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第2节
第六单元 第三章 生物的进化
生物进化的历程
01
明确化石是研究生物进化的直接证据(重点)。
02
了解生物进化的大致历程(重点)。
03
学习利用比较法研究与学习(难点)。
学习目标
科学家根据化石，运用比较的方法来研究郑氏始孔子鸟。它可能是由古代爬行类进化来的。
如图为郑氏始孔子鸟的复原图。这种动物生活在约1.31亿年前。它的个头与鸡相近，上下颌没有牙齿，翅膀上还长着爪子。这种动物早就灭绝了，科学家是用什么方法来研究它的？
郑氏始孔子鸟复原图
郑氏始孔子鸟化石
想一想
知识点一 研究生物进化的直接证据—化石
1.化石
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。
①化石
②化石的分类
由生物的遗体直接形成。
由生物的生活痕迹或遗物形成。
知识点一 研究生物进化的直接证据—化石
2.分析：几种化石及化石在地层中的分布
①三叶虫生活在5.6亿～2.4亿年前，它们种类繁多，有的长达70厘米，有的只有2毫米。
思考：三叶虫化石在多地都有发现，这说明什么？
三叶虫在史前时期分布广泛。
它们曾广泛存在于不同的地理区域。
知识点一 研究生物进化的直接证据—化石
②我国科学家在辽宁西部发现了辽宁古果化石。辽宁古果是一种生活在约1.45亿年前的原始被子植物。
思考：发现辽宁古果对研究植物的进化有什么意义？
代表了被子植物的早期形态，填补了被子植物演化史上的空白。
提供了关于被子植物起源和演化的关键证据，有助于科学家更深入地了解被子植物的演化历程。
对研究植物从古代到现代的演变过程具有重要意义，推动了植物学领域的研究进展。
知识点一 研究生物进化的直接证据—化石
③胡氏耀龙化石是我国科学家在内蒙古宁城县发现的。胡氏耀龙有4枚长长的带状尾羽，尾椎极度退化，牙齿出现了分化。尽管它看上去像鸟，但科学家将它与恐龙、鸟类的大量特征进行分析、比较后，认定这种动物属于恐龙。
思考：发现胡氏耀龙对研究鸟类的起源有什么意义？
填补演化链条空白 ：胡氏耀龙属于鸟翼类，是迄今发现的与鸟类亲缘关系最接近的侏罗纪恐龙之一，其存在表明在始祖鸟之前已出现具有鸟类特征的恐龙分支；
揭示羽毛演化复杂性 ：其4枚带状尾羽首次出现在非鸟类恐龙中，证明羽毛的装饰功能早于飞行功能演化，且羽毛形态多样性远超此前认知。
知识点一 研究生物进化的直接证据—化石
④不同的地层中埋藏着不同类型的生物化石。一般来说，在较古老的地层中，埋藏的仅是结构较简单的生物的化石；在较晚近的地层中，才会有结构更复杂的生物的化石。
思考：根据不同地层中埋藏的不同类型的生物化石，你能对生物进化的历程作出怎样的推测？
渐进复杂性 ：生物从简单向复杂演化，结构与功能逐步升级；
不可逆性 ：已灭绝的原始物种不会在晚期地层重现，进化具有方向性；
适应性辐射 ：较新地层中化石多样性显著增加，表明环境变化驱动物种分化；
连续过渡 ：相邻地层存在过渡型化石，印证物种渐变而非突变。
知识点一 研究生物进化的直接证据—化石
化石记载着生物进化的历史
化石是研究生物进化最直接、最重要的证据。
是最有说服力的生物进化证据。
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；可以比较不同时期生物的形态、结构，以推断它们之间的亲缘关系，了解生物进化的历程。
