内容正文:
第三节 地球的历史
课程标准及解读
知识点一 化石和地质年代表
一、化石和地层
1.地层
(1)概念:具有时间顺序的层状岩石。
(2)特征
①结构:沉积岩的地层具有明显的层理构造。
②顺序:一般先沉积的层在下,后沉积的层在上。
沉积岩的层理构造
沉积岩在形成过程中,由于沉积环境的改变,使得沉积物质在成分、颗粒大小、形状或颜色方面沿垂直方向发生变化而显示出的成层现象。
2.化石
(1)概念:在沉积岩的形成过程中,有些生物的遗体或遗迹在沉积物中保存下来。
(2)特征
①同一时代的地层:往往含有相同或者相似的化石。
②不同时代的地层:越古老的地层含有越低级、越简单生物的化石。
3.研究意义
通过研究地层和它们包含的化石,发现不同时期主要生命形式的特点及其变化,了解地球的生命历史和古地理环境。
二、地质年代表
1.含义:根据地层顺序、生物演化阶段、岩石年龄等,把漫长的地球历史按照宙、代、纪等时间单位,进行系统性的编年,这就是地质年代表。
地质年代分为绝对地质年代和相对地质年代,绝对地质年代是科学家通过对岩石进行放射性同位素含量的测定,并根据其衰变规律计算得出的该岩石的年龄。相对地质年代是指地层的生成顺序和相对新老关系,主要通过地层的形成顺序、古生物化石证据以及构造运动来确定。
2.地质年代表
知识点二 地球的演化历程
一、前寒武纪
1.距今时间:自地球诞生到距今5.41亿年的时期,约占地球历史的90%。
2.生命演化
3.矿产形成:重要的成矿时期,大量的铁、金、镍、铬等矿藏出现。
二、古生代
1.时间:距今5.41亿年~2.52亿年。
2.海陆变迁:海陆格局发生了多次大变迁,形成联合古陆。
3.演化过程
4.矿产形成:地质历史上重要的成煤期。
三、中生代
时间
距今2.52亿年~6_600万年,分为三叠纪、侏罗纪和白垩纪
海陆变迁
联合古陆在三叠纪晚期开始解体,各大陆向现在的位置漂移
生物进化
①爬行动物盛行,尤其是恐龙;②中后期,部分爬行动物开始向鸟类发展;③小型哺乳动物出现;④裸子植物极度兴盛
物种灭绝
中生代末期,绝大多数物种从地球上消失
成矿情况
主要的成煤期
四、新生代
时间
距今6 600万年至今,分为古近纪、新近纪和第四纪
海陆
变迁
①联合古陆最终解体,形成现代海陆分布格局;②地壳运动剧烈,形成了现代地势起伏的基本面貌
生物进化
①被子植物高度繁盛,草原面积扩大;②哺乳动物快速发展,生物界呈现现代面貌;③第四纪出现了人类
第四纪时期
全球出现数次冷暖交替变化。目前,地球处于一个温暖期
线索法明确地球演化的顺序
在掌握生物进化与环境演变简史中,重点抓住以下三条线索:
(1)时间变化:前寒武纪→古生代→中生代→新生代。
(2)动物演化:动物孕育、萌芽和发展的初期阶段→海生无脊椎动物时代→鱼类时代→两栖动物时代→爬行动物时代→哺乳动物时代→人类时代。
(3)植物变化:海生藻类时代→陆上蕨类植物时代→裸子植物时代→被子植物时代。
◆自主检测
1.判断。(对的画“√”,错的画“×”)
(1)煤炭、石油、天然气等被称为化石燃料,是因为这些矿物燃料里面都含有化石。( × )
(2)研究地层和它们包含的化石,可以探究地球的生命历史和古地理环境。( √ )
(3)不同时代的地层也可能含有相同或者相似的化石。( × )
(4)古生代期间地壳运动剧烈,海陆格局变迁,使该时期成为地质历史上重要的成煤期。( √ )
(5)恐龙灭绝是中生代结束的标志。( √ )
(6)第四纪气候冷暖交替变化,目前地球处于一个温暖期。( √ )
2.连线。
将下列地理环境特征与所对应的地质年代用直线连接起来。
3.填表。
在图中填充相关内容,梳理生物的进化历程。
4.思考。
(1)很多人都奇怪我国的银杏为什么被称为“世界第一活化石” 。你知道原因吗?
