲和非洲最南端的好望角。一路上,達爾文沿途考察各地的地質(zhì)、動植物的特性,采集了無數(shù)的標本,并將自己的發(fā)現(xiàn)做了詳細的觀察筆記。經(jīng)過了5年的時間,達爾文游遍了世界大部分地區(qū),終于回到了英國。 在環(huán)球航行的過程中,每個地區(qū)都存在著既相似又不一樣的物種,或者是南美洲和大洋洲的小島環(huán)境相似。但是物種卻不相同。這些發(fā)現(xiàn)讓達爾文更加堅信了研究生物特性的決心。 1842年,達爾文完成了《物種起源》的簡要提綱,經(jīng)過了十幾年的刻苦研究,終于在1859年11月24日在倫敦出版了《物種起源》。
查爾斯·達爾文(1809-1882)英國生物學家,博物學家,進化論的奠基人,19歲進入劍橋大學學習神學,同時學習地質(zhì)學與礦物學;
達爾文在《物種起源》一書中明確提出,地球上的當今生物都是由共同祖先進化來的,人和猿有共同的祖先。這一論斷給當時占統(tǒng)治地位的“神創(chuàng)論”帶來了巨大沖擊,有人在漫畫中把達爾文畫成半人半猴的形象,以此發(fā)泄對達爾文的不滿。直到今天,仍有人對“共同由來學說”“人猿共祖說”持排斥態(tài)度。
達爾文(,1809-1882) 在《物種起源》一書中明確提出,地球上的當今生物都是由共同祖先進化來的,人和猿有共同的祖先。這一論斷給當時占統(tǒng)治地位的“神創(chuàng)論”帶來了巨大沖擊,有人在漫畫中把達爾文畫成半人半猴的形象。以此發(fā)泄對達爾文的不滿。直到今天,仍有人對“共同由來學說”“人猿共祖說”持排斥態(tài)度。
1.反對共同由來學說的人能拿出有說服力的證據(jù)嗎?
2.你能說出什么證據(jù)來支持達爾文的觀點?
化石、同源器官、基因、蛋白質(zhì)等方面的證據(jù)。
不能。反對共同由來學說的人主要包括支持神創(chuàng)論、物種不變論的人,也有人認為,進化論只是一種假說,不是科學事實。反對的人可能會拿出這些說法來進行反駁,但這些都不是有說服力的證據(jù)。
比較解剖學證據(jù)、胚胎學證據(jù)、細胞學和分子生物學的證據(jù)
中國古代神話:女媧造人
西方神話:上帝造人(亞當和夏娃)
現(xiàn)今地球上約有1300萬到1400萬個物種,其中被人類認識并命名的約有200萬種。
有關(guān)生物的由來,說法很多,其中:
中國上古神話傳說之一,創(chuàng)世女神女媧化生萬物,每天至少能創(chuàng)造出七十樣東西,開世造物,因此被稱為大地之母。她是古老相傳的大母神。 相傳女媧以泥土仿照自己摶土造人,創(chuàng)造并構(gòu)建人類社會;又替人類立下了婚姻制度,使青年兩性相互婚配,繁衍后代,因此也被傳為主職姻緣與情愛的皋禖古神。
所有生物物種都是上帝創(chuàng)造的。上帝用泥土造人,在泥坯的鼻中吹入人生命的氣息,就創(chuàng)造出了有靈的活人。上帝給他起名叫亞當。 但那時的亞當是孤獨的,上帝決心為他造一個配偶,便在他沉睡之際取下他一根肋骨,又把肉合起來。上帝用這根肋骨造成了一個女人,取名叫夏娃。不同物種之間沒有親緣關(guān)系。
古希臘神話中,普羅米修斯是泰坦巨神的后代,他用粘土按照自己的身體造出了人類(男人)。 后來宙斯要求火神制造潘多拉,造出了世界上第一個女人。 雅典娜賦予了人類靈魂和神圣的生命。
現(xiàn)在地球上的各種生物不是神創(chuàng)造的,而是由共同的祖先經(jīng)過漫長的時間演變而來的,因此各種生物之間有著或遠或近的親緣關(guān)系。
達爾文的生物進化論主要由兩大學說組成:
指出地球上所有的生物都是由原始的共同的祖先進化來的;不論是動物還是植物,也不論是現(xiàn)存的還是已滅絕的,都具有共同的祖先,均由共同祖先進化和分化而來的。
揭示了生物進化的機制,解釋了適應的形成和物種形成的原因。
支持共同由來學說的證據(jù)有哪些?
