(共30张PPT)
第六章 生物的进化
第1节 生物有共同祖先的证据
物种起源
达尔文(C.R. Darwin,1809-1882)在《物种起源》一书中明确提出,地球上的当今生物都是由共同祖先进化来的,人和猿有共同的祖先。这一论断给当时占统治地位的“神创论”带来了巨大冲击,有人在漫画中把达尔文画成半人半猴的形象,以此发泄对达尔文的不满。直到今天,仍有人对“共同由来学说”“人猿共祖说”持排斥态度。
思考
不能。反对共同由来学说的人主要包括支持神创论、物种不变论的人,也有人认为,进化论只是一种假说,不是科学事实。反对的人可能会拿出这些说法来进行反驳,但这些都不是有说服力的证据。
1.反对共同由来学说的人能拿出有说服力的证据吗?
思考
2.你能说出什么证据来支持达尔文的观点?
化石、同源器官、基因、蛋白质等方面的证据。
地层中陈列的证据——化石
化石是指通过自然作用保存在地层中的古代生物的遗体、遗物或生活痕迹等。
化石的形成
越早形成的地层中出现的生物的结构越简单,越低等;越晚形成的地层中出现的生物的结构越复杂,越高等。
化石是研究生物进化最直接、最重要的证据。
思考
1.图6-2所示资料支持达尔文的共同由来学说吗?
图6-2所示资料支持达尔文的共同由来学说。不同地层的形成年代不同,越早形成的地层中首次出现的生物越低等,生物特征越简单;越晚形成的地层中首次出现的生物越高等生物特征越复杂。例如,21亿年前的地层中首次出现单细胞真核生物,7亿年前的地层中出现了多细胞生物,这说明多细胞生物出现的时间晚于单细胞真核生物,可判断多细胞生物是由单细胞真核生物进化来的。同理,根据图62可判断地球上所有的生物都是由原始的共同祖先进化来的。
思考
2.2009年,我国科学家在辽宁省建昌县发现了完整的赫氏近鸟龙化石,其身体骨架与恐龙非常接近,但其骨架周围有清晰的羽毛印痕,显示其后肢和尾部都有飞羽;后肢发达,显示其善跑不善飞。科学家认为这一化石为鸟类起源于恐龙的假说提供了有力证据,这是为什么?
基于化石证据可判断赫氏近鸟龙既具有恐龙的特征,也具有鸟类的特征,属于恐龙和鸟类的过渡类型,这说明鸟类很可能是由恐龙进化来的。
思考
在东非大裂谷地带,科学家发现了许多早期古人类化石,其中有318万年前的少女露西的骨骼化石,其上肢骨的结构与黑猩猩的相似,适于攀缘,下肢骨与现代人类接近,适于直立行走。这一证据支持人猿共祖说吗?
支持,由此证据可知早期古人类的上肢骨与黑猩猩相似,下肢骨与现代人类相似说明现代人类与黑猩猩有共同的祖先。
已经发现的大量化石证据,证实了生物是由原始的共同祖先经过漫长的地质年代逐渐进化而来的,而且还揭示出生物由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生的进化顺序。
思考
器官外形上差别很大,功能上也不尽相同,但是其基本结构,各部分和生物体的关系和胚胎发育过程彼此相同,称为同源器官。那么同源器官的一致性说明了什么?
同源器官的一致性说明这些生物是由共同祖先进化来的。
思考
1.这四种前(上)肢骨骼是否都有肱骨、桡骨、尺骨、腕骨、掌骨和指骨?其种类有一致性吗?
都有肱骨、桡骨、尺骨、腕骨、掌骨和指骨,其种类有一致性。
思考
排列顺序一致。
从上到下看这四种前(上)肢骨骼,这些骨的排列顺序一致吗?
思考
这四种前(上)肢骨骼的功能迥异,外形差别也很大,其内部结构模式为什么如此一致?
这四种前(上)肢骨骼有相同的起源,说明它们可能是由共同的祖先进化来的。在漫长的进化过程中,因为适应不同的环境,逐渐出现了形态和功能的不同。
思考
人与蝙蝠、鲸和猫的骨骼结构还有哪些共同点?哺乳动物与鱼在骨骼结构上有哪些共同点?这是否支持现有的脊椎动物有着共同的原始祖先?
