1.4 地球的演化 导学案（原卷+答案） 2024-2025学年高一上学期 湘教版（2019）必修一

第一章　第四节　地球的演化 导学案 学 习 目 标 知 识 导 引 1.通过阅读教材了解地层和化石在确定地质年代和恢复古地理环境中的意义。 2．结合“地质年代表”示意图认识地球历史阶段性时间单位划分。 3．运用地质年代等资料掌握不同地质时期重要的地壳运动和生物演化过程。 新 知 预 习 一、地层和化石 1．地层是地壳上部呈________展布的________岩石或堆积物。 2．地层中的化石，多数是古生物的________；少数是古生物活动的________。生物是从________向________、从________向________不断地进化的。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________或________的化石。这样，我们就可以根据地层中保存下来的化石，来确定地层的________和________。例如：含三叶虫、大羽羊齿化石的，为________地层；含恐龙化石的，为________地层。 3．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________环境，黑色页岩并含黄铁矿指示________环境；珊瑚化石指示清澈温暖的________环境，破碎的贝壳指示________环境。 二、地球的演化史 1．科学家根据地层顺序、生物演化阶段、地壳运动和岩石年龄等，将地球历史划分为冥古宙、________、________和显生宙。在宙之下，又分出____；在代之下，再分出____。地壳中不同地质时代地层的具体形成时间和顺序，称为____________。 2．前寒武纪 (1)前寒武纪指________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。其中，冥古宙为________地球阶段，地球经历了复杂而有序的发育与变化。 (2)在太古宙，地球上是一片深浅多变的广阔________，没有宽广的大陆。那时，岩浆活动剧烈，________频繁，经常出现烟雾满天的景象。太古宙是形成铁矿的重要时代。太古宙________，地球上还没有生命现象，到处是一片荒凉死寂。地球经过十几亿年的演化，有了水和空气之后，太古宙________才出现最原始的生物。 (3)在元古宙，现在陆地的位置仍大部被________所占据。那时地壳运动剧烈。元古宙________，出现了若干大片陆地。元古宙时，海水中的生命活动明显增强，除单细胞生物外，还出现了________、海绵等低等的多细胞生物。从单细胞到多细胞，从原核生物到真核生物，标志着地球进入了一个______________的阶段。 3．显生宙 (1)显生宙指________纪以来的时期。按照早晚顺序，显生宙依次划分为________、________和新生代。 (2)古生代是地壳发生剧烈变动的时期，许多地方反复________和________。到了中后期，陆地面积大大增加，________大陆和北美大陆的雏形基本形成。古生代早期，是海生________动物空前繁盛的时代，海水中出现了许多种动物；中期，出现了________动物——鱼类；后期，一部分鱼类逐渐演化成________类；中后期，陆地上出现了大片植物，特别是________植物繁生。古生代末期，发生了地球历史上最大的______事件。 (3)中生代的陆地面积空前扩大。环太平洋地带地壳运动剧烈，形成________。生物的变化很大，________动物盛行，大大小小的恐龙繁生。后来空中出现了________，爬行动物的一支开始向鸟类发展。________植物迅速发展。中生代末期，除盛极一时的________从地球上突然销声匿迹外，海洋中50%以上的________动物种类也灭绝了。 (4)新生代发生了一次规模巨大的造山运动，现在世界上的许多高山是在这次运动中造成的，由此形成现代地貌格局及________分布。________动物和________植物大发展，出现了________类。