第1章 第4节 地球的演化（Word教参）-【优化指导】2024-2025学年新教材高中地理必修第一册（湘教版2019）

第四节　地球的演化 课程标准及解读 知识点一 地层和化石 1.地层 (1)含义：地壳上部呈带状展布的层状岩石或堆积物。 (2)特点：保存有不同时代的生物遗体或遗迹，遗留下环境变化的物质凭证。 (3)作用：是记录地球历史的“书页”。 2．化石 (1)含义：多数是古生物的遗体，少数是古生物活动的遗迹。 (2)特点：不同时代的地层一般含有不同的化石，而相同时代的地层往往保存着相同或近似的化石。 (3)作用：确定地层的时代和顺序。 3．研究意义 研究意义 依据 举例 确定地层的时代和顺序 相同时代的地层往往保存着相同或近似的化石，不同时代的地层一般含有不同的化石。生物是从简单向复杂、从低级向高级不断地进化的 含三叶虫、大羽羊齿化石的，为古生代地层 含恐龙化石的，为中生代地层 追溯地层沉积时的环境特征 地层组成物质的性质和化石特征 红色岩层指示氧化环境 黑色页岩并含黄铁矿指示还原环境 珊瑚化石指示清澈温暖的浅海环境 破碎的贝壳指示滨海环境 地球历史的“书页”和“文字” 一般而言，各个地质时代所形成的沉积岩层，如同历史的“书页”一样，记录着岩层下老上新顺序排列的地球发展历史。沉积岩中的化石保存着沉积岩形成的年代和当时的自然环境信息，就好像是写在岩层里的“文字”一样，记录着地球发展的历史。 知识点二 地球的演化史 1.地球历史的划分 (1)依据：地层顺序、生物演化阶段、地壳运动和岩石年龄等。 (2)划分：将地球历史划分为冥古宙、太古宙、元古宙和显生宙。在宙之下，又分出代；在代之下，再分出纪。 (3)地质年代：地壳中不同地质时代地层的具体形成时间和顺序。 2．前寒武纪 (1)时间：指古生代寒武纪以前的时期，大约经历了40亿年。按照早晚顺序，前寒武纪依次划分为冥古宙、太古宙、元古宙。 (2)演化过程 阶段 演化特点 冥古宙 初生地球阶段，地球经历了复杂而有序的发育与变化 太古宙 地质 环境 ①深浅多变的广阔海洋，没有宽广的大陆； ②岩浆活动剧烈，火山喷发频繁； ③是形成铁矿的重要时代 生物 演化 ①早期：没有生命现象； ②中期：出现最原始的生物 元古宙, 环境 变迁 地壳运动剧烈，元古宙晚期，出现了若干大片陆地 生命 发展 ①海水中的生命活动明显增强； ②出现了藻类、海绵等低等的多细胞生物 寒武纪的“特殊意义” 硬体生物的大量出现是寒武纪的开始，代表着地球上有大量生物开始出现的新时期，因此寒武纪为显生宙的开始。 3．显生宙：寒武纪以来的时期，依次划分为古生代、中生代和新生代。 (1)古生代 ①海陆演化：地壳发生剧烈变动，欧亚大陆和北美大陆的雏形基本形成，我国东北、华北抬升成陆地。 ②生物演化 生物 早期 中期 后期 末期 动物 海生无脊 椎动物繁盛 出现脊椎动物——鱼类 一部分鱼类演化成两栖类 60%以上的海生无脊椎动物种类灭绝；原始鱼类和古老的两栖类全部灭绝 植物 出现低 等植物 蕨类植物繁生 蕨类植物明显衰退 (2)中生代 ①海陆演化： 陆地面积空前扩大。环太平洋地带地壳运动剧烈，形成高大山系。 ②生物演化 (3)新生代 ①海陆演化：发生了一次规模巨大的造山运动，形成现代地貌格局及海陆分布。 ②生物演化 “生物灭绝”与“时代” 古生代末期和中生代末期，是地质历史上两次最重要的全球性生物大规模灭绝时期，成为这两个时代结束的标志。 ◆自主检测 1．判断。 (1)地球上最老岩石的年龄约有46亿年。(　　√　　) (2)沉积地层一般是老的在上，新的在下。(　　×　　) (3)沉积岩地层具有明显的层理构造。(　　√　　) (4)地层是记录地球历史的“书页”。(　　√　　) (5)地层中的化石是指沉积物中的生物遗体。