一、地層中陳列的證據(jù)--化石
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。
生物有共同祖先的證據(jù)之一
距今 1億4500萬年的中生代,比以往發(fā)現(xiàn)的被子植物早1500萬年,被國際古生物學界認為是迄今最早的被子植物
許多化石都保存在沉積巖中,除此之外,冷卻的溶巖表面的化石足跡也有可能保存下來。而永遠凍結(jié)在地面,例如西伯利亞的永凍土,也可以很好的保存化石。 沉積巖是一種由沉積在河、海、盆地或陸地上的沉積物經(jīng)固結(jié)而形成的巖石,按其成因和物質(zhì)成分可分為礫巖、砂巖、泥巖等。因為組成沉積巖的砂土微粒十分細膩,可以很好地保存化石。
2.化石是研究生物進化最直接、最重要的證據(jù)。
(1)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。
如同樹有著年輪一樣,在哺乳動物的牙槽中,存在著生長輪,由于哺乳動物不像爬行動物一生都會更新牙齒,所以,只需要查看牙槽中的生長輪,就可以得知它們的年齡。
2014年2月,考古學家在馬來西亞發(fā)現(xiàn)一塊恐龍牙齒化石,有類似現(xiàn)代長吻鱷的頜部和牙齒,以魚類為主食。這個牙齒化石應該出現(xiàn)在晚中生代,也就是說早在0.75億到1.45億年前的白堊紀就已經(jīng)存在。
地層中有大量化石的示意圖
越早形成的地層中,生物結(jié)構(gòu)越簡單、越低等
越晚形成的地層中,生物結(jié)構(gòu)越高等
較淺地層化石與現(xiàn)代生物結(jié)構(gòu)比較相似
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; 揭示了生物由簡單到復雜、由低等到高等、由水生到陸生的進化順序。
(2)利用化石可以確定地球上生物進化的順序和方向
3.化石證據(jù)對達爾文的共同由來學說支持
1.右上圖所示資料支持達爾文的共同由來學說嗎?
大部分化石發(fā)現(xiàn)于沉積巖的地層中
支持。不同地層形成年代不同,越早形成的地層中首次出現(xiàn)的生物越低等,生物特征越簡單;越晚形成的地層中首次出現(xiàn)的生物越高等,生物的特征越復雜。例如,21億年前的地層中首次出現(xiàn)單細胞真核生物,7億年前的地層中出現(xiàn)了多細胞生物,這說明多細胞生物出現(xiàn)的時間晚于單細胞真核生物,可判斷多細胞生物是由單細胞真核生物進化來的。
地層就像一本書,化石就是其中的文字,記錄著地球和生物進化的歷史。
2.2009年,我國科學家在遼寧省建昌縣發(fā)現(xiàn)了完整的赫氏近鳥龍化石,其身體骨架與恐龍非常接近,但其骨架周圍有清晰的羽毛印痕,顯示其后肢和尾部都有飛羽;后肢發(fā)達,顯示其善跑不善飛??茖W家認為這一化石為鳥類起源于恐龍的假說提供了有力證據(jù),這是為什么?
3.在東非大裂谷地帶,科學家發(fā)現(xiàn)了許多早期古人類化石,其中有318萬年前的少女露西的骨骼化石,其上肢骨的結(jié)構(gòu)與黑猩猩的相似,適于攀緣,下肢骨與現(xiàn)代人類接近,適于直立行走。這一證據(jù)支持人猿共祖說嗎?
分析:根據(jù)化石證據(jù)可判斷赫氏近鳥龍既具有恐龍的特質(zhì),也有鳥類的特征,屬于恐龍和鳥類的過渡類型,這說明鳥類很可能是由恐龍進化來的。
露西既有智人的特征,也有黑猩猩的特征,說明人和黑猩猩可能由共同的祖先進化而來。都起源于一類森林古猿。
活化石?矛尾魚是唯一現(xiàn)生的總鰭魚類,它的發(fā)現(xiàn)使現(xiàn)今所有陸地上的脊椎動物和水域中的魚類緊密地聯(lián)系到一起,四足類動物由海洋登上陸地的活化石證據(jù)是由矛尾魚鮮活的擺在人們的面前的。
鴨嘴獸是最原始的哺乳動物之一,它是未完全進化的哺乳動物,種類極少,同屬之中只有鴨嘴獸一種動物,也是最低等的哺乳動物之一。它是把哺乳動物和爬行動物之間的進化關(guān)系聯(lián)系起來的“橋梁”,可以證明哺乳動物起源于爬行動物。
可以佐證生物是由共同祖先進化而來的
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)。
(一)比較解剖學----當今生物體上進化的印跡
對各類脊椎動物的器官和系統(tǒng)進行解剖和比較研究的科學。
二、當今生物體上進化的印跡——其他方面的證據(jù)
生物有共同祖先的證據(jù)之二
1.觀察右圖,這四種前(上)肢骨骼是否都有肱骨、橈骨、尺骨、腕骨、掌骨和指骨?其種類一致嗎?
