内容正文:
第四节 地球的演化
地球从形成到现在约有46亿年的历史。在距今1.5亿年前,有一种爬行动物,它拥有矫健的四肢、长长的尾巴和庞大的身躯,最大身长超过36米,脖子长度超过6米,尾巴在10米以上,这就是恐龙。但在6 500万年前白垩纪结束的时候恐龙突然全部消失,现在只能在博物馆通过化石的骨架认识它们。
为什么身躯庞大的恐龙会灭绝呢?地球的环境发生了怎样的变化?这对我们人类生存有哪些警示呢?
课标阐释
素养目标
预习线索
1.了解地球地质年代的划分。
2.了解地球的形成与演化简史。
3.简要描述地球在海陆分布、生物等方面的演化过程。
1.综合思维:结合生物进化过程,分析地球的演化过程。
2.区域认知:了解地层与化石的概述、地质年代的划分。
3.地理实践力:野外寻找化石,观察地层,探究地球演化秘密。
一、地层和化石
1.地层:地壳上部呈带状展布的 层状岩石 或堆积物,是记录地球历史的“ 书页 ”。
2.化石
(1)类型
①化石多数是古生物的 遗体 ,如贝壳、骨骼等。
②化石少数是古生物活动的 遗迹 ,如足印、粪便等。
(2)意义
①根据地层中保存下来的化石,确定地层的时间和顺序。
化石
地层年代
含三叶虫、大羽羊齿化石
古生代 地层
含恐龙化石
中生代 地层
②根据地层组成物质的性质和化石特征,追溯地层沉积时的环境特征。
岩层或化石
沉积时的环境特征
红色岩层
氧化环境
黑色页岩并含黄铁矿
还原环境
珊瑚化石
清澈温暖的浅海环境
破碎的贝壳
滨海环境
1.地层是研究地球历史最主要的依据。
2.沉积岩具有明显的层理构造,一般先沉积的在下,后沉积的在上。
3.同一地质年代的地层往往含有相同或相似的化石。
4.生物是从低级向高级、从简单向复杂进化的。
二、地球的演化史
1.划分依据:地层顺序、生物演化阶段、地壳运动和岩石年龄等。
2.划分层次:宙(冥古宙、太古宙、元古宙和显生宙)、代、纪。
3.阶段
(1)前寒武纪
①冥古宙:初生地球阶段。
②太古宙:地球是广阔的海洋,早期没有生命现象, 中期 出现最原始的生物。
③元古宙:地壳运动剧烈;生物从单细胞到 多细胞 ,从原核生物到 真核 生物。
(2)显生宙
①古生代
角度
变化特征
地壳运动
剧烈变动,到中后期, 欧亚 大陆和北美大陆雏形基本形成
生物演化
早期:海生无脊椎动物空前繁盛,如 三叶虫 、珊瑚
中期: 脊椎 动物出现,如鱼类
植物繁盛,从海滨到内陆
后期:鱼类演化成 两栖 类,动物从海洋向陆地发展
灭绝事件
末期发生地球历史上最大的灭绝事件,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
②中生代
角度
变化特征
地壳运动
环太平洋 地带地壳运动剧烈,形成高大山系
生物演化
动物: 爬行 动物盛行,恐龙繁生;出现 始祖鸟 ,一部分动物向鸟类发展
植物: 裸子 植物迅速发展
灭绝事件
末期恐龙绝迹,海洋中50%以上的无脊椎动物种类灭绝
③新生代
角度
变化特征
地壳运动
发生规模巨大的造山运动,现代地貌格局及海陆分布形成
生物演化
动物: 哺乳 动物大发展,出现灵长类
植物: 被子 植物大发展
第四纪出现了 人类
气候变化
第四纪 出现气候寒冷时期,称第四纪大冰期
在下面的地质年代简图中的横线上填写地质年代名称。
)
1.判断正误。
(1)地层是具有明显空间顺序的层状岩石。(×)
[解析]地层是在漫长的时间形成的呈带状展布的层状岩石或堆积物,具有时间顺序,是研究地球历史最主要的途径。
(2)化石被称为记录地球历史的“文字”。(√)