(　　×　　) (6)含有三叶虫化石的地层多形成于中生代。(　　×　　) (7)我们可以在一些煤层中找到被子植物的化石。(　　×　　) (8)人类的出现是生物发展史上的重大飞跃。(　　√　　) 2．填图。 按照动植物的演变顺序，完善下图中方框内植物的类型或者动物的类型。 提示： 3．思考。 (1)古生物成为化石的条件包括哪些？ 提示：生物本身必须具有硬壳、骨骼等不易遭受氧化或腐烂的硬体部分；生物死亡后必须尽快地被沉积物所掩埋，以免氧化腐烂或被其他动物吞食；掩埋后的生物遗体必须经过石化(如矿物质的充填、植物的炭化作用等)才能形成化石。 (2)研究地层和化石有什么意义？ 提示：地壳在发展过程中形成了各个地层，地层中还保存有化石。通过研究地层和化石，可以恢复地球历史，确定地质年代。另外，研究地层还可以重塑古地理环境。 (3)举例说明地层和化石研究对地球历史认识的主要作用。 提示：首先，我们可以根据地层中保存下来的化石，来确定地层的时代和顺序。例如：含三叶虫、大羽羊齿化石的，为古生代地层；含恐龙化石的为中生代地层。其次，根据地层组成物质的性质和化石特征，可以追溯地层沉积时的环境特征。例如：红色岩层指示氧化环境，黑色页岩并含黄铁矿指示还原环境。 任务一__地层和化石的形成与应用 珊瑚礁是指珊瑚群体死后其遗骸构成的岩体，珊瑚礁的主体是由珊瑚虫组成的，珊瑚虫是海洋中的一种腔肠动物，在生长过程中能吸收海水中的钙和二氧化碳，然后分泌出石灰石，变为自己生存的外壳。这些石灰石经过以后的压实、石化，形成岛屿和礁石，也就是珊瑚礁。我国地质和古生物科技工作者，曾多次在喜马拉雅山山坡上找到珊瑚化石。 1．最适宜珊瑚分布的海洋环境，具有什么样的特征？ 提示：分布在温暖的浅海环境，有一定的盐度，充分的光照。 2．推测古代喜马拉雅山地区的自然环境特征。 提示：喜马拉雅山地区曾为温暖的浅海环境，后来由于地壳的运动，海洋变为陆地。 1．生物演化与化石应用 (1)运用序列法记忆灭绝的生物种类 (2)巧用化石判断地层 理论 依据 生物总是从低级向高级、从简单向复杂不断地进化的，而且演化的过程又是不可逆的 一定种类的生物总是埋藏在一定时代的地层里，而不同时代的地层里往往含有不同种属的化石群 方法 掌握化石出现的顺序和生物演化的规律，确定地层的新老关系和相对应的地质年代 (3)借助化石推测古地理环境 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，利用生物化石可以恢复生物的生活时代和古地理环境。例如：在温暖广阔的浅海环境中，可以形成由珊瑚礁组成的石灰岩；在湿热的森林茂密地区，可以形成有丰富植物化石的含煤地层等。 2．地层的形成与应用 (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的组成物质。依据地层组成物质可以确定当时的地理环境特征，如石灰岩地层形成的环境是海洋环境等。 地质学家们在青藏高原科考时，发现了一个非常巨大的棕榈化石，叶柄非常长，接近70厘米，这是在青藏高原的核心地带，这么高的海拔首次发现棕榈化石。全球现存棕榈科植物共有2 500多种，主要分布在热带地区，而像青藏高原中部这样的气候环境，棕榈科植物完全不可能存活。阅读材料，完成1～2题。 1．在青藏高原上发现棕榈化石，说明了新生代以来青藏高原地区地壳运动是(　　) A．下降运动 B．上升运动 C．向低纬运动 D．东西方向运动 2．由棕榈化石发现可推知古青藏高原地区的气候曾经是(　　) A．寒冷干燥 B．寒冷湿润 C．炎热干燥 D．高温湿润 1．B　2.D　解析：第1题，青藏高原上发现棕榈化石，说明了该地区地质史上曾经有过高温湿润的气候，后来地壳上升，才演化成高原气候。第2题，从题干可知，棕榈科植物需要高温湿润的气候条件。 