第三节 生物进化的历程
在距今2亿~6500万年前,恐龙曾经是地球上最繁盛的陆生脊椎动物(图5.1-10)。随着年代的更替和环境的变迁,许多种生物像恐龙一样永远地消失了。但是,还有许多生物类群顽强地存活下来,繁衍生息,不断地进化和发展。
1.比较不同动植物类群的有关特征,说出生物进化的总体趋势。2.观察生物进化树,概述生物进化的主要历程。
3.认同生物是进化的,科学是不断发展的。
生物进化的总体趋势
1、【分析讨论】比较不同动植物类群的有关特征
(1)植物类群的比较:
植物类群
生活
环境
形态结构
进化水平
藻类植物
多水中
没有根茎叶的分化,没有输导组织
低等
苔藓植物
阴湿
环境
有茎叶分化,没有真正的根,没有输导组织
较
低等
蕨类植物
阴湿
环境
有根茎叶的分化,有简单输导组织
较
高等
种子植物
陆地
有根茎叶,有种子,输导组织发达
高等
进化趋势:从简单到复杂,从水生到陆生,从低等到高等
藻类植物
苔藓植物
蕨类植物
种子植物
(2)脊椎动物心脏结构示意图比较
动物
类群
生活环境
形态结构
输氧能力
鱼类
水中
一心房一心室
最弱
两栖类
水陆两栖
两心房一心室
较弱
爬行类
陆地
两心房一心室,心室里有不完全的隔膜
较强
鸟类和
哺乳类
陆地
两心房两心室
最强
进化趋势:从简单到复杂,从水生到陆生,
从低等到高等
2、生物进化的总体趋势:
(1)总体趋势:
(2)生物类群趋向:
从简单到复杂、从水生到陆生、从低等到高等。
在生物进化的过程中,绝大部分原始生物类群先后灭绝,新的生物类群相继产生。地球上的生物就是这样不断地进化和发展着,而且各种生物在适应环境的过程中形成了独特的形态结构和生活习性,生物界也因此变得更加丰富多彩。
生物类群
大部分
灭绝
生存下来
新
类
群
1、比较法是研究生物进化最常用的方法。对不同生物种类的形态结构进行比较,可以推断它们的亲缘关系;对不同年代化石的纵向比较和对现存生物种类的横向比较,可以推断出生物进化的总体趋势和大致历程。
2、被子植物具有真正的花和果实,种子外面有果皮包被;受精过程完全摆脱了对水的依赖。在结构上更加适应环境,输导组织有筛管、伴胞,使结构和功能更加完善。这些特征,使被子植物具备了在生存竞争中优于其他各类植物的内在条件,成为植物界进化最高等、种类最多、分布最广的类群。
3、生物进化表现在结构、功能和生活环境上,与生物类群中个体体型大小没有关系。
生物进化的主要历程
从最早的原始生命发展到今天绚丽多姿的生物类群,生物的进化持续了30多亿年的时间。
1、【观察思考】生物进化树
生物进化树描绘了生物进化的历程(图5.1-13)。展示生物进化总体趋势。
(1)此“树”从“树根”到“树梢”代表地质年代的延伸,
(2)“树干”代表不同生物类群的共同祖先---原始生命
(3)“树枝”代表相互关联的各个生物类群的进化线索---亲缘关系
(4)原始生命由于营养方式不同,进化成代表不同生物类群的两大主干---植物和动物
1、植物和动物进化的主要历程分别是怎样的?请用一种简捷的方式表示出来。
2、有人认为生物进化树还不够全面,你认为怎样修改才更完善?
应增加病毒和原核生物。
1、生物进化树是生物学家根据生物进化序列绘制成的树状结构,包括宏观形态水平上的进化树和微观分子水平上的进化树,它能让人们直观、简明地认识生物之间的亲缘关系和进化关系。
越靠近生物进化系统基部的生物越低等,越简单,水生生物越多,反之越靠近顶部的生物越高等、越复杂、陆生生物越多。
在生物进化树的同一主干上距离越近的生物,亲缘关系越近;反之距离越远的生物,亲缘关系越远。
2、宏观形态水平上的生物进化树,主要以化石为研究材料绘制而成,能比较真实地反映古生物的进化情况。
3、进化树因很多化石证据的缺失,进化树中的很多位置比较模糊,进化树也无法表达进化方式的多样性。
4、生物在不断进化过程中,适应环境的生存下来,不适应环境的消失。
2、生物进化的历程:
(1)植物进化历程:
地球上最早出现的植物是生活在海洋中的原始单细胞藻类。它们经过漫长的年代,逐渐进化成为适应陆地生活的原始的苔藓植物和蕨类植物,一部分原始的蕨类植物又进化成为原始的种子植物。
原始单细胞藻类
原始苔藓植物
原始蕨类植物
原始裸子植物
原始被子植物
1、地球上最早的自养植物是原始藻类植物;真正适应陆地生活的植物是原始种子植物。
2、原始藻类植物进化成适应陆地生活的原始苔藓植物和原始蕨类植物,但它们生殖过程离不开水的限制,生殖方式是孢子生殖。原始蕨类植物进化成原始裸子植物和原始被子植物,它们依靠种子繁殖,生殖过程完全脱离了水的限制。
(2)动物进化的历程:
地球上最早出现的动物是生活在海洋中的原始单细胞动物。它们经过漫长的年代,逐渐进化成为原始的无脊椎动物,包括腔肠动物、扁形动物、线形动物、环节动物、软体动物、节肢动物等。后来出现了古代的脊椎动物——鱼类,并逐渐进化成为原始的两栖类、爬行类,某些原始的爬行类又进化成为原始的鸟类和哺乳类。
原始单细胞动物→原始无脊椎动物→原始脊椎动物
(原始鱼类 →原始两栖类→原始爬行类→原始鸟类和哺乳类)
1、无脊椎动物中最早生活在陆地上的动物类群是环节动物;节肢动物是最早适应陆地生活的类群。
2、原始的爬行动物是最早真正适应陆地生活的脊椎动物;原始的鸟类和哺乳类都是由原始的爬行动物进化而来的。
(2020?通辽)“进化树”可简明地表示生物进化历程和亲缘关系,请据图回答下列问题。
(1)图中A代表原始生命,在进化的过程中由于营养方式的不同,进化成不同生物类群的两大主干,其分类单位是____。
(2)生物学家通过对化石研究发现:在6亿年前出现大多数无脊椎动物,大约在5.3亿年前出现最早的鱼类,大约3.2亿年前才出现真正的陆生脊椎动物类群[ ](填图中字母)该种生物类群适于陆地生活的重要的原因是_______________________。
界
B
生殖发育完全脱离了水的限制
(3)根据____________可将图中的脊椎动物分为两类:一类是鱼类、B和C,另一类是鸟类和哺乳类,其中哺乳类是最高等的一类脊椎动物,这类动物与其他脊椎动物明显不同的识别特征有:①胎生、哺乳大大提高了______________;②___________既提高了哺乳动物摄取食物的能力,又增强了对食物的消化能力。
(4)鱼的鳃、青蛙的肺和皮肤、兔子的肺都能与外界进行气体交换;它们在结构上的共同特征是与外界环境接触的表面积大,内部都含有____________,这体现了生物体________________的生物学观点。
(5)请写出图中E所代表的植物类群:___________。
体温是否恒定
后代的成活率
牙齿分化
丰富的毛细血管
结构与功能相适应
被子植物