内容正文:
第1节
生物有共同祖先的证据
第6章 生物的进化
必修二
传说1 女娲造人
传说2 上帝造人
古希腊神话中,普罗米修斯是泰坦巨神的后代,他用粘土按照自己的身体造出了人类(男人)。后来宙斯要求火神制造潘多拉,造出了世界上第一个女人。
传说3 古希腊神话
上帝用泥土造人,在泥坯的鼻中吹人生命的气息,就创造出了有灵的活人。但那时的亚当是孤独的,上帝决心为他造一个配偶,便在他沉睡之际取下他一根肋骨,又把肉合起来。
中国上古神话传说之一,创世女神女娲化生万物,每天至少能创造出七十样东西 ,开世造物,因此被称为大地之母。她是古老相传的大母神。
你知道最初人是怎么出现的吗?
问题探讨
达尔文(C.R.Darwin,1809-1882)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。这一论断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。
讨论1: 反对共同由来学说的人能拿出有说服力的证据吗?
不能。反对共同由来学说的人主要包括支持神创论、物种不变论的人,也有人认为,进化论只是一种假说,不是科学事实。反对的人可能会拿出这些说法来进行反驳,但这些都不是有说服力的证据。
讨论2 : 你知道达尔文生物进化理论的内容吗?
(2)自然选择学说:揭示的生物进化的机制,解释了适应的形成和物种形成的原因
(1)共同由来学说:地球上所有的生物都是由原始的共同祖先进化而来。
问题: 有哪些证据支持支持达尔文共生由来学说的?
达尔文的生物进化论两大学说
进化是指一切生命形态发生、发展的演变过程。
化石、同源器官、基因、蛋白质等方面的证据。
共同由来
学说的证据
(1)化石
(2)比较解剖学
(4)细胞和分
子水平的证据
(3)胚胎学
共同由来学说的证据
地层中陈列的证据——化石
1
新闻报道
1.概念:
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。
辽宁古果化石标本
硅化木
三叶虫化石标本
一、地层中陈列的证据——化石
2.形成过程:
1.8亿年前的鳞鱼化石
大约6亿年前的三叶虫化石
河流携带着沉积物流入海洋,随着时间的推移,死去的生物被层层掩埋。
掘沉积岩我们可以看到排列有序的化石,最古老的埋藏在最深处。
一、地层中陈列的证据——化石
大部分化石发现于 的地层中。
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
沉积岩
3.分布:
一、地层中陈列的证据——化石
【学科交叉】
沉积岩是指成层堆积的松散沉积物固结而成的岩石。沉积物指陆地或水盆地中的松散碎屑物,如砾石、砂、黏土、灰泥和生物残骸等。
沉积岩是指成层堆积的松散沉积物固结而成的岩石。是组成地壳的三大岩类之一,是将其他岩石的风化产物和一些火山喷发物,经过水流或冰川的搬运、沉积、成岩作用形成的岩石。沉积物指陆地或水盆地中的松散碎屑物,如砾石、砂、粘土、灰泥和生物残骸等。
4 .化石的分类:
根据保存的特点
化石
遗体化石
模铸化石
遗物化石
遗迹化石
古生物的遗体所形成的化石
硅化木
生物体在岩石中留下的印模
枝叶印痕
古代动物的粪便、卵等
恐龙蛋化石
古代动物活动时留下的痕迹
恐龙足迹化石
一、地层中陈列的证据——化石
5.对研究生物进化的意义:
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
化石是研究生物进化最直接、最重要的证据。
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
从植物化石推测其形态、结构和分类地位
一、地层中陈列的证据——化石
生物是由 经过
漫长的地质年代逐渐进化而来的。
生物的进化顺序为:
由 到 ;
由 到 ;
由 到 。
原始的共同祖先
简单
复杂
低等
高等
水生
陆生
观察地层中的化石分布,你能得出什么结论?
思考
思考 • 讨论
1.图6-2所示资料支持达尔文的共同由来学说吗?
01
【资料1】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。
赫氏近鸟龙化石及复原图
赫氏近鸟龙既有恐龙的特征,也有鸟类的特征,
是鸟类和恐龙的过渡类型,说明鸟类可能由恐龙进化而来。
思考 • 讨论
2.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?