读某地质剖面示意图，完成3～4题。 3．图中属于古生代地层的是(　　) A．①② B．①③ C．②④ D．③④ 4．石炭—二叠纪是地质史上最重要的成煤时期，由此可推知当时的环境特点为(　　) A．干燥，冷热多变 B．全球气候分异明显 C．湿润，森林茂密 D．寒冷，冰雪广布 3．D　4.C　解析：第3题，图中①为中生代地层，图中②为古生代晚期和中生代地层，图中③④均为古生代地层。第4题，煤炭是地质史上有机质(森林)被埋藏到地下，经过复杂的地质作用而形成的。 任务二__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．海陆的演变 (1)冥古宙：初生地球阶段，地球的发育和变化复杂而有序。 (2)太古宙：地球上是一片深浅多变的广阔海洋，没有宽广的大陆。岩浆活动剧烈，火山喷发频繁。 (3)元古宙：现在陆地的位置仍大部被海洋所占据。那时地壳运动剧烈。元古宙晚期，出现了若干大片陆地。 (4)古生代：中后期陆地面积大大增加，欧亚大陆和北美大陆的雏形基本形成，我国东北、华北抬升成陆地。该时期地壳发生剧烈变动。 (5)中生代：陆地面积空前扩大。环太平洋地带地壳运动剧烈，形成高大山系。 (6)新生代：发生了一次规模巨大的造山运动，形成现代地貌格局及海陆分布。 2．生物的进化与环境变迁 3．大气层的演变 (1)原始大气：主要成分是二氧化碳、一氧化碳、甲烷和氨等，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含量的增多密不可分。 4．矿产的形成 地质年代 矿物种类 形成原因 前寒武纪 铁矿 岩浆活动 古生代 煤炭 蕨类植物繁生 中生代 煤炭 裸子植物迅速发展 读地质时期(局部)全球气温、降水量变化示意图，完成1～2题。 1．恐龙繁生时期全球的气候特征是(　　) A．总体比较寒冷 B．总体比较湿润 C．冷暖干湿交替 D．温暖干旱明显 2．在图示甲时期(　　) A．被子植物繁生 B．大陆冰川覆盖面积广 C．海平面高于现代 D．水稻、小麦等频频歉收 1．D　2.B　解析：第1题，恐龙繁生时期是中生代，图示中生代全球气温较高，全球降水较少，即全球温暖干旱明显。故选D项。第2题，图示甲时期是古生代晚期，此时期被子植物并没有繁生，A项错误；图示该时段温度较低，降水较多，可能大陆冰川覆盖面积广，B项正确；此时期温度低，海平面较低，C项错误；此时期还没有传统农业，D项错误。 如图表示地球上部分生物类型出现的时间范围，横向宽度越大，代表生物物种越多。读图，完成3～5题。 3．图中所示生物中，出现最早的是(　　) A．爬行类 B．鸟类 C．两栖类 D．鱼类 4．爬行类动物物种最多的地质年代是(　　) A．古生代 B．中生代 C．元古宙 D．新生代 5．随着环境变迁，生物在不断演化。新生代时期生物发展阶段进入(　　) A．哺乳动物时代 B．爬行动物时代 C．海生藻类时代 D．裸子植物时代 3．D　4.B　5.A　解析：第3题，从图中可以看出，鱼类出现在古生代早期。故选D项。第4题，爬行类动物物种最多的地质年代是中生代。故选B项。第5题，图中显示，新生代时，表示哺乳类的条带宽度，在各类动物中增长最为快速，哺乳类动物物种丰富且增长迅速，因此新生代时期生物发展阶段进入哺乳动物时代，A项正确。图中显示，爬行动物在新生代物种较少，B项错误。根据所学知识可知，海生藻类时代处于古生代早期，C项错误。裸子植物时代处于古生代后期和中生代前期，D项错误。 [创新素材] 暴龙超科化石 2024年5月16日，中国地质大学(北京)研究团队、广东省四会市博物馆、中山大学以及广东中大深地科学研究院等机构的研究人员宣布，将广东省三水盆地发现的一批晚白垩纪的大型兽脚类恐龙牙齿归入暴龙超科，这是中国暴龙类最南端的化石记录。