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第 6 章 生物的进化
第一节
CORE LITERACY
核心素养
第 6 章
生物的进化
生命观念
认同化石是生物进化的最可靠证据之一,根据化石在地壳中的分布规律,揭示生物进化由低等到高等、由低级到高级的顺序。
01
科学思维
根据解剖学和胚胎学的相关证据,论证生物具有共同的祖先。
理解适应性的形成是自然选择的结果,并能阐明自然选择形成了生物的多样性与统一性。
02
课标要求
1. 理解化石是支持生物进化论的最直接、最重要的证据。
2. 理解当今生物体上进化的印迹也是支持生物进化论的证据。
第 6 章
生物的进化
达尔文在《物种起源》一书中提出:
地球上的当今生物都是由共同祖先进化而来的,人和猿有共同的祖先。
你认同人猿同祖学说吗?
英国博物学家 查尔斯·达尔文
( 1802 - 1882 )
达尔文的
生物进化论组成
共同由来学说
自然选择学说
地球上所有的生物都是由原始的共同祖先进化来的。
生物进化的机制,解释了适应的形成和物种形成的原因。
+
指 出
揭 示
01.
地层中陈列的证据
化石
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。
恐龙化石
恐龙蛋
恐龙的脚印
遗体
遗物
生活痕迹
第六章
生物的进化
化石
第六章
生物的进化
硅化木
枝叶印痕
恐龙足迹化石
恐龙蛋化石
遗体化石(如硅化木)、
遗迹化石(如恐龙的足迹)
模铸化石(如枝叶印痕)、
遗物化石(如恐龙蛋)、
根据保存的特点,化石分为:
化石
第六章
生物的进化
为什么说化石是研究生物进化最直接、最重要的证据?
可以确定地球上曾经生活过的生物的种类及其形态、结构、行为等特征。
01.
根据不同类型的化石及周围的环境,可以推测生物的生理状态、生活环境等。
02.
根据地层年龄,可以推测化石所代表的生物生活的年代以及进化顺序等。
03.
化石
第六章
生物的进化
大部分化石发现于沉积岩的地层中,在进化上能体现出什么规律?
地层年龄 (百万年前) 首次出现的
生物类群(化石)
245~144 鸟类、哺乳类
360~286 爬行类
408~360 昆虫、两栖类
505~438 鱼类
700 多细胞生物
2100 单细胞真核生物
水生、低等、
简单
陆生、高等、
复杂
思考
第六章
生物的进化
地层的演变能不能支持达尔文的共同由来学说?请说明一下理由。
能够支持达尔文的共同由来学说。
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 6-2 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。
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。
思考
第六章
生物的进化
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
第六章
生物的进化
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?
露西既有智人的特征,也有黑猩猩的特征,说明人和黑猩猩可能有共同的祖先,都起源于一类森林古猿。
图为“露西”
研究方法
结论
思考
第六章
生物的进化
可以通过哪些方法利用化石研究生物的进化?能得出哪些结论?
观察法、
纵向比较法、
横向比较法。
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。
生物经历了由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生的进化顺序。
鸭嘴兽
思考
第六章
生物的进化
有没有“活” 的证据?当今生物体上是否有进化的印记,可以佐证生物是由共同祖先进化而来的呢?
是最原始的哺乳动物之一,它是未完全进化的哺乳动物,其种类极少。
同属之中只有鸭嘴兽一种动物,也是最低等的哺乳动物之一。
矛尾鱼
思考
第六章
生物的进化
有没有“活” 的证据?当今生物体上是否有进化的印记,可以佐证生物是由共同祖先进化而来的呢?
是唯一现生的总鳍鱼类,它的发现使现今所有陆地上的脊椎动物和水域中的鱼类紧密地联系到一起,四足类动物由海洋登上陆地的活化石证据是由矛尾鱼鲜活的摆在人们的面前的。
小结
第六章
生物的进化
1. 概念
化石是指通过自然作用保存在地层中的古代生物的 、 或
等。
遗体
遗物
生活痕迹
2. 作用
利用化石可以确定地球上曾经生活过的生物的 及 、
、 等特征。因此,化石是研究生物进化 、
的证据。
3. 分布
大部分化石发现于 的地层中。
4. 结论
大量化石证据,证实了生物是由 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 、由 、由 的进化顺序。
种类
形态
结构
行为
最直接
最重要
沉积岩
原始的共同祖先
简单到复杂
低等到高等
水生到陆生
02.
当今生物体上进化的印迹
其他方面的证据
比较解剖学证据
第六章
生物的进化
研究比较脊椎动物的器官、系统的形态和结构,可以为这些生物是否有共同祖先寻找证据。
观察下图中蝙蝠的翼、鲸的鳍、猫的前肢和人的上肢,小组成员之间讨论课本 P102 的四个问题。
比较解剖学证据
第六章
生物的进化
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?
