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6、1 生物有共同祖先的证据
学习目标 核心素养
1.尝试通过化石记录、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.尝试通过细胞生物学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。 认同化石是生物进化的最可靠证据之一；根据化石在地壳中的分布规律，揭示生物进化由低等到高等、由低级到高级的顺序； 根据解剖学和胚胎学的相关证据，论证生物具有共同的祖先； 理解适应性的形成是自然选择的结果，并能阐明自然选择形成了生物的多样性与统一性。
基础知识梳理：（阅读教材，完成下列填空，在教材相应位置进行标注后，识记相关内容）
一、地层中陈列的证据——化石
1．达尔文的生物进化论主要的两大学说
(1)共同由来学说：地球上所有的生物都是由原始的 进化来的。
(2)自然选择学说：揭示了 的机制，解释了 和 的原因。
2．化石
(1)概念：化石是指通过自然作用保存在地层中的古代生物遗体、遗物或生活痕迹 等。
(2)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。因此，化石是研究生物进化 、 的证据。
(3)分布：大部分化石发现于 的地层中。
(4)结论：大量化石证据，证实了生物是由 经过漫长的地质年代逐渐进化而来的，而且还揭示出生物由 、由 、由 的进化顺序。
二、当今生物体上进化的印迹——其他方面的证据
1．比较解剖学的证据
研究比较脊椎动物的 的形态和结构，可以为这些生物是否有共同祖先寻找证据。
2．胚胎学证据
胚胎学是指研究动植物 和 的学科。比较不同动物以及人的胚胎发育过程，也可以看到进化的蛛丝马迹。
3．细胞和分子水平的证据
当今生物有许多共同的特征，比如都有能进行代谢、生长和增殖的细胞，细胞有共同的
等，这是对生物有共同祖先这一论点的有力支持。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 ，其差异的大小则揭示了当今生物种类 ，以及它们在 上出现的顺序。
4．总结
化石为研究生物进化提供了 ，比较解剖学和胚胎学以及细胞和分子水平
的研究，都给生物进化论提供了有力的支持。这些证据互为补充、相互印证，有力地支持了达尔文的 ，进而为解释适应和物种的形成提供了坚实的基础。
学习目标一：什么是化石？化石在古生物学中的研究意义是什么？P101思考讨论
学习目标二：P102思考讨论 从比较解剖学的角度可以说明什么问题？人的鳃裂和尾的消失是通过细胞的什么过程而发生的？脊椎动物在胚胎发育早期都有彼此相似的阶段，这可以说明什么观点？
学习目标三：P103思考讨论 除了思考讨论中所说的几点外，从细胞和分子水平上看，你还能发现当今生物具有哪些共同的特征？
学习目标四：自学检测：1到10题为单选题，11到14题为不定项选择题，选全得5分，选对但不全得3分，选错得0分，共70分）
1．大量的证据证实了地球上所有的生物都是由共同的祖先进化而来的。下列说法错误的是（ ）
A．越早形成的地层中形成化石的生物越简单、越低等
B．人和鱼发育早期都出现鰓裂和尾，属于胚胎学的证据
C．人和黑猩猩的细胞色素C的氨基酸序列相同，属于细胞水平的证据
D．鲸的鳍与猫的前肢骨骼的结构相似，属于比较解剖学的证据
2．下图展示了人和大猩猩的骨骼，人身体上的每一块骨骼在大猩猩身体上都有，只是大小比例有所不同。这一事实为人和其他脊椎动物具有共同祖先的观点提供了（　　）
A．化石的证据 B．胚胎学的证据
C．比较解剖学的证据 D．分子水平的证据
