6.1 生物有共同祖先的证据 讲义【新教材】2020-2021学年高一生物人教版（2019）必修二

第6章生物的进化
第1节
生物有共同祖先的证据
【素养目标】
1.尝试通过化石记录、比较解剖学和胚胎学等事实，说明当今生物具有共同的祖先。
2.尝试通过细胞生物学和分子生物学等知识，说明当今生物在新陈代谢、DNA的结构与功能等方面具有许多共同特征。
【必备知识】
1．达尔文的生物进化论主要的两大学说
(1)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来的。
(2)自然选择学说：揭示了生物进化的机制，解释了适应的形成和物种形成的原因。
2．化石定义：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。
3．化石科学价值
(1)利用化石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。因此，化石是研究生物进化最直接、最重要的证据。
(2)化石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，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。
1．比较解剖学的证据
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。
2．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。
3．细胞和分子水平的证据
当今生物有许多共同的特征，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，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。
4．总结
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，进而为解释适应和物种的形成提供了坚实的基础。
【本节重点】
化石为生物来自共同的祖先提供了直接证据，如始祖鸟化石。始祖鸟的大小及形状与喜鹊相似，它有着阔和圆的翅膀及长的尾巴，它的羽毛与现代鸟类相似。但是始祖鸟还有一些特征不像现代鸟类，例如，它有细小的牙齿，可以用来捕猎昆虫及其他细小的无脊椎动物。它有骨质的尾巴，它的脚有三趾长爪，而这些特征与恐龙极为相似。所以，始祖鸟将鸟类和爬行类，特别是和恐龙联系起来，证明鸟类是由恐龙的一支进化而来的。
【例题解析】
例1.下列有关DNA及基因的叙述，错误的是（??
）
A.?DNA分子中G—C碱基对所占比例越高，其结构越稳定
B.?生物体的遗传信息储存在DNA或RNA的核苷酸序列中
C.?某个基因片段中含有30个碱基对则其碱基对排列顺序有430种
D.?亲缘关系越近的生物，其DNA分子中碱基序列的相似性可能越高
例2.下列关于生物进化证据和结论的说法，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的差异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有共同的祖先
答案：例1.C
【解析】A、双链DNA分子中，C-G之间有3个氢键，而A-T之间只有2个氢键，因此C-G的含量越高，DNA分子越稳定，A正确；
B、生物的遗传物质是DNA或RNA，即遗传信息储存在DNA或RNA的核苷酸序列中，B正确；
C、就某个特定的基因而言，其碱基对的排列顺序是确定的，C错误；
D、亲缘关系越近的生物，其DNA分子中碱基序列的相似性可能越高，D正确。
故答案为：C。
例2.
B
【解析】A、几乎所有生物共用一套遗传密码，说明生物界在分子水平上存在统一性，可以为生物有共同祖先这一论点提供支持，A正确；
B、病毒无细胞结构，B错误；
C、物种亲缘关系越近，DNA和蛋白质等生物大分子的差异越小，C正确；
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是由共同的祖先进化而来的，D正确。
故答案为：B。
【素养作业】
1.以下为生物的进化提供最直接证据的是（??
）
A.?化石记录???????????????????????????B.?同源器官??????????????????????????
?C.?胚胎发育???????????????????????????D.?分子相似
2.我国生物学家在古脊椎动物的研究中发现，鸟类在进化过程中腕掌骨不断愈合（如下图），这是飞行结构优化的体现。该研究结果属于（??
）
?胚胎学证据???????????
?B.?比较解剖学证据????????????
C.?古生物化石证据?????????
??D.?细胞和分子水平的证据
3.下列不能体现生物进化中细胞和分子水平的证据的是（??
）
A.?古细菌中都含有细胞壁、细胞膜、细胞质、核糖体和DNA
B.?细胞都有共同的物质基础和结构基础
C.?人与黑猩猩的基因组差异仅为3%
D.?细胞和分子水平的研究生物进化提供了直接的证据
4.揭示和证明生物进化最可靠、最直接的证据是（??
）
A.?胚胎的形成和发育
B.?化石在地层中以一定的顺序出现
C.?生物的分类
D.?现有生物的细胞色素c
5.下列有关生物进化的说法，正确的是（??
）
A.?研究生物进化历程的主要依据是化石，消费者的出现明显加快了生物进化的速度
B.?现代生物进化理论认为生物个体是生物进化的基本单位，自然选择决定生物进化的方向
C.?狼和兔奔跑力的提高是二者共同进化的结果，漫长的共同进化逐渐形成生物多样性
D.?种群基因频率的变化一定会导致生物的进化，地理隔离的形成标志着新物种的产生
6.据媒体报道，考古学家在辽宁省发现一对古生物化石，经过研究发现它们竟然是一对雌雄孔子鸟化石，两只鸟深情对望，姿态优美动人，堪称一亿多年前的“爱情鸟”。关于孔子鸟化石的分析不正确的是（??
