1、第第6章章 生物的进化生物的进化 第第 1 1 节节 生物有共同祖先的证据生物有共同祖先的证据 学学 习习 目目 标标 1.基于化石的直接证据基于化石的直接证据,认同当今生物具有共同的祖认同当今生物具有共同的祖 先。先。 2.运用比较解剖学、胚胎学、细胞生物学和分子生运用比较解剖学、胚胎学、细胞生物学和分子生 物学等间接证据物学等间接证据,说明当今生物具有共同的祖先说明当今生物具有共同的祖先,举举 例说明当今生物具有许多共同特征。例说明当今生物具有许多共同特征。 探究一探究一 地层中陈列的证据地层中陈列的证据化石化石 结合教材第结合教材第100页图页图6-1、第、第101页图页图6-2,分析教
2、材第分析教材第 101页“思考页“思考 讨论”并阅读相关内容讨论”并阅读相关内容,说出达尔文生物进说出达尔文生物进 化论的组成和内容化论的组成和内容;认同化石是研究生物进化最直接、最认同化石是研究生物进化最直接、最 重要的证据。重要的证据。 1.达尔文生物进化论的组成。达尔文生物进化论的组成。 (1)_学说学说:指出地球上所有的生物都是由指出地球上所有的生物都是由_ _进化来的。进化来的。 (2)自然选择学说自然选择学说:揭示了揭示了_,解释了解释了_ _。 共同由来共同由来 原原 始的共同祖先始的共同祖先 生物进化的机制生物进化的机制 适适 应的形成和物种形成的原因应的形成和物种形成的原因
3、2.化石是研究生物进化最直接、最重要的证据。化石是研究生物进化最直接、最重要的证据。 (1)化石的概念化石的概念:通过自然作用保存在地层中的古代通过自然作用保存在地层中的古代 生物的生物的_等。等。 (2)研究内容研究内容: 从动物的从动物的_化石推测它们的饮食情况。化石推测它们的饮食情况。 从动物的从动物的骨骼骨骼化石推测其体型大小和运动方式。化石推测其体型大小和运动方式。 从植物化石推测它们的从植物化石推测它们的_。 (3)研究成果研究成果: 证实了生物是由证实了生物是由_经过漫长的地经过漫长的地 质年代逐渐进化而来的。质年代逐渐进化而来的。 揭示出生物由揭示出生物由_、由、由_、 由由_
4、的进化顺序。的进化顺序。 遗体、遗物或生活痕迹遗体、遗物或生活痕迹 原始的共同祖先原始的共同祖先 牙齿牙齿 形态、结构和分类地位形态、结构和分类地位 简单到复杂简单到复杂 低等到高等低等到高等 水生到陆生水生到陆生 探究探究二二 其他方面的证据其他方面的证据 结合教材第结合教材第102页图页图6-3、第、第103页图页图6-4,分析教材第分析教材第 102页和第页和第103页的“思考页的“思考 讨论”并阅读相关内容讨论”并阅读相关内容,列举列举 生物进化论的其他证据。生物进化论的其他证据。 1.比较解剖学证据。比较解剖学证据。 (1)证据证据:脊椎动物的器官、系统的形态和结构脊椎动物的器官、系
5、统的形态和结构,具有具有 高度高度_性。性。 (2)论点论点:_有共同的祖先。有共同的祖先。 一致一致 脊椎动物脊椎动物 2.胚胎学证据。胚胎学证据。 (1)证据证据 人和鱼的胚胎在发育早期会出现相似的人和鱼的胚胎在发育早期会出现相似的_。 脊椎动物在脊椎动物在_都有彼此相似的阶段。都有彼此相似的阶段。 (2)_有共同的祖先。有共同的祖先。 3.细胞和分子水平的证据。细胞和分子水平的证据。 (1)证据证据:当今生物都有能进行代谢、生长和增殖的当今生物都有能进行代谢、生长和增殖的 _,细胞有共同的细胞有共同的_等。等。 (2)论点论点:_有共同的祖先。有共同的祖先。 鳃裂和尾鳃裂和尾 胚胎发育早
