第21讲 生命起源和生物进化
考点一 地球上生命的起源
原始生命形成的条件
(1)物质条件:原始大气主要是① 、② 、氨、甲烷、二氧化碳、硫化氢等。与现代大气相比,最主要的差别是没有③ 。
(2)能量条件:原始地球上不断出现的宇宙射线、④ 、⑤ 、热能等。
(3)场所条件:⑥ 。
原始生命的形成过程(海洋化学起源说)
原始大气没有氧,高温雷电紫外线,
空中降水汇海洋,稀薄热汤近沸点,
生命起源分四步,原始海洋是摇篮。
米勒实验
米勒实验装置示意图
(1)密闭实验装置内循环流动的气体模拟的是原始地球中的⑩ 。
(2)火花放电模拟的是原始地球中的紫外线、 、高温等条件。
(3)反应后的气体和水蒸气形成的液体相当于 。
(4)米勒实验的结论:在原始地球上,无机小分子物质形成了 小分子物质。
误以为化学进化学说是正确的理论
有关生命起源的假说有特创论(神创论)、自生论、生生论、宇生论、化学进化学说等,尽管目前有一些证据支持化学进化学说,但只是停留在由无机小分子物质合成有机小分子物质这一阶段,对于原始生命形成的关键阶段,还只是科学推测,缺乏有力的证据。因此,还不能完全断定化学进化学说一定是正确的。总之,关于生命起源的问题,科学家们还在进行不懈地探索。
考点二 生物进化的历程
研究生物进化的方法—— 法
是指根据一定的标准,把彼此有某种联系的事物加以对比,确定它们的相同和不同之处。
生物进化的证据
(1)化石证据——最 、最可靠的证据
生物化石在地层中的分布规律
项目 化石生物特征
生活环境 形态结构 进化等级
越古老 生的较多 等
越晚近 生的较多 等
通过对化石的比较研究,可推测出生物的起源。
化石形成有特点,
地层越深越简单;
生物年代越久远;
由深到浅变复杂;
化石证据最直接。
(2)解剖学证据——同源器官的比较
同源器官能反映出生物之间存在着一定的亲缘关系,说明凡是具有同源器官的生物都有可能是由 进化而来。
(3)分子生物学证据
与人的细胞色素c的氨基酸比较
物种 黑猩猩 马 果蝇 小麦 向日葵 酵母菌
差异氨基酸数目 0 12 27 35 38 44
证明:黑猩猩与人亲缘关系最 ,酵母菌与人亲缘关系最 ,说明生物之间有着或远或近的 。
生物进化的大致历程
生物进化树
a ;b ;c ;
d ;e ;f 。
(1)植物进化的历程
a ;b ;c ; d 。
(2)无脊椎动物的进化历程
原始单细胞动物→原始腔肠动物→原始扁形动物→原始线虫动物→原始 动物→原始 动物→原始节肢动物。
(3)脊椎动物的进化历程
a ;b 。
误认为由原始鸟类进化为原始哺乳类
地球上最早出现的脊椎动物是古代鱼类,并逐渐进化为原始的两栖类,古代的两栖类进化为原始的爬行类,古代爬行类又进化为原始的鸟类和哺乳类,而不是原始鸟类进化为原始哺乳类。
生物进化的总体趋势:由 到 、由 到 、由 到 。
考点三 生物进化的原因
分析生物进化的原因
(1)桦尺蛾体色的变化
a.长满地衣的树干上,大多数桦尺蛾(其幼虫被称为桦尺蠖)的体色是 的,少数是
的。
b.工业污染产生的煤烟杀死了地衣,树皮被熏成黑褐色,大多数桦尺蛾的体色是 的,少数是 的。
(2)桦尺蛾体色变化的原因
a.长满地衣的树干上, 的桦尺蛾容易被 发现而被吃掉, 的桦尺蛾由于其体色与地衣是一致的,容易存活下来,成为多数个体。
b.被污染的树干上 的桦尺蛾与树皮的颜色一致,容易存活下来, 的桦尺蛾容易被鸟类发现而被吃掉,所以变成少数个体。
自然选择学说