[解析]生物的生长过程深受地理环境的影响,因此古生物形成的化石不可避免地会打上当时地理环境的烙印,记录着地球的历史和古地理环境。
(3)地球生命史上最大的物种灭绝时代是恐龙灭绝时期的中生代末期。(×)
[解析]中生代末期虽然发生了一次物种大灭绝事件,但地球史上最大的物种灭绝事件发生在古生代末期。
2.将地质年代对应连线。
A.奥陶纪 ①前寒武纪
B.侏罗纪 ②古生代
C.元古宙 ③中生代
D.古近纪 ④新生代
答案:A—② B—③ C—① D—④
3.关于化石的说法,错误的是( )
A.同一时代的地层中,往往含有相同或相似的化石
B.不同时代的地层,往往含有不同的化石
C.一般而言,地层中低级化石在上,高级化石在下
D.一般情况下,通过化石可以确定地质年代
解析:C 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,往往含有不同的化石;一般而言,地层中低级化石在下,高级化石在上;一般而言,通过化石可以确定地质年代。
4.喜马拉雅山脉形成的地质时期是( )
A.前寒武纪 B.古生代
C.中生代 D.新生代
解析:D 新生代,地壳运动强烈,形成了现代地势的基本面貌,喜马拉雅山脉就是在这一时期形成的。
5.云南“澄江化石地”发现大量海生藻类和海生无脊椎动物化石。据此推断“澄江化石地”的地质年代为( )
A.新生代 B.中生代
C.古生代 D.太古代
解析:C 海生藻类和海生无脊椎动物,是古生代的生物种类,由此推断“澄江化石地”的地质年代为古生代。
6.恐龙繁盛的地质年代为( )
A.元古代 B.古生代
C.中生代 D.新生代
解析:C 恐龙于中生代末期灭绝,故恐龙最繁盛的地质年代为中生代。
化石和地质年代表
[情境探究]
读某地区地层示意图,探讨下列问题。
[问题1] (综合思维)地层和化石分别是记录地球历史的“书页”和“文字”,在正常情况下,图中从甲到丁四种地层代表的地质年代关系是怎样的?
提示:根据沉积的先后顺序可知,图中从甲到丁四种地层代表的地质年代关系是由老到新。
[问题2] (综合思维)地点①②③中,在甲到丁代表的地质时期,地壳一直处于下沉状态,接受沉积的是地点(填数字代号) ________ ,地壳运动经历了先降、后升、再降这一过程的是地点(填数字代号) ________ 。
提示:根据岩层结构推理可知,地壳只有下沉才沉积,因此地点①②③中,在甲到丁代表的地质时期,地点①地壳一直处于下沉,接收沉积的是地点①;地点③的沉积层缺失乙岩层,故在不断沉积过程中经历了一次地壳上升。
[归纳提升]
1.地层
项目
内容
概念
地质时期形成的各种层状岩石或堆积物
特点
未受剧烈地壳运动扰动时,先形成的居下,后形成的居上
形成时的
地表环境
石灰岩主要形成于浅海环境;页岩反映了静水环境;玄武岩反映了火山活动
2.化石
(1)形成:植物的茎、叶,动物的骨骼、牙齿及活动遗迹,在地层或沉积物中经矿物质的填充或置换,就形成了化石。
(2)意义
意义
内容
确定地层年代
三叶虫只生存在古生代,故含有三叶虫化石的地层即为古生代地层
推断古地理环境
三叶虫生长于海洋环境,含有三叶虫化石的地层形成时是海洋环境;珊瑚生长在温暖浅海,含有珊瑚化石的地层形成时是温暖的浅海环境
3.地质年代表
(1)初读地质年代表
阶段
特征
第一阶段(45.7亿年前至38.5亿年前)
没有生命的地球。是一个无机演化的时期
第二阶段(38.5亿年前至5.4亿年前)
原始生命的地球。大约36亿年前出现了绿色植物——蓝藻,地球环境由还原环境变为氧化环境,直到6.3亿年前出现多细胞生物
第三阶段(5.4亿年前至今)
充满生机的地球。大约在5.4亿年前,地球生命出现了一次大爆发