知识点一 研究生物进化的直接证据—化石
3.地层化石出现的规律及生物进化的趋势
各类生物化石在地层中按照一定顺序出现的事实说明，现代各种各样的生物是经过漫长的地质年代逐渐进化来的。
形成早的古老地层中，化石生物种类少，结构简单而低等。
知识点一 研究生物进化的直接证据—化石
合作探究：在现存的生物中，有许多非常简单、低等的生物并没有在进化过程中绝灭，而且分布还非常广泛，为什么？
这些非常简单、低等的生物因为能够适应环境的不断变化，所以没有绝灭，而且分布还非常广泛。
知识点一 研究生物进化的直接证据—化石
4.科学方法——比较
比较是一种科学分析事物的基本思维方法，是人们根据一定的标准，把彼此有某种联系的事物加以对比，从而找出内在联系、共同规律和事物本质的方法。
研究生物进化时常常用到比较的方法
胚胎学比较
知识点一 研究生物进化的直接证据—化石
对比观察几种脊椎动物的前肢骨和人的上肢骨。
前肢的形态和功能有明显差异，但其结构却非常相似，这种现象说明，这些脊椎动物是由共同的祖先进化而来的。
鲸
鸟
人
蝙蝠
狗
知识点一 研究生物进化的直接证据—化石
同源器官
(1)概念
(2)同源器官的意义
(3)外形差异产生的原因
拓展
指起源相同，结构和部位相似，而形态和功能不同的器官。
反映出生物之间存在着一定的亲缘关系，凡是具有同源器官的生物都是由共同的原始祖先进化而来的。
在进化过程中，由于适应不同的生活环境行使不同的功能而逐渐形成差异。
知识点一 研究生物进化的直接证据—化石
合作探究：化石是研究生物进化的唯一证据吗？
化石是研究生物进化最重要、最直接的证据，但不是唯一的证据。生物进化问题的研究是建立在对许多学科领域的研究进行综合分析的基础上的，如地质学、遗传学、胚胎学、分类学、解剖学等。
知识点一 研究生物进化的直接证据—化石
知识点二 生物进化的大致历程
单细胞动物
扁形动物
环节动物
________
软体动物
两栖类
______
鸟类
爬行类
鱼类
线虫动物
刺胞动物
藻类植物
蕨类植物
苔藓植物
裸子植物
________
被子植物
哺乳类
节肢动物
1.进化树
如图，是动植物进化的大致历程，你能根据已有的知识补充其中的空缺吗？
“树枝”代表相互关联的各个生物类群的进化线索。
从“树根”到“树档”代表地质年代的延伸。
原始生命由于营养方式不同，进化成植物和动物两大主干。
“树干”代表不同生物类群的共同祖先——原始生命。
知识点二 生物进化的大致历程
越靠近生物进化树基部的生物越低等、越简单，水生生物越多；越靠近生物进化树顶部的生物越高等、越复杂，陆生生物越多。地球上最早出现的生物是原核生物，后来才出现了真核生物，现在形形色色的植物和动物都是真核生物。
在生物进化树的同一主干上距离越近的生物，亲缘关系越近；距离越远的生物，亲缘关系越远。
原始生命向动物、植物两个分支进化的主要原因是营养方式不同，动物为异养，植物为自养。
知识点二 生物进化的大致历程
（1）植物进化的大致历程
原始单细胞藻类
原始苔藓植物
原始蕨类植物
原始裸子植物
原始被子植物
（2）动物进化的大致历程
①无脊椎动物进化的大致历程
原始单细胞动物→原始腔肠动物→原始扁形动物→原始线形动物→原始环节动物→原始软体动物→原始节肢动物。
②脊椎动物进化的大致历程
原始鱼类
原始两栖类
原始爬行类
原始鸟类
原始哺乳类
知识点二 生物进化的大致历程
（3）生物的进化历程
原始生命
单细胞藻类
单细胞动物
多细胞藻类
无脊椎动物