(1)提出者:英国生物学家 ,是生物进化论的奠基人,主要著作是《 》。
(2)概念:自然界中的生物,通过激烈的 ,适应者 ,不适应者被淘汰的过程。
(3)核心内容
a.过度繁殖:自然界的各种生物,普遍具有很强的 能力,为自然选择提供 。
b.生存斗争:生物生存所需要的 、水和栖息条件是 的,为了生存,生物与环境之间以及生物与生物之间要进行生存斗争。
c.遗传和变异: 能保证生物的稳定性和连续性, 能使生物不断适应所生存的环境。其中 变异为生物进化提供更多的原材料。
d.适者生存:具有 变异的个体在生存斗争中容易生存下来,并将这些 变异遗传给下一代,而具有 变异的个体则容易被 。
(4)核心内容之间的联系
a.过度繁殖是自然选择的 ,生存斗争是自然选择的 和动力,遗传和变异是自然选择的 和基础,适者生存是自然选择的 。
b.生物的变异是 的,而自然选择是 的,向着适应环境的方向进化。
(5)生物通过遗传、 和 ,不断进化。
生物变异原材料,变异无向自选定;
过度繁殖供材料,生存斗争是过程;
遗传变异为基础,适者生存定结果。
长颈鹿的进化过程
a b c
(1)图a说明长颈鹿祖先个体之间颈的长短这一性状上存在着 ,这种变异是可以
的。
(2)图b说明地球环境变得干旱、缺乏青草时, 的个体可以吃到高处的树叶,容易生存下来,并且繁殖后代, 的个体不容易吃到食物。
(3)图c说明 的个体生存下来,并繁殖后代, 的个体吃不到食物,活下来的可能性很小,被 。
(4)经过许多代以后,颈短的个体就被淘汰, 的特征越来越显著。
误认为长颈鹿的长颈是为了吃到高处的树叶经常伸长脖子所致,认为生物能产生定向变异去适应环境
自然界中的生物,通过激烈的生存斗争,适应者生存下来,不适应者被淘汰,这是自然选择,不是生物主动产生定向变异去适应环境,而是变化着的环境条件对长颈鹿变异的不同个体起选择作用,适应环境的个体能够生存下来并繁殖后代。
实 验 模拟保护色的形成过程
【提出问题】动物的保护色是怎样形成的
【作出假设】动物的保护色是环境因素对动物进行选择的结果。
【材料用具】面积0.8米×0.8米的粉色大卡纸,黄、蓝、绿、粉四种颜色且大小相等的小纸片100张。
【实验步骤】
(1)5~6个同学一组作为“ ”。
(2)在桌子上展开0.8米×0.8米的大彩纸,将 不同、 相同的小纸片均匀地撒在彩纸上。
(3)“ ”迅速从彩纸上捡起小纸片。
(4)统计“幸存者”中各种颜色小纸片的数量。
(5)多次重复上述步骤,直到只剩下25张小纸片。
(6)假设25个“幸存者”每个产生3个与自己体色相同的后代,在彩纸上添加与各“幸存者”颜色相同的小纸片混合均匀,重复捕食,每轮开始时记录各种颜色小纸片数目。
(7)根据记录结果,分析得出结论。
【实验结果】颜色与“生活环境” 的“幸存者”数目最 。
【实验结论】保护色的形成是 的结果。
(1)在此实验中,学生相当于“ ”,小纸片是“ ”,大彩色纸相当于 。
(2)实验过程中应提醒学生每一次选取自己看见的最 的纸片,而且不要“特意” 。
(2024·烟台)2024年4月,古生物研究人员在山东莱阳出土的恐龙蛋化石中发现了一个“变形蛋”,经研究推测“变形蛋”可能是鸭嘴龙的蛋。相关叙述正确的是 ( )
A.恐龙蛋是保存在地层中的恐龙的遗体
B.恐龙蛋是研究恐龙的唯一证据
C.“‘变形蛋’可能是鸭嘴龙的蛋”是一种假说
D.恐龙蛋出现的地层比鱼类化石的古老
考古学家在三星堆遗址发现了古象牙,并对古象牙中残存的DNA与现有象群的DNA进行了比较。发现的古象牙属于 ,能为生物进化提供证据。两者的DNA差异越小,其亲缘关系越 。
