第1节生物有共同祖先的证据

第6章生物的进化新知一地层中陈列的证据——化石

结合教材第100页图6-1、第101页图6-2,分析教材第101页“思考·讨论”并阅读相关内容,说出达尔文生物进化论的组成和内容;认同化石是研究生物进化最直接、最重要的证据。

1.达尔文生物进化论的组成。

(1)_________学说:指出地球上所有的生物都是由________________进化来的。

(2)自然选择学说:揭示了_______________,解释了____________________________。共同由来原始的共同祖先生物进化的机制适应的形成和物种形成的原因

2.化石是研究生物进化最直接、最重要的证据。

(1)化石的概念:通过自然作用保存在地层中的古代生物的_____________________等。

(2)研究内容:①从动物的_____化石推测它们的饮食情况。②从动物的_____化石推测其体型大小和运动方式。③从植物化石推测它们的_____________________。

(3)研究成果:①证实了生物是由_______________经过漫长的地质年代逐渐进化而来的。②揭示出生物由___________、由____________、由___________的进化顺序。遗体、遗物或生活痕迹原始的共同祖先牙齿形态、结构和分类地位简单到复杂低等到高等水生到陆生骨骼新知二其他方面的证据

结合教材第102页图6-3、第103页图6-4,分析教材第102页和第103页的“思考·讨论”并阅读相关内容,列举生物进化论的其他证据。

1.比较解剖学证据。

(1)证据:脊椎动物的器官、系统的形态和结构,具有高度_____性。

(2)论点:_________有共同的祖先。一致脊椎动物

2.胚胎学证据。

(1)证据①人和鱼的胚胎在发育早期会出现相似的________。②脊椎动物在_____________都有彼此相似的阶段。

(2)_________________有共同的祖先。

3.细胞和分子水平的证据。

(1)证据:当今生物都有能进行代谢、生长和增殖的_____,细胞有共同的__________________等。

(2)论点:_____有共同的祖先。鳃裂和尾胚胎发育早期人和其他脊椎动物细胞物质基础和结构基础生物探究一地层中陈列的证据——化石资料生命起源是自然科学领域内最重大的课题之一。一百多年前,恩格斯就已指出“生命是蛋白体的存在方式”。蛋白质和核酸的结构与功能是认识生命现象的基础。在绝大多数生物体内,组成蛋白质的氨基酸有21种,这些氨基酸大部分已在化石中找到,这对研究生命起源具有很大意义。

在前寒武纪地层中,特别是在前寒武纪的燧石层中,已陆续发现了各种化学化石和微体化石,如南非距今37亿年的前寒武纪地层中发现有显示非生物起源和生物起源的中间性质的有机物质;距今32亿年的前寒武纪地层中发现有植物色素的分解产物,这说明那时生物已经开始进行光合作用。美国明尼苏达州距今27亿年的前寒武纪地层中,发现有现代蓝细菌类念球藻所含的特征物,说明27亿年前就有和现代蓝细菌类念球藻属相类似的蓝细菌。结合上述资料,分析下列问题。

(1)为什么说蛋白质和核酸的结构与功能是认识生命现象的基础?

提示:蛋白质是生命活动的体现者,核酸是生命活动的控制者,蛋白质和核酸是生命活动最重要的物质。

(2)通过分析对前寒武纪化石中氨基酸等物质的研究,你能得出什么结论?

提示: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。

(3)资料说明化石在生物进化的研究中具有什么作用?

提示:化石是研究生物进化最直接、最重要的证据。

【例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解析: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。答案:A

【例2】对不同地层中生物化石的研究表明,在古生代早期,海生的藻类植物繁盛;到了古生代中期,原始陆生植物出现;到古生代晚期,蕨类植物繁盛,裸子植物出现;中生代裸子植物繁盛,并在中生代晚期出现了被子植物。上述现象不能说明的生物进化事实是(

)A.生物进化方向是由水生到陆生

B.藻类植物是原始低等的植物类群

C.被子植物是高等的植物类群

D.蕨类植物和裸子植物都是由藻类植物直接进化而来的解析:题中所述从古生代早期、中期到晚期的植物有从水生到陆生进化的特点。古生代早期的是藻类植物,所以最低等;中生代晚期出现被子植物,所以最高等,但不能看出蕨类植物和裸子植物与藻类植物之间的进化关系。答案:D【情境迁移】研究人员在1.5亿年前的沉积岩中发现了已灭绝的剑尾动物的化石,而后对每个个体背甲的长/宽(用S表示)进行了测定,测定结果(该种动物S值的分布)如下图中的p曲线。在1亿年前的沉积岩中,研究人员又在3个不同地点发现了3个不同剑尾动物群体的化石,曲线a、b、c分别表示3个群体的S值的分布情况。

(1)在1亿年前的沉积岩中,在3个不同地点发现3个不同剑尾动物群体的化石,据此可得出什么结论?