四者都有肱骨、桡骨、尺骨、腕骨、掌骨和指骨。
其种类有一致性。
比较解剖学证据
第六章
生物的进化
2. 从上到下看这四种前(上)肢骨骼,这些骨的排列顺序一致吗?
排列顺序一致。
3. 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。
比较解剖学证据
第六章
生物的进化
4. 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。
示例
胚胎学证据
第六章
生物的进化
胚胎学是指研究动植物胚胎的 和 过程的学科。比较不同动物以及人的 过程,也可以看到进化的蛛丝马迹。
形成
发育
胚胎发育
人的胚胎在发育早期会出现鳃裂和尾。这与鱼的胚胎在发育早期出现鳃裂和尾非常相似。
随着发育的进行,人的鳃裂和尾消失了,而成年的鱼仍然保留了鳃和尾。
鳃裂
尾
说明:
胚胎学证据
第六章
生物的进化
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。
蛇
猫
鸡
人
胚胎发育早期
胚胎发育中期
胚胎发育后期
各类脊椎动物在胚胎发育的早期都会出现鳃裂、脊索、背神经管和肛后尾,而且水生的鱼类和部分两栖类动物终生都具有鳃裂,肛后尾是所有脊椎动物共有的特征。
细胞和分子水平的证据
第六章
生物的进化
资料1:
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。
思考:
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。
细胞和分子水平的证据
第六章
生物的进化
举例说出当今生物的细胞在代谢上的共同点。
都有呼吸作用。
01.
代谢中的酶类非常相似。
02.
都有相同的能量“货币”,ATP。
03.
绿色植物能进行光合作用。
04.
细胞和分子水平的证据
第六章
生物的进化
资料2:
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:
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?
说明人和猩猩、长臂猿、黑猩猩等类人猿可能有共同的祖先。
细胞和分子水平的证据
第六章
生物的进化
资料3:
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?
生物名称 氨基酸差异数 生物名称 氨基酸差异数
黑猩猩 0 猕猴 1
狗 11 鸡 13
响尾蛇 14 金枪鱼 21
果蝇 27 天蚕蛾 31
链孢霉 43 酵母菌 44
细胞和分子水平的证据
第六章
生物的进化
生物名称 氨基酸差异数
黑猩猩 0
狗 11
响尾蛇 14
果蝇 27
链孢霉 43
猕猴 1
鸡 13
金枪鱼 21
天蚕蛾 31
酵母菌 44
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。
细胞和分子水平的证据
第六章
生物的进化
从细胞和分子水平看,当今生物有许多共同的特征,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 ,其差异的大小则揭示了当今生物种类 关系的远近,以及它们在进化史上出现的顺序。
(比如都有能进行代谢、生长和增殖的细胞,细胞有共同的物质基础和结构基础等。)
原始祖先
亲缘
03.
本节
内容的
知识小结
总结
第六章
生物的进化
化石为研究生物进化提供了 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,共同支持了达尔文的共同由来学说。
直接
生物有共同祖先的证据
化石
比较解剖学
胚胎学
细胞和分子水平的研究
直接证据
有力 支持
04.
本节
内容的
当堂检测
当堂检测
第六章
生物的进化
1. 生物进化最可靠的证据是( )
A. 各类生物化石在地层里按一定的顺序出现
B. 哺乳动物在胚胎发育初期非常相似
C. 脊椎动物具有结构相似的器官
D. 生物都能适应一定的环境
A
当堂检测
第六章
生物的进化
2. 科学家测定了某保护区 MG、CE、DP、DW四种鸟类的 ALX1 基因的核苷酸序列,由此确定它们亲缘关系的远近。
这属于生物进化的 ( )
B
A. 胚胎学证据
B. 细胞和分子水平证据
C. 比较解剖学证据
D. 古生物化石证据
当堂检测
第六章
生物的进化
D
3. 下列不能作为支持生物有共同祖先的证据的是( )
A. 所有生物共用一套遗传密码
B. 所有生物都由 ATP 直接供能
C. 各种生物的细胞具有基本相同的结构
D. 所有生物的生命活动都是靠能量驱动的
当堂检测
第六章
生物的进化
4. 南京古生物所等在瓮安生物群动物胚胎化石的细胞中发现“核状”结构,下列研究结果中最能支持该生物群是真核生物的证据是( )
A. 多数细胞中只有一个核状结构
B. 未分裂母细胞中有两个核状结构
C. 核状结构位于细胞中央
D. 核状结构具有膜
D
当堂检测
第六章
生物的进化
5. 人体内残留了哺乳动物体内相当发达的阑尾,这可以作为生物进化中哪方面的证据 ( )
C. 胚胎学证据
D. 细胞和分子水平的证据
A. 化石证据
B. 比较解剖学证据
B