菊酯类药物对棉铃虫有很好的防治效果,但随着菊酯类药物的长期使用,对棉铃虫的防治效果逐年下降,这是 的结果。即在菊酯类药物的选择下,抗药性 的棉铃虫会存活下来继续繁殖,导致其数量不断增多,防治效果下降。
命题点一 地球上生命的起源
(2023·怀化)人们不断探索生命起源的奥秘,根据已有研究作出的推测,正确的是( )
A.原始生命起源于原始大气
B.研究表明,原始大气中存在着氧气
C.在现有条件下,地球上还会再形成原始生命
D.米勒的模拟实验表明原始地球上能产生构成生物体的有机物
(2022·阜新)地球上原始大气的成分与现在的大气成分相比没有 ( )
A.水蒸气 B.二氧化碳 C.氢气 D.氧气
命题点二 生物进化的历程
(2024·天水)我国科学家在辽宁省发现了孔子鸟化石,其翼端有爪,由此推断鸟类的祖先可能是古代的 ( )
A.鱼类 B.两栖类
C.爬行类 D.哺乳类
(2023·龙东)生物进化过程中最重要的证据是 ( )
A.地层 B.化石
C.火山喷发 D.岩浆
(2024·河北)2022年,在河北围场早白垩纪地层中发现了完整的古七鳃鳗化石(如图所示)。对该化石研究得知,古七鳃鳗具有鳃孔、背鳍和尾鳍等结构特征,与现存的七鳃鳗相似。下列说法错误的是 ( )
A.围场在早白垩纪时期有古七鳃鳗分布
B.古七鳃鳗具有鳃孔和鳍,适于陆地生活
C.现存的七鳃鳗可能由古七鳃鳗进化而来
D.古七鳃鳗化石是研究七鳃鳗进化的直接证据
(2024·龙东)关于生物进化的总体趋势,叙述错误的是 ( )
A.由水生到陆生
B.由简单到复杂
C.由低等到高等
D.由矮小到高大
(2024·成都)我国相继发现了中华龙鸟、孔子鸟等大量古鸟化石。这些古鸟化石既保留了古代爬行动物的某些特征,又出现了鸟类的一些特征。这些化石证据支持 ( )
A.鸟类起源于古代爬行动物
B.爬行动物起源于古代鸟类
C.哺乳动物起源于古代鸟类
D.爬行动物起源于古代鱼类
命题点三 生物进化的原因
(2023·连云港)多种多样的生物是经过自然选择长期进化的结果。以自然选择学说为核心的生物进化理论,解释生物进化和发展原因的生物学家是 ( )
A.达尔文 B.巴斯德
C.林奈 D.海尔蒙特
(2024·眉山)除草剂等化学产品的广泛使用,不仅对生物产生直接作用,也会带来一些未知的长期影响。科研人员研究发现,随着草甘膦(一种除草剂)的长期使用,牵牛花对草甘膦的抗性逐渐增强。运用达尔文的自然选择学说进行分析,下列说法正确的是( )
A.草甘膦使牵牛花产生了抗性变异
B.牵牛花与草甘膦之间进行着生存斗争
C.牵牛花抗性增强是由于产生了定向变异
D.牵牛花对草甘膦的抗性永远有利于自身生存
(2024·齐齐哈尔)依据达尔文的自然选择学说判断,以下叙述正确的是 ( )
A.抗生素的使用导致细菌产生抗药性的变异
B.长颈鹿经常努力伸长颈去吃高处的树叶,因此颈变得很长
C.生物产生的变异一定都有利于适应环境
D.雷鸟保护色的形成是自然选择的结果
(2024·连云港)枯叶蝶的体形和体色酷似枯叶,用达尔文的生物进化观点分析,这是 的结果。 ( )
A.新陈代谢
B.过度繁殖
C.自然选择
D.人工选择
(2024·牡丹江)在某个经常刮大风的海岛上,有许多无翅昆虫。从自然选择学说的角度分析,下列说法不正确的是 ( )
A.昆虫具有很强的繁殖能力
B.后代出现了有翅昆虫和无翅昆虫
C.无翅昆虫的出现是环境改变带来的