论文发表于国际地学刊物《白垩纪研究》。 [新题优选] 2023年1月，某科研团队在湖北西部首次发现侏罗纪恐龙的足迹化石，对研究中国侏罗纪中期恐龙的活动范围有重要意义。如图为恐龙足迹图。读图，完成1～2题。 1．该足迹化石保存于(　　) A．大气圈 B．岩石圈 C．生物圈 D．水圈 2．该地质时期(　　) A．是形成铁矿的重要时代 B．无脊椎动物空前繁生 C．是裸子植物重要造煤期 D．是喜马拉雅的造山时期 1．B　2.C　解析：第1题，结合所学知识分析可知，化石存在于沉积岩中，属于岩石圈，B项正确。第2题，侏罗纪为中生代时期，是裸子植物时代，是重要的造煤期，C项正确；铁矿的重要形成时期在前寒武纪，A项错误；无脊椎动物空前繁生发生在古生代时期，B项错误；喜马拉雅的造山时期发生在新生代时期，D项错误。 [命题解读] [知识谱系] [问题清单] 1．什么是地层？研究地层有何意义？ 2．什么是化石？研究化石有何意义？ 3．地球历史是怎样划分的？ 4．地球演化过程中，生物有着怎样的演化规律？海陆是如何演变的？ 三叶虫属于古海洋无脊椎动物，下图为古生物学家野外科考时，在地表下 2.5 米处的地层中发现的三叶虫化石标本。据此完成1～2题。 1．三叶虫空前繁盛的时期属于(　　) A．冥古宙 B．侏罗纪 C．新生代 D．古生代 2．三叶虫化石的发现，可以证明该地层发生过(　　) A．风沙侵蚀 B．火山爆发 C．泥沙沉积 D．洋流运动 1．D　2.C　解析：第1题，古生代末期，60%以上的海生无脊椎动物种类，如三叶虫等生物灭绝了。可知三叶虫空前繁盛的时期属于古生代。第2题，三叶虫属于古海洋无脊椎动物，在地表下 2.5 米处的地层中发现了三叶虫化石标本，表明该地层发生过泥沙沉积。 读地质构造图，完成3～4题。 3．图中岩层按由老到新的顺序是(　　) A．①②③④ B．①③②④ C．①②④③ D．①③④② 4．如果在①岩层中发现了大量的珊瑚化石，那么可以推断当时的沉积环境是(　　) A．温暖的浅海 B．温暖的深海 C．寒冷的深海 D．寒冷的浅海 3．B　4.A　解析：第3题，读图可知，图中岩层①③④为水平沉积岩层，沉积岩形成年代越久，其位置越向下，所以按照由老到新的顺序依次为①③④。②岩层为侵入岩，将①③岩层破坏，形成于①③岩层以后，而④岩层没有被破坏，说明④岩层形成最晚，故顺序为①③②④。第4题，珊瑚化石对应清澈温暖的浅海环境。 生物是在地球发展历史中产生的，但在地质历史时期也经历过一些不利于生物演化的环境变化阶段，导致大量生物物种的衰退和灭绝。据此完成5～6题。 5．从原核生物细胞中演化出了真核细胞生物的时间是在距今约(　　) A．20亿年前 B．14亿年前 C．0.7亿年前 D．6亿年前 6．大量无脊椎动物出现在地球表层的时期是(　　) A．元古宙 B．太古宙 C．古生代寒武纪 D．中生代侏罗纪 5．B　6.C　解析：第5题，在距今约14亿年前，从原核生物细胞中演化出了真核细胞生物；真核细胞生物出现以后，生物的演化进程明显加快。故选B项。第6题，从古生代寒武纪开始，大量无脊椎动物出现在地球表层，由此揭开了生物系统演化进程的序幕。故选C项。 读生物进化与环境演变示意图，完成7～8题。 7．下列关于生物进化、灭绝与环境演变的关系，说法不正确的是(　　) A．生物进化促进了环境的演变 B．环境的演变促使生物不断进化 C．生物大规模灭绝与环境的演变无关 D．环境的演变可能导致生物大规模灭绝 8．动物由海洋向陆地发展的时期是(　　) A．① B．② C．③ D．④ 7．C　8.C　解析：第7题，生物进化促进了环境的演变，环境变迁既可导致生物灭绝，也会促进生物进化，A、B、D项正确；生物大规模灭绝与环境的演变有关，C项错误。故选C项。