6、期胚胎发育早期 人和其他脊椎动物人和其他脊椎动物 细胞细胞 物质基础和结构基础物质基础和结构基础 生物生物 探究一探究一 地层中陈列的证据地层中陈列的证据化石化石 资料资料:生命起源是自然科学领域内最重大的课题之生命起源是自然科学领域内最重大的课题之 一。一百多年前一。一百多年前,恩格斯就已指出“生命是蛋白体的存恩格斯就已指出“生命是蛋白体的存 在方式”。蛋白质和核酸的结构与功能是认识生命现象在方式”。蛋白质和核酸的结构与功能是认识生命现象 的基础。在绝大多数生物体内的基础。在绝大多数生物体内,组成蛋白质的氨基酸有组成蛋白质的氨基酸有 21种种,这些氨基酸大部分已在化石中找到这些氨基酸大部分已
7、在化石中找到,这对研究生命这对研究生命 起源具有很大意义。起源具有很大意义。 在前寒武纪地层中在前寒武纪地层中,特别是在前寒武纪的燧石层中特别是在前寒武纪的燧石层中,已已 陆续发现了各种化学化石和微体化石陆续发现了各种化学化石和微体化石,如南非距今如南非距今37亿年的亿年的 前寒武纪地层中发现有显示非生物起源和生物起源的中间前寒武纪地层中发现有显示非生物起源和生物起源的中间 性质的有机物质性质的有机物质;距今距今32亿年的前寒武纪地层中发现有植亿年的前寒武纪地层中发现有植 物色素的分解产物物色素的分解产物,这说明那时生物已经开始进行光合作用。这说明那时生物已经开始进行光合作用。 美国明尼苏达州
8、距今美国明尼苏达州距今27亿年的前寒武纪地层中亿年的前寒武纪地层中,发现有发现有 现代蓝细菌类念球藻所含的特征物现代蓝细菌类念球藻所含的特征物,说明说明27亿年前就有和现亿年前就有和现 代蓝细菌类念球藻属相类似的蓝细菌。代蓝细菌类念球藻属相类似的蓝细菌。 结合上述资料结合上述资料,分析下列问题。分析下列问题。 (1)为什么说蛋白质和核酸的结构与功能是认识为什么说蛋白质和核酸的结构与功能是认识 生命现象的基础生命现象的基础? 提示提示: :蛋白质是生命活动的体现者蛋白质是生命活动的体现者,核酸是生命活核酸是生命活 动的控制者动的控制者,蛋白质和核酸是生命活动最重要的物质。蛋白质和核酸是生命活动最
9、重要的物质。 (2)通过分析对前寒武纪化石中氨基酸等物质的通过分析对前寒武纪化石中氨基酸等物质的 研究研究,你能得出什么结论你能得出什么结论? 提示提示: :生物是由原始的共同祖先经过漫长的地质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。年代逐渐进化而来的。 (3)资料说明化石在生物进化的研究中具有什么资料说明化石在生物进化的研究中具有什么 作用作用? 提示提示: :化石是研究生物进化最直接、最重要的证化石是研究生物进化最直接、最重要的证 据。据。 【例【例1】生物进化最可靠的证据是】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各类生物化石在地层里按一定