提示:银杏树属于裸子植物,现在地球上大部分地区的银杏树都已成为了印在石头里的植物化石,只有在我国还保存了一部分活的银杏树,因此被称为“活化石”。
(2)辽阔的南极洲,有98%的面积终年被冰雪覆盖。茫茫冰雪大陆历来给人的印象似乎是荒凉的。然而经地质学家初步考察证实,这里却蕴藏着丰富的煤炭资源。你能猜测可能的原因吗?
提示:地质史上南极大陆曾处于低纬地区,具有温暖湿润的森林环境。
任务一__根据地层和化石特征推知古地理环境
中华龙鸟化石自然保护区位于辽宁省朝阳市北票市,是国家级自然保护区,面积46.3平方千米,出产动物化石80多种,植物化石50多种,被科学界誉为“世界上独一无二的化石宝库”。其中“中华龙鸟(上图)”“金氏热河兽”“辽宁古果”等化石的发现,为解决世界性难题——鸟类的起源、小型哺乳动物的起源和被子植物的起源提供了有利证据,中外科学家频繁来此考察研究,同时北票也成为全世界古生物爱好者们向往的地方。
1.说出含有中华龙鸟化石的岩石类型,并推断中华龙鸟最可能的生存环境特征。
提示:沉积岩。温暖湿润的湖泊附近。
2.分析建立中华龙鸟化石自然保护区的重要性。
提示:利于保护多种生物化石及其地理环境;为人类今后地质研究留下宝贵资料等。
1.依据地层分析地理环境——“三确定”
(1)确定地层形成时间
正常状态下地层分布是有时间顺序的,即“老的地层在下,新的地层在上”,因此根据两个地层之间的上下位置关系,就可以推测两个地层形成的早晚顺序。如图示A地层最老,D地层最新。
(2)确定地壳运动状况
正常状态下的地层应是平行且连续分布。如果地层发生弯曲,说明该处地壳产生过水平运动,如果地壳同一岩层之间发生明显的位移,说明该处地壳产生过垂直运动;如果地层分布发生了缺失,说明该处地壳在缺失的某地层地质时期,地壳发生过剧烈的变化。
(3)确定地理环境特征
沉积地层是由沉积物组成,因此沉积地层中保持着原有地层组成物质。依据地层组成物质可以确定当时的地理环境特征,如:
岩石类型
反映的地表环境
石灰岩
浅海环境
页岩
静水环境
2.依据化石分析地理环境
(1)根据化石探知地层的新老关系
不同时代的地层一般含有不同的化石,而相同时代的地层里往往含有相同或相似的化石。因此,可以根据古生物的演化规律,利用化石来确定地层的顺序和时代。生物是由简单到复杂,由低等到高等,由水生到陆生逐渐演化而来的,地层中挖掘出的化石所代表生物结构越简单,分类地位越低,水生生物的化石越多,说明该地层越古老,相反地层就越年轻。
(2)利用化石推知古地理环境
在一定的环境中,生活着一定的生物群,在生物体上会留下自然的烙印。这样,利用生物化石可以复原生物的生活时代和古地理环境。如:
案例
地层的年代
三叶虫生长于海洋里
含有三叶虫化石的地层表明形成时是海洋环境
珊瑚生长于温暖的浅海环境
含有大片珊瑚化石的地层表明形成时是温暖的浅海
◆学以致用
1.下列关于化石和地层的说法,正确的是( )
A.不同时代的地层也可能含有相同或者相似的化石
B.越古老的地层含有越高级、越复杂生物的化石
C.研究地层及其包含的化石,是研究地球生命演化的重要途径
D.生物遗体或者遗迹都可以形成化石
C 解析:同一时代的地层中,往往含有相同或相似的化石;不同时代的地层中,不会含有相同或相似的化石。不同时代的地层,往往含有不同的化石,越是古老的地层中,含有越低级、越简单生物的化石。一般而言,地层中低级化石形成年代早,高级化石形成年代晚,据此可以研究地球生命演化进程。保存在沉积岩中的生物遗体或者遗迹才可以形成化石。故选C项。