3．陆生脊椎动物起源于原始共同祖先的胚胎学证据是（　　）
A．胚胎发育都从受精卵开始
B．具有同源器官
C．胚胎发育都离不开水
D．胚胎发育早期都有鳃裂和尾
4．下列关于生物进化证据的叙述，正确的是（　　）
A．化石就是保存在地壳中的古地质年代的动植物的遗体
B．蝙蝠的翼手和人的手结构的相似性可以说明两种生物由共同祖先演化而来
C．比较人和其他脊椎动物的胚胎发育过程可知人和其他脊椎动物之间存在血缘关系
D．现存的不同生物之间亲缘关系越近，其DNA序列和蛋白质中氨基酸序列相似度越高
5．智齿是用来咀嚼粗食纤维树根树皮这类食物的，随着人类的食物越来越精细，逐渐不需要它。人类下颚体积逐渐变小，颌骨上几乎没有智齿的生长空间，上颚也没有了对咬牙。人体内残留了智齿，这可以作为生物进化哪方面的证据（ ）
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
6．达尔文列举了大量的证据证明自己的生物进化理论。后来，随着研究的深入，人们又发现了许多支持达尔文生物进化理论的新证据。下列关于生物进化证据的分析，错误的是（ ）
A．脊椎动物早期胚胎发育过程都彼此相似，支持脊椎动物具有共同的祖先
B．比较蝙蝠的翼、鲸的鳍、猫的前肢和人的上肢，为生物进化提供了胚胎学证据
C．利用化石可确定古生物的形态、结构等特征，化石为研究进化提供了最直接的证据
D．人类和类人猿DNA碱基序列高度接近，说明人和类人猿有共同的祖先，亲缘关系很近
7．下列能揭示生物由低等到高等进化规律的证据中，最可靠的是（ ）
A．各类化石在地层里按一定顺序出现的事实
B．所有高等生物的胚胎发育都从一个受精卵开始
C．对脊椎动物胚胎发育的比较
D．对器官的形态、结构、功能的研究比较
8．比较解剖学、胚胎学和分子生物学都为生物进化提供了证据。下列有关生物进化的论述中，不合理的是（　　）
A．胚胎学和解剖学的研究为生物进化提供了直接证据
B．通过比较不同生物的形态结构，可推断它们之间的亲缘关系
C．彼此不同而相似的物种，由一个共同祖先发展而来
D．蛋白质和DNA都是大分子物质，都可为生物进化的研究提供证据
9．“露西”是一具发现于东非大裂谷地带的化石标本，其骨骼化石上肢骨与黑猩猩的相似，下肢骨与现代人类接近。下列关于生物进化的叙述，错误的是（ ）
A．东非大裂谷地带“露西”化石的发现为人和猿具有共同祖先提供了证据
B．生命活动所需能量主要来自细胞呼吸，属于生物进化细胞水平的证据：
C．鲸的鳍和蝙蝠的翼外形和功能差异显著，不能为二者有共同祖先提供证据
D．生物的遗体、遗物或生活痕迹形成的化石是研究生物进化最直接、最重要的证据
10．2022年诺贝尔生理学或医学奖授予斯万特·帕博，以表彰他在已灭绝古人类基因组和人类进化研 究方面所做出的贡献。他从化石中提取、测序并绘制了尼安德特人基因组草图，发现生活在非洲之外的现代人体内都有1%-4%的尼安德特人基因。下列有关叙述错误的是（ ）
A．在非洲之外的现代人的直系祖先曾经和尼安德特人发生过基因交流
B．非洲人不具有上述1%-4%的尼安德特人基因，说明他们没有共同的祖先
C．化石是保存在地壳中的古地质年代的动植物的遗体，是研究生物进化的直接证据
D．测定现代人类和已灭绝古代人类基因的核苷酸序列，是生物进化的分子水平证据
11．（不定项）下列属于生物进化中生物化学证据的是（ ）
A．脊椎动物前肢骨骼排列具有规律性
B．生物体内存在某些功能基本消失的器官
C．不同种真核生物细胞色素c的氨基酸组成有差异
D．不同生物DNA中碱基的种类和含量
12．（不定项）下列有关生物有共同祖先证据的叙述，正确的是（ ）
A．鲸的鳍和猫的前肢骨骼结构相似，支持现有的脊椎动物有共同的原始祖先的观点
