目 標(biāo) 素 養(yǎng)1.通過對化石、比較解剖學(xué)和胚胎學(xué)證據(jù)進(jìn)行比較、分析、歸納和概括,說明當(dāng)今生物具有共同的祖先。2.概述當(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,從細(xì)胞和分子水平佐證當(dāng)今生物具有共同的祖先。3.基于對豐富多樣的生物具有共同祖先的認(rèn)識,認(rèn)同生物的統(tǒng)一性,摒棄人類中心主義的觀點。
一、達(dá)爾文的生物進(jìn)化理論
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(jìn)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.化石4.意義(1)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(jìn)化而來的。(2)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(jìn)化順序。
微思考1根據(jù)化石出現(xiàn)的地層判斷,越早形成生物化石的地層是越淺還是越深?提示:越早形成生物化石的地層越深。
微判斷1化石是研究生物進(jìn)化最直接的證據(jù)。判斷下列相關(guān)表述是否正確。(1)生物的遺體、遺物或生活痕跡叫作化石。(　　)(2)通過化石可以了解已絕滅生物的形態(tài)、結(jié)構(gòu)特點,并推測其行為特點。(　　)(3)古老地層中沒有復(fù)雜生物的化石,而新近地層中可能有簡單生物的化石。(　　)(4)通過化石的研究可以證明地球上的各種生物之間有一定的親緣關(guān)系。(　　)
(5)現(xiàn)在的各種生物是經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代進(jìn)化而來的。(　　)
三、當(dāng)今生物體上進(jìn)化的印跡——其他方面的證據(jù)1.其他方面證據(jù)的比較
2.總結(jié)化石為研究生物進(jìn)化提供了直接的證據(jù),比較解剖學(xué)和胚胎學(xué)以及細(xì)胞和分子水平的研究,都給生物進(jìn)化論提供了有力的支持。這些證據(jù)互為補(bǔ)充、相互印證,有力地支持了達(dá)爾文的共同由來學(xué)說,進(jìn)而為解釋適應(yīng)和物種的形成提供了堅實的基礎(chǔ)。
微思考2人的上肢、貓的前肢、鯨的鰭和蝙蝠的翼,外形差別很大,功能也各不相同,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)為什么如此相似?提示:這些生物具有原始的共同祖先,只是由于它們的生活環(huán)境不同,這些器官在進(jìn)化過程中,逐漸出現(xiàn)了形態(tài)和功能上的不同,以適應(yīng)不同的生活環(huán)境。
微判斷2基于比較解剖學(xué)、胚胎學(xué)以及細(xì)胞和分子水平的證據(jù),判斷下列表述是否正確。(1)蝙蝠的翼與人的手是同源器官,說明兩者存在親緣關(guān)系。(　　)(2)具有同源器官的哺乳動物是由共同祖先進(jìn)化來的。(　　)(3)人和魚的胚胎發(fā)育經(jīng)歷了有鰓裂及有尾的階段,說明人和魚具有共同的祖先。(　　)(4)有共同祖先的生物個體在形態(tài)結(jié)構(gòu)上沒有差異。(　　)
(5)親緣關(guān)系越近的生物,在細(xì)胞代謝方面的共同特征就越多。(　　)(6)通過對比不同物種的基因序列,可推斷不同物種的進(jìn)化關(guān)系。(　　)(7)DNA中的堿基序列相似程度越大,生物的親緣關(guān)系可能越近。(　　)
一 地層中陳列的證據(jù)——化石問題探究研究人員在1.5億年前的沉積巖中發(fā)現(xiàn)了已絕滅的劍尾動物的化石。研究人員對每個個體背甲的長/寬(用S表示)進(jìn)行了測定。測定結(jié)果(該種動物S值的分布)表示成下圖所示的p曲線。研究人員在1億年前的沉積巖中,又在三個不同地點發(fā)現(xiàn)了三個不同的劍尾動物群體的化石,曲線a、b、c分別表示三個群體的S值的分布情況。請根據(jù)相關(guān)信息,討論下列問題。