3.這四種前(上)肢骨骼的功能迥異,外形差別也很大,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)模式為什么如此一致?
這四種動物前(上肢)骨骼的種類一致、排列順序也一致、內(nèi)部結(jié)構(gòu)模式具有一致性。說明這四種前(上)肢骨骼有相同的起源,說明它們(四種動物)可能是由共同的祖先進化來的。在漫長的進化過程中,因為適應不同的環(huán)境,逐漸出現(xiàn)了形態(tài)和功能的不同。
它們都有肱骨、橈骨、尺骨、腕骨、掌骨和指骨。骨骼種類具有一致性。
它們骨骼的內(nèi)部結(jié)構(gòu)模式具有一致性。
2.從上到下看這四種前(上)肢骨骼,這些骨的排列順序一致嗎?
它們骨骼的排列順序具有一致性。
4.人與蝙蝠、鯨和貓的骨骼結(jié)構(gòu)還有哪些共同點?哺乳動物和魚在骨骼結(jié)構(gòu)上有哪些共同點?這是否支持現(xiàn)有的脊椎動物有著共同的原始祖先?
人與蝙蝠、鯨、貓的骨骼結(jié)構(gòu)十分發(fā)達,脊柱、肋骨、胸骨等形成支架起到支撐身體、保護內(nèi)部器官的作用;頭骨骨塊減少或愈合,使頭骨堅硬,起到保護作用,等等。 哺乳動物和魚都具有頭骨、脊柱、肋骨及附肢骨骼等。此外,一些具體的骨也有共同點,如哺乳類中耳的3塊聽小骨鐙骨、砧骨、錘骨分別與魚類的舌頜骨、方骨、關(guān)節(jié)骨有共同的起源。 說明不同類群動物的骨骼結(jié)構(gòu)具有許多共同點,支持現(xiàn)有的脊椎動物有著原始的共同祖先。
胚胎學:研究動植物胚胎的形成和發(fā)育過程的學科。
比較不同動物以及人的胚胎發(fā)育過程,發(fā)現(xiàn)脊椎動物的胚胎在發(fā)育早期都有彼此相似的階段。人和魚、龜、雞之間在胚胎發(fā)育初期都有鰓裂和尾,隨著發(fā)育的進行,到了發(fā)育的晚期,除魚外,人和其它動物的鰓裂都消失了,人的尾也消失了。
結(jié)論:人類和其它脊椎動物之間存在著親緣關(guān)系,它們有共同的原始祖先;人和其他脊椎動物的共同祖先生活在水中。
生物有共同祖先的證據(jù)之三
生物有共同祖先的證據(jù)之四
(三)細胞和分子水平的證據(jù)
在光學顯微鏡水平上研究細胞的化學組成、形態(tài)、結(jié)構(gòu)及功能的學科。
從分子水平研究生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能從而闡明生命現(xiàn)象本質(zhì)的科學。
從細胞和分子水平看當今生物的共同特征
請根據(jù)所學知識,結(jié)合以下資料,討論有關(guān)問題:
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。
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%。
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2000萬年才發(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。
3.人和類人猿在DNA堿基序列或基因組方面高度接近說明了什么?
都有呼吸作用,代謝中的酶類非常相似,都有相同的能量“貨幣”—ATP,綠色植物能進行光合作用等。
說明人和猩猩、長臂猿、黑猩猩等類人猿可能有共同的祖先。
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?
2.舉例說出當今生物的細胞在代謝上的共同點。
都有細胞壁、細胞膜、細胞質(zhì)、核糖體和DNA。地球上現(xiàn)存的古細菌與最古老的古細菌有相同的細胞結(jié)構(gòu)模式,說明古細菌和當今生物的細胞可能有共同祖先。
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?