蕨类植物
苔藓植物
种子植物
裸子植物
被子植物
鱼类
两栖类
爬行类
哺乳类
鸟类
知识点二 生物进化的大致历程
结构
生活环境
进化水平
2.生物进化的总体趋势
由简单到复杂
由水生到陆生
由低等到高等
在漫长的进化过程中，既有新的生物种类产生，也有一些生物种类灭绝。
各种生物在进化过程中形成了各自适应环境的形态结构和生活习性。
知识点二 生物进化的大致历程
如果恐龙没有灭绝，那么现在的生物圈会是什么模样？
生态位压制 ：大型恐龙持续占据顶级掠食者与植食者生态位，哺乳动物演化受压制（可能停留在类似啮齿类的小型夜行形态）；
恐龙适应性演化 ：部分兽脚类恐龙（如伤齿龙）可能向小型化、高智力方向进化，形成具备基础工具使用能力的“恐人”分支；
鸟类与飞行生物受限 ：翼龙等飞行爬行类未被完全替代，现代鸟类辐射演化受阻（现存鸟类或仅为小型树栖特化种）；
生态系统稳定性增强 ：恐龙主导的低复杂度生态系统延续，物种灭绝速率低于现实（类似中生代低哺乳类多样性模式）；
人类文明缺席 ：哺乳动物演化路径被压制，灵长类难以突破生态壁垒，智慧生命可能由恐龙分支替代演化。
想象空间
知识点二 生物进化的大致历程
3.思维训练 评价证据与假说
恐龙曾经“称霸”地球1亿多年，但是，它们却在6000多万年前神秘地灭绝了。恐龙究竟为什么会灭绝呢？
假说A：在6000多万年前，一颗小行星或彗星撞击了地球，引起了海啸、火山爆发，导致恐龙迅速灭绝。
假说B：恐龙是逐渐消亡的，灭绝原因是不能适应当时的环境变化。
以下所列的一些证据，有的可能支持假说A，有的可能支持假说B。
①在墨西哥，人们发现了一个6000多万年前由一颗直径近10千米的小行星撞击地球造成的大陨石坑。小行星或彗星撞击地球会造成尘埃飞扬遮天蔽日，导致生物大量死亡。
②恐龙化石常常是集中出现的，表明它们可能是同时大批死亡的。
③在造成墨西哥大陨石坑的小行星撞击地球事件之后，恐龙还生存了几十万年。
知识点二 生物进化的大致历程
④有人发现，在某一批70个恐龙蛋的化石中，只有1个有胚胎，表明这批恐龙蛋的受精率比较低。
⑤化石证据显示，在灭绝之前一段时期的恐龙，骨骼出现变形，蛋壳变得很薄，因此卵中的胚胎容易受到威胁。
支持假说A和支持假说B的证据分别有哪些？你对各证据支持假说的力度是怎样评价的？你更倾向于支持哪种假说？
支持假说A：①：与全球环境灾难直接关联，支持撞击引发快速灭绝。
②：符合撞击造成的突发性灾难场景。
支持假说B ：③：证明灭绝非即时事件，而是缓慢过程。
④：可能因环境压力导致生殖能力下降。
⑤：表明恐龙长期面临适应挑战。
知识点二 生物进化的大致历程
证据 支持假说 力度评价 理由简述
①
②
③
④
⑤
A
A
B
B
B
高
中
高
中
高
地质证据确凿，撞击事件直接引发全球性灾难
化石集中可能受埋藏偏差影响，并非绝对证明同时死亡
受精率低可能由多种因素（如温度波动）引起，但需更多数据佐证
时序证据明确，撞击后恐龙延续生存，反驳“迅速灭绝”
生理异常直接体现适应力衰退，与环境变化高度相关
知识点二 生物进化的大致历程
个人倾向
我更倾向于 假说B（环境适应不良导致逐渐消亡） 。证据③、④、⑤共同表明灭绝是一个渐进过程，涉及繁殖障碍、生理退化和环境压力；而假说A的证据虽有力，但存在漏洞（如证据③显示撞击后恐龙仍存活）。综合来看，恐龙无法适应气候骤变（如寒冷干燥化及食物链崩溃）是更全面的解释。
知识点二 生物进化的大致历程
课堂小结
生物进化的历程