2.三叶虫生活的环境最可能是( )
A.温暖的海域 B.沙漠地区
C.温带陆地 D.热带陆地
A 解析:根据所学知识可知,三叶虫是生活在古生代海洋中的无脊椎动物,而不是生活在陆地上的动物,沙漠地区、 温带陆地、 热带陆地都是陆地环境。故选A项。
3.确定地层形成时代和顺序的依据是( )
A.地层中保存下来的化石
B.组成物质的成分和性质
C.岩石的坚硬程度
D.植物化石的埋藏深度
A 解析:因化石中常含有不同时期和种类的动植物的遗体或者遗迹,能够反映出地球的历史,常用来确定地层的时代和顺序;地层组成物质的成分和性质可能会受到内、外力作用影响发生改变,据其确定地层形成时代和顺序准确性不高;岩石的坚硬程度不影响地层形成时代和顺序;仅凭植物化石的埋藏深度无法准确确定地层形成时代和顺序,且化石的埋深会受到内外力作用的影响发生变化。故选A项。
任务二__分析地球的演化历程
2023年4月10日,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所在研究距今约4.1亿年前(早泥盆纪)广西古鱼类特异埋藏生物群中,发现了一个盔甲鱼类新属种“九尾狐甲鱼”。这是目前发现的世界首个完整保存尾鳍的盔甲鱼类化石。下图为九尾狐甲鱼特异保存的“九指分叉”的尾鳍部分。
1.指出广西“九尾狐甲鱼”生存的地质年代和地理环境特征。
提示:晚古生代。温暖的海洋环境。
2.说出“九尾狐甲鱼”生存地质年代生物的进化状况。
提示:古生代晚期,气候变得干旱,水源稀少,一些两栖动物进化成更能适应干燥气候的爬行动物,裸子植物开始出现。
1.生物进化与环境变迁(如结构图所示)
2.海陆的演变历程
(1)地球形成:原始海洋出现,形成最初的海洋、陆地分布状况。
(2)古生代:地壳运动剧烈,形成一块联合古陆。
(3)中生代:板块运动剧烈,联合古陆解体,各大陆漂移。
(4)新生代:形成现代海陆分布格局。地壳运动剧烈,形成了现代地势起伏的基本面貌。
3.大气的演变历程
(1)原始大气:主要成分是二氧化碳、一氧化碳、甲烷和氨,缺少氧气。
(2)现代大气:主要成分是氮气和氧气。
(3)演变原因:植物通过光合作用,吸收二氧化碳,释放氧气。因此地球上生命的出现和演化与大气中氧气的增多密不可分。
◆学以致用
在山西某矿区,工人们发现在矿灯照耀下,夹在页岩地层中的煤层乌黑发亮,仔细辨认,还能看出大羽羊齿等蕨类植物粗大的树干。据此完成1~2题。
1. 该煤层形成的地质年代和该地质年代最繁盛的动物可能是( )
A.古生代、两栖类
B.中生代、恐龙
C.新生代新近纪、哺乳类
D.新生代第四纪、鱼类
2.大羽羊齿形成时的古地理环境最可能是( )
A.干湿季分明的草原地区
B.温暖广阔的浅海
C.湿热的森林地区
D.干旱的沙漠环境
1.A 2.C 解析:第1题,大羽羊齿等蕨类植物繁盛时期是在古生代,由材料“还能看出大羽羊齿等蕨类植物粗大的树干”可知,该煤层形成的地质年代是古
生代,古生代最繁盛的动物可能是两栖类,A项正确。第2题,由材料“还能看出大羽羊齿等蕨类植物粗大的树干”可知,煤层形成时代树干粗大,古地理环境最可能是湿热的森林环境,C项正确。
(2024·福建宁德高一期末)在黑龙江省龙骨山,曾经出土了我国第一具恐龙化石——平头鸭嘴龙化石,被学者称为“神州第一龙”。研究发现平头鸭嘴龙生活在白垩纪晚期,喜食多汁的灌木和水草。它的指尖长有适合划水的蹼,鸭子似的嘴巴便于在泥沼里铲出植物。如图为“神州第一龙”复原图。据此完成3~4题。
