内容正文:
第三节 地球的演化过程
课程标准
学业质量水平&核心素养目标
运用地质年代表等资料,简要描述地球的演化过程。
合格考
(水平1~2)
1.运用资料,了解原始大气、海洋和陆地的形成。(区域认知)
2.通过地质年代表等资料,简要说出不同地质年代的时间尺度、古生物演化进程。(区域认知)
等级考
(水平3~4)
1.根据示意图,运用综合思维分析沉积岩地层、古生物化石与古地理环境之间的关系。(区域认知、综合思维)
2.结合图片、文字等材料,运用综合思维描述某一地质年代的地理环境及古生物的演化特点。(综合思维)
知识点1
原始大气、海洋、陆地与地质年代表
1.原始大气、海洋和陆地
(1)原始地壳
①地球诞生之初:陨石撞击→地球表面温度增加→岩石处于熔融状态。
②原始地壳形成:陨石撞击减少→地球逐渐冷却→表层冷却形成原始地壳。
(2)原始大气圈:地球内部的气体逸出形成原始大气圈。
(3)原始海洋
2.地质年代表
(1)地层与化石
①地层:地壳在发展过程中形成的,具有一定时代含义的成层的岩石和堆积物。
②化石:岩石形成过程中保存下来的石化的古代生物遗体或遗迹。
③意义:记录地球历史的“书页”。
(2)地质年代表
①地层单位:根据地层顺序和古生物遗体或遗迹,把地层划分为若干大小不同的单位。
②地质时代单位:各个地层单位所代表的时间称为地质时代单位。
③地质年代表:按时代早晚顺序把地质年代进行编年,形成地质年代表。
地层的垂直分布规律
含有化石的地层属于沉积岩层。沉积岩形成后,如未经剧烈的变动,一般先沉积的地层在下,后沉积的地层在上,即“下老上新”规律。
1.判断。
(1)越古老的地层其化石生物越简单。(√)
(2)只有沉积岩地层含有化石。(√)
(3)地层中的化石是指沉积物中的生物遗体。(×)
2.问答。
是不是所有生物的遗体,或者每种生物所有的组成和器官都能成为化石呢?
提示:不是。化石的形成和保存需要一定的条件。
知识点2
地球的演化史
1.太古代(距今25亿年以前)
(1)地理环境
地质环境
火山活动强烈;形成小规模的陆地
大气环境
二氧化碳含量较高;处于缺氧状态
水环境
原始海洋处于缺氧状态;水体中普遍沉积了铁矿
(2)成矿状况:地质历史上形成铁矿的重要时期。
(3)生命进化:出现了原始生命,主要是原始细菌;31亿年前,蓝绿藻类开始繁殖。
2.元古代(距今25亿~5.41亿年)
地壳运动
形成了稳定的古陆地
成矿状况
地层中铁矿丰富
生命演化
藻类日益繁盛,通过光合作用,释放氧气
大气状况
存在较多游离氧
3.古生代(距今5.41亿~2.521 7亿年)
(1)大陆形成:北方的劳亚古陆,南方的冈瓦纳古陆。
(2)动物演化
(3)植物演化:晚古生代,陆地上蕨类植物繁茂,形成广阔森林。
(4)成矿状况:石炭—二叠纪是重要的成煤时代。
4.中生代(距今2.521 7亿~0.66亿年)
(1)海陆变迁
①燕山运动,形成了中国的地质构造轮廓和地貌基础。
②劳亚古陆面积扩大,冈瓦纳古陆解体分离。
③出现了古大西洋和古印度洋。
(2)成矿状况
①多种矿产资源形成:煤、石油、天然气、石膏、岩盐等非金属矿和铁、钨、锡等金属矿产。
②重要的造煤时代。
(3)生物演化
①裸子植物时代:松柏、苏铁、银杏等。
②爬行动物时代:恐龙最占优势。
5.新生代(距今0.66亿年至现在)
(1)海陆变迁
①喜马拉雅运动,形成了阿尔卑斯山脉、喜马拉雅山脉、安第斯山脉等。
②地球上的海陆分布与现在渐趋一致。
(2)成矿状况:形成煤、油页岩、石油、石膏和岩盐等矿产。
(3)生物演化
①植物:被称为“被子植物时代”。
②动物:被称为“哺乳动物时代”。
(4)第四纪
①地理环境:北半球出现大冰期,气温普遍下降,气候寒冷。
②生物演化:人类的出现和进化,是第四纪最重要的特征。
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。
1.判断。
(1)冥古宙时期地球上已经有生命存在。(×)
(2)含有三叶虫化石的地层多形成于古生代。(√)
(3)我们可以在一些煤层中找到被子植物化石。(×)
(4)第四纪出现了人类,是生物发展史上质的飞跃。(√)
2.连线。
将地质年代与地理事件用直线连接起来。
3.问答。
古生代末期几乎95%的物种从地球上消失,你是怎样理解的?