01
【资料2】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,适于攀援,下肢骨与现代人类接近,适于直立行走。
支持。露西既有现代人类的特征,也有黑猩猩的特征,
说明人类起源于古代的猿类,有共同的祖先。
少女露西骨骼化石模型及复原图
思考 • 讨论
3.这一证据支持人猿共祖说吗?
鸭嘴兽体表有毛,用乳汁哺育后代,具有哺乳动物的特征;鸭嘴兽的繁殖方式是卵生,又像爬行动物。因此,它可以作为哺乳动物是从爬行动物进化而来的证据之一。
活化石•矛尾鱼是唯一现生的总鳍鱼类,它的发现使现今所有陆地上的脊椎动物和水域中的鱼类紧密地联系到一起,四足类动物由海洋登上陆地的活化石证据是由矛尾鱼鲜活的摆在人们的面前的。
问题: 有没有“活”的证据来佐证生物是由共同祖先进化而来的呢?
科普:活化石
现 存生物的形状和在化石中发现的生物基本相同,保留了其远古祖先的原始形状。且其近缘类群多数已灭绝,比较孤立,进化缓慢的生物,也称孑遗生物。
扬子鳄
银杏
水杉
国宝大熊猫
水中“活化石”中华鲟”
“中国鸽子树”珙桐
香果树
红豆杉
科普:活化石
当今生物进化的印迹——其他方面的证据
2
比较解剖学是研究比较脊椎动物的器官、系统的形态和结构的科学。为生物是否有共同祖先寻找证据。
蝙蝠的翼
鲸的鳍
猫的前肢
肱骨
桡骨
尺骨
腕骨
掌骨
指骨
二、比较解剖学证据
1.这四种前(上)肢骨骼是否都有肱骨、桡骨、尺骨、腕骨、掌骨和指骨?
其种类有一致性吗?
种类有一致性。
排列顺序一致。
这四种前(上)肢骨骼有相同的起源,说明它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。
3.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?
2.从上到下看这四种前(上)肢骨骼,这些骨的排列顺序一致吗?
思考 • 讨论
4.人与蝙蝠、鲸和猫的骨骼结构还有哪些共同点?哺乳动物和鱼在骨骼结构
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?
人与蝙蝠、鲸、猫的骨骼结构十分发达,脊柱、肋骨、胸骨等形成支架起到支撑身体、保护内部器官的作用;头骨骨块减少或愈合,使头骨坚硬,起到保护作用,等等。哺乳动物和鱼都具有头骨、脊柱、肋骨及附肢骨骼等。此外,一些具体的骨也有共同点,如哺乳类中耳的3块听小骨镫骨、砧骨、锤骨分别与鱼类的舌颌骨、方骨、关节骨有共同的起源。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的共同祖先。
思考 • 讨论
②外形及功能差别很大,原因是在漫长的进化中,
由于适应不同的生活环境,逐渐出现了形态和功能上的不同。
比较人的上肢骨骼和三种脊椎动物前肢(蝙蝠的翼、鲸的鳍、猫的前肢)发现:
①骨骼的种类、组成及其排列顺序相同,
说明这些生物可能由共同的原始祖先进化而来。
二、比较解剖学证据
胚胎学是研究动植物胚胎的形成和发育过程的学科。
三、胚胎学证据
人的胚胎在发育早期会出现鳃裂和尾,脊椎动物在胚胎发育早期都有彼此相似的阶段。
推断:脊椎动物之间具有一定的亲缘关系;人和其他脊椎动物有共同祖先。
在光学显微镜水平上研究细胞的化学组成、形态、结构及功能的学科。
从分子水平研究生物大分子的结构与功能从而阐明生命现象本质的科学。
细胞生物学和分子生物学的研究,可以看出截然不同的当今生物之间也有很多相似之处。
1. 细胞学
2. 分子生物学
四、细胞和分子水平的证据
04
【资料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。
最早的生物化石——古细菌(距今35亿年)
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。
思考 • 讨论
讨论1: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?