第四纪出现了气候寒冷的时期，即地质历史上最新的一次大冰期，称为________大冰期。第四纪出现了________，这是生物演化史上的重大飞跃。 助 学 助 记　　 1.地层和化石是记录地球历史的“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地理环境信息，就好像是写在岩层里的“文字”一样，记录着地球发展的历史。 2．地球的诞生 在大约50亿年前太阳系诞生后，又大约经过了5亿年，地球开始形成。地球是由原始的太阳星云坍缩、凝聚而形成的。由于陨石的轰击、地球不断收缩等原因，温度逐渐升高，地球内部出现熔融现象。同时又在地球自转、重力作用下，发生了物质分异现象，外部密度较大的物质和元素向内部逐渐下沉，内部较轻的物质逐渐上升，最后地球内部就逐渐形成了现在的地壳、地幔和地核等结构。 探究点一　地层和化石 核心归纳 1.地层 概念 地层是地壳上部呈带状展布的层状岩石或堆积物 研究意义 地层是记录地球历史的“书页”，如下图所示： 地层分布规律 在正常情况下，地层是按顺序排列的，先形成的在下，后形成的在上。但是，自然界的地层往往错综复杂，有的地层层序颠倒，有的地层缺失 2.化石 含义 多数是古生物的遗体，如贝壳、骨骼等；少数是古生物活动的遗迹，如足印、粪便等 地层与化石的关系 不同时代的地层一般含有不同的化石，而相同时代的地层往往保存着相同或近似的化石 生物是从简单向复杂、从低级向高级不断地进化的，因此，越古老的地层含有生物的化石越低级、越简单。下图中地层1最老，地层3最新，与地层2相比，地层3所含化石生物等级较高 研究意义 根据化石可确定其所在地层的时代和顺序 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 3.地层和化石对环境的指示作用 指示作用 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 举例 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 应用体验 地球的历史悠久，自形成到现在已经有大约46亿年的时间。尽管时间久远，但人类还是通过各种手段和途径，基本还原了地球的发展史。据此完成1～2题。 1．关于化石的说法，错误的是(　　) A．同一年代的地层含有相同或相似的化石 B．不同年代的地层往往含有不同的化石 C．结构简单的生物化石一定在地层深处 D．通过对化石的研究可以确定其形成的地质年代 2．人类研究和还原地球的发展史，主要依据的是(　　) A．对岩石中的放射性元素进行测量 B．当时的海陆分布状况 C．对地层和化石的研究 D．对各地地层形成时的古地理环境的研究 下图示意北美洲某高原两个出露岩层的横剖面(未按比例绘制，地层已编号以供识别)，在某些地层中发现了化石。证据表明，④和⑧、③和⑦、②和⑥地层是在同一地质时期沉积形成的。读图，完成3～4题。 3．④和⑧地层在同一地质时期沉积形成，其证据是这两个岩层(　　) A．含有相同种类的化石 B．由冰川沉积物组成 C．被发现于同一地区 D．含同时代典型化石 4．正常情况下，图示地层按由老到新排序，正确的是(　　) A．①②③④ B．③④⑤⑥ C．⑦⑥⑤② D．⑨④⑦② 探究点二　地球的演化史 核心归纳 1.地球的演化史 科学家根据地层顺序、生物演化阶段、地壳运动和岩石年龄等，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。地壳中不同地质时代地层的具体形成时间和顺序，称为地质年代。 地质年代简表 2．前寒武纪 前寒武纪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。 宙 海陆分布及地壳运动 生物发展 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 中期出现最原始的生物 元古宙 现在陆地的位置仍大部被海洋所占据。地壳运动剧烈。晚期出现了若干大片陆地 海水中除单细胞生物外，还出现了藻类、海绵等低等的多细胞生物 3.显生宙 显生宙指寒武纪以来的时期。自寒武纪开始，生物逐渐向较高级的发展阶段进化，动物已具有外壳和清晰的骨骼结构。