B．大量的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进化而来
C．脊椎动物在胚胎发育早期有鳃裂和尾，支持人和其他脊椎动物有共同祖先的观点
D．不同生物的细胞色素c的氨基酸序列存在差异，不支持生物有共同祖先的观点
13．（不定项）从微小的酵母菌，到独木成林的细叶榕；从善于攀援的黑猩猩到人类，不同生物之间具有很大差异。然而在细胞水平和分子水平却能揭示它们有共同的祖先，下列说法能为“生物有着共同起源”提供证据支持的是（　　）
A．植物、动物、细菌和真菌的细胞内，都是以ATP作为能量“货币”的
B．细胞学说中“细胞分裂产生新细胞”的观点
C．几乎所有生物几乎都共用一套遗传密码
D．地球上最早出现的生物是自养的
14．（不定项）细胞色素c是广泛存在于动、植物和微生物中的一种蛋白质，位于线粒体内的电子传递链中，若缺乏细胞色素c，耗氧量降低，生物出现呼吸作用障碍。若细胞色素c从线粒体释放到细胞质中后，会激活凋亡程序。细胞色素c的氨基酸序列表现为高度的保守性，下表是多种生物与人类细胞色素c氨基酸序列的差异。下列说法正确的是（　　）
生物 黑猩猩 恒河猴 兔 牛、羊、猪 果蝇 小麦 酵母
差异 0 1 9 10 27 35 45
A．细胞色素c可以作为分子指标来判断不同种生物亲缘关系的远近
B．细胞色素c氨基酸序列的高度保守性说明生物可能是由共同的祖先进化而来
C．细胞色素c可能位于线粒体的内膜上，参与有氧呼吸第三阶段
D．细胞色素c直接控制细胞凋亡
请将选择题答案填写到下面表格中：
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案
题号 11 12 13 14
答案
学习目标六：15．（30分）细胞色素c是由104个氨基酸组成的蛋白质，经过对其化学结构的测定，各种生物有所不同。若以人的细胞色素c的氨基酸序列作标准，将若干种生物的细胞色素c的氨基酸序列与人相比较，将其差别列表如下：
生物 名称 黑猩猩 猕猴 袋鼠 马 响尾蛇 金枪鱼 鲨鱼 天蚕蛾 小麦 酵母菌
氨基酸差别 0 1 10 12 14 21 23 31 35 44
(1)从表中数据可以看出，生物细胞色素c的氨基酸组成和生物的亲缘关系是：亲缘关系越近，细胞色素c的氨基酸组成差异越______________。
(2)从表中可知，人和____________的亲缘关系最远，因为两者的_______________。
(3)黑猩猩和猕猴在形态结构上差别很大，但它们的细胞色素c中的氨基酸数目差别却不大，这说明二者之间有着________________。
(4)表格从分子生物学的角度为____________提供了证据。
16．（附加题）生物的相似性与相异性体现了生物界的统一性与多样性，生物某些方面的相似性可作为生物统一性的证据，而生物的相似性可体现在生物体的结构与功能、细胞结构、分子组成等层次上，以下是用于研究相似性的几组生物。试写出它们的统一性层次。
（1）人和大猩猩的骨骼标本可用于研究____________层次上的统一性；动物、植物、真菌永久装片可用于研究____________层次上的统一性；人、酵母菌、细菌形成的细胞匀浆可用于研究____________层次上的统一性。
（2）进化论先驱达尔文通过长期观察生物的相似性与相异性，揭示了生物界统一性与多样性的本质：同一物种由于自然选择等因素作用可演变为另一____________；彼此不同而又相似的物种，遗传的力量使它们保持____________的统一模式。
第 6章 第1节 生物有共同祖先的证据 学案答案
知识梳理：
共同祖先 生物进化 适应的形成 物种形成 最直接 最重要 沉积岩 原始的共同祖先 简单到复杂 低等到高等 水生到陆生