提示:古生代地球的大气环境不稳定,地壳运动剧烈,生物物种减少,地球环境变化或宇宙环境的变化都会危及地球上生物的生存。
探究一 如何识别地层和化石
角度1
地层的规律
►情境探究
同一时代的地层往往含有相同或相似的化石,越古老的地层含有越低级、越简单生物的化石。而不同时期地壳运动在垂直方向上表现为抬升或下沉,地壳抬升过程中地表往往伴随着侵蚀作用,地壳下沉过程中地表往往伴随着沉积作用。下图为A、B两地地层对比图。
1.思考A、B两地是否具有同一时代的地层?并将同时代的地层用直线连接起来。
提示:具有。连线略。
2.根据材料分析B地缺少化石4所在地层的可能原因。
提示:可能一:化石4所在地层形成时期B地为山地,地势高,未发生沉积;可能二:化石4所在地层形成之后,B地地壳抬升,化石4所在地层被侵蚀掉。
►素养升华
依据地层“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,可以确定两个地层形成的早晚顺序。如下图中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,说明该处地壳发生过水平运动,如果地壳同一岩层之间发生明显的位移,说明该处地壳发生过垂直运动;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,如石灰岩地层形成的环境是海洋环境等。
角度2
化石的意义
►情境探究
南漳—远安动物群是全球最早的海生爬行动物群落之一,是揭示早三叠纪海洋生物复苏和海生爬行动物起源与演化的关键窗口。近年来,湖北鳄、鱼龙和始鳍龙等多种海生爬行动物化石相继在该地区发现。下图是卡洛董氏扇桨龙化石照片及素描图。
1.推测卡洛董氏扇桨龙生活时期的地理环境特征。
提示:处于海陆交汇处。
2.推测卡洛董氏扇桨龙反映的当时生物进化特征。
提示:动物从海洋向陆地发展,两栖动物向爬行动物进化。
►素养升华
依据地层化石“两确定”
(1)确定地层形成的地质年代
由于地质时期经历过几次大的生物灭绝事件,因此某些生物只生存于某个特定的地质时期,如古生代的三叶虫、中生代的恐龙;还有某些生物是在进化到某个地质时期才出现的,而且生物的进化是由低级到高级、由简单到复杂的,由此可以确定含有某种生物化石的地层形成的地质年代。
(2)确定地层形成的地理环境
不同的生物生存的地理环境不同,因此保存有某种生物化石的地层沉积环境就是该种生物的生存环境。如煤炭反映了茂密的森林环境特征,存在鱼化石的地层反映水生环境特征等。
(2020·山东日照高一上期中)地层和化石就像“书页”一样,记录着地球发展的历史。结合下图,回答1~2题。
1.如果地层中含有左图中化石,说明该地层形成时期环境为( )
A.海洋 B.沙漠
C.森林 D.草原
2.①地层中含有左侧生物化石,②地层中含有右侧生物化石,在未受到剧烈构造运动扰动的情况下,两地层的位置关系是( )
A.①在②上方 B.②在①上方
C.同一位置 D.无法判断
1.A 2.B 解析:第1题,左图中化石为三叶虫化石,三叶虫生长于海洋环境,如地层中含有三叶虫化石,则说明地层形成时为海洋环境,A对。第2题,三叶虫生存在古生代,恐龙出现在中生代,因此含三叶虫化石的地层,应在含恐龙化石地层的下方,B对。
探究二 地球经历怎样的演化历程
►情境探究
《侏罗纪公园》是一部科幻冒险电影,于1993年6月11日在美国上映。影片主要讲述了哈蒙德博士召集大批科学家利用凝结在琥珀中的史前蚊子体内的恐龙血液提取出恐龙的遗传基因,将已绝迹6 500万年的史前庞然大物复生,使整个努布拉岛成为恐龙的乐园,即“侏罗纪公园”。但在哈蒙德带孙子孙女首次游览时,恐龙发威了。
1.分析科幻电影《侏罗纪公园》中的恐龙主要出现在地质历史上的哪个时代?距今约多少年?
提示:恐龙主要出现在中生代的侏罗纪和白垩纪,距今约2.52亿年~6 600万年。
2.恐龙早已灭绝了,分析人类是如何认识这种早期的爬行动物的?
提示:通过对地层和化石的研究,使人类获知了恐龙的基本信息及其生活的古地理环境。
3.分析在恐龙繁盛的时代地球上主要以什么植物为主?对于目前人类社会有何影响?
