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第1节 生物有共同祖先的证据
1831年，亨斯楼推荐22岁达尔文以船长助手身份登上“贝格尔”号参加环球旅行。这次环球旅行可以说彻底改变了达尔文的一生，使他在生物学研究上更进了一步。达尔文跟随“贝格尔号”穿过了大西洋和太平洋，到达了南美洲、澳洲和非洲最南端的好望角。一路上，达尔文沿途考察各地的地质、动植物的特性，采集了无数的标本，并将自己的发现做了详细的观察笔记。经过了5年的时间，达尔文游遍了世界大部分地区，终于回到了英国。
在环球航行的过程中，每个地区都存在着既相似又不一样的物种，或者是南美洲和大洋洲的小岛环境相似。但是物种却不相同。这些发现让达尔文更加坚信了研究生物特性的决心。
1842年，达尔文完成了《物种起源》的简要提纲，经过了十几年的刻苦研究，终于在1859年11月24日在伦敦出版了《物种起源》。
查尔斯·达尔文（1809-1882）英国生物学家，博物学家，进化论的奠基人，19岁进入剑桥大学学习神学，同时学习地质学与矿物学；
达尔文在《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。
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。
1.反对共同由来学说的人能拿出有说服力的证据吗？
2.你能说出什么证据来支持达尔文的观点？
化石、同源器官、基因、蛋白质等方面的证据。
讨论
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。
《物种起源》
比较解剖学证据、胚胎学证据、细胞学和分子生物学的证据
观点一：神创论
中国古代神话：女娲造人
西方神话：上帝造人（亚当和夏娃）
现今地球上约有1300万到1400万个物种，其中被人类认识并命名的约有200万种。
有关生物的由来，说法很多，其中：
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。
相传女娲以泥土仿照自己抟土造人，创造并构建人类社会；又替人类立下了婚姻制度，使青年两性相互婚配，繁衍后代，因此也被传为主职姻缘与情爱的皋禖古神。
女娲造人
上帝造人
所有生物物种都是上帝创造的。上帝用泥土造人，在泥坯的鼻中吹入人生命的气息，就创造出了有灵的活人。上帝给他起名叫亚当。
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。上帝用这根肋骨造成了一个女人，取名叫夏娃。不同物种之间没有亲缘关系。
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。
雅典娜赋予了人类灵魂和神圣的生命。
古希腊神话
观点二：进化论
现在地球上的各种生物不是神创造的，而是由共同的祖先经过漫长的时间演变而来的，因此各种生物之间有着或远或近的亲缘关系。
达尔文的生物进化论主要由两大学说组成：
自然选择学说：
共同由来学说：
指出地球上所有的生物都是由原始的共同的祖先进化来的；不论是动物还是植物，也不论是现存的还是已灭绝的，都具有共同的祖先，均由共同祖先进化和分化而来的。
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。
支持共同由来学说的证据有哪些？
硅化木
枝叶印痕
恐龙足迹化石
恐龙蛋化石
一、地层中陈列的证据--化石
1、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。
生物有共同祖先的证据之一
辽宁古果化石
距今 1亿4500万年的中生代，比以往发现的被子植物早1500万年，被国际古生物学界认为是迄今最早的被子植物
硅化木—遗体化石
许多化石都保存在沉积岩中，除此之外，冷却的溶岩表面的化石足迹也有可能保存下来。而永远冻结在地面，例如西伯利亚的永冻土，也可以很好的保存化石。
沉积岩是一种由沉积在河、海、盆地或陆地上的沉积物经固结而形成的岩石，按其成因和物质成分可分为砾岩、砂岩、泥岩等。因为组成沉积岩的砂土微粒十分细腻，可以很好地保存化石。
2.化石是研究生物进化最直接、最重要的证据。
（1）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。
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
如同树有着年轮一样，在哺乳动物的牙槽中，存在着生长
轮，由于哺乳动物不像爬行动物一生都会更新牙齿，所以，只
需要查看牙槽中的生长轮，就可以得知它们的年龄。
2014年2月，考古学家在马来西亚发现一块恐龙牙齿化石，有类似现代长吻鳄的颌部和牙齿，以鱼类为主食。这个牙齿化石应该出现在晚中生代，也就是说早在0.75亿到1.45亿年前的白垩纪就已经存在。
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
地层中有大量化石的示意图
越早形成的地层中，生物结构越简单、越低等
越晚形成的地层中，生物结构越高等
较浅地层化石与现代生物结构比较相似
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；
揭示了生物由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生的进化顺序。