D.无翅昆虫更适应环境逐渐成为多数
(2024·聊城)据材料记载,我国的家鸡与云南等地的野鸡(原红鸡)都是由古代原红鸡进化而来的。古代原红鸡经过祖先的长期驯化,形成了现在野性退化的家鸡,而现存的野鸡比家鸡更敏捷、更善飞。下列说法不符合达尔文进化论观点的是 ( )
A.家鸡产生了定向的变异
B.野鸡和家鸡的变异并不都是有利的
C.家鸡是人工选择的结果,加快了生物向着人类意愿的方向演化
D.野鸡善于飞行是遗传变异和环境因素共同作用的结果
【详解答案】
教材考点·深度梳理
①水蒸气 ②氢气 ③氧气 ④紫外线
⑤闪电 ⑥原始海洋 ⑦有机小分子
⑧有机大分子 ⑨原始生命
⑩原始大气 闪电 原始海洋
有机 比较 比较 直接
水 简单 低 陆 复杂
高 共同的原始祖先 近 远
亲缘关系 两栖 爬行 鸟
哺乳 蕨类 被子 原始蕨类
原始种子 原始裸子 原始被子
环节 软体 两栖 爬行
简单 复杂 低等 高等
水生 陆生 浅色 深色
深色 浅色 深色 鸟类
浅色 深色 浅色 达尔文
物种起源 生存斗争 生存
繁殖 材料 食物 有限
遗传 变异 可遗传 有利
有利 不利 淘汰 前提
手段 内因 结果 不定向
定向 变异 自然选择 差异
遗传 颈长 颈短 颈长
颈短 淘汰 颈长
科学探究·拓展创新
实验
【实验步骤】
(1)捕食者 (2)颜色 数量 (3)捕食者
【实验结果】
相似 多
【实验结论】
自然选择
实验拓展
(1)捕食者 猎物 生活环境
(2)显眼 寻找某种颜色的小纸片
真实情境·学科实践
1.C 解析:A.恐龙蛋是化石,是保存在地层中的恐龙的遗物,A错误。B.恐龙蛋化石是研究恐龙的直接证据,但不是唯一证据,B错误。C.推测“变形蛋”可能是鸭嘴龙的蛋,这只是一种假说,C正确。D.恐龙是爬行动物,鱼类的化石在比较古老的地层中出现,而爬行动物的化石则依次在越来越晚近的地层中出现,说明鱼类比爬行动物低等、结构简单,D错误。故选C。
2.化石 近
3.自然选择 强
拓宽视野·中考体验
1.D 解析:A.原始大气在高温、紫外线以及雷电等自然条件的长期作用下,形成了许多简单的有机小分子物质,最终在原始海洋中,逐渐形成了原始生命,A错误。B.原始大气的成分有水蒸气、氢气、氨、甲烷、二氧化碳、硫化氢等,没有氧气,B错误。C.现在的地球已经不具备当时的原始地球条件了,所以在现有条件下,地球上不会再形成原始生命,C错误。D.米勒的模拟实验表明,从无机小分子物质合成有机小分子的化学过程是完全可能的,D正确。故选D。
2.D 解析:原始大气的成分有水蒸气、氢气、氨、甲烷、二氧化碳、硫化氢等,原始大气中没有氧气,而现在的空气有约21%的氧气,因此原始大气与现在的大气成分相比,原始大气中没有氧气,D符合题意。故选D。
3.C
4.B 解析:生物化石是古代生物的遗体、遗物(如卵、粪便等)或生活痕迹,由于某种原因被埋藏在地层中,经过若干万年的复杂变化形成的。因此,化石是研究生物进化最重要的、最直接的证据,B符合题意。故选B。
5.B 解析:A.由于在河北围场早白垩纪地层中发现了完整的古七鳃鳗化石,这直接证明了在早白垩纪时期,围场地区有古七鳃鳗的分布,A正确。B.鳃是鱼类用于水中呼吸的器官,而鳍则用于水中游泳。这些特征都表明古七鳃鳗更适应水生环境,而不是陆地生活,B错误。C.由于古七鳃鳗与现存的七鳃鳗在形态上有许多相似之处,可以推测现存的七鳃鳗可能是由古七鳃鳗经过长时间的进化而来的,C正确。D.化石是生物进化的直接证据,因为它们记录了生物在地质历史中的形态和分布。通过对古七鳃鳗化石的研究,我们可以了解七鳃鳗的进化历程和与其他生物的关系,D正确。故选B。