04
【资料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。
最早的生物化石——古细菌(距今35亿年)
①都能进行呼吸作用。
②催化细胞代谢的酶非常相似。
③都有相同的能量“货币"——ATP。
④绿色植物能进行光合作用。
思考 • 讨论
讨论2:举例说出当今生物的细胞在代谢上的共同点。
04
【资料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%。
可能有共同的祖先
思考 • 讨论
讨论3:人和类人猿在DNA的碱基序列或基因组方面高度接近说明了什么?
【资料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。
①普遍含有细胞色素c,说明生物由共同的祖先进化而来
②氨基酸序列差异的大小揭示了亲缘关系的远近,差异越小,亲缘关系越近
思考 • 讨论
讨论4: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?
从细胞和分子水平看,当今生物有许多共同的特征:
(1)都有能进行代谢、生长和增殖的细胞,细胞有共同的物质
基础和结构基础等→生物有共同祖先。
(2)不同生物的DNA和蛋白质等生物大分子的共同点
→当今生物有着共同的原始祖先。
不同生物之间也存在着一定的差异:
差异大小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。
四、细胞和分子水平的证据
1
课堂小结
达尔文的生物进化论
①共同由来学说
②自然选择学说
直接证据
有力支持
化石
比较解剖学证据
胚胎学证据
细胞和分子水平的证据
习题检测
3
1.关于生物的进化,只能靠运用证据和逻辑来推测。判断以下有关生物进化证据和结论的说法是否合理。
(1)通过化石可以了解已经绝灭的生物的形态结构特点,
推测其行为特点。( )
(2)人和鱼的胚胎发育经历了有鳃裂及有尾的阶段,这可以用
人与鱼有共同祖先来解释。( )
(3)比较解剖学发现,不同种类的哺乳动物的前肢在形态上差别
很大,这说明这些哺乳动物不是由共同祖先进化来的。
( )
练习与应用(课本P104)
✓
✓
✘
2.生物进化的证据是多方面的,其中能作为直接证据的是( )
A. 化石证据 B. 胚胎学证据
C. 比较解剖学证据 D. 分子生物学证据
A
练习与应用(课本P104)
3.生物都有共同的祖先,下列各项不能作为支持这一论点的证
据的是( )
A. 所有生物共用一套遗传密码
B. 所有生物都由ATP直接供能
C. 各种生物的细胞具有基本相同的结构
D. 所有生物的生命活动都是靠能量驱动的
D
1.如果有人坚持认为生物是自古以来就如此的,你认为能够反驳他的最有效的证据是什么?为什么?当你提供了你认为最有效的证据后,他还可能如何辩解?你又如何进一步反驳?
可以举出本节教材中的各种证据,如不同地质年代中相继出现的生物类群,已经绝灭的物种,物种大爆发事件,地壳剧烈运动、气候剧烈变化和小行星碰撞地球等事件对生物的影响;也可以引用达尔文论证生物进化论时列举的大量证据,如在加拉帕戈斯群岛所发现的大量物种形成的事实。
练习与应用(课本P104)
2.我国地域辽阔,古生物化石种类繁多,在生物进化的研究中起着非常重要的作用。下面是我国发现的一些著名的化石群:澄江生物化石群、热河生物化石群、山旺生物化石群、和政生物化石群、关岭生物化石群等。
请任选一个化石群或当地已发现的
化石群,查找相关资料,向全班同学
介绍该化石群中主要的化石,以及该
化石群的发现在研究生物进化中的
重要意义。
练习与应用(课本P104)
澄江生物化石群分布在中国云南省澄江县,保存了大量具软躯体或弱矿化外壳的后生动物化石,展示了5.3亿年前的海洋生态系统、是研究寒武纪大爆发事件最重要的化石宝库之一。
澄江生物化石群的科学意义在于:①在前寒武纪到早寒武纪的生命演进过程中,填补了从埃迪卡拉生物化石群(发现于澳大利亚的前寒武纪晚期地层)到布尔吉斯页岩生物化石群(发现于加拿大的中寒武纪地层)之间长达数千万年的古生物资料空白;②呈现出一个前所未有的仅在二三百万年的“瞬间时空”里生物(特别是动物)大规模涌现的突发生物事件,是寒武纪生命大爆发的最好例证。
练习与应用(课本P104)
Lavf58.51.100
Lavf57.62.100
Lavf58.29.100
Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.6.16
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