人和其他生物的細胞中普遍含有細胞色素c,說明這些生物都有共同的祖先。細胞色素c的氨基酸序列差異的大小揭示了不同生物之間親緣關(guān)系的遠近,差異越小,表示親緣關(guān)系越近。
從細胞和分子水平看,當今生物有許多共同的特征: (1)都有能進行新陳代謝、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。 (2)不同生物的DNA和蛋白質(zhì)等生物大分子的共同點,提示人們當今生物有著共同的原始祖先。
化石為研究生物進化提供了直接的證據(jù),比較解剖學和胚胎學以及細胞和分子水平的研究,都給生物進化論提供了有力的支持,這些證據(jù)互為補充、相互印證,有力地支持了達爾文的共同由來學說。
細胞生物學和分子生物學的研究卻表明,看似截然不同的當今生物之間也有很多相似之處。
不同生物之間也存在著一定的差異:其差異的大小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。
豐富多樣的生物界具有統(tǒng)一性,生物來自共同祖先。
[解析] 鯨、龜、蝙蝠等動物的前肢骨骼屬于同源器官,不是痕跡器官,B錯誤。
2.在沒有被破壞的地層中有關(guān)化石的分布情況,下列說法中不正確的是( ) A.古老地層中的生物化石簡單,低等 B.新近地層中的生物化石復雜,高等 C.在極古老的地層中也可以找到高等生物化石 D.在新近地層中也可以找到低等生物化石
3.下列關(guān)于生物進化證據(jù)的敘述,錯誤的是(????) A.化石是研究生物進化最直接、最有力的證據(jù) B.在地質(zhì)年代較晚近的地層中不可能找到低等生物的化石 C.蝙蝠的翼和人的上肢的結(jié)構(gòu)相似說明它們是由共同祖先演化而來的 D.不同生物的DNA序列和蛋白質(zhì)中氨基酸序列的相似度能反映親緣關(guān)系的遠近
4.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,由此確定它們親緣關(guān)系的遠近。這屬于生物進化的 ( ?。? A.胚胎學證據(jù) B.細胞和分子水平證據(jù) C. 比較解剖學證據(jù) D.古生物化石證據(jù)
5.某一化石采集隊,在甲、乙、丙三個不同地層內(nèi)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(馬、象牙、犀牛),丙地層(三葉蟲、烏賊、珊瑚)。這些地層按地質(zhì)年代由遠到近排列應是 ( )丙、甲、乙 B. 乙、甲、丙 C. 甲、乙、丙 D. 乙、丙、甲
1.關(guān)于生物的進化,只能靠運用證據(jù)和邏輯來推測。判斷以下有關(guān)生物進化證據(jù)和結(jié)論的說法是否合理。(1)通過化石可以了解已經(jīng)絕滅的生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)特點,推測其行為特點。( )(2)人和魚的胚胎發(fā)育經(jīng)歷了有鰓裂及有尾的階段,這可以用人與魚有共同祖先來解釋。( )(3)比較解剖學發(fā)現(xiàn),不同種類的哺乳動物的前肢在形態(tài)上差別很大,這說明這些哺乳動物不是由共同祖先進化來的。( )
練習與應用 P104
2.生物進化的證據(jù)是多方面的,其中能作為直接證據(jù)的是( ) A.化石證據(jù) B.胚胎學證據(jù) C.比較解剖學證據(jù) D.分子生物學證據(jù)3.生物都有共同的祖先,下列各項不能作為支持這一論點的證據(jù)的是( )A.所有生物共用一套遺傳密碼 B.所有生物都由ATP直接供能 C.各種生物的細胞具有基本相同的結(jié)構(gòu)D.所有生物的生命活動都是靠能量驅(qū)動的
1.如果有人堅持認為生物是自古以來就如此的,你認為能夠反駁他的最有效的證據(jù)是什么?為什么?當你提供了你認為最有效的證據(jù)后,他還可能如何辯解?你又如何進一步反駁?
可以舉出本節(jié)教材中的各種證據(jù),如不同地質(zhì)年代中相繼出現(xiàn)的生物類群。已經(jīng)滅絕的物種,物種大爆發(fā)事件,地殼劇烈運動、氣候劇烈變化和小行星碰撞地球等事件對生物的影響,也可以引用達爾文論證生物進化時列舉的大量證據(jù),如在加拉帕戈斯群島所發(fā)現(xiàn)的大量物種形成的事實。需要從所選擇的證據(jù)出發(fā),厘清與所反駁的觀點之間的邏輯關(guān)系,進行有針對性的論述。
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