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第1节 生物有共同祖先的证据
第6章 生物的进化
人类的起源的神话
传说1 女娲造人
传说2 上帝造人
传说3 古希腊神话
古希腊神话中,普罗米修斯是泰坦巨神的后代,他用粘土按照自己的身体造出了人类(男人)。后来宙斯要求火神制造潘多拉,造出了世界上第一个女人。雅典娜赋予了人类灵魂和神圣的生命
上帝用泥土造人,在泥坯的鼻中吹人生命的气息,就创造出了有灵的活人。上帝给他起名叫亚当。但那时的亚当是孤独的,上帝决心为他造一个配偶,便在他沉睡之际取下他一根肋骨,又把肉合起来。上帝用这根肋骨造成了一个女人,取名叫夏娃。
创世女神女娲化生万物,每天至少能创造出七十样东西,开世造物,因此被称为大地之母。她是古老相传的大母神。相传女娲以泥土仿照自己抟土造人,创造并构建人类社会;又替人类立下了婚姻制度,使青年两性相互婚配,繁衍后代,因此也被传为主职姻缘与情爱的皋禖古神。
人类的起源的传说:历史上第一个科学地诠释了生物起源问题的人是谁呢?女娲造人上帝造人古希腊神话达尔文推翻了神创论:
达尔文在《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。
1.反对共同由来学说的人能拿出有说服力的证据吗
2.你能说出什么证据来支持达尔文的观点
不能,反对共同由来学说得人包括支持神创论、物种不变论的人,他们缺乏有说服力的证据。
化石证据、比较解剖学证据、胚胎学证据、细胞和分子水平的证据等。
第1节 生物有共同祖先的证据
共同由来学说——地球上所有的生物都是由原始的共同祖先进化而来
自然选择学说——揭示的生物进化的机制,解释了适应的形成和物种形成的原因
达尔文的生物进化学说:
查尔斯·达尔文(1809-1882)
进化论的奠基人
生物进化论的证据
(1)化石
(2)比较解剖学
(4)细胞和分
子水平的证据
(3)胚胎学
问题探讨
1
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 、
或 等
遗体
遗物
生活痕迹
2. 化石
牙齿化石
植物化石
(1)概念
(1)遗体化石
生物的遗体被埋藏并在自然作用下形成的化石,例如植物的茎、动物的骨骼等;
硅化木
牙齿化石
植物茎叶化石
生物的粪便、蛋(卵)以及人类用过的工具等形成的化石,如恐龙蛋等;
(2)遗物化石
恐龙蛋化石
粪便化石
(3)遗迹化石
将古生物活动或存在过的痕迹保存下来的化石,最主要的是足迹,如恐龙的脚印等;
恐龙足迹化石
一.地层中陈列的证据——化石
利用化石可以确定地球上曾经生活过的生物的 及其 、 、 等特征。
(2)作用
种类
形态
结构
行为
从动物的牙齿化石
推测它们的饮食情况
从动物的骨骼化石
推测其体型大小和运动方式
从植物化石
推测其形态、结构和分类地位
化石是研究生物进化最直接、最重要的证据
一.地层中陈列的证据——化石
沉积岩
(3)分布
大部分化石发现于 的地层中。
大部分化石发现于沉积岩的地层中
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
一.地层中陈列的证据——化石
大部分化石发现于沉积岩的地层中
一.地层中陈列的证据——化石
地层年龄越小,生物复杂程度越高
一.地层中陈列的证据——化石
讨论1.
右图所示资料支持达尔文的共同由来学说吗?
支持。不同地层形成年代不同,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,生物的特征越复杂
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。
原始的共同祖先
简单到复杂
低等到高等
水生到陆生
(4)结论
思考·讨论
。
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?
这一证据支持人猿共祖说吗?
赫氏近鸟龙化石及复原图
赫氏近鸟龙既有恐龙的特征,也有鸟类的特征,是鸟类和恐龙的过渡类型。说明鸟类可能由恐龙进化而来。
露西既有智人的特征,又有黑猩猩的特征。
说明人和黑猩猩可能有共同的祖先。
。
少女露西化石(左)黑猩猩(右)
2
比较解剖学证据
二.当今生物体上进化的印记——其他方面的证据
1.比较解剖学:研究比较不同物种之间的身体构造的科学。
肱骨
桡骨
尺骨
腕骨
掌骨
指骨
蝙蝠的翼
鲸的鳍
猫的前肢
人的上肢
当今生物体上进化的印迹——其他方面的证据
2.比较解剖学证据
比较解剖学:研究比较不同物种之间的身体构造的科学。
比较解剖学证据: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(同源器官和痕迹器官)。
肱(gong)骨
桡(rao)骨
尺骨
腕骨
掌骨
指骨
蝙蝠的翼
鲸的鳍
猫的前肢
人的上肢
同源器官的存在,证明凡是有同源器官的生物,都是由共同的原始祖先进化而来的,只是在进化的过程中,由于生活环境不同,同源器官逐渐出现形态和功能上的不同;
除同源器官之外,痕迹器官也可以作为比较解剖学的重要证据;
痕迹器官是失去功能,在发育中退化,只留残迹的器官;
如人的阑尾、智齿、尾骨;
如蟒蛇体内有后肢残留下来的髋骨;
如仙人掌的刺是叶的痕迹器官;
当今生物体上进化的印迹——其他方面的证据
肱骨
桡骨
尺骨
腕骨
掌骨
指骨
蝙蝠的翼
鲸的鳍
猫的前肢
人的上肢
讨论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。
肱骨
桡骨
尺骨
腕骨
掌骨
指骨
蝙蝠的翼
鲸的鳍
猫的前肢
人的上肢
讨论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
肱骨
桡骨
尺骨
腕骨
掌骨
指骨
蝙蝠的翼
鲸的鳍
猫的前肢
人的上肢
讨论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。
4、人与蝙蝠、鲸和猫的骨骼结构还有哪些共同点?哺乳动物和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(deng)骨、砧(zhen)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。
讨论:
当今生物体上进化的印迹——其他方面的证据
3
胚胎学证据
2.2 胚胎学证据
概念:研究动植物胚胎的形成和发育过程的学科。
证据:脊椎动物在胚胎早期发育早期都有彼此相似的阶段,支持了人和其他脊椎动物有共同祖先的观点。
二.当今生物体上进化的印记——其他方面的证据
2.胚胎学:研究动植物胚胎的形成和发育过程的学科。
推断:脊椎动物之间具有一定的亲缘关系;人和其他脊椎动物有共同祖先。
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?