3.推测平头鸭嘴龙生存时期黑龙江省龙骨山的气候特征是( )
A.冷干 B.冷湿 C.暖湿 D.暖干
4.若博物馆要给“神州第一龙”化石骨架做一个介绍牌,其年代信息可以写为( )
A.太古宙—古生代—白垩纪
B.显生宙—古生代—白垩纪
C.太古宙—中生代—白垩纪
D.显生宙—中生代—白垩纪
3.C 4.D 解析:第3题,材料信息表明,研究发现平头鸭嘴龙生活在白垩纪晚期,喜食多汁的灌木和水草,表明当地当时气候湿润,A、D项错误;材料信息表明,平头鸭嘴龙鸭子似的嘴巴便于在泥沼里铲出植物,如果当地气候冷湿,则在当地一年中大量时间泥沼封冻,平头鸭嘴龙无法获取食物维持生命,由此推测当地气候应具有暖湿特征,C项正确,B项错误。第4题,“神州第一龙”平头鸭嘴龙生活在白垩纪晚期,白垩纪处于中生代最后一个纪,中生代是显生宙的中间一个代,因此若博物馆要给“神州第一龙”化石骨架做一个介绍牌,其年代信息可以写为显生宙—中生代—白垩纪,D项正确,A、B、C项错误。
[创新素材]
孢粉化石与古地理环境变迁
植物孢粉是植物在繁殖期间撒出的孢子和花粉的总称,孢子是孢子植物(如菌、藻类植物和蕨类植物)的繁殖器官,而花粉是种子植物(包括裸子植物和被子植物)的繁殖器官。所谓化石孢粉就是指保存在沉积岩层中的古代植物的孢子和花粉。当孢子和花粉在孢子囊和花药中成熟之后,经过风、水或昆虫等动物的作用,离开母体,落在土壤中,再经过漫长的地质历史,土壤变成岩石,孢子和花粉也就随之成为化石。孢粉数量巨大(例如,一棵山毛榉树一年可撒出4亿粒花粉),在与空气隔绝的情况下,部分孢粉可以长期存留下来。孢粉化石所记录的孢粉信息对探讨植物的起源与演化、恢复古地理环境具有重要意义。
[新题优选]
在辽宁省南部地区距今10 000~8 000年的泥炭层中,以桦属花粉居多,而现在桦木林已经退缩至大兴安岭、小兴安岭和长白山区。桦树为喜冷耐旱植物。右图为我国大兴安岭的桦木林景观图。据此完成1~3题。
1.近8 000年来,辽宁省南部地区( )
A.气温降低,降水增多 B.气温升高,降水增多
C.气温降低,降水减少 D.气温升高,降水减少
2.辽宁省南部地区桦树大量生长于( )
A.新生代 B.古生代 C.中生代 D.石炭纪
3.考古专家可以从含有孢粉化石的地层了解到当时的( )
①植被类型 ②植被年龄 ③地貌特征 ④气候特征
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
1.B 2.A 3.B 解析:第1题,由材料可知,桦树喜冷耐旱,现在桦木林已经退缩至大兴安岭、小兴安岭和长白山区,说明辽宁省南部地区近8 000年来气候变得温暖湿润,即气温升高,降水增多。故选B项。第2题,由材料可知,辽宁省南部地区距今10 000~8 000年的泥炭层中,桦属花粉占优势,说明辽宁省南部地区大量生长桦树的时期在距今10 000~8 000年,为新生代。故选A项。第3题,通过孢粉化石,人们能判断出其所处地质年代的植被类型和植被数量的多少,结合植被的生长习性,可以分析出当时的气候特征,①④正确;通过孢粉化石不能判断植物的年龄,但可以判断地层所处的地质年代,②错误;通过地质构造而不是孢粉化石可以推测古地貌,③错误。故选B项。
[命题解读]
[知识谱系]
[问题清单]
1.说出沉积岩地层的新老关系变化和生物进化的一般规律。
2.研究地层和化石的地理意义是什么?