(2)再读地质年代表
生物演化特征
具体表现
低级→高级,简单→复杂
单细胞生物→多细胞生物,无脊椎动物→脊椎动物,裸子植物→被子植物,在新生代最晚期出现了人类
海洋→陆地→全球
生活在海洋中→陆生裸蕨植物、两栖动物
伴随一些生物的诞生、兴盛,另一些生物出现衰退、灭亡
距今6 500万年前,以恐龙为代表的大型爬行动物灭绝;后来,地球迎来了哺乳动物大发展
1.同一地质年代的地层往往含有相同或相似的化石。
地球上的生物总是由低级向高级、由简单向复杂进化的,在同一时代生长的生物是基本相同的,不同时代的生物有很大的区别。因此,同一时代的地层往往会含有相同或相似的化石。
2.在不同地区的地层剖面图中,地层结构有时是不同的。
在地球的发展史上,经历过多次的地壳运动,地势高的地区,由于以侵蚀为主,可能会缺失同时期在低洼处形成的地层。
3.地球演化呈现明显的阶段性。
科学家对全球各地的地层和古生物化石的研究发现,地球演化具有明显的阶段性,据此把地球历史按宙、代、纪等划分为不同阶段。
[典例体验]
明代诗人于谦在《石灰吟》中写道:“千锤万凿出深山,烈火焚烧若等闲。粉身碎骨浑不怕,要留清白在人间。”结合图,完成下列各题。
(1)这类岩石的主要特征是什么?
(2)若在这类岩石中发现恐龙的化石,其形成的地质年代为( )
A.前寒武纪 B.古生代
C.中生代 D.新生代
[解析] 第(1)题,沉积岩具有明显的层理构造,常含有化石。第(2)题,恐龙生活的地质时期是中生代。
[答案] (1)层理构造,常含有化石。 (2)C
地球的演化历史
[情境探究]
根据图文材料,探讨下列问题。
从时间尺度看,通常把地球气候变化史划分为地质时期、历史时期和近现代三个阶段。地质时期的气候,是指距今1万年以前,以冰期与间冰期交替出现为特点,时间尺度在10万年以上。如图为地质时期的气候变化图。
[问题1] (区域认知)地质时期经历的最后一次冰期出现在 ________ 。
提示:第四纪
[问题2] (区域认知)就冷暖状况而言,地质时期的气候变化过程中,时间较长的是哪一个?
提示:温暖期。由图示地质时期的气候变化过程可知,冰期较短,间冰期较长,即温暖期的时间较长。
[问题3] (区域认知)就干湿状况而言,新生代以 __________ 期为主。
提示:湿润
[问题4] (综合思维)恐龙灭绝时期的气候有什么特点?
提示:恐龙灭绝是在中生代末期,就冷暖状况而言,处于温暖期;从干湿状况看,处于较干旱期。
[归纳提升]
1.前寒武纪
2.古生代
时段
生物特征
早期
海生无脊椎动物空前繁盛
中期
出现脊椎动物——鱼类
后期
出现两栖类
中后期
蕨类植物繁盛
末期
物种大灭绝
3.中生代
4.新生代
类型
特征
地形
造山运动,形成现代地势起伏的基本面貌
植物
被子植物高度繁盛
动物
哺乳动物快速发展,出现了人类
[典例体验]
如图所示为某地质历史时期特有的动物。据此,完成下列各题。
(1)当时的地质年代是 ________ 代。
(2)该地质年代的典型动物是 ________ 。
(3)这个地质年代 ____________ 地带地壳运动激烈,形成高大的山系。
[解析] 第(1)(2)题,读图可知,图中生物为恐龙,恐龙为中生代的典型代表。第(3)题,环太平洋地区在中生代出现了典型的造山运动,形成了高大的山系。
[答案] (1)中生 (2)恐龙 (3)环太平洋
1.研究地球历史最主要的途径是研究( )
A.火山活动 B.地壳运动
C.地层 D.板块碰撞
解析:C 地层是具有时间顺序的层状岩石或堆积物,一般先沉积的在下,后沉积的在上。在地层的形成过程中,有些生物的遗体或遗迹会在沉积物中保存下来,形成化石,因此,可依据地层研究地球的历史。
