6.1生物有共同祖先的证据课件-2024-2025学年高一下学期生物人教版必修2

第6章 生物的进化 1831年，22岁的达尔文以博物学者的身份登上了“贝格尔”号，随船进行了5年的科学考察，并于1859年出版轰动世界的著作——《物种起源》。 ： P99 1 问题探讨 达尔文在《物种起源》一书中明确提出地球上的当今生物都是由共同祖先进化来的，人和猿有共同的祖先。 达尔文的观点给当时占统治地位的“神创论”带来了巨大冲击。有人在漫画中把达尔文画成半人半猴的形象，以此来发泄对达尔文的不满。直到今天仍有人对“共同由来学说”、“人猿共祖说”持排斥态度。 ： P100 2 达尔文的生物进化论 达尔文的 生物进化论 共同由来学说：地球上所有生物都是由原始的共同祖先进化来的； 自然选择学说：揭示了生物进化的机制，解释了适应的形成和物种形成的原因； ： 提问：生物是由共同祖先进化而来的吗？说出你的观点及支持观点的证据。 P100 达尔文列举了大量的证据来论证自己的理论，后来随着研究的深入，人们又发现了许多支持生物进化论的新证据。 3 第1节 生物有共同祖先的证据 ： 4 支持生物进化论的新证据 【教学目标】 通过对化石、比较解剖学和胚胎学证据进行比较、分析、归纳、概括，说明当今生物具有共同的祖先； 说明当今生物在新陈代谢、DNA的结构和功能等方面具有许多共同特征，从细胞和分子水平佐证当今生物具有共同的祖先。 支持生物进化论的新证据 地层中陈列的证据：化石 ： 当今生物体上进化的印迹：其他方面的证据 比较解剖学证据 胚胎学证据 细胞和分子水平的证据 今天进化论是广为接受的科学理论，科学理论是通过大量可重复观测而发展来的，对重要自然现象的一般解释，有压倒性的证据支持，发生了进化这一结论，主要的证据来源于化石比较解剖学，胚胎学以及细胞和分子水平的证据， 5 一、地层中陈列的证据——化石 【化石】：指通过自然作用保存在地层中的古代生物的遗体、遗物或生活痕迹等。 ： ： P100 遗体化石（遗骸） 6 一、地层中陈列的证据——化石 【化石】：指通过自然作用保存在地层中的古代生物的遗体、遗物或生活痕迹等。 ： ： P100 遗物化石（粪便或卵） 7 ………… 一、地层中陈列的证据——化石 【化石】：指通过自然作用保存在地层中的古代生物的遗体、遗物或生活痕迹等。 ： ： P100 遗迹化石（痕迹） 9 一、地层中陈列的证据——化石 【化石的作用】：利用化石可以确定地球上曾经生活过的生物的种类及其形态、结构、行为等特征。 辽宁古果化石标本 三叶虫化石标本 远古动物牙齿化石标本 从动物的牙齿化石推测它们的饮食情况 从动物的骨骼化石推测其体型大小和运动方式 从植物化石推测他们的形态结构和分类地位 化石是研究生物进化最直接最重要的证据 ： ： P100 10 地层中陈列的证据——化石 化石将过去定格，让科学家得以追踪生物的进化。如果把地层比作一本书，化石就是其中的文字，记录着地球和生物进化的历史。 不同地层的形成年代不同，越早形成的地层中首次出现的生物越低等，生物特征越简单；越晚形成的地层中首次出现的生物越高等，生物特征越复杂。 地层年龄 百万年前 首次出现的 生物类群（化石） 245—144 鸟类、哺乳类 360—286 爬行类 408—360 昆虫、两栖类 505—438 鱼类 700 多细胞生物 2100 单细胞真核生物 21亿年前的地层中首次出现的单细胞真核生物，7亿年前的地层中出现了多细胞生物，这说明多细胞生物出现的时间晚于单细胞真核生物，可判断多细胞生物是由单细胞真核生物进化来的。同理可判断地球上所有的生物都是由原始的共同祖先进化来。 ： P101 由于化石的记录不是完整的，化石形成和被发现的可能性都极小，因此化石的记录中存在着许多的空白，虽然如此已发现的化石仍足以提供历史上生物进化的信息， 11 地层中陈列的证据——化石 2009年，我国科学家在辽宁省建昌县发现了完整的赫氏近鸟龙化石，其身体骨架与恐龙非常接近，但其骨架周围有清晰的羽毛印痕，显示其后肢和尾部都有飞羽；后肢发达，显示其善跑不善飞。科学家认为这一化石为鸟类起源于恐龙的假说提供了有力证据，这是为什么？ 基于化石证据可判断赫氏近鸟龙既具有恐龙的特征，也具有鸟类的特征，属于恐龙和鸟类的过渡类型，这说明鸟类很可能是由恐龙进化来。 赫氏近鸟龙化石 赫氏近鸟龙复原图 ： P101 12 地层中陈列的证据——化石 在东非大裂谷地带，科学家发现了许多早期古人类化石，其中有318万年前的少女露西的骨骼化石，其上肢骨的结构与黑猩猩的相似，适于攀缘，下肢骨与现代人类接近，适于直立行走。这一证据支持人猿共祖说吗？ 露西既有智人的特征，也有黑猩猩的特征，说明人和黑猩猩可能有共同的祖先，都起源于一类森林古猿。 少女露西 骨骼化石 少女露西 复原图 科学家分析说，尽管露西只有1米高，但事实上它是一名年轻成年人，去世时大约20岁。它长着短腿、长手臂和强壮有力的肌肉。露西放弃树上生活来到地面。 科学家之所以这么认为，是因为那里的环境曾发生巨变，茂密的丛林被开阔的大草原取代，因此露西发现这种环境更利于行走，更容易找到食物。 ： P101 13 地层中陈列的证据——化石 【结论】：已经发现的大量化石证据，证实了生物是由原始的共同祖先经过漫长的地质年代进化而来的，而且还揭示出生物由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生的进化顺序。 ： P101 化石证据不仅证实了现代的各种各样的生物都是经过漫长的地质年代逐渐演变而来，而且还揭示出生物有简单的复杂，有低等到高等的计划顺序，各类化石在地层中按照一定的顺序出现的事实是生物进化最可靠的证据之一， 14 二、当今生物体上进化的印迹——比较解剖学证据 【比较解剖学】是对各类脊椎动物的器官和系统进行解剖和比较研究的科学。研究比较脊椎动物的器官系统的形态和结构，可以为这些生物是否有共同祖先寻找证据。 三种脊椎动物前肢和人的上肢骨骼比较的示意图 蝙蝠的翼 鲸的鳍 猫的前肢 人的上肢 ： P102 有没有活的证据？当今生物体上是否有进化的印记可以佐证生物是由共同祖先进化而来的呢？研究比较脊椎动物的器官系统的形态和结构，可以为这些生物是否有共同祖先寻找证据。 15 比较解剖学是用解剖的方法研究比较脊椎动物的鱼纲、两栖纲、爬行纲、鸟纲和哺乳纲及其类群的器官、系统的形态和结构的一门学科。 人的上肢 猫的前肢 鲸的胸鳍 蝙蝠的翼手 ① ① ① ① ② ② ② ② ③ ③ ③ ③ ④ ④ ④ ④ ⑤ ⑤ ⑤ ⑤ ①肱骨 ②桡骨 ③尺骨 ④腕骨 ⑤指骨 同源器官 16 二、当今生物体上进化的印迹——比较解剖学证据 【比较解剖学】是对各类脊椎动物的器官和系统进行解剖和比较研究的科学。研究比较脊椎动物的器官系统的形态和结构，可以为这些生物是否有共同祖先寻找证据。 观察左图，这三种脊椎动物的前（上）肢骨骼是否都有肱骨、桡骨、尺骨、腕骨、掌骨和指骨？其种类一致吗？这些骨的排列顺序一致吗？ 骨骼的种类一致，排列顺序也一致。 三种脊椎动物前肢和人的上肢骨骼比较的示意图 蝙蝠的翼 鲸的鳍 猫的前肢 人的上肢 P102 有没有活的证据？当今生物体上是否有进化的印记可以佐证生物是由共同祖先进化而来的呢？