10、的顺序出现 B.哺乳动物在胚胎发育初期非常相似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生物都能适应一定的环境 解析解析: :化石是指通过自然作用保存在地层中的古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。化石是研究生物代生物的遗体、遗物或生活痕迹等。化石是研究生物 进化最直接、最重要的证据。进化最直接、最重要的证据。 答案答案: :A 【例【例2】对不同地层中生物化石的研究表明】对不同地层中生物化石的研究表明,在古生代在古生代 早期早期,海生的藻类植物繁盛海生的藻类植物繁盛;到了古生代中期到了
11、古生代中期,原始陆生植物原始陆生植物 出现出现;到古生代晚期到古生代晚期,蕨类植物繁盛蕨类植物繁盛,裸子植物出现裸子植物出现;中生代中生代 裸子植物繁盛裸子植物繁盛,并在中生代晚期出现了被子植物。上述现并在中生代晚期出现了被子植物。上述现 象不能说明的生物进化事实是象不能说明的生物进化事实是( ) A.生物进化方向是由水生到陆生生物进化方向是由水生到陆生 B.藻类植物是原始低等的植物类群藻类植物是原始低等的植物类群 C.被子植物是高等的植物类群被子植物是高等的植物类群 D.蕨类植物和裸子植物都是由藻类植物直接进化而蕨类植物和裸子植物都是由藻类植物直接进化而 来的来的 解析解析: :题中所述从古
12、生代早期、中期到晚期的植物题中所述从古生代早期、中期到晚期的植物 有从水生到陆生进化的特点。古生代早期的是藻类植有从水生到陆生进化的特点。古生代早期的是藻类植 物物, ,所以最低等所以最低等; ;中生代晚期出现被子植物中生代晚期出现被子植物, ,所以最高等所以最高等, , 但不能看出蕨类植物和裸子植物与藻类植物之间的进但不能看出蕨类植物和裸子植物与藻类植物之间的进 化关系。化关系。 答案答案: :D 【情境迁移】研究人员在【情境迁移】研究人员在1.5亿年前的沉积岩中发现了亿年前的沉积岩中发现了 已灭绝的剑尾动物的化石已灭绝的剑尾动物的化石,而后对每个个体背甲的长而后对每个个体背甲的长/宽宽 (
13、用用S表示表示)进行了测定进行了测定,测定结果测定结果(该种动物该种动物S值的分布值的分布)如如 下图中的下图中的p曲线。在曲线。在1亿年前的沉积岩中亿年前的沉积岩中,研究人员又在研究人员又在3 个不同地点发现了个不同地点发现了3个不同剑尾动物群体的化石个不同剑尾动物群体的化石,曲线曲线a、 b、c分别表示分别表示3个群体的个群体的S值的分布情况。值的分布情况。 (1)在在1亿年前的沉积岩中亿年前的沉积岩中,在在3个不同地点发现个不同地点发现3 个不同剑尾动物群体的化石个不同剑尾动物群体的化石,据此可得出什么结论据此可得出什么结论? 提示提示: :3个不同的剑尾动物群体是同时出现的。个不同的剑
14、尾动物群体是同时出现的。 (2)据图分析据图分析,3个不同群体中哪个群体当时生存个不同群体中哪个群体当时生存 的环境是较为复杂的的环境是较为复杂的?为什么为什么? 提示提示: :c。c群体的群体的S值出现了不同方向的变化。值出现了不同方向的变化。 探究探究二二 其他方面的证据其他方面的证据 资料资料1:同源器官是指不同生物的某些器官在基本结构、同源器官是指不同生物的某些器官在基本结构、 各部分和生物体的相互关系以及胚胎发育的过程方面彼此各部分和生物体的相互关系以及胚胎发育的过程方面彼此 相同相同,但在外形上有时并不相似但在外形上有时并不相似,功能上也有差别。例如功能上也有差别。例如,脊椎脊椎