3.回答前寒武纪的大气环境、生物和矿产演化特征。
4.回答古生代的地壳运动、动植物进化特征和成矿类型。
5.回答中生代的地壳运动、动植物进化特征和成矿类型。
6.回答新生代的地壳运动、动植物进化特征和气候变化过程。
地球有悠久的过去,还有着漫长的未来。生物的出现和进化只是其中的一小段,而人类的历史更是短暂的一瞬,所以我们要珍惜生命,爱护动植物。据此完成1~2题。
1.下列动物化石,存在于古生代地层的是( )
A.① B.② C.③ D.④
2.按由老到新的年代顺序排列,不正确的是( )
A.蕨类植物→裸子植物→被子植物
B.三叶虫→鱼类→恐龙
C.元古宙→古生代→太古宙
D.两栖动物→爬行动物→哺乳动物
1.B 2.C 解析:第1题,结合所学知识和图片,始祖鸟作为最早的鸟类,与恐龙一样,出现在中生代;三叶虫生活在海里,是典型的古生代生物;大象是哺乳动物,出现于中生代,繁盛于新生代。故选B项。第2题,结合地球的演化史可知,由古至今依次为冥古宙—太古宙—元古宙—古生代;植物进化顺序为蕨类植物—裸子植物—被子植物;动物进化顺序为海生无脊椎动物—脊椎动物—两栖动物—爬行动物—哺乳动物,即代表性动物为三叶虫—鱼类—恐龙。故选C项。
1996年,在我国辽宁省西部发现的“中华龙鸟”化石,是第一个被发现的带羽毛的恐龙化石,下图为地质年代示意图。据此完成3~4题。
3.中华龙鸟所在地层形成于图中的( )
A.① B.② C.③ D.④
4.关于中华龙鸟所在地层形成时期的说法,正确的是( )
A.裸子植物繁盛 B.联合古陆形成
C.重要的铁金成矿期 D.鸟类盛行
3.D 4.A 解析:第3题,由题意可知,“中华龙鸟”属于恐龙,恐龙繁盛的时期是中生代。由图可知①为太古宙,②为元古宙,③为古生代,④为中生代,因此“中华龙鸟”所在地层形成于图中的④。D项正确。第4题,“中华龙鸟”恐龙化石所在的地层属于中生代地层,中生代裸子植物空前繁盛,A项正确;联合古陆形成于古生代时期,不符合题意,B项错误;铁金成矿期是太古宙时期,C项错误;中生代开始出现鸟类,但鸟类盛行是在新生代时期,D项错误。故选A项。
(2024·河北承德高一期末)位于黑龙江省伊春市美溪区的碧仓库林场,在其早白垩纪地层中分布有大量的植物化石。经鉴定,该植物化石组多为松柏科植物。据此完成5~6题。
5.材料中松柏科植物属于( )
A.蕨类植物 B.裸子植物
C.被子植物 D.藻类植物
6.该植物繁盛时期( )
A.气候寒冷干燥
B.为成煤作用奠定物质基础
C.地壳相对稳定
D.被称为“最近的生物时代”
