4.1多种证据表明生物具有共同的祖先课件2023-2024学年高一下学期生物沪科版必修2

第1节 多种证据表明生物具有共同祖先 必修2 遗传与进化 第4章 生物进化 本节重点 1、列举生物进化的证据 2、生物进化的历程和一般规律 生物的卵、遗骸，甚至粪便、脚印都能以类似的方式形成化石（图4-3）。 什么是化石？ 在漫长的进化过程中，有些生物虽然已经灭绝， 但形成的化石给我们留下了许多可供观察、考证和研究它们曾经存在过的证据。 化石是在特殊条件下，保存于地层中的古生物遗体、遗物，以及它们的生活遗迹。 在白垩纪，突如其来的山洪将恐龙冲进了沼泽，将它们掩埋沉积在泥沙之下。 在这种环境下，恐龙的骨骼、牙齿等保留了下来。 经过数百万年，泥沙沉积物一层层地沉积， 而恐龙的骨骼、牙齿等吸收了钙或硅而石化，变成了恐龙化石（图4-2）。 化石的形成过程？ 化石在地层中的分布规律是什么？ 通常，深层、古老的地层中出现的化石所代表的生物简单、低等， 而浅层、新近的地层中出现的化石所代表的生物则较为复杂、高等。 化石在地层中的分布规律表明生物进化的历程和一般规律是: 由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生的进化顺序 胚胎学和比较解剖学证据为生物进化研究提供了间接证据 间接证据有哪些？ 化石为生物进化研究提供了直接证据 对鱼类、鸟类和哺乳类等动物胚胎发生过程的比较研究发现（胚胎学证据）： 尽管这些生物成年个体的形态存在很大差异，但在胚胎发育早期有很多相似之处 鱼 蝾螈 龟 鸡 猪 牛 兔 人 由此推测陆生脊椎动物是由原始的水生动物进化而来 早期胚胎都有尾，都有乳头状突起——肢芽等 在发育后期，人类胚胎的尾因细胞凋亡而消失，肢芽则进一步发育成为四肢； 而另外一些生物如鱼类，尾得以保留而肢芽消失 生物在胚胎发育过程中重演了其祖先的进化特征 在比较解剖学中，比较人的上肢与龟、马、蝙蝠、海豹的前肢以及鸟翼（比较解剖学证据） 尽管它们在外形和功能上差异很大，但骨骼的排列方式极其相似 通过比较、分析不同物种同源器官的结构差异程度可以推断它们亲缘关系的远近。 它们都是由前肢的肢芽发育而来的， 这些在发生上有共同来源，而在形态和功能上 不完全相同的器官被称为同源器官 花瓣、子房等则是叶的变态。 生物具有同源器官说明它们可能来自共同的祖先。 人的上肢与龟、马、蝙蝠、海豹的前肢以及 鸟翼就是同源器官 类似的情况在植物界也能够观察到， 如葡萄的卷须、洋葱的鳞茎、皂角树枝上的刺等都是茎的变态， 比较解剖学为生物进化提供的另一方面的证据是痕迹器官的存在。 这说明人类可能起源于植食性生物。 痕迹器官是指生物体内存在但其功能已基本丧失的器官。 例如，植食性动物的阑尾通常较大，且直接参与消化过程； 而人类保留了阑尾，但其没有消化功能且较小（图4-9） 我们可以根据痕迹器官追溯生物之间的亲缘关系和进化线索。 例如，蟒蛇的外形上没有四肢，但是它的体内保留了后肢骨的残余 这说明蟒蛇可能起源于有四肢的生物。 什么是痕迹器官？ 细胞生物学和分子生物学为生物进化研究提供了微观证据 表明植物和动物在进化历程中的分支时间较早 对细胞结构的研究表明：尽管各种生物的形态差异很大， 但组成这些生物的细胞却具有相似的特征， 且分类学地位越近的生物，其细胞的特征越接近。 例如，不同的真核生物细胞都具有细胞核、细胞膜和细胞器， 表明这些生物可能具有相同的祖先 又如，植物细胞和动物细胞之间的差异较大，而不同植物的细胞之间则差异较小， 以上都是宏观证据， 分类学地位越远的生物，其细胞的特征差异越大。 近代的分子生物学研究，从分子层面为生物进化的研究提供了新的证据。 这类氨基酸序列发生恒速变化的蛋白质称为分子钟。 例如，细胞色素c是真核细胞有氧呼吸过程的重要蛋白质之一，由104个氨基酸组成。 科学家比较了人类与部分生物细胞色素c的氨基酸差异， 1.这些生物的细胞内都具有细胞色素c， 说明这些生物在细胞呼吸等新陈代谢方面具有共同特征， 提示了其可能来自共同的祖先； 2.不同生物的细胞色素c的氨基酸序列有差异， 根据最早出现这些生物的地质年代分析表明： 细胞色素c中氨基酸序列发生变化的速率是基本恒定的， 通过比较分析10种生物与人的细胞色素C的氨基酸的差异，你能能得出什么规律？ 差异程度揭示了这些生物的亲缘关系远近， 也表明它们在进化历程中的分支时间不同。 以DNA作为分子钟，从分子层面对根据化石分析判定生物亲缘关系远近的结果进行验证。 例如，化石记录表明，黑猩猩和人类是在700万～600万年前由同一祖先分支进化而来， 而黑猩猩与旧大陆猴的进化分支出现得更早，约在3000万年前。 而DNA序列测定得知 黑猩猩DNA序列与人类的差异不足2%，而与旧大陆猴的差异超过7% DNA序列差异所体现出的进化关系和