提示:中生代裸子植物极度繁盛,在陆地植物中占主要地位。中生代是主要的成煤期,该时代茂密的植物,为之后人类社会发展提供了大量的化石能源。
►素养升华
1.生物的进化、灭绝与环境的关系
2.地质年代的判断方法
地质年代的判断分为绝对地质年代判断和相对地质年代判断两种。
(1)绝对地质年代判断
一般需要采取综合方法确定地质年代的时间,进而根据地质年代表判断出地质年代,常见的方法有二:
一是看距今多少年,例如距今6 600万年到现在为新生代,距今2.01亿年至1.45亿年为中生代侏罗纪。
二是采用同位素年龄(绝对年龄)测定,利用其恒定的半衰期来测定绝对地质年代。如铷—锶法、钾—氢法等。
(2)相对地质年代判断
①地层学方法
一般情况下,岩石成层分布,下面的岩层比上覆的岩层老,如下列岩层形成年代,A最早,D最晚,按时间顺序依次为A—B—C—D。
但在强烈挤压作用下也可能出现地层倒置,如下图:
此时岩层的新老岩层的上下位置关系在不同位置不一样。
②古生物学方法
由于生物演化是由简单到复杂、由低级到高级的,生物种类是由少到多的,而且这种演化和发展是不可逆的。因此可以反向应用,利用岩层中的生物的种类和类型判断相对年代,如上图中A岩层中含有三叶虫化石,B岩层中含有恐龙化石,根据化石中的生物种类可推知,A岩层较老,B岩层较新。
③构造地质学方法
某些呈块状的岩浆岩或变质岩不成层,也不含化石.但是,这些块状岩石常常与层状岩石产生切穿关系,被切穿的岩石老、切入的岩石新。例如,如图中侵入岩较新,A、B、C、D岩层较老。
如图是某同学绘制的地质年代示意图。据此回答1~2题。
1.人类出现于( )
A.太古宙 B.古生代
C.中生代 D.新生代
2.地质史上重要的成煤期及当时环境特点搭配正确的是( )
A.太古宙—温暖湿润
B.古生代—寒冷干燥
C.中生代—火山活动频繁
D.晚古生代—森林植被茂密
1.D 2.D 解析:第1题,由图可知,新生代出现了人类,这是生物发展史上的重大飞跃,D正确。第2题,煤炭是地质时期的森林等植被在地质作用下形成的,由此可推知煤炭的形成需要气候湿润的环境和茂密森林。太古宙时植被还没有出现,A错误;古生代寒冷干燥的环境不利于植物生长,B错误;中生代火山活动频繁,不利于植物的生长,C错误;晚古生代气候湿润、森林茂密,利于煤炭形成,D正确。
A组
学业基础练
(2020·江苏宿迁一中模拟)生物是在地球发展中产生的,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,导致大量生物灭绝。据此,回答1~2题。
1.地球生命史上最大的物种灭绝事件中几乎95%的物种从地球上消失,这个事件发生在古生代末期。
2.早古生代空前繁盛的生物是海洋无脊椎动物。
3.化石存在于沉积岩中。
B组
等级提升练
2020年4月30日国际学术期刊《自然》发表论文称:古生物学家在马达加斯加岛发现一具哺乳动物最完整骨架化石,将其命名为“疯狂野兽”,它是一只体重估计为3.1千克的未成年个体,属于已知来自同时期的最大哺乳形类,这可能反映了物种孤立演化所产生的巨大化。据此回答4~5题。
4.“疯狂野兽”可能来自的时代是( )
A.寒武纪 B.石炭—二叠纪
C.新近纪 D.泥盆纪
5.“疯狂野兽”出现孤立演化可能的原因是( )
A.马达加斯加面积大,物种活动空间广
B.气候条件适合特有物种生长
C.人类活动干预少
D.孤立大陆有利于特有物种进化
4.C 5.D 解析:第4题,根据材料可知,“疯狂野兽”是一只体重估计为3.1千克的未成年个体,属于已知来自同时期的最大哺乳形类,说明该时期哺乳动物繁盛,应该是在新生代的新近纪,C正确,A、B、D错误。第5题,根据材料可知,“疯狂野兽”出现在马达加斯加岛,马达加斯加岛陆地范围小,物种活动空间小,孤立大陆有利于特有物种进化,与气候无关,该时期人类还未出现,D正确,A、B、C错误。
下图为地质年代简图,图中数字表示距今年代(单位:亿年)。据此完成6~7题。
6.下列关于图中恐龙标注位置的说法,正确的是( )
A.位置错误,应该出现在①——古生代
B.位置正确,是出现在②——中生代
C.位置错误,应该出现在③——古生代
D.位置错误,应该出现在④——中生代
7.被子植物在地球上茂盛生长的地质年代是( )
A.①时期 B.⑤时期
C.③时期 D.②时期
6.D 7.B 解析:第6题,恐龙出现在中生代,中生代是距今2.52亿~6600万年,应该出现在位置④,D正确,A、B、C错误。第7题,被子植物在地球上茂盛生长的地质年代是新生代,新生代是距今6 600万年至今,应该出现在位置⑤,B正确,A、C、D错误。
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