读三叶虫化石图,完成2~4题。
2.三叶虫属于( )
A.原始鱼类
B.古老的两栖类
C.爬行动物
D.无脊椎动物
3.三叶虫生活的地质年代是( )
A.前寒武纪 B.古生代
C.中生代 D.新生代
4.三叶虫生活的地质年代的环境特点是( )
A.海洋环境 B.高山环境
C.湖泊环境 D.盆地环境
解析:2.D 3.B 4.A 第2题,三叶虫是节肢动物的一种,属无脊椎动物。第3题,三叶虫是古生代早期就出现的最有代表性的远古动物,至二叠纪完全灭绝,没有进入中生代。第4题,三叶虫生活在海洋中,故形成时是海洋环境。
读第一次生命大爆发示意图,完成5~6题。
5.第一次生命大爆发出现在( )
A.前寒武纪
B.寒武纪
C.侏罗纪
D.白垩纪
6.下列哪些地质事件是第一次生命大爆发后发生的( )
A.古细菌出现 B.蓝绿藻出现
C.“雪球事件”(全球冰冻) D.鱼类出现
解析:5.B 6.D 第5题,大约在5.4亿年前,也就是寒武纪,出现了地球生命的大爆发,从此地球进入了生物快速演化的新阶段——显生宙。第6题,古细菌出现、蓝绿藻出现、“雪球事件”都是在前寒武纪发生的,只有鱼类的出现是在寒武纪以后的奥陶纪出现的。
要想了解地球历史,就要了解地层和化石,就要学会读地质年代表。图1为彩虹恐龙化石,图2为地质年代表部分年代的气候变化及动物发展阶段。据此完成7~8题。
图1
图2
7.古生代晚期两栖动物向爬行动物进化阶段的主要气候变化是( )
A.变冷干 B.变暖湿
C.变冷湿 D.变暖干
8.据图判断二叠纪时期相较于志留纪时期( )
A.物种更丰富 B.冰川范围缩小
C.陆地面积扩大 D.海平面上升
解析:7.D 8.C 第7题,据图2可知,古生代晚期为两栖动物向爬行动物进化的时期,全球平均温度由冷变暖,全球平均降水由湿变干,因此全球气候变暖干。第8题,古生代末期,即二叠纪末期,发生了地球生命史上最大的物种灭绝事件,几乎95%的物种从地球上消失,而且二叠纪气温低,所以与二叠纪时期相比,志留纪时期物种更丰富;据图2可知,二叠纪末期和志留纪时期都属于气候由冷变暖的时期,故二叠纪和志留纪都是冰川范围缩小的时期;志留纪属于海洋无脊椎动物繁盛的时期,并且出现鱼类,说明当时地球上海洋面积仍占绝对优势。二叠纪时期,地球上出现了两栖动物,表明海洋面积缩小,海平面下降,陆地面积扩大,一些海洋生物逐渐进化成能适应陆地环境的两栖类。
9.(挑战创新题)读地球生物进化示意图,完成下列各题。
(1)在Ⅰ时期,大气层、海洋和陆地形成,大气中的 ________ 增多,其原因是 ________ 等原核生物进行光合作用。
(2)鸟类出现的地质时期是 ________ (填写代号),在这一时期, ________ 植物极度兴盛。
(3)三叶虫、鹦鹉螺等化石出现的地质时期是( )
A.Ⅰ B.Ⅱ
C.Ⅲ D.Ⅳ
(4)据图简述Ⅳ时期的特征。
解析:第(1)题,在前寒武纪时期出现了蓝绿藻等原核生物,通过光合作用制造出氧气,改变了原始大气的成分。第(2)题,由图可知,鸟类出现在Ⅲ,即中生代,在这一时期,裸子植物极度兴盛。第(3)题,三叶虫、鹦鹉螺属于海生无脊椎动物,生活的地质时期是早古生代。第(4)题,由图中的被子植物、哺乳动物、人类可概括该地质时期的特征。
答案:(1)氧气 蓝绿藻 (2)Ⅲ 裸子 (3)B (4)被子植物高度繁盛,草原面积扩大;哺乳动物快速发展;出现了人类。
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