按照早晚顺序，显生宙依次划分为古生代、中生代和新生代。 代 海陆分布及地壳运动 生物发展 古生代 地壳发生剧烈变动的时期，许多地方反复上升和下沉。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、华北抬升为陆地 早期，海生无脊椎动物空前繁盛，如三叶虫、珊瑚等；中期，出现了脊椎动物——鱼类；后期，出现了两栖类。中后期，陆地上出现了大片植物，特别是蕨类植物繁生。古生代末期，60%以上的海生无脊椎动物种类灭绝，脊椎动物中的原始鱼类和古老的两栖类全部灭绝，蕨类植物明显衰退 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 爬行动物盛行，恐龙繁生。后来出现了始祖鸟。裸子植物迅速发展。末期，恐龙消失，海洋中50%以上的无脊椎动物种类灭绝 新生代 发生了喜马拉雅运动，现在世界上的许多高山是在这次运动中形成的，由此形成现代地貌格局及海陆分布 哺乳动物和被子植物大发展，出现了灵长类。进入地质历史上最新的一次大冰期，称为第四纪大冰期。第四纪出现了人类 应用体验 2023年2月14日，中外科学家宣布在辽宁凌源的早白垩纪地层中发现了非常罕见的带软组织潜龙化石。潜龙是一种曾大量生活在我国早白垩纪辽宁省西部地区的淡水水生爬行动物，有着小而扁的脑袋和长长的脖子。此时处于间冰期，风沙肆虐。据此完成1～2题。 1．潜龙大量生活的地质年代(　　) A．蕨类植物繁盛 B．欧亚大陆与北美大陆基本形成 C．爬行动物盛行 D．哺乳动物大发展 2．该地质年代的气候特点为(　　) A．冷干 B．冷湿 C．暖干 D．暖湿 古生物学家通过对埋藏在地层中的化石进行研究，可以确定古生物特征及其生存时代的地理环境。据此完成3～4题。 3．下列关于古生代时期说法正确的是(　　) A．蕨类植物形成茂密森林 B．哺乳动物快速发展 C．是铁镍等的重要成矿期 D．联合古陆开始解体 4．晚古生代两栖类动物开始向爬行类动物进化，反映了当时的地理环境是(　　) A．气候炎热湿润 B．气候趋于干旱 C．海洋面积扩张 D．冰川范围扩大 [2024·河北石家庄质检]据央视新闻报道，在2023年卓奥友峰(属于喜马拉雅山中段的山峰)科考中，中国科考队员获得重大发现——在中生代地层中发现鲨鱼化石(如图)，为当时的6级海洋生态链补上第二级缺环。据此完成1～2题。 1．卓奥友峰鲨鱼化石形成的地质历史时期，下列现象可信的是(　　) A．地表七大洲和四大洋的轮廓初步形成 B．喜马拉雅山脉强烈隆起 C．重要的铁矿成矿期 D．恐龙出现 2．通过对鲨鱼化石的研究，可以(　　) A．准确判断卓奥友峰的隆起时间 B．判断出鲨鱼的活动范围 C．了解卓奥友峰现今的环境特点 D．判断当地的古地理环境 [2024·浙江绍兴月考]2023年10月，中国科考队在喜马拉雅山卓奥友峰科考中发现了距今约2.2亿年的鲨鱼化石。下图为地质年代示意图。据此完成3～4题。 3．此次科考中发现的鲨鱼化石形成的地质年代是(　　) A．元古宙 B．古生代 C．中生代 D．新生代 4．下列地球演化历史特点，发生在甲地质时期的是(　　) A．裸子植物繁盛 B．蕨类植物繁盛 C．哺乳动物繁盛 D．恐龙大量繁盛 5．读某地岩层分布示意图，完成下列要求。 (1)岩层年代可以根据岩石中放射性元素的衰变规律和____________________来确定。正常情况下，图中①②③岩层中岩层年代由老到新排序为________。该地层中的岩层具有的突出特点是______________________、______________________、______________________。 (2)若①岩层年代为晚古生代时期。该时代早期，鱼类大量繁衍；随着海洋面积缩小，中期一些鱼类进化出能适应陆地环境的________动物；晚期，气候变得干旱，进化出能适应干燥气候的________动物。该时期________植物繁盛，________植物开始出现。若①岩层中含有丰富的煤炭资源，则说明该区域当时的古地理环境为________________________。 (3)新生代时期地球上出现了人类，这是生物演化史上的重大飞跃，试描述新生代时期地球的生物进化特点。 [教材探究·活动点拨] 教材第30页　探究 1．地质历史上，生物的遗迹或死亡后的遗体被保留下来，经过亿万年的无氧环境，这些生物遗体中的有机质，以及坚硬部分如外壳、骨骼、枝叶等通过复杂的物理、化学过程，与包围在周围的沉积物一起，最终形成化石。 2．生物是从简单向复杂、从低级向高级不断地进化的。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。因此，科学家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。化石是显示古生物环境的证据，例如，图1－22三叶虫化石，反映了古生代海洋环境；图1－23大羽羊齿化石，反映了古生代陆地森林环境。对其研究能够帮助科学家预测未来可能发生的现象。对化石的研究还能帮助地质学家发现能源资源。 教材第32页　活动 1．根据喜冷耐旱的桦树向北部退缩至大兴安岭、小兴安岭和长白山区可推知，我国辽宁南部近8 000～10 000年来气候由寒冷干燥变得温暖湿润。 2．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。由于植物由低级到高级不断进化，每一个地质时代都有着特定的植物群，因此可根据地层中保存下来的孢粉化石，判断地质年代的植被类型和植被数量，从而推测出当时的古地理环境和古气候特征。 教材第38页　活动 1．(1)图略。三次大冰期，即元古代的震旦纪(持续时间约100万年)、古生代的石炭纪—二叠纪(持续时间约100万年)和新生代的第四纪(持续时间约180万年)。 (2)古生代末期气候寒冷潮湿；中生代末期气候干燥炎热。 (3)从图中可以看出，全球气候一直处于波动变化之中，冷暖、干湿相互交替，变化周期长短不一。总体上，温暖期长，寒冷期短。 2．在地质历史时期，经历过一些不利于生物生存的环境变化阶段，大量生物物种出现衰退和灭绝。例如，中生代末期，盛极一时的恐龙突然从地球上消失。地球的演化及未来的发展直接决定着人类的生存和发展，是科学界必须关心和重视的科学命题。只有真正了解地球演化的规律，人类才能更科学地应对各种地理环境的变化。 参考答案 一、 1．带状　层状 2．遗体　遗迹　简单　复杂　低级　高级　相同　近似　时代　顺序　古生代　中生代 3．氧化　还原　浅海　滨海　 二、 1．太古宙　元古宙　代　纪　地质年代 2．(1)古生　初生　(2)海洋　火山喷发　早期　中期 (3)海洋　晚期　藻类　生命大发展 3．(1)寒武　古生代　中生代　(2)上升　下沉　欧亚　无脊椎　脊椎　两栖　蕨类　灭绝　(3)高大山系　爬行　始祖鸟　裸子　恐龙　无脊椎　(4)海陆　哺乳　被子　灵长　第四纪　人类 探究点一 应用体验 1～2.解析：第1题，结合所学可知，地球上生物的演化经历了从低级到高级、从简单到复杂的过程，故越早形成的地层越居下，含有的化石结构越简单，因此同一年代的地层含有相同或相似的化石，A正确，不符合题意；不同年代的地层往往含有不同的化石，B正确，不符合题意；通过对化石的研究可以确定其形成的地质年代，D正确，不符合题意；越早形成的地层，就越会堆积在下层，即地层的深处，这是一个未经变动的岩层分布状况，若受到内外力的影响，较早形成的地层可能会分布在地层表面，故结构简单的化石不一定在地层深处，C错误，符合题意。故选C。第2题，人类研究和还原地球的发展史，就要了解地层和化石，一般先形成的地层居下，后形成的地层居上，且其中所含的化石就是该地层形成时期的生物，由于地球上生物的演化经历了从低级到高级、从简单到复杂的过程，所以，可以通过地层和化石推断出该地层形成的大致时间和当时的古地理环境，C正确；对岩石中的放射性元素进行测量，只能推断当时的岩龄，但不是人类研究和还原地球的发展史的主要依据，A错误；根据当时的海陆分布状况，可以推断当时的海陆环境，不能作为研究和还原地球的发展史的主要依据，B错误；研究各种地层形成时的古地理环境，不能作为研究和还原地球的发展史的主要依据，D错误。故选C。 答案：1.C　2.C 3～4.