（2）利用化石可以确定地球上生物进化的顺序和方向
大量化石证据：
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
地层中有大量化石的示意图
3.化石证据对达尔文的共同由来学说支持
1.右上图所示资料支持达尔文的共同由来学说吗？
大部分化石发现于沉积岩的地层中
支持。不同地层形成年代不同，越早形成的地层中首次出现的生物越低等，生物特征越简单；越晚形成的地层中首次出现的生物越高等，生物的特征越复杂。
例如，21亿年前的地层中首次出现单细胞真核生物，7亿年前的地层中出现了多细胞生物，这说明多细胞生物出现的时间晚于单细胞真核生物，可判断多细胞生物是由单细胞真核生物进化来的。
地层就像一本书，化石就是其中的文字，记录着地球和生物进化的历史。
2.2009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。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？
3.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，适于攀缘，
下肢骨与现代人类接近，适于直立行
走。这一证据支持人猿共祖说吗？
分析：根据化石证据可判断赫氏近鸟龙既具有恐龙的特质，也有鸟类的特征，属于恐龙和鸟类的过渡类型，这说明鸟类很可能是由恐龙进化来的。
露西既有智人的特征，也有黑猩猩的特征，说明人和黑猩猩可能由共同的祖先进化而来。都起源于一类森林古猿。
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。
活化石 中华鲟
活化石 扬子鳄
4.活化石
鸭嘴兽是最原始的哺乳动物之一，它是未完全进化的哺乳动物，种类极少，同属之中只有鸭嘴兽一种动物，也是最低等的哺乳动物之一。它是把哺乳动物和爬行动物之间的进化关系联系起来的“桥梁”，可以证明哺乳动物起源于爬行动物。
可以佐证生物是由共同祖先进化而来的
活化石 大熊猫
活化石 银杏
活化石 水杉
活化石 珙桐
4.活化石
可以佐证生物是由共同祖先进化而来的
研究内容
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。
肱骨
桡骨
尺骨
腕骨
掌骨
指骨
（一）比较解剖学----当今生物体上进化的印迹
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。
比较解剖学
蝙蝠的翼
鲸的鳍
猫的前肢
人的上肢
四种脊椎动物前肢和人的上肢骨比较的示意图
二、当今生物体上进化的印迹——其他方面的证据
生物有共同祖先的证据之二
三种脊椎动物前肢和人的上肢骨骼比较的示意图
蝙蝠的翼
鲸的鳍
猫的前肢
人的上肢
1.观察右图，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？其种类一致吗？
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？
这四种动物前（上肢）骨骼的种类一致、排列顺序也一致、内部结构模式具有一致性。说明这四种前（上）肢骨骼有相同的起源，说明它们（四种动物）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。
它们都有肱骨、桡骨、尺骨、腕骨、掌骨和指骨。骨骼种类具有一致性。
它们骨骼的内部结构模式具有一致性。
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？
它们骨骼的排列顺序具有一致性。
蝙蝠的翼
鲸的鳍
猫的前肢
肱骨
桡骨
尺骨
腕骨
掌骨
指骨
人的上肢
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。
说明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。
（二）胚胎学证据
胚胎学：研究动植物胚胎的形成和发育过程的学科。
比较不同动物以及人的胚胎发育过程，发现脊椎动物的胚胎在发育早期都有彼此相似的阶段。人和鱼、龟、鸡之间在胚胎发育初期都有鳃裂和尾，随着发育的进行，到了发育的晚期，除鱼外，人和其它动物的鳃裂都消失了，人的尾也消失了。
结论：人类和其它脊椎动物之间存在着亲缘关系，它们有共同的原始祖先；人和其他脊椎动物的共同祖先生活在水中。
生物有共同祖先的证据之三
生物有共同祖先的证据之四
（三）细胞和分子水平的证据
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。
细胞学：
分子生物学：
从细胞和分子水平看当今生物的共同特征
请根据所学知识，结合以下资料，讨论有关问题：
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、土壤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。
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%。
生物 名称 黑猩猩 猕猴 狗 鸡 响尾蛇 金枪鱼 果蝇 天蚕蛾 链孢霉 酵母菌
氨基酸 差异/个 0 1 11 13 14 21 27 31 43 44
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。