人与蝙蝠、鲸、猫的骨骼结构十分发达,脊柱、肋骨、胸骨等形成支架起到支撑身体、保护内部器官的作用;头骨骨块减少或愈合,使头骨坚硬,起到保护作用,等等。
哺乳动物和鱼都具有头骨、脊柱、肋骨及附肢骨骼等。此外,一些具体的骨也有共同点,如哺乳类中耳的3块听小骨镫骨、砧骨、锤骨分别与鱼类的舌颌骨、方骨、关节骨有共同的起源。
不同类群动物的骨骼结构具有许多共同点,支持现有的脊椎动物有着原始的共同祖先。
胚胎学证据
胚胎学是指研究动植物胚胎的形成和发育过程的学科。
比较不同动物以及人的胚胎发育过程,也可以看到进化的蛛丝马迹。脊椎动物在胚胎发育早期都有彼此相似的阶段,这个证据支持了人和其他脊椎动物有共同祖先的观点。
思考
已知最古老的化石是大约35亿年前的古细菌化石。现在,在海洋、湖泊、土壤等环境中还能发现古细菌,这些古细菌都有细胞壁、细胞膜、细胞质、核糖体和DNA。
当今生物的细胞在结构上与古细菌有哪些共同点?这说明了什么?
都有细胞壁、细胞膜、细胞质、核糖体和DNA。地球上现存的古细菌与最古老的古细菌有相同的细胞结构模式,说明二者有共同的祖先。
思考
都有呼吸作用,代谢中的酶类非常相似,都有相同的能量“货币”—ATP,绿色植物能进行光合作用,等等。
举例说出当今生物的细胞在代谢上的共同点。
思考
说明人和猩猩、长臂猿、黑猩猩等类人猿可能有共同的祖先。
人和类人猿在DNA的碱基序列或基因组方面高度接近说明了什么?
人与猩猩和长臂猿的某段同源DNA的差异分别为2.4%、5.3%。人与黑猩猩基因组的差异只有3%。
思考
关于人与其他生物的亲缘关系,从细胞色素c的相关资料可以得出什么结论?
这些数据是否支持生物有着共同的起源?
人和其他生物的细胞中普遍含有细胞色素c,说明这些生物都有共同的祖先。细胞色素c的氨基酸序列差异的大小揭示了不同生物之间亲缘关系的远近,差异越小,表明亲缘关系越近。
综上所述,化石为研究生物进化提供了直接的证据,比较解剖学和胚胎学以及细胞和分子水平的研究,都给生物进化论提供了有力的支持。
当今生物有许多共同的特征,都有能进行代谢、生长和增殖的细胞,细胞有共同的物质基础和结构基础等,这是对生物有共同祖先这一论点的有力支持。不同生物的DNA和蛋白质等生物大分子的共同点,提示人们当今生物有着共同的原始祖先,其差异的大小则揭示了当今生物种类亲缘关系的远近,以及它们在进化史上出现的顺序。
练一练
1.化石是指通过自然作用保存在地层中的古代生物的遗体、遗物或生活遗迹等。下列相关叙述不正确的是( )
A.化石为生物进化提供了直接的证据
B.赫氏近鸟龙化石为鸟类起源于恐龙提供了证据
C.在极古老的地层中也可找到高等生物的化石
D.在新近的地层中也可找到低等生物的化石
C
2.下列化石证据不支持共同由来学说的是( )
A.形成越早的地层中化石生物越低等、结构越简单,揭示了生物进化的顺序
B.赫氏近鸟龙化石的身体骨架与恐龙非常接近,是鸟类起源于恐龙的有力证据
C.318万年前少女露西的骨骼化石与黑猩猩相似,这一证据支持人猿共祖说
D.人与蝙蝠、鲸和猫的骨骼结构有很大共同点,这一证据说明它们来自共同祖先
D
3.下列关于生物进化的证据和结论的说法,错误的是( )
A.几乎所有生物共用一套遗传密码能为生物有共同祖先这一论点提供支持
B.所有生物都有细胞结构及共同的物质基础和结构基础
C.不同生物的DNA和蛋白质等生物大分子差异的大小可揭示物种亲缘关系的远近
D.脊椎动物在胚胎发育早期都有彼此相似的阶段,说明人与其他脊椎动物可能有共同的祖先
B
4.下列属于生物进化中生物化学证据的是( )
A.脊椎动物前肢骨骼排列具有规律性
B.生物体内存在某些功能基本消失的器官
C.不同种真核生物细胞色素c的氨基酸组成有差异
D.地层中保存着的古生物遗体、遗物和生活遗迹
C