化石是研究生物进化最直接、最重要的证据
其他学科为生物进化研究提供证据
生物进化的大致历程
由简单到复杂，由水生到陆生
总体趋势
化石呈现的规律
在较古老地层中，化石生物种类少，结构简单、低等，水生生物多
在较晚近地层中化石生物种类多，结构复杂、高等，陆生生物多
科学方法——比较
研究生物进化的直接证据一一化石
进化树
1．如图所示是高等脊椎动物的同源器官，依次为人的上肢、猫的前肢、鲸的鳍和蝙蝠的翼。从图中你不可能获得的信息是(　　)
A．具有不同的外形
B．遗传物质基本相同
C．骨的排列方式基本一致
D．人和图中的三种动物可能由共同祖先进化而来
B
课堂练习
解析：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彼此相同，但在外形上有时并不相似，功能上也有差别。仅从题图中展示的同源器官的外形和结构，无法直接得出这些生物的遗传物质基本相同这一结论。
2．中华龙鸟化石是一种带“羽毛”恐龙化石，中华龙鸟前肢短，后肢长而粗壮，羽毛呈片状，依据中华龙鸟化石可推断生物进化的方向是(　　)
A．鱼类→鸟类 B．两栖类→鸟类
C．爬行类→鸟类 D．两栖类→爬行类
C
解析：脊椎动物进化的大致历程是：原始鱼类→原始两栖类→原始爬行类→原始鸟类和原始哺乳类。中华龙鸟化石既有爬行动物的特征，又具有鸟类的特征，所以依据中华龙鸟化石可推断生物进化的方向是“爬行类→鸟类”。
课堂练习
3．化石之所以能证明生物的进化，根本原因是(　　)
A．化石是保存在地层中的古代生物的遗体、遗物或生活痕迹等
B．地壳岩石的形成有一定的顺序
C．各类生物的化石在地层里出现有一定的顺序
D．化石是古生物学研究的对象
C
解析：化石在地层中出现的顺序，是人们研究生物进化的一个重要的方面，不同生物化石的出现和地层的形成，有着平行的关系。
课堂练习
4.2024年11月，我国科研人员首次报道新物种立春角蟾，其幼体生活在水中，用鳃呼吸，成体主要用肺呼吸。推测该物种属于进化树中的哪一类群？(　　)
A．①爬行动物
B．①哺乳动物
C．②两栖动物
D．②节肢动物
C
解析：两栖动物幼体通常用鳃呼吸，生活在水中；成体则主要用肺呼吸，并能在陆地上生活。立春角蟾的生活习性和呼吸方式与②两栖动物的特征高度吻合。
课堂练习
5．有学者提出“鲸是从古四足哺乳动物进化而来的”。下列支持这一猜想的最直接证据是(　　)
A．鲸的前肢骨排列与哺乳动物接近
B．鲸具有胎生、哺乳的特点
C．鲸的DNA分子与河马的最接近
D．发现了具有四肢的早期鲸类化石
D
解析：化石是研究生物进化最直接、最重要的证据。具有四肢的早期鲸类化石直观展示了鲸在进化历程中曾具有四足的形态，能直接支持“鲸是从古四足哺乳动物进化而来的”这一猜想。
课堂练习
6．“最早的鸟儿怎么嘴长牙，最早登陆的鱼儿怎么没有腿……”这是摘自诗歌《化石吟》的片段，以下有关生物进化的说法，错误的是(　　)
A．“最早的鸟儿”比“最早的鱼儿”先出现
B．生物进化的总体趋势是从简单到复杂，从水生到陆生
C．根据“最早的鸟儿”的特征，说明鸟类可能由爬行类进化而来
D．越复杂、越高等的生物化石出现在越晚近形成的地层里
A
解析：脊椎动物进化的大致历程是：原始鱼类→原始两栖类→原始爬行类→原始鸟类和原始哺乳类，可见在脊椎动物中，最早出现的脊椎动物是原始鱼类，A错误。
课堂练习
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