思考·讨论
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。
资料1
都有细胞壁、细胞膜、细胞质、核糖体和DNA。
说明古细菌和当今生物的细胞可能有共同祖先。
4. 细胞和分子水平的证据
思考·讨论
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%。
济南动物园的镇园之宝 大猩猩威利
说明人和猩猩、长臂猿、黑猩猩等类人猿可能有共同的祖先。
思考·讨论
资料3:细胞色素c是细胞中普遍含有的一种蛋白质,约有104个氨基酸,据测算,它的氨基酸序列每2000万年才发生1%的改变。不同生物与人的细胞色素c氨基酸序列的差异如下表所示。
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,表示亲缘关系越近。
生物 名称 黑猩猩 猕猴 狗 鸡 响尾蛇 金枪鱼 果蝇 天蚕蛾 链孢霉 酵母菌
氨基酸 差异/个 0 1 11 13 14 21 27 31 43 44
新型冠状病毒结构示意图
名称:新型冠状病毒
分类:病毒
遗传物质:RNA
引起病症:新型冠状病毒肺炎
新型冠状病毒的RNA之所以能在人体细胞内指导子代病毒复制,因为它与人类细胞共用同一套遗传密码。
也支持共同由来学说。
当今不同生物的细胞在代谢上还有哪些共同点?
思考·讨论
都以DNA为遗传物质;
都进行呼吸作用;
都以ATP作为直接能源物质等。
资料4
2.3 细胞学和分子水平的证据
P104
从细胞和分子水平看,当今生物有许多共同的特征:
1. 都有能进行 的细胞,细胞有共同的物质基础和结构
基础等→生物有共同祖先。
2. 不同生物的 等生物大分子的共同点→当今生物有着共同
的原始祖先。
但不同生物之间也存在着一定的差异:
差异大小揭示了当今生物 以及它们在进化史上出现的顺序。
DNA和蛋白质
代谢、生长和增殖
亲缘关系的远近
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,这些证据互为补充、相互印证,有力地支持了达尔文的共同由来学说。
扩展内容
2.3 细胞学和分子水平的证据
根据目前已学的知识,尝试归纳生物在细胞和分子水平上有哪些共同特点?
物质组成 化学元素种类大致相同,无机物和有机物(生物大分子蛋白质和核酸)
细胞结构 细胞膜(均由磷脂组成)、细胞质、核糖体
细胞代谢 都是物质与能量变化的过程,都有酶的催化、ATP是直接能源物质
细胞学说 体现生物界的统一性
DNA 所有的细胞生物都以DNA为遗传物质,核酸分子结构相似
蛋白质 使用同样的21种氨基酸来组成蛋白质
密码子 翻译时共用一套遗传密码
中心法则 所有的生物都遵循,整个生物界遗传信息的复制与表达具有相同的模式
…… ……
科学探究——DNA分子杂交与亲缘关系
DNA分子杂交技术的过程是先把两种生物的DNA分子用同位素加以标志,接着用加热的方法使其解旋成单链,然后把两种生物的单链DNA混合起来,使其在缓缓冷却的条件下恢复为双链DNA,可以通过检查杂种双链DNA来判断两个物种的异同程度,过程如图所示。科学家常用该方法鉴定生物间亲缘关系。
达尔文的
生物进化论
①共同由来学说
②自然选择学说
直接证据
有力支持
化石
比较解剖学证据
胚胎学证据
细胞和分子水平的证据
课堂总结
习题讲解—教材课后习题(104页)
一、概念检测
1.关于生物的进化,只能靠运用证据和逻辑来推测。判断以下有关生物进化证据和结论的说法是否合理。
(1)通过化石可以了解已经绝灭的生物的形态结构特点,推测其行为点。 ( )
(2 )人和鱼的胚胎发育经历了有鳃裂及有尾的阶段,这可以用人与鱼有共同祖先来解释。( )
(3)比较解剖学发现,不同种类的哺乳动物的前肢在形态上差别很大,这说明这些哺乳动物不是由共同祖先进化来的。( )
练习与应用
×
√
√
生物有共同祖先的证据
2.生物进化的证据是多方面的,其中能作为直接证据的是( )
A.化石证据 B.胚胎学证据 C.比较解剖学证据 D.分子生物学证据
3.生物都有共同的祖先,下列各项不能作为支持这一论点的证据的是 ( )
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
A
D