15、动物的前肢、蝙蝠的翼、鲸的鳍、猫的前肢和人的上肢动物的前肢、蝙蝠的翼、鲸的鳍、猫的前肢和人的上肢,虽虽 然具有不同的外形然具有不同的外形,功能也不尽相同功能也不尽相同,但却有相同的基本结构但却有相同的基本结构, 内部骨骼都是由肱骨、前臂骨内部骨骼都是由肱骨、前臂骨(桡骨、尺骨桡骨、尺骨)、腕骨、掌骨和、腕骨、掌骨和 指骨组成指骨组成;各部分骨块和动物身体的相对位置相同各部分骨块和动物身体的相对位置相同;在胚胎发在胚胎发 育上育上,从相同的胚胎原基以相似的过程发育而来。从相同的胚胎原基以相似的过程发育而来。 陆生脊椎动物的肺和鱼鳔也是同源器官。从胚胎陆生脊椎动物的肺和鱼鳔也是同源器官。从胚胎 发
16、育来看发育来看,肺和鳔同出于胚胎期原肠管的突出肺和鳔同出于胚胎期原肠管的突出;从进化从进化 上来看上来看,两栖动物的肺是从古代总鳍鱼的鳔演变而来的。两栖动物的肺是从古代总鳍鱼的鳔演变而来的。 植物也同样有同源器官植物也同样有同源器官,如马铃薯的块茎和葡萄的卷须如马铃薯的块茎和葡萄的卷须 都是茎的变态都是茎的变态;豌豆的卷须和小檗的刺都和叶是同源器豌豆的卷须和小檗的刺都和叶是同源器 官。在比较解剖学中特别注意同源器官的研究官。在比较解剖学中特别注意同源器官的研究,它们为它们为 生物进化提供了直接的证据。生物进化提供了直接的证据。 资料资料2:细胞色素细胞色素c的氨基酸序列比较被选择作为分的氨基酸
17、序列比较被选择作为分 子生物学在进化论上的最初应用。细胞色素子生物学在进化论上的最初应用。细胞色素c是参与是参与 细胞呼吸的重要蛋白质细胞呼吸的重要蛋白质,在所有的需氧细胞中都存在。在所有的需氧细胞中都存在。 至今已有许多物种的细胞色素至今已有许多物种的细胞色素c的氨基酸序列被测定的氨基酸序列被测定, 选择一些代表性物种选择一些代表性物种,与人的细胞色素与人的细胞色素c氨基酸序列氨基酸序列(约约 有有104个氨基酸个氨基酸)相比相比,其差异如下其差异如下: 生物名称生物名称 氨基酸差异氨基酸差异/ /个个 生物名称生物名称 氨基酸差异氨基酸差异/ /个个 黑猩猩黑猩猩 0 0 金枪鱼金枪鱼 2
18、121 猕猴猕猴 1 1 果蝇果蝇 2727 狗狗 1111 天蚕蛾天蚕蛾 3131 鸡鸡 1313 链孢霉链孢霉 4343 响尾蛇响尾蛇 1414 酵母菌酵母菌 4444 结合上述资料结合上述资料,分析下列问题。分析下列问题。 (1)同源器官的一致性作为生物进化的证据同源器官的一致性作为生物进化的证据,能证明能证明 什么什么?为什么同源器官既有不同的外形为什么同源器官既有不同的外形,功能也不尽相同功能也不尽相同 呢呢? 提示提示: :同源器官的一致性能证明这些生物是由原始同源器官的一致性能证明这些生物是由原始 的共同祖先进化而来的。的共同祖先进化而来的。 具有同源器官的生物在不同的环境中生活
19、具有同源器官的生物在不同的环境中生活,向着不同的方向着不同的方 向进化发展向进化发展,适应不同的功能适应不同的功能,因而产生了表面形态上的因而产生了表面形态上的 差异。差异。 (2)结合资料结合资料1分析分析,鸟的翼是爬行动物的前肢演化来鸟的翼是爬行动物的前肢演化来 的的,昆虫的翅是由昆虫的表皮分化形成的昆虫的翅是由昆虫的表皮分化形成的,但它们的功能但它们的功能 都是飞行。那么鸟的翼与昆虫的翅是同源器官吗都是飞行。那么鸟的翼与昆虫的翅是同源器官吗?为什为什 么么? 提示提示: :不是。两者是功能相同而起源不同的器官。不是。两者是功能相同而起源不同的器官。 (3)分析资料分析资料2,可知人与哪种