1.劍尾動物已經(jīng)絕滅了1億年,科學(xué)家是如何來研究劍尾動物的呢?提示:科學(xué)家通過研究劍尾動物的化石來研究劍尾動物,化石是研究生物進(jìn)化最直接、最重要的證據(jù)。2.研究人員在1億年前的沉積巖中,在三個不同地點發(fā)現(xiàn)了三個不同的劍尾動物群體的化石,據(jù)此可得出什么結(jié)論?提示:三個不同的劍尾動物群體是同時出現(xiàn)的。
3.據(jù)圖分析,三個不同的群體中哪個群體當(dāng)時生存的環(huán)境是較為復(fù)雜的?請說明理由。提示:曲線c所代表的群體。該群體的S值出現(xiàn)了不同方向的變化。
歸納總結(jié)1.化石的種類(1)遺體化石:將古生物遺體本身幾乎全部或部分保存下來的化石。(2)遺跡化石:將古生物活動或存在過的痕跡保存下來的化石,其中最主要的是足跡。(3)遺物化石:將古動物的糞便、卵(蛋)以及人類祖先使用的工具等保存下來的化石。
2.化石在研究生物進(jìn)化中的應(yīng)用
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。
典例剖析【例1】 化石能證明生物的進(jìn)化,根本原因是(　　)A.化石是保存在地層中的古代生物的遺體、遺物或生活痕跡等B.地殼巖石的形成有一定的順序C.各類生物化石在地層中的出現(xiàn)有一定的順序D.化石是古生物學(xué)研究的對象答案:C
解析:化石在地層中出現(xiàn)的順序是人們研究生物進(jìn)化的一個重要方面,不同生物化石的出現(xiàn)和地層的形成有著平行的關(guān)系,也就是說,在越古老的地層中,挖掘出的化石所代表的生物結(jié)構(gòu)越簡單,分類地位越低等;在距今越近的地層中,挖掘出的化石所代表的生物結(jié)構(gòu)越復(fù)雜,分類地位越高等。這種現(xiàn)象說明了生物是由簡單到復(fù)雜、由低等到高等逐漸進(jìn)化而來的。另外,科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)在最古老的地層中是沒有化石的,說明地球上最初是沒有生命的。
學(xué)以致用1.一位古生物學(xué)家研究巖石層中的化石層時,鑒定出了一個物種。他認(rèn)為這個物種在一個較長的歷史年代中沒有發(fā)生什么變化。他作出這個判斷的依據(jù)是(　　)A.該物種的化石出現(xiàn)在較老的巖石層中B.該物種的化石出現(xiàn)在較新的巖石層中C.該物種的化石出現(xiàn)在較老和較新的巖石層中D.該物種的化石在巖石層中從未出現(xiàn)過答案:C
解析:該物種的化石出現(xiàn)在較老和較新的巖石層中,說明該物種經(jīng)歷了較長的歷史年代都沒有發(fā)生太多的變化。
二 當(dāng)今生物體上進(jìn)化的印跡——其他方面的證據(jù)問題探究資料1　圖1分別為人和其他脊椎動物不同時期胚胎的比較,圖2是人的上肢和其他動物的前肢骨骼的比較。
資料2　下圖是幾種動物的DNA堿基序列與人類相比較的數(shù)據(jù)。
請思考并回答下列問題。1.根據(jù)資料1中的圖1可以看出,人和其他脊椎動物在胚胎發(fā)育初期,不僅外形相似,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:發(fā)育初期,人和其他脊椎動物的胚胎在結(jié)構(gòu)組成方面基本相同,這說明這些生物是由共同的原始祖先進(jìn)化而來的。發(fā)育晚期,人和其他脊椎動物的胚胎在形態(tài)方面不一樣,說明這些生物在不同的環(huán)境中向著不同方向進(jìn)化。
2.根據(jù)資料1中的圖2觀察,人的上肢、貓的前肢、鯨的鰭和蝙蝠的翼,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)方面相同嗎?這又說明了什么?提示:它們在結(jié)構(gòu)組成方面相同,這說明這些生物都起源于共同的原始祖先。它們在形態(tài)方面不同,這說明由于它們生活環(huán)境的不同,這些器官逐漸出現(xiàn)了形態(tài)和功能上的差異,體現(xiàn)了生物與環(huán)境相適應(yīng)的特點。