解析：第3题，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保存着相同或相似的化石，④和⑧地层在同一地质时期沉积形成的，说明这两个地层含同时代相似的典型化石，D正确；读图可知，④地层和⑧地层中动物化石形态差异较大，化石种类明显不同，A错误；不同地质时期都会出现冰川，仅根据冰川沉积物无法确定④和⑧地层是否在同一地质时期形成，B错误；同一地区可能有不同时代形成的地层，C错误。第4题，正常情况下，先形成的地层在下，后形成的在上，可确定左侧地层按由老到新的顺序排列为④③②①，右侧为⑨⑧⑦⑥⑤；结合④和⑧、③和⑦、②和⑥地层是在同一地质时期沉积形成的可知，D项正确。 答案：3.D　4.D 探究点二 应用体验 1～2.解析：第1题，材料信息表明，早白垩纪地层中发现了非常罕见的带软组织潜龙化石，由此判断潜龙大量生活的地质年代为中生代。根据所学知识可知，蕨类植物繁盛和欧亚大陆与北美大陆基本形成均出现在古生代中后期；爬行动物盛行出现在中生代，中生代因此被称为“爬行动物时代”；哺乳动物大发展出现在新生代，因此C符合题意，排除A、B、D。故选C。第2题，恐龙繁盛时代为中生代。材料信息表明，该地质年代处于间冰期，风沙肆虐，因此此时全球平均气温与现代气温相比较高，全球平均降水量较少，气候总体特点是暖干，C正确，A、B、D错误。故选C。 答案：1.C　2.C 3～4.解析：第3题，结合所学知识可知，晚古生代蕨类植物茂盛，形成茂密森林，A正确；新生代哺乳动物快速发展，B错误；前寒武纪是铁镍等的重要成矿期，C错误；中生代联合古陆开始解体，D错误。故选A。第4题，由所学可知，两栖类动物向爬行类动物进化说明水生环境(海洋面积)减少，陆生环境增加，故当时气候趋于干旱，B正确，A、C错误；冰川范围扩大不利于陆地生物生存，D错误。故选B。 答案：3.A　4.B 课堂达标检测 1～2.解析：第1题，结合材料以及所学可知，卓奥友峰鲨鱼化石出现在中生代地层中，三叠纪属于中生代。地表七大洲和四大洋的轮廓初步形成于距今约6 500万年前，属于新生代，A错误；喜马拉雅山脉强烈隆起，发生在新生代，B错误；重要的铁矿成矿期发生在前寒武纪，C错误；恐龙出现于中生代的三叠纪，D正确。所以选D。第2题，鲨鱼为海洋生物，出现在卓奥友峰的地层中，可以判断出当地古地理环境是海洋环境，D正确；根据鲨鱼化石无法准确判断卓奥友峰的隆起时间，不能判断出鲨鱼的活动范围，不能了解卓奥友峰现今的环境特点，A、B、C错误。所以选D。 答案：1.D　2.D 3～4.解析：第3题，由材料可知，发现了距今约2.2亿年的鲨鱼化石，中生代距今2.52～0.66亿年，三叠纪属于中生代，故选C。第4题，由图可知，甲地质时期大致为古生代。蕨类植物在晚古生代繁盛，B正确；裸子植物繁盛于中生代，A错误；哺乳动物繁盛在新生代，C错误；恐龙繁盛主要出现在中生代，D错误。故选B。 答案：3.C　4.B 5．解析：第(1)题，判断岩层年代有两种方法，一是根据岩石中放射性元素的衰变规律来判断，二是根据岩石中所含的化石的年代来判断。沉积岩是具有时间顺序的层状岩石，沉积岩的地层具有明显的层理构造，一般先沉积的地层在下，后沉积的地层在上。所以图中①②③岩层中岩层年代由老到新的排序为①②③。在沉积岩的形成过程中有些生物的遗体或遗迹会在沉积物中保存下来，形成化石，所以，同一时代的地层往往含有相同或者相似的化石，不同时代的地层含有不同的化石。第(2)题，晚古生代是脊椎动物发展的时代。早期，鱼类大量繁衍。随着海洋面积进一步缩小，到了中期，一些鱼类逐渐进化成能适应陆地环境的两栖类。晚期，气候变得干旱，水源稀少，一些两栖动物慢慢进化成更能适应干燥气候的爬行动物，裸子植物开始出现。晚古生代蕨类植物(适合生长在温暖阴湿环境)繁盛，形成了茂密的森林，是地质历史上重要的成煤期。第(3)题，新生代(距今6 600万年至今)是最近的生物时代，新生代时期被子植物高度繁盛，草原面积进一步扩大，哺乳动物得到快速的发展，生物界逐渐呈现现代面貌，第四纪出现了人类，这是生物发展史上的重大飞跃。 答案：(1)地层中化石的年代　①②③　地层具有明显的层理构造　地层具有时间顺序　可能存在生物化石 (2)两栖类　爬行　蕨类　裸子　温暖阴湿的森林环境 (3)新生代被子植物繁盛，草原面积扩大，哺乳动物快速发展，人类出现。 学科网（北京）股份有限公司 $$