5.B 6.B 解析:第5题,松柏类植物的胚珠和种子裸露,不包于子房内。这些特征使得松柏类植物的种子暴露在空气中,所以是裸子植物。且该类化石在早白垩纪,位于中生代,而中生代主要的植物就是裸子植物,B项正确;蕨类植物繁盛于古生代,被子植物繁盛于新生代,藻类植物繁盛时期不是在中生代,A、C、D项错误。第6题,中生代裸子植物迅速发展,苏铁纲、银杏纲、松杉纲等植物是主要的代表植物,为成煤作用奠定物质基础,因此中生代是重要的造煤时期,B项正确;气候寒冷干燥不利于植被生长,况且白垩纪对应气候是温暖,A项错误;中生代时期环太平洋地带地壳活动剧烈,并不稳定,C项错误;被称为“最近的生物时代”的是新生代,D项错误。
披毛犀化石骨架是黑龙江省博物馆镇馆之宝之一。披毛犀是活跃在亚欧大陆北部的哺乳动物,全身长满浓密的长毛,有一层厚厚的毛皮及脂肪用来抵御严寒,已在一万年前灭绝,是最晚灭绝的史前犀。据此完成7~8题。
7.末次冰期后,随着气候转暖,披毛犀( )
A.向高纬迁徙 B.向低纬迁徙
C.向内陆迁徙 D.向沿海迁徙
8.披毛犀灭绝时期( )
A.气候逐渐变冷 B.恐龙称霸地球
C.被子植物繁盛 D.联合古陆形成
7.A 8.C 解析:第7题,材料信息表明,披毛犀全身长满浓密的长毛,有一层厚厚的毛皮及脂肪用来抵御严寒,适合在寒冷的环境中生活。末次冰期后,随着气候转暖,适合寒冷气候的披毛犀应该向高纬迁徙;向内陆迁徙或向沿海迁徙,与气候转暖没有关联性。故选A项。第8题,材料信息表明,披毛犀灭绝时期是在一万年前,处于新生代,新生代是被子植物时代,因此被子植物繁盛;披毛犀灭绝时期是在一万年前,处于末次冰期之后,气候整体上转暖;恐龙称霸地球的时期为中生代,联合古陆形成的时期在古生代后期,两者均不在披毛犀灭绝时期。故选C项。
(2024·江苏无锡高一期末)下图为地球6亿年以来大气二氧化碳浓度(工业革命期间大气二氧化碳浓度为1)变化曲线。读图,完成9~10题。
9.图示时期,地球上二氧化碳浓度变化的主要原因最可能是( )
A.频繁的火山爆发
B.植物的出现发展
C.生物的呼吸作用
D.海陆的不断变迁
10.下列有关地球历史的叙述,正确的是( )
A.古生代出现的森林大部分是蕨类植物
B.恐龙整体灭绝发生在生物灭绝事件③
C.喜马拉雅山脉主要形成于中生代时期
D.新生代时期是地球上重要的成煤时期
9.B 10.A 解析:第9题,图示曲线变化表明,地质时期地球上二氧化碳浓度整体呈下降趋势,图示植物登陆和森林出现后二氧化碳浓度快速下降,主要是因为植物的光合作用会消耗二氧化碳并释放氧气,B项正确。频繁的火山爆发、生物的呼吸作用都会导致二氧化碳浓度增加,与地质时期的二氧化碳浓度变化趋势不符,A、C项错误。海陆变迁与二氧化碳浓度关系不大,D项错误。第10题,古生代蕨类植物繁盛,出现的森林主要是蕨类植物,A项正确;恐龙整体灭绝发生在中生代末期,即生物灭绝事件④,B项错误;喜马拉雅山脉主要形成于新生代时期,C项错误;古生代、中生代是地球上重要的成煤时期,D项错误。
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