器官、系统 胚胎的形成 发育过程 物质基础和结构基础 共同的原始祖先 亲缘关系的远近 进化史 直接的证据 共同由来学说
自学检测：
1．C 【详解】越早形成的地层中，形成化石的生物越简单、越低等；越晚形成的地层中，形成化石的生物越复杂、越高等，A正确；胚胎学的证据是对比不同生物胚胎的形成和发育过程，人和鱼发育早期都出现鰓裂和尾，属于胚胎学的证据，B正确；人和黑猩猩的细胞色素C的氨基酸序列相同，属于分子水平的证据，C错误；鲸的鳍与猫的前肢骨骼的结构相似，属于比较解剖学的证据，D正确。
2．C 【详解】生物进化在比较解剖学上最重要的证据是同源器官，同源器官是指起源相同，结构和部位相似，而形态和功能不同的器官，据图可知，人身体上的每一块骨骼在大猩猩身体上都有，这一事实为人和其他脊椎动物具有共同祖先的观点提供了比较解剖学的证据，C正确，ABD错误。
3．D
4．D 【详解】D、现存的不同生物之间亲缘关系越近，其DNA序列和蛋白质中氨基酸序列相似度越高，D正确。
5．B 【详解】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，人体内的智齿保留情况显然不属于化石证据，A错误；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祖先寻找证据，人体内残留了智齿，可以作为比较解剖学证据，B正确；胚胎学证据是指通过比较不同人的胚胎发育过程，发现进化的蛛丝马迹，C错误；生物遗传方面的证据是指：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，D错误。
6．B 【详解】A、脊椎动物在胚胎发育早期都有彼此相似的阶段，这属于胚胎学证据，能够说明脊椎动物可能有共同的祖先，A正确；B、比较蝙蝠的翼、鲸的鳍、猫的前肢和人的上肢，属于比较解剖学上的证据，B错误；C、化石是研究进化最直接的证据，利用化石可确定古生物的形态、结构等特征，C正确；D、DNA碱基序列越接近，说明亲缘关系越近，人类和类人猿DNA碱基序列高度接近，说明人和类人猿有共同的祖先，亲缘关系很近，D正确。
7．A 【详解】研究发现，不同的地层中埋藏着不同类型的生物化石：埋藏于较浅地层中的化石与现代生物结构比较相似，埋藏于较深地层中的化石与现代生物结构差别较大，并且越是古老的地层中发掘的生物化石结构越简单、低等，水生生物的化石越多，越是晚期的地层中发掘的生物化石结构越复杂、高等，陆生生物化石越多，故能揭示生物由低等到高等进化规律的证据中，最可靠的是各类化石在地层里按一定顺序出现的事实。
8．A 【详解】A、胚胎学和解剖学的研究给生物进化理论提供有力的支持，化石为研究生物进化提供直接的证据，A错误；B、通过比较不同生物的形态结构，可推断它们之间的亲缘关系，差异大小揭示亲缘远近，B正确；C、彼此不同而相似的物种，由一个共同祖先发展而来，C正确；D、蛋白质和DNA都是大分子物质，都可为生物进化的研究提供证据，不同生物的DNA和蛋白质等生物大分子的共同点，揭示了当今生物有着共同的祖先，D正确。
9．C 【详解】A、东非大裂谷地带“露西”的骨骼化石上肢骨与黑猩猩的相似，下肢骨与现代人类接近，是人猿共祖的有力证据，A正确；B、细胞进行生命活动所需要的能量主要来自细胞呼吸，是细胞水平的证据，B正确；C、鲸的鳍和蝙蝠的翼由于适应不同环境，出现了形态和功能上的差异，但内部结构模式一致，为二者有共同祖先提供证据，C错误；D、化石主要是由生物遗体的坚硬部分形成的，生物的遗物或生活痕迹也可能形成化石，化石是生物进化最直接、最重要的证据，D正确。
