内容正文:
1.4地球的演化
【教材探究】
世界上第一个较为准确地指出化石来源的是古希腊哲学家色诺芬尼(约公元前565—约公元前473),他对岩石中的图案进行了描述,并推测出这些图案是在经历了漫长的地质演变之后留下来的生物遗迹。这一观点在古典时代的欧洲是离经叛道的。当时人们普遍认为,这些图案与生物体没有任何关系,是自然形成的石头图像,是大自然赐予的艺术品。
1.你认为图1-22、图1-23所示化石是怎样形成的呢?
2.议一议,科学家为什么要研究化石?
【教材探究答案】
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。化石是显示古生物生存环境的证据,例如,图1-22三叶虫化石,反映了古生代海洋环境;图1-23为大羽羊齿化石,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。
【教材活动】
P32
阅读下列材料,完成相关任务。
植物孢粉是植物在繁殖期间撒出的孢子和花粉的总称。当孢粉离开母体撒落在地面,就会被一层层地掩埋在土层或泥炭层中。孢粉数量巨大(例如,一棵山毛榉树一年可撒出4亿粒花粉),在与空气隔绝的情况下,一部分孢粉可长期存留下来。因而,可根据孢粉的形态来判别母体植物的种属,这成为推测地质时期植被及其相应气候的依据。
1.在我国辽宁南部距今10000~8000年的泥炭层中,桦属花粉占优势,而现在桦木林已退缩到大兴安岭、小兴安岭和长白山区。桦树为喜冷耐旱植物。据此分析我国辽宁南部近8000~10000年来气候的大致变化情况。
2.为什么说,孢粉化石对于推测古地理环境和古气候具有重要价值?
P38
1.在地质时期,地球表面经历过几次大冰期气候,即震旦纪大冰期、石炭一二叠纪大冰期和第四纪大冰期。大冰期之间相隔2亿~3亿年,为大间冰期。读图1-30,完成相关任务。
(1)在图中标出几次大冰期,并大体估算其持续时间。
(2)古生代末期和中生代末期,是地质历史上全球性生物大规模灭绝时期。据图推测,当时的气候分别有什么特点?
(3)据图归纳地质时期气候变化的特点。
2.图1-31表示的是地球生物进化与环境演变示意。地球的演化是一个系统有序的过程,全球环境演变、自然灾害发生、海平面上升、气候变暖、臭氧空洞扩大等,与地球内部的各种过程密切相关。对人类未来生存环境的关心,迫使科学家不得不从多个角度去探讨可能的致变因素。议一议,科学家为什么要这样做?他们的担忧是杞人忧天吗?
【教材活动答案】
P32
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8000-10000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,从而分析出当时的古地理环境和古气候特征。
P38
1.(1)震旦纪(约1亿年),石炭纪一二叠纪(数千万年),第四纪(约180万年)。
(2)古生代末期气候寒冷潮湿,中生代末期气候炎热干燥。
(3)冷暖气温相互交替,波动变化,变化周期长短不一。
2.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。只有从多角度进行分析,才能真正了解地球的演化的规律,以便人类更科学地应对各种环境的变化,他们的担忧不是杞人忧天。
【定点变式训练】
在陕西某矿区,工人们发现在矿灯照耀下,夹在页岩地层中的煤层乌黑发亮,仔细辨认,还能看出苏铁、银杏等裸子植物粗大的树干。据此完成下面小题。
1.煤层形成的地质年代和该地质年代最繁盛的动物可能是( )
A.古生代、三叶虫 B.新生代第四纪、鱼类
C.新生代第三纪、哺乳类 D.中生代、恐龙
2.煤层形成时的古地理环境是( )
A.湿热的草原地区 B.温暖广阔的浅海 C.湿热的森林地区 D.干旱的陆地环境
恐龙沟位于新疆准噶尔盆地的奇台县,附近有魔鬼城、石钱滩(因遍布海洋动物化石形似古钱币而得名)等景观。1987年,古生物学家在该地地层中发现了大型植食性马门溪龙化石。下图为马门溪龙复原示意图。据此完成下面小题。
3.恐龙化石所在的地层( )
A.岩石疏松多孔 B.可能具有层理结构
C.变质作用明显 D.下部化石的生物更高级
4.在马门溪龙生存时期,当地的环境特征是( )
A.一片汪洋 B.炎热干燥 C.风沙肆虐 D.温暖湿润
5.形成石钱滩的直接地质作用是( )
A.风力侵蚀 B.冻融风化 C.地壳抬升 D.板块碰撞
在漫长的地质历史时期,地球环境经历了缓慢的演化,也遭遇过剧烈的突变。下图为地质时期的气候变化示意图。完成下面小题。
6.与恐龙同时代繁盛的陆地植物是( )
A.藻类植物 B.蕨类植物 C.裸子植物 D.被子植物
7.恐龙灭绝的地质时代,其气候特征是( )
A.暖干 B.冷干 C.暖湿 D.冷湿
下图表示某中学生在自然博物馆看到的四块动物化石,甲、乙、丙、丁分别为恐龙化石、三叶虫化石、哺乳动物化石和早期鱼类化石。据此完成下面小题。
8.图中四块化石年龄由老到新排序最可能是( )
A.甲乙丙丁 B.乙丁甲丙 C.乙丙丁甲 D.丁丙乙甲
