第1节 生物有共同祖先的证据
学 习 目 标 1.说出支持共同由来学说的证据。 2.阐述通过化石证据研究生物进化的原因。(重、难点) 3.说出生物进化的其他方面的证据。 核 心 素 养 1.通过化石记录,比较解剖学和胚胎学等事实,说明当今生物具有共同的祖先。 2.通过细胞和分子生物学等知识,说明当今生物在新陈代谢、DNA的结构与功能等方面具有许多共同特征。
一、达尔文进化理论的两大学说
1．两大学说：共同由来学说和自然选择学说。 2．两大学说的内容
(1)共同由来学说指出地球上所有生物都是由原始的共同祖先进化而来的。 (2)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。 二、地层中陈列的证据——化石 1．化石的概念
化石是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。化石是研究生物进化最直接、最重要的证据。
2．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。 3．化石证据证实的问题
(1)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逐渐进化而来的。
(2)大量化石证据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。 三、当今生物体上进化的印迹——其他方面的证据 1．比较解剖学证据
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的祖先寻找证据。
2．胚胎学证据
(1)胚胎学的概念：研究动植物胚胎的形成和发育过程的学科。
(2)脊椎动物在胚胎发育的早期都有彼此相似的阶段,这个证据支持了人和其他脊椎动物有共同祖先的观点。
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3．细胞和分子水平的证据
(1)当今生物有许多共同特征,如都有能进行代谢、生长和增殖的细胞,细胞有共同的物质基础和结构基础等,这是对生物具有共同祖先这一论点的有力支持。
(2)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。
判断对错(正确的打“√”,错误的打“×”) 1．生物的遗物或生活痕迹也可能形成化石。( ) 2．有共同祖先的生物个体在结构上没有差异。( )
3．通过化石可以了解已绝灭生物的形态、结构特点,并推测其行为特点。( ) 4．人与鱼的胚胎在早期都出现鳃裂和尾可以说明生物的进化是由水生到陆生的。( ) 5．不同生物之间的DNA序列都有一定的差异性,说明生物不是由共同祖先进化来的。( )
提示：1.√
2．× 有共同祖先的生物个体结构上仍有差异。 3．√ 4．√
5．× 尽管不同生物之间的DNA序列有一定的差异性,但生物是由共同祖先进化来的。
地层中陈列的证据——化石
[问题探究]
1．为什么说化石是研究生物进化的最直接证据？
提示：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,它记录着地球和生物进化的历史。
2．地层中最早出现的生物类群是什么？ 提示：单细胞的生物。
[归纳总结] 1．化石是指保存于地壳中的古生物、遗体、遗物或它们的生活遗迹。 (1)遗体化石：指古生物遗体本身几乎全部或部分保存下来的化石。 (2)遗迹化石：是古生物活动或存在过的痕迹的化石,其中最主要的是足迹。 (3)遗物化石：是指古代动物的粪便、卵(蛋)以及人类祖先使用的工具等。
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2．通过研究化石及其地层中出现的先后顺序,人们能够比较直观地了解生物进化的大致历程和规律。在越早形成的地层中出现的生物结构越简单、低等,在越晚形成的地层中出现的生物结构越复杂、高等。
1．生物进化最可靠的证据是( ) A．各类生物化石在地层里按一定的顺序出现 B．哺乳动物在胚胎发育初期非常相似 C．脊椎动物具有结构相似的器官 D．生物都能适应一定的环境
A [研究生物进化最直接、可靠的证据是化石,因为化石是保存在地层中的古代生物遗体、遗物或遗迹,各类生物的化石在地层中的出现是有一定顺序的。]
2．在没有被破坏的地层中有关化石分布情况,下列说法中不正确的是( ) A．古老地层中的生物化石简单、低等 B．在极古老的地层中也可找到高等生物化石 C．新近地层中的生物化石复杂、高等 D．新近地层中也可找到低等生物化石
B [大量化石证据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。] 当今生物体上进化的印迹——其他方面的证据
[问题探究]
如图分别为人和其他脊椎动物不同时期胚胎的比较,以及人的上肢和其他动物的前肢骨骼的比较,独立思考：
图1 图2