3.根據(jù)資料2判斷哪一種靈長類動物和人類的親緣關(guān)系最近,并說明理由。提示:黑猩猩。因為黑猩猩與人類的DNA堿基序列有99.01%相同,比另外兩種動物都高,且與人類開始分歧進(jìn)化的時間比另外兩種動物都晚。
歸納總結(jié)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)從外形來看,這些器官很不相同,但是它們的內(nèi)部結(jié)構(gòu)卻基本一致,它們都是由肱骨、橈骨、尺骨、腕骨、掌骨和指骨組成的,這些骨的排列順序也基本一致。(2)這些器官結(jié)構(gòu)的相似性說明,這些生物都是由共同的原始祖先進(jìn)化而來的。
2.比較人和魚的胚胎發(fā)育過程(1)人和魚在胚胎發(fā)育早期都有彼此相似的階段,說明人和其他脊椎動物都是由共同的原始祖先進(jìn)化而來的,所以它們在胚胎發(fā)育早期都有彼此相似的階段。(2)古代脊椎動物共同的原始祖先生活在水中,所以人和其他脊椎動物在胚胎發(fā)育過程中會出現(xiàn)鰓裂。(3)人是從有尾的動物進(jìn)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(jìn)化的幾種證據(jù)、結(jié)論的比較
典例剖析【例2】 下圖為4個物種的進(jìn)化關(guān)系樹,圖中百分?jǐn)?shù)表示各物種與人類的DNA相似度,DNA堿基進(jìn)化速率按1%/百萬年計算。下列相關(guān)敘述合理的是(　　)A.4個物種不是由共同祖先形成的B.不同生物的DNA差異的大小不能揭示它們的親緣關(guān)系C.人類與黑猩猩的DNA差異經(jīng)歷了近百萬年的累積D.大猩猩和人類的親緣關(guān)系,與大猩猩和非洲猴的親緣關(guān)系的遠(yuǎn)近相同
解析:4個物種DNA相似度很高,很可能來源于共同的祖先,A項不合理。不同生物的DNA差異的大小揭示了它們的親緣關(guān)系,B項不合理。人類與黑猩猩的DNA差異是0.99%,而堿基進(jìn)化速率為1%/百萬年,通過計算可知人與黑猩猩的DNA差異經(jīng)歷了99萬年左右的累積,C項合理。通過比較DNA的差異可知,人與大猩猩的親緣關(guān)系比大猩猩與非洲猴的親緣關(guān)系近,D項不合理。
學(xué)以致用2.蟒蛇外形上沒有四肢,但它的體內(nèi)還保留著后肢骨的殘余,說明蟒蛇起源于有四肢的動物。這屬于生物進(jìn)化的(　　)A.胚胎學(xué)證據(jù)B.比較解剖學(xué)證據(jù)C.細(xì)胞和分子水平的證據(jù)D.化石證據(jù)答案:B
1.已知物種甲的化石比物種乙的化石在地層中出現(xiàn)的時間晚很多,由此推測(　　)A.物種甲比物種乙的數(shù)量多B.物種甲比物種乙的體型大C.物種甲比物種乙的結(jié)構(gòu)復(fù)雜D.物種甲一定由物種乙進(jìn)化而來答案:C
解析:化石是生物進(jìn)化的最直接證據(jù),生物進(jìn)化遵循由簡單到復(fù)雜、由低等到高等、由水生到陸生的規(guī)律,由于物種甲的化石比物種乙的化石在地層中出現(xiàn)的時間晚,所以推測物種甲的結(jié)構(gòu)比乙復(fù)雜。
2.魚、蠑螈、龜、雞、豬、牛、兔7種脊椎動物和人的胚胎在發(fā)育早期都有鰓裂和尾,這說明(　　)A.它們的胚胎相似B.脊椎動物和人的早期胚胎用鰓呼吸C.它們的早期胚胎都有游泳的能力D.脊椎動物和人都是由有鰓、尾的共同原始祖先進(jìn)化來的答案:D
3.地球上現(xiàn)存的生物來自共同祖先。下列有關(guān)細(xì)胞和分子水平的證據(jù)的說法,錯誤的是(　　)A.大多數(shù)現(xiàn)存生物的遺傳物質(zhì)都是DNAB.親緣關(guān)系越近的生物,其DNA序列相似性越高C.人類與猩猩、恒河猴以及兔的血紅蛋白基因中的堿基序列有一定的相似性D.不同生物體內(nèi)細(xì)胞色素c的氨基酸序列存在較大差異答案:D

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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(jìn)化》

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