6.D 解析:在研究生物进化的过程中,化石是重要的证据,越古老的地层中,形成化石的生物越简单、低等、水生生物较多;越晚近的地层中,形成化石的生物越复杂、高等、陆生生物较多。因此证明生物进化的总体趋势是从简单到复杂,从低等到高等,从水生到陆生,A、B、C正确,D错误。故选D。
7.A 解析:根据题目描述,这些古鸟化石“既保留了古代爬行动物的某些特征,又出现了鸟类的一些特征”,表明这些古鸟在进化上与古代爬行动物有亲缘关系,并且在某一时期发展出了鸟类的某些特征。这直接支持了鸟类是从古代爬行动物进化而来的观点,A符合题意。故选A。
8.A
9.B 解析:A.牵牛花的变异是普遍存在的,群体中原本就有草甘膦抗性个体存在,草甘膦对牵牛花只是起到了选择作用,A错误。B.牵牛花与草甘膦之间进行着生存斗争,抗性个体在斗争中得以生存,B正确。C.生物的变异是不定向的,草甘膦对牵牛花进行了选择,具有有利变异的个体生存并大量繁殖后代,具有不利变异的个体因不适应环境而被淘汰,所以群体中抗性个体越来越多,C错误。D.判断是有利变异还是不利变异的根据是看是否有利于产生变异的生物个体的生活,由于环境条件不确定,所以牵牛花对草甘膦的抗性未必永远利于自身生存,D错误。故选B。
10.D 解析:A.细菌原来就存在着抗药性变异,不是抗生素的使用导致细菌产生抗药性的变异,而是抗生素将可以抵抗该抗生素的变异个体选择出来,A错误。B.颈长的个体能够吃到高处的树叶,就容易生存下去,并且繁殖后代;颈短的个体,吃不到高处的树叶,经过许多代以后,颈短的个体就被淘汰了。因此,长颈鹿的颈很长,是在长期的生存斗争中自然选择的结果,B错误。C.生物的变异是随机产生的,具有有利变异的个体,容易在生存斗争中获胜而生存下去,具有不利变异的个体,则容易在生存斗争中失败而死亡。故生物产生的变异不一定都有利于适应环境,C错误。D.保护色的形成是动物在适应环境过程中所表现的一个方面,是自然选择的结果,D正确。故选D。
11.C 解析:枯叶蝶的体形和体色酷似枯叶属于拟态,拟态可以防御敌害,有利于保护自己,是对环境的一种适应,是长期自然选择的结果,C符合题意。故选C。
12.C 解析:自然选择学说的主要内容是:过度繁殖、生存斗争、遗传和变异、适者生存。因此,昆虫具有很强的繁殖能力,A正确。由于海岛上经常刮大风,那些有翅能飞但翅膀不够强大的昆虫,就常常被吹到海里淹死,这是不适应者被淘汰;而无翅或残翅的昆虫,由于不能飞行就不容易被风吹到海里,因而生存和繁殖后代的机会就多,这是适应者生存。经过一段时间的自然选择之后,岛上无翅或残翅的昆虫就特别多,少数能飞行的昆虫的翅异常发达。由此可见,B、D正确。变异是普遍存在的,因此,昆虫群体中本来就存在有翅和无翅的变异。无翅昆虫的出现不是环境改变带来的,而是本来就有的,C错误。故选C。
13.A 解析:A.生物的变异都是不定向的,A符合题意。B.变异是生物界普遍存在的现象,有的变异是有利的,有的变异是有害的,B不符合题意。C.人工选择是在不同的饲养条件下,原始祖先产生了许多变异,人们根据各自的意愿对不同的变异个体进行选择,经过若干年的选择,使选择的性状积累加强,最后形成不同的新品种,故家鸡是人工选择的结果,加快了生物向着人类意愿的方向演化,C不符合题意。D.野鸡善于飞行这种性状是遗传变异和环境因素共同作用的结果,D不符合题意。故选A。