提示:3个不同的剑尾动物群体是同时出现的。

(2)据图分析,3个不同群体中哪个群体当时生存的环境是较为复杂的?为什么?

提示:c。c群体的S值出现了不同方向的变化。探究二其他方面的证据

资料1同源器官是指不同生物的某些器官在基本结构、各部分和生物体的相互关系以及胚胎发育的过程方面彼此相同,但在外形上有时并不相似,功能上也有差别。例如,脊椎动物的前肢、蝙蝠的翼、鲸的鳍、猫的前肢和人的上肢,虽然具有不同的外形,功能也不尽相同,但却有相同的基本结构,内部骨骼都是由肱骨、前臂骨(桡骨、尺骨)、腕骨、掌骨和指骨组成;各部分骨块和动物身体的相对位置相同;在胚胎发育上,从相同的胚胎原基以相似的过程发育而来。陆生脊椎动物的肺和鱼鳔也是同源器官。从胚胎发育来看,肺和鳔同出于胚胎期原肠管的突出;从进化上来看,两栖动物的肺是从古代总鳍鱼的鳔演变而来的。植物也同样有同源器官,如马铃薯的块茎和葡萄的卷须都是茎的变态;豌豆的卷须和小檗的刺都和叶是同源器官。在比较解剖学中特别注意同源器官的研究,它们为生物进化提供了直接的证据。资料2细胞色素c的氨基酸序列比较被选择作为分子生物学在进化论上的最初应用。细胞色素c是参与细胞呼吸的重要蛋白质,在所有的需氧细胞中都存在。至今已有许多物种的细胞色素c的氨基酸序列被测定,选择一些代表性物种,与人的细胞色素c氨基酸序列(约有104个氨基酸)相比,其差异如下:生物名称氨基酸差异/个生物名称氨基酸差异/个黑猩猩0金枪鱼21猕猴1果蝇27狗11天蚕蛾31鸡13链孢霉43响尾蛇14酵母菌44结合上述资料,分析下列问题。

(1)同源器官的一致性作为生物进化的证据,能证明什么?为什么同源器官既有不同的外形,功能也不尽相同呢?

提示:同源器官的一致性能证明这些生物是由原始的共同祖先进化而来的。具有同源器官的生物在不同的环境中生活,向着不同的方向进化发展,适应不同的功能,因而产生了表面形态上的差异。

(2)结合资料1分析,鸟的翼是爬行动物的前肢演化来的,昆虫的翅是由昆虫的表皮分化形成的,但它们的功能都是飞行。那么鸟的翼与昆虫的翅是同源器官吗?为什么?

提示:不是。两者是功能相同而起源不同的器官。

(3)分析资料2,可知人与哪种生物的亲缘关系最近,与哪种生物的亲缘关系最远?

提示:人与黑猩猩的亲缘关系最近,因为两者细胞色素c的氨基酸序列差异最小;人与酵母菌的亲缘关系最远,因为两者细胞色素c的氨基酸序列差异最大。

(4)不同生物的DNA和蛋白质等生物大分子存在共同点也存在差异,对你有什么启示?

提示: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。

【例3】蟒蛇外形上没有四肢,但它的体内还保留着后肢骨的残余,说明蟒蛇起源于有四肢的动物。这属于生物进化的(

)A.胚胎学证据

B.比较解剖学证据

C.生物化学证据

D.古生物化石证据解析:根据分析生物进化的证据来看,蟒蛇外形上没有四肢,但它的体内还保留着后肢骨的残余,说明蟒蛇起源于有四肢的动物,更符合生物进化的比较解剖学证据。答案:B

【例4】将来自不同种生物的两条DNA单链进行杂交,两种生物的DNA分子碱基序列越相似,形成的杂合双链区的部位就越多。某人用甲、乙、丙三种生物的DNA单链进行杂交实验,结果如下图所示。据图判断,下列叙述正确的是(

)

A.游离的单链所对应的原物种DNA片段均不含遗传信息

B.杂合双链区的存在表示两种生物携带的遗传密码相同