1．根据图1可以看出,人和其他脊椎动物在胚胎发育初期,不仅外形像鱼,而且在结构上都有鳃裂和尾,这说明了什么？到了胚胎发育晚期,除鱼之外,人和其他脊椎动物的鳃裂都消失了,人的尾也消失了,这又说明了什么？
提示：在结构组成方面相同,这说明这些生物是由共同原始祖先进化而来的；在形态方面不一样,又说明这些生物在不同的环境中向着不同方向进化。
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2．根据图2观察,人的上肢、猫的前肢、鲸的胸鳍和蝙蝠的翼手,它们在结构组成方面相同吗,这说明了什么？它们在形态方面一样吗,这又说明了什么？
提示：相同,这说明这些生物都起源于一个共同的原始祖先,并且它的共同原始祖先活在水中。不同,这些器官只是在进化过程中,由于它们生活环境的不同,为适应不同的生活环境,逐渐出现了形态和功能上的不同。
[归纳总结]
1．对人的上肢、猫的前肢、鲸的胸鳍和蝙蝠的翼手在结构上相似性的分析
(1)人的上肢、猫的前肢、鲸的胸鳍和蝙蝠的翼手,从外形来看,这些器官很不相同,但是比较它们的内部结构,却基本上一致,它们都是由肱骨、桡骨、尺骨、腕骨、掌骨和指骨组成的,排列的方式也基本一致。这些器官只是在进化过程中,由于它们生活环境的不同,为适应不同的生活环境,逐渐出现了形态和功能上的不同。
(2)从这些器官结构上的相似性可以说明,这些生物都是由共同的原始祖先进化而来的。 2．比较人、鱼、龟和鸡胚胎发育的相同或相似性
人、鱼、龟和鸡胚胎发育的相同或相似性说明,高等脊椎动物是从古代的某些低等脊椎动物进化而来的。也就是说,脊椎动物和人都是由共同的古代原始祖先进化而来的,所以它们的胚胎在发育初期十分相似。古代脊椎动物共同的原始祖先生活在水中,所以陆生脊椎动物和人在胚胎发育过程中会出现鳃裂。人是从有尾的动物进化而来的,所以在胚胎发育的过程中会出现很明显的尾。
3．细胞生物学证据和结论 (1)证据
①无论是原核生物还是真核生物,它们的细胞都有相似的基本结构。
②原核细胞中的蓝藻和真核细胞中的叶肉细胞都有与光合作用有关的色素和酶等,它们都能进行光合作用,把光能转化为化学能,将无机物转化为贮藏能量的有机物。
(2)结论：现存生物都是由共同的祖先进化来的,它们有着或远或近的亲缘关系,亲缘关系越近的生物之间,就具有越多的共同特征。
4．分子生物学证据和结论 (1)证据
①DNA分子水平：大多数现存生物的遗传物质都是DNA,而且它们的DNA在组成、结构和功能上有许多共同之处,不同生物的DNA在行使功能时也有许多相似之处。
②基因水平：人类与猩猩、恒河猴和兔的血红蛋白基因中部分碱基序列有一定的相似性。 ③蛋白质分子水平：不同生物细胞色素c的氨基酸序列也存在很高的相似度。 (2)结论
①不同生物之间的特征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。
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②不同生物之间特定的蛋白质中的氨基酸序列相似度与生物之间的亲缘关系密切相关。 5．归纳生物进化的规律
生物进化的规律是由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生的进化顺序。
1．人体内残留了哺乳动物体内相当发达的阑尾,这可作为生物进化中哪一方面的证据？( )
A．化石证据 B．比较解剖学证据 C．胚胎学证据 D．生物遗传方面的证据
B [生物进化的证据主要有化石证据、比较解剖学证据、胚胎学证据。化石是指保存在岩层中的古生物遗体、遗物或遗迹；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；胚胎学是研究动植物的胚胎形成和发育过程的科学。人体内残存了哺乳动物体内相当发达的阑尾,是属于比较解剖学上的证据。]
2．构成人体的细胞有230多种,其中胰岛B细胞合成胰岛素,甲状腺细胞合成甲状腺激素。植物的叶肉细胞中含有叶绿素,根尖成熟区表皮细胞形成根毛。正常情况下,分化的细胞还具有一定的寿命。例如,红细胞分化成熟后的寿命约是120天,白细胞的寿命约是12天。下列说法不正确的是( )
A．现代分子生物学的证据表明,细胞分化是基因选择性表达的结果 B．在个体发育过程中,有序的细胞分化能够增加细胞的类型 C．由不同类型的细胞构成生物体的组织和器官,执行不同的功能
D．自然环境中的各种生物,由于某种功能的需要而进化产生了各种细胞类型
D [自然环境中的各种生物,由于细胞分化形成各种类型的细胞并经过选择而适应各种环境。]
[课堂小结]
知 识 网 络 构 建 核 心 语 句 归 纳 1.化石是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。化石是研究生物进化的直接证据。 2．生物的化石在地层里的出现是有一定顺序的。在越早形成的地层中出现的生物结构越简单、越低等,在越晚形成的地层中出现的生物结构越复杂、越高等。 3．人和其他脊椎动物胚胎发育过程的相似性说明它们都 - 5 -
新教材高中生物第6章生物的进化第1节生物有共同祖先的证据教学案新人教版必修第二册