9.乙化石形成时期最可能出现的现象是( )
A.海洋中无脊椎动物繁盛 B.出现爬行动物
C.形成大量铁矿 D.联合古陆解体
据2024年6月相关报道,中科院某研究团队在苏皖交界处一距今约2.49亿年的地层中发现一种新的小型海洋肉食性鱼类化石(裂齿鱼类化石),并将该鱼命名为“吴氏三叠鱼”。该发现为研究裂齿鱼类的早期演化和分类提供了新的信息。下图示意地质年代表。据此完成下面小题。
10.“吴氏三叠鱼”化石所在地层形成于( )
A.前寒武纪 B.古生代 C.中生代 D.新生代
11.“吴氏三叠鱼”化石所在地层形成时期可能是( )
A.两栖动物盛行时期 B.被子植物出现时期
C.联合古陆形成时期 D.重要的铁矿成矿期
12.“吴氏三叠鱼”化石的发现,可以( )
A.判断古气候分布规律 B.重现全球海陆分布格局
C.加速生物的演化进程 D.推测当时该地自然环境特征
【变式训练答案】
1.答案:D
解析:题干中提到的苏铁、银杏等裸子植物主要生长在中生代。三叶虫是古生代寒武纪时期的代表性动物,A错误;鱼类主要在古生代繁盛,尤其是泥盆纪被誉为“鱼类的时代”,但新生代第四纪主要是哺乳动物和鸟类繁盛的时代,与煤层中发现的植物化石不符,B错误;新生代第三纪虽然哺乳动物开始繁盛,但苏铁、银杏等裸子植物并非该时代的典型植物,且煤层本身的形成更可能早于新生代,C错误;中生代被称为“爬行动物的时代”,恐龙是这一时期的代表性动物。同时,苏铁、银杏等裸子植物也在中生代繁盛,与煤层中发现的植物化石相符,D正确。故选D。
2.答案:C
解析:草原地区可能有一定的植被覆盖,但草原植被与煤层中发现的苏铁、银杏等高大的裸子植物不符,且草原环境通常较为干旱,不利于煤层的形成,A错误;浅海环境可能有大量生物,但主要是海洋生物,比如藻类,而煤层主要来自陆生植物,所以浅海环境不太可能直接形成厚煤层,B错误;气候湿热有利于森林生长发育,森林提供大量木质有机物,有利于形成厚煤层,C正确;干旱环境下植物生长较少,难以积累足够的有机质形成煤层,D错误。故选C。
3.答案:B
解析:因为沉积岩的特点是分层含有化石,所以恐龙化石所在的岩层应为沉积岩地层,A错误,B正确;沉积岩的形成应为外力作用,变质作用是内力作用,C错误;沉积岩的地层具有明显的层理构造,一般先沉积的层在下,后沉积的层在上,地层堆积越向下岩层越古老,越古老的地层含有越低级、越简单生物的化石,D错误。故选B。
4.答案:D
解析:马门溪龙生存时期为中生代,该时期由于板块剧烈运动,联合古陆开始解体,不是一片汪洋大海,A错误;该时期裸子植物与爬行动物兴盛,地球环境温暖湿润,BC错误,D正确;故选D。
5.答案:A
解析:注意该题考查“直接地质作用”,石钱滩位于新疆准噶尔盆地,为温带大陆性气候,气候干旱,降水少,形成的直接地质作用以风力侵蚀作用为主,A正确;冻融风化作用在温度接近冰点的山区常见,B错误,形成石钱滩的原因是外力作用,地壳抬升是内力作用,C错误:形成石钱滩与板块运动影响不大,D错误。故选A。
6.答案:C
解析:根据所学知识,恐龙繁盛的时代是中生代,藻类植物元古宙开始出现,古生代前期比较繁盛,A错误;蕨类植物繁盛的时代是古生代中后期,B错误;中生代裸子植物迅速发展,C正确;被子植物繁盛的时代是新生代,D错误。故选C。
7.答案:A
解析:恐龙在中生代末期灭绝,根据图示,中生代末期气候位于暖干的位置,A正确,BCD错误。故选A。
8.答案:B
解析:本题考查地质年代的判断。根据图文材料并结合所学可知,甲是恐龙化石,恐龙主要生活在中生代;乙是三叶虫化石,三叶虫在早古生代空前繁盛,故化石最可能出现于早古生代;丙是哺乳动物化石,哺乳动物在新生代快速发展;丁是早期鱼类化石,晚古生代早期鱼类大量繁衍。故图中四块化石年龄由老到新排序最可能为乙丁甲丙,B正确,A、C、D错误。
9.答案:A
解析:本题考查地质年代的特征。由上题分析可知,乙是三叶虫化石,最可能形成于早古生代,此时期海洋中无脊椎动物繁盛,A正确;晚古生代爬行动物开始出现,B错误;前寒武纪是重要的成矿期,C错误;中生代是构造运动剧烈的时代,联合古陆开始解体,D错误。
10.答案:C
解析:本题考查地质年代的判读。读材料可知,科学家在距今约2.49亿年的地层中发现“吴氏三叠鱼”化石。读图可知,距今约2.49亿年属于中生代。C正确。
11.答案:B
解析:本题考查地球的演化历程。由图可知,“吴氏三叠鱼”化石所在地层形成于中生代,此时期被子植物出现,B正确;两栖动物盛行和联合古陆形成时期为古生代,A、C错误;重要的铁矿成矿期是前寒武纪,D错误。
12.答案:D
解析:本题考查化石的研究意义。由材料可知,“吴氏三叠鱼”生活在海洋环境中,该化石的发现,可以推测当时该地自然环境是海洋,后来由于地壳抬升,形成陆地,D正确;化石是生物的遗体或遗迹,不能由此判断古气候分布规律,不能重现海陆变化的格局,A、B错误;研究该化石能够确定所属地层的时代和顺序,不能加速生物的演化进程,C错误。
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