第8题，动物由海洋向陆地发展的地质年代是古生代晚期；距今5.4亿年为前寒武纪，①②为前寒武纪，A、B项错误；距今2.5亿～5.4亿年为古生代，③为古生代，C项正确；距今0.7亿年为新生代，④为新生代，D项错误。故选C项。 某市民在山东省淄川西河镇某村北侧的山上发现了许多疑似化石的石头，能清晰地看出石头上动、植物的形状(如图所示)。据专家介绍，该化石为阿门角石(古无脊椎动物)化石，对研究当地地质时期古地理、古气候、地球的演变、生物进化等具有科研价值。据此完成9～10题。 9．阿门角石大量繁殖的地质时期是(　　) A．前寒武纪 B．古生代 C．中生代 D．新生代 10．推测山东省淄川地区的古地理环境为(　　) A．高原山地 B．草原广阔 C．海洋环境 D．热带雨林 9．B　10.C　解析：第9题，阿门角石属于古无脊椎动物。常见于我国北部奥陶纪地层中，属于古生代，因此含有阿门角石化石的地层属于古生代地层。故选B项。第10题，阿门角石是古无脊椎动物，主要生活在奥陶纪的海洋中，山东省淄川地区的岩石中发现阿门角石的化石，据此推断其古地理环境为海洋环境。C项正确。 地质历史上一定地质时期形成的各种成层岩石和堆积物叫地层，主要包括沉积岩、火山沉积岩以及由它们经受一定变质作用形成的浅变质岩。据此完成11～12题。 11．水平地层(　　) A．下新上老 B．同时形成 C．下老上新 D．陆地缺少 12．地层不能够反映的是(　　) A．生成顺序 B．新老关系 C．地表环境 D．时间长短 11．C　12.D　解析：第11题，水平地层反映岩石形成的关系和地壳运动，其特点是下老上新，下面的地层形成的时间早。第12题，地层能够反映地层生成顺序和相对的新老关系；在一定程度上能够反映地层形成时的地表环境，但不能反映各个地质时期时间的长短。 地球有悠久的过去，还有漫长的未来。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。据此完成13～15题。 13．原始鱼类出现在(　　) A．元古宙 B．古生代中期 C．古生代后期 D．中生代中期 14．含三叶虫化石的地层是(　　) A．古生代地层 B．元古宙地层 C．中生代地层 D．新生代地层 15．和恐龙同时代灭绝的生物物种是(　　) A．原始鱼类 B．古老的两栖类 C．海洋中50%以上的无脊椎动物种类 D．蕨类植物 13．B　14.A　15.C　解析：第13题，古生代早期是海生无脊椎动物空前繁盛的时期；中期，出现了脊椎动物——鱼类；后期，鱼类逐渐演化成两栖类。第14题，不同时代的地层中，含有不同的生物化石。三叶虫是古生代的海生无脊椎动物，在古生代末期灭绝，故只有古生代地层中含有三叶虫化石。第15题，古生代末期和中生代末期是地质历史上两次最重要的全球性生物大规模灭绝时期，其中，在中生代末期，恐龙和海洋中50%以上的无脊椎动物种类灭绝了。 生物是在地球发展历史中产生的，但在地质历史时期也经历过一些不利于生物生存的环境变化阶段，导致大量生物物种的衰退和灭绝。据此完成16～17题。 16．喜马拉雅造山运动过后，现代的中国地貌基本形成。推测喜马拉雅造山运动的地质年代是(　　) A．元古宙 B．古生代 C．中生代 D．新生代 17．恐龙灭绝可能发生的地质历史时期是(　　) A．太古宙 B．古生代 C．中生代 D．新生代 16．D　17.C　解析：第16题，联合古陆在新生代最终解体，各大陆板块漂移到现在的位置，形成了现代海陆分布格局。这个时期地壳运动剧烈，形成了现代地势起伏的基本面貌，如今地球上一些高大山脉如阿尔卑斯山脉、喜马拉雅山脉、安第斯山脉等都是这个时期形成的。故选D项。第17题，古生代末期，原始鱼类和古老的两栖类动物全部灭绝；中生代末期，恐龙全部灭绝。故选C项。 学科网（北京）股份有限公司 $$