10．B 【详解】A、由题意可知：斯万特·帕博从化石中提取、测序并绘制了尼安德特人基因组草图，发现生活在非洲 之外的现代人体内都有1%-4%的尼安德特人基因。说明在非洲之外的现代人的直系祖先曾经和尼安德特人发生过基因交流，A正确；B、非洲人不具有上述1%-4%的尼安德特人基因，说明他们没有发生基因交流，B错误；C、化石是保存在地壳中的古地质年代的动植物的遗体，是研究生物进化的直接证据，C正确；D、测定现代人类和已灭绝古代人类基因的核苷酸序列，是生物进化的分子水平证据，D正确。
11．CD 【详解】A、脊椎动物前肢骨骼排列具有规律性，属于比较解剖学证据，A错误；B、生物体内存在某些功能基本消失的器官，属于比较解剖学证据，B错误；C、不同种真核生物细胞色素c的氨基酸组成有差异，属于分子生物学证据，C正确；D、不同生物DNA中碱基的种类和含量，属于分子生物学证据，D正确；
12．ABC 【详解】A、鲸的鳍和猫的前肢骨骼结构相似，属于比较解剖学上的证据，支持现有的脊椎动物有共同的原始祖先的观点，A正确；B、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、生活痕迹等，化石是研究生物进化最直接、最重要的证据，B正确；C、脊椎动物在胚胎发育早期有鳃裂和尾，属于胚胎学证据，支持人和其他脊椎动物有共同祖先的观点，C正确；D、不同生物的细胞色素c的氨基酸序列存在差异，属于分子水平上的证据，支持生物有共同祖先的观点，D错误。
13．ABC 【详解】A、植物、动物、细菌和真菌都是以ATP作为能量“货币”的，这体现了生物界的统一性，为“生物有着共同起源”提供了证据，A正确；B、细胞学说中“细胞分裂产生新细胞”的观点，新细胞是由老细胞分裂产生，则溯本追源，所有的细胞毒来源于最初的一个母细胞，体现了生物有着共同起源，B正确；C、几乎所有生物都共用一套遗传密码，说明都是由共同的原始祖先进化而来的，能为生物进化提供证据，C正确；D、地球上最早出现的生物是异养厌氧型的单细胞生物，D错误。
14．ABC 【详解】A、分析题图可知，不同生物的细胞色素c氨基酸序列有差异，故可以作为分子指标来判断不同种生物亲缘关系的远近，A正确；B、已知细胞色素c氨基酸序列表现为高度的保守性，说明生物可能是由共同的祖先进化而来，B正确；C、位于线粒体内的电子传递链（有氧呼吸第三阶段）中，细胞色素c可能位于线粒体的内膜上，参与有氧呼吸第三阶段，C正确；D、细胞色素c从线粒体释放到细胞质中后，会激活凋亡程序，间接控制细胞凋亡，D错误。
15．(1)小 (2)酵母菌 细胞色素c的氨基酸组成差异最大 (3)共同的祖先 (4)生物进化
【分析】（1）从表中的数据可知：大多数生物都具有由104个氨基酸组成的细胞色素c，这说明这些生物之间都具有一定的亲缘关系，细胞色素c的氨基酸组成差异越小，表明它们的亲缘关系越近，反之则亲缘关系越远。（2）据表可知，人与酵母菌细胞色素c的氨基酸差异最大，是44个，说明二者的亲缘关系最远。（3）黑猩猩和猕猴在形态结构上差别很大，但它们的细胞色素c中的氨基酸数目差别却不大，这说明二者之间有着共同的祖先。（4）上述对生物细胞色素c的氨基酸组成比较，是从分子生物学方面为生物进化提供了证据。
16．（附加题）生物体 细胞 生物大分子 物种 结构和功能
【详解】（1）人和大猩猩的骨骼标本可用于研究生物体层次上的统一性；动物、植物、真菌永久装片可用于研究细胞层次上的统一性；人、酵母菌、细菌形成的细胞匀浆可用于研究生物大分子层次上的统一性。
（2）进化论先驱达尔文通过长期观察生物的相似性与相异性，揭示了生物界统一性与多样性的本质：同一物种由于自然选择等因素作用可演变为另一物种;彼此不同而又相似的物种，遗传的力量使它们保持结构和功能的统一模式。

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