研究比较脊椎动物的器官系统的形态和结构，可以为这些生物是否有共同祖先寻找证据。 17 二、当今生物体上进化的印迹——比较解剖学证据 【比较解剖学】是对各类脊椎动物的器官和系统进行解剖和比较研究的科学。研究比较脊椎动物的器官系统的形态和结构，可以为这些生物是否有共同祖先寻找证据。 这四种前（上）肢骨骼的功能迥异，外形差别也很大，其内部结构模式为什么如此一致？ 三种脊椎动物前肢和人的上肢骨骼比较的示意图 蝙蝠的翼 鲸的鳍 猫的前肢 人的上肢 这4种前（上）肢骨骼有相同的起源（同源器官），说明他们可能是由共同的祖先进化来的，在漫长的进化过程中，因为适应不同的环境，逐渐出现了形态和功能的不同。 P102 有没有活的证据？当今生物体上是否有进化的印记可以佐证生物是由共同祖先进化而来的呢？研究比较脊椎动物的器官系统的形态和结构，可以为这些生物是否有共同祖先寻找证据。 18 当今生物体上进化的印迹——比较解剖学证据 除上述共同点外，人与蝙蝠、鲸和猫的骨骼结构还有哪些共同点？哺乳动物与鱼在骨骼上有哪些共同点？这是否支持现有的脊椎动物有着共同的原始祖先？ （1）四者骨骼结构十分发达，脊柱、肋骨、胸骨等形成支架起到支撑身体、保护内部器官作用；头骨骨块减少或愈合，使头骨坚硬，起保护作用； （2）哺乳动物与鱼都有头骨、脊柱、肋骨及附肢骨骼等。此外，一些具体的骨也有共同点，如哺乳类中耳中的3块听小骨：镫骨、砧骨、锤骨，分别与鱼的舌颌骨、方骨、关节骨有共同起源； （3）不同类群动物的骨骼结构具有许多共同点，支持现有的脊椎动物有着原始共同祖先。 ： P103 生物的进化不仅在地层中留下了证据，也在当今生物体上留下了许多印迹，这些印迹可以作为进化的佐证。除了上述共同点之外，人与蝙蝠精和猫的骨骼结构还有哪些共同点？哺乳动物与鱼在骨骼上有哪些共同点？这是否支持现有的脊椎动物，有着共同的原始祖先， 19 【胚胎学】：是指研究动植物胚胎的形成和发育过程的学科。比较不同动物以及人的胚胎发育过程，也可以看到进化的蛛丝马迹。 三、当今生物体上进化的印迹——胚胎学证据 人胚胎发育早期的显微照片（放大18倍） 科学家发现：所有脊椎动物胚胎在早期发育过程中彼此极为相似，鱼、龟、鸡和人都会发育出尾巴和腮裂，但在这几种动物中，只有鱼在成年时还保留腮，只有鱼、龟会保留实质上的尾巴。这些证据支持了人和其他脊椎动物有共同祖先的观点。 三种脊椎动物和人的胚胎发育的比较 P103 生物的进化不仅在地层中留下了证据，也在当今生物体上留下了许多印迹，这些印迹可以作为进化的佐证。这些事实说明高等生物起源于单细胞生物，脊椎动物和人都是由古代共同的原始祖先进化而来，而且共同的原始祖先生活在水里，而人则是从尤为动物进化而来， 20 四、当今生物体上进化的印迹——细胞和分子水平的证据 请根据所学知识，结合以下资料，讨论有关问题。 当今生物的细胞在结构上与古细菌有哪些共同点？这说明了什么？ 举例说出当今生物的细胞在代谢上的共同点。 都有细胞壁、细胞膜、细胞质、核糖体和DNA。说明古细菌和当今生物的细胞可能有共同祖先。 （1）已知最古老的化石是大约35亿年前的古细菌化石。现在，在海洋、湖泊、土壤等环境中还能发现古细菌，这些古细菌都有细胞壁、细胞膜、细胞质、核糖体和DNA。 、 都有呼吸作用、都用葡萄糖作为主要的“燃料分子”、都使用“三羧酸循环” 作为化学反应的中心枢纽、代谢中的酶类非常相似、都有相同的能量货币——ATP；绿色植物能进行光合作用等。 ： 21 当今生物体上进化的印迹——细胞和分子水平的证据 （2）人与猩猩和长臂猿的某段同源DNA的差异分别为2.4%、5.3%。