20、生物的亲缘关系最近可知人与哪种生物的亲缘关系最近, 与哪种生物的亲缘关系最远与哪种生物的亲缘关系最远? 提示提示: :人与黑猩猩的亲缘关系最近人与黑猩猩的亲缘关系最近,因为两者细胞色因为两者细胞色 素素c的氨基酸序列差异最小的氨基酸序列差异最小;人与酵母菌的亲缘关系最远人与酵母菌的亲缘关系最远, 因为两者细胞色素因为两者细胞色素c的氨基酸序列差异最大。的氨基酸序列差异最大。 (4)不同生物的不同生物的DNA和蛋白质等生物大分子存在共和蛋白质等生物大分子存在共 同点也存在差异同点也存在差异,对你有什么启示对你有什么启示? 提示提示: :不同生物的不同生物的DNA和蛋白质等生物大分子的共和蛋白质等
21、生物大分子的共 同点同点,提示人们当今生物有着共同的原始祖先提示人们当今生物有着共同的原始祖先,其差异的其差异的 大小则揭示了当今生物种类亲缘关系的远近大小则揭示了当今生物种类亲缘关系的远近,以及它们以及它们 在进化史上出现的顺序。在进化史上出现的顺序。 【例【例3】蟒蛇外形上没有四肢】蟒蛇外形上没有四肢,但它的体内还保留着后但它的体内还保留着后 肢骨的残余肢骨的残余,说明蟒蛇起源于有四肢的动物。这属于生物说明蟒蛇起源于有四肢的动物。这属于生物 进化的进化的( ) A.胚胎学证据胚胎学证据 B.比较解剖学证据比较解剖学证据 C.生物化学证据生物化学证据 D.古生物化石证据古生物化石证据 解析解
22、析: :根据分析生物进化的证据来看根据分析生物进化的证据来看,蟒蛇外形上没有蟒蛇外形上没有 四肢四肢,但它的体内还保留着后肢骨的残余但它的体内还保留着后肢骨的残余,说明蟒蛇起源于说明蟒蛇起源于 有四肢的动物有四肢的动物,更符合生物进化的比较解剖学证据。更符合生物进化的比较解剖学证据。 答案答案: :B 【例【例4】将来自不同种生物的两条】将来自不同种生物的两条DNA单链进行杂单链进行杂 交交,两种生物的两种生物的DNA分子碱基序列越相似分子碱基序列越相似,形成的杂合双形成的杂合双 链区的部位就越多。某人用甲、乙、丙三种生物的链区的部位就越多。某人用甲、乙、丙三种生物的DNA 单链进行杂交实验单
23、链进行杂交实验,结果如下图所示。据图判断结果如下图所示。据图判断,下列叙下列叙 述正确的是述正确的是( ) A.游离的单链所对应的原物种游离的单链所对应的原物种DNA片段均不含遗传片段均不含遗传 信息信息 B.杂合双链区的存在表示两种生物携带的遗传密码杂合双链区的存在表示两种生物携带的遗传密码 相同相同 C.甲与乙的亲缘关系比甲与丙的亲缘关系远甲与乙的亲缘关系比甲与丙的亲缘关系远 D.甲与丙的亲缘关系比乙与丙的亲缘关系近甲与丙的亲缘关系比乙与丙的亲缘关系近 解析解析: :游离的单链所对应的原物种游离的单链所对应的原物种DNA片段可能含有片段可能含有 遗传信息遗传信息,A项错误项错误;杂合双链区的存在表示两种生物携带杂合双链区的存在表示两种生物携带 的遗传密码部分相同的遗传密码部分相同,B项错误项错误;甲与乙形成的杂合双链区甲与乙形成的杂合双链区 的部位比甲与丙的少的部位比甲与丙的少,故甲与乙的亲缘关系比甲与丙的亲故甲与乙的亲缘关系比甲与丙的亲 缘关系远缘关系远,C项正确项正确;甲与丙形成的杂合双链区的部位比乙甲与丙形成的杂合双链区的部位比乙 与丙的少与丙的少,故甲与丙的亲缘关系比乙与丙的亲缘关系远故甲与丙的亲缘关系比乙与丙的亲缘关系远,D 项错误。项错误。 答案答案: :C 课堂建构