）
A.?孔子鸟化石等过渡类型的化石，揭示了不同生物之间的进化关系
B.?化石是研究生物进化最直接、最重要的证据
C.?在地质年代较近的地层中没有低等生物的化石
D.?生物越高等，出现的地层地质年代越晚近
7.英国科学家根据两块头骨化石碎片鉴别了一个新的小型鳄鱼物种，它与恐龙一并生活在1.26
亿年前，其体长仅
61
厘米，却长着锋利的牙齿。下列有关叙述不符合现代生物进化理论的是（??
）
A.?恐龙与小型鳄鱼没有亲缘关系，小型鳄鱼的进化与恐龙没有关联
B.?突变为小型鳄鱼的进化提供了原材料
C.?小型鳄鱼进化的基本单位是生活在一定区域的同种鳄鱼群体
D.?自然选择决定了小型鳄鱼的进化方向
8.绿头鸭和琵嘴鸭、绿翅鸭、斑嘴鸭都是野生鸭类，它们常常在同一栖息地生活。绿头鸭的ND2基因长度为1041bp，另外几种鸭与绿头鸭ND2基因长度及核苷酸序列相似度的比较如下表。下列叙述不正确的是（??
）
物种
ND2基因长度（bp）
核苷酸序列相似度（%）
琵嘴鸭
1041
90.97
绿翅鸭
1041
94.62
斑嘴鸭
1041
100
?琵嘴鸭、绿翅鸭、斑嘴鸭是由绿头鸭进化而来
B.?可通过DNA分子测序技术检测基因的相似度
C.?进化过程中ND2基因中发生了碱基序列的改变
D.?根据检测结果不能判断四种鸭是否有生殖隔离
参考答案
1.【答案】
A
【解析】为生物的进化提供最直接证据的是化石记录，化石是生物进化最直接，最有力的证据。
故答案为：A。
2.【答案】
C
【解析】在古脊椎动物的研究中发现，鸟类在进化过程中腕掌骨不断愈合（如图），这是飞行结构优化的体现，该研究结果属于古生物化石证据，故答案为：C。
3.【答案】
D
【解析】A、古细菌中都含有细胞壁、细胞膜、细胞质、核糖体和DNA，这是细胞水平的证据，A正确；
B、细胞都有共同的物质基础和结构基础这揭示了细胞生物都有共同的起源，属于细胞学证据，B正确；
C、人与黑猩猩的基因组差异仅为3%，这是分子生物学在进化方面的证据，C正确；
D、化石的研究为生物进化提供了直接的证据，D错误。
故答案为：D。
4.【答案】
B
【解析】由分析可知：A、胚胎的形成和发育只是研究个体发育，不能作为研究生物进化的直接证据，A错误；
B、由于化石在地层中以一定的顺序出现，故揭示和证明生物进化最可靠、最直接的证据，B正确；
C、生物的分类不能为研究生物界进化提供直接证据，C错误；
D、通过比较现有生物的细胞色素c的差异可以分析不同生物之间的亲缘关系，不作为直接证据，D错误。
故答案为：B。
5.【答案】
C
【解析】A、研究生物进化历程的主要依据是化石，有性生殖的出现，实现了基因重组，增加了生物变异的多样性，明显加快了生物进化的速度，A错误；
B、现代生物进化理论认为种群是生物进化的基本单位，自然选择决定生物进化方向，B错误；
C、不同物种之间在相互影响中不断进化和发展，属于共同进化，通过漫长的共同进化逐渐形成了生物多样性，C正确；
D、生物进化的实质是种群基因频率的改变，新物种产生的标志是生殖隔离的形成，D错误。
故答案为：C。
6.【答案】
C
【解析】A、孔子鸟化石等过渡类型的化石，揭示了不同生物之间的进化关系，A正确；
B、化石是研究生物进化最直接、最重要的证据，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，B正确；
CD、化石在地层中出现的顺序是人们研究生物进化的一个重要方面，不同生物化石的出现和地层的形成有着平行的关系，也就是说，在越古老的地层中，挖
掘出的化石所代表的生物，结构越简单、分类地位越低等，水生生物的种类也越多；在越晚近的地层中，挖掘出的化石所代表的生物.结构越复杂、分类地位越高等，陆生生物的种类也越多。低等生物至今依然存在，因此在地质年代较晚近的地层中也可能找到低等生物的化石，C错误，D正确。
故答案为：C。
7.【答案】
A
【解析】A、恐龙与小型鳄鱼没有直接的亲缘关系，恐龙与小型鳄鱼具有共同的祖先，故小型鳄鱼的进化与恐龙有关联，A错误；
B、突变和基因重组为生物的进化提供了原材料，B正确；
C、生活在一定区域的同种鳄鱼的群体为种群，种群是生物进化的基本单位，C正确；
D、自然选择决定了生物进化的方向，D正确。
故答案为：A。
8.【答案】
A
【解析】A、由表格信息可知，斑嘴鸭与绿头鸭亲缘关系最近，说明斑嘴鸭是由绿头鸭进化而来，A错误；
B、可通过DNA分子测序技术检测基因的相似度从而确定物种之间的亲缘关系，B正确；
C、由表格中ND2基因之间碱基序列的差异可推测，进化过程中ND2基因中发生了碱基序列的改变，C正确；
D、生殖隔离是新物种形成的标志，故根据检测结果不能判断四种鸭是否有生殖隔离，D正确。
故答案为：A。