人与黑猩猩基因组的差异只有3%。 生物名称 黑猩猩 猕猴 狗 鸡 响尾蛇 金枪鱼 果蝇 天蚕蛾 链孢霉 酵母菌 氨基酸差异/个 0 1 11 13 14 21 27 31 43 44 人和类人猿在DNA的碱基序列或是基因组方面的高度接近说明了什么？ 人和猩猩、长臂猿、黑猩猩等类人猿可能有共同的祖先。 （3）细胞色素c是细胞中普遍含有的一种蛋白质，约有104个氨基酸，据测算，它的氨基酸序列每2000万年才发生1%的改变。不同生物与人的细胞色素c氨基酸序列的差异如下表所示。 关于人与其他生物的亲缘关系，从细胞色素c的相关资料可以得出什么结论？这些数据是否支持生物有着共同的起源？ 人和其他生物的细胞中普遍含有细胞色素c，说明这些生物都有共同的祖先。细胞色素c的氨基酸序列差异的大小揭示了不同生物之间亲缘关系的远近，差异越小，表示亲缘关系越近。 ： 22 不同生物之间的特定DNA序列都有一定的相似性，亲缘关系越近的生物，其DNA序列的相似性越高。 资料六 根据目前已学的知识，尝试归纳生物在细胞和分子水平上有哪些共同特点？ 当今生物体上进化的印迹——细胞和分子水平的证据 物质组成 化学元素种类大致相同，无机物和有机物（生物大分子蛋白质和核酸） 细胞结构 细胞膜（均由磷脂组成）、细胞质、核糖体 细胞代谢 都是物质与能量变化的过程，都有酶的催化、ATP是直接能源物质 细胞学说 体现生物界的统一性 DNA 所有的细胞生物都以DNA为遗传物质，核酸分子结构相似 蛋白质 使用同样的20种氨基酸来组成蛋白质 密码子 翻译时共用一套遗传密码 中心法则 所有的生物都遵循，整个生物界遗传信息的复制与表达具有相同的模式 …… …… 不同生物的DNA和蛋白质等生物大分子的共同点，提示人们当今生物有着共同的原始祖先，其差异的大小则揭示了当今生物种类亲缘关系的远近，以及它们在进化史上出现的顺序。 ： 随着细胞和分子生物学的不断发展，进化研究也进入了细胞和分子进化的研究水平， 24 分子生物学的出现，使人们可以从分子和基因的角度来理解各种生物结构和功能形成的原理。 当今生物体上进化的印迹——细胞和分子水平的证据 从基因变化的脉络也可以得出生物进化的过程和各种生物之间的内在关系，DNA和它所含有的基因就是生物发展的“分子活化石”，随着大量的生物全部DNA序列的测定，现在已经可以从基因结构和功能的变化来追溯生物发展演化的历史。 如果说根据生物结构特点和化石证据写出的生物史是以“外部”观察为基础的，那么根据基因演化写出的生物史则是从“内部”来观察的。基因演化的历史清楚的表明，从最低等的生物到最高等的生物，基本的生命活动在分子机制上是高度一致、一脉相承的。 “ ——节选自《生命通史》 ： 比较解剖学和胚胎学的研究发现，具有亲缘关系的生物有着相似的身体结构和胚胎发育过程，科学家推断这可能是他们从共同的祖先那里遗传了诸多相同的遗传信息的缘故，因此物种之间的进化关系会在DNA及蛋白质中留下痕迹，如果某些物种是由共同祖先进化而来的，那么他们的生物大分子必然会出现很多相似点，且生物大分子相似度越高，他们的亲缘关系越近， 25 生物有共同祖先的证据 化石证据 共同由来学说：所有的生物由原始的共同祖先进化而来 自然选择学说：适应环境形成物种 比较解剖学证据 胚胎学证据 细胞和分子水平的证据 间接证据 直接证据 化石为研究生物进化提供了直接证据，比较解剖学、胚胎学以及细胞和分子水平的研究，也给生物进化论提供了有力的支持。这些证据互为补充、相互印证，有力地支持了达尔文的共同由来学说，进而为解释适应和物种的形成提供了坚实的基础。 ： 26 $$