3.人和类人猿在DNA碱基序列或基因组方面高度接近说明了什么？
都有呼吸作用，代谢中的酶类非常相似，
都有相同的能量“货币”—ATP，绿色植物能进行光合作用等。
说明人和猩猩、长臂猿、黑猩猩等类人猿可能有共同的祖先。
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？
讨论
2.举例说出当今生物的细胞在代谢上的共同点。
都有细胞壁、细胞膜、细胞质、核糖体和DNA。地球上现存的古细菌与最古老的古细菌有相同的细胞结构模式，说明古细菌和当今生物的细胞可能有共同祖先。
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？
人和其他生物的细胞中普遍含有细胞色素c，说明这些生物都有共同的祖先。细胞色素c的氨基酸序列差异的大小揭示了不同生物之间亲缘关系的远近，差异越小，表示亲缘关系越近。
从细胞和分子水平看，当今生物有许多共同的特征：
（1）都有能进行新陈代谢、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。
化石为研究生物进化提供了直接的证据，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共同由来学说。
细胞生物学和分子生物学的研究却表明，看似截然不同的当今生物之间也有很多相似之处。
不同生物之间也存在着一定的差异：其差异的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。
生物进化的证据
进化证据 结 论
化石证据 各类生物化石在地层中是按照一定顺序出现的,说明现代的各种各样的生物是经过漫长的地质年代进化来的
比较解剖学证据 不同脊椎动物的前(上)肢骨骼的结构基本一致
胚胎学证据 脊椎动物在胚胎发育早期都有彼此相似的阶段,支持了人和其他脊椎动物有共同祖先的观点
细胞水平的证据 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
分子水平的证据 不同生物的DNA和蛋白质等生物大分子存在共同点
丰富多样的生物界具有统一性，生物来自共同祖先。
1.下列有关进化证据的叙述,错误的是( )。
A.从始祖马到现代马的进化过程中,古生物化石提供了最直接的证据
B.从鲸、龟、蝙蝠等动物的前肢骨骼的适应性分化中,依稀可见痕迹器官的存在
C.从鱼类、鸟类、哺乳动物的早期胚胎中均有鳃裂这一事实中,得到胚胎学上的证据
D.比较真核细胞内的细胞色素 氨基酸的差异性大小,推出生物之间的亲缘关系远近
B
[解析] 鲸、龟、蝙蝠等动物的前肢骨骼属于同源器官,不是痕迹器官,B错误。
课堂练习及作业：
2.在没有被破坏的地层中有关化石的分布情况，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.新近地层中的生物化石复杂，高等
C.在极古老的地层中也可以找到高等生物化石
D.在新近地层中也可以找到低等生物化石
C
3.下列关于生物进化证据的叙述，错误的是（ ）
A．化石是研究生物进化最直接、最有力的证据
B．在地质年代较晚近的地层中不可能找到低等生物的化石
C．蝙蝠的翼和人的上肢的结构相似说明它们是由共同祖先演化而来的
D．不同生物的DNA序列和蛋白质中氨基酸序列的相似度能反映亲缘关系的远近
B
4.科学家测定了某保护区 MG、CE、DP、DW四种鸟类的 ALX1 基因的核苷酸序列，由此确定它们亲缘关系的远近。这属于生物进化的 （　　）
A．胚胎学证据
B．细胞和分子水平证据
C． 比较解剖学证据
D．古生物化石证据
B
5.某一化石采集队，在甲、乙、丙三个不同地层内挖掘到许多化石。记录清单如下：甲地层（恐龙蛋、始祖鸟、龟），乙地层（马、象牙、犀牛），丙地层（三叶虫、乌贼、珊瑚）。这些地层按地质年代由远到近排列应是 （ ）
丙、甲、乙 B. 乙、甲、丙
C. 甲、乙、丙 D. 乙、丙、甲
A
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 P104
一.概念检测
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
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
A
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。已经灭绝的物种，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。需要从所选择的证据出发，厘清与所反驳的观点之间的逻辑关系，进行有针对性的论述。
二、拓展应用
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。
以澄江生物化石群为例，说明该化石群的发现在研究生物进化中的意义，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。
(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。
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；

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