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第四节 地球的演化
第一章《宇宙中的地球》
课程标准
1．运用地质年代表等资料，简要描述地球的演化过程。
学习目标
1．结合课本资料，说出地层和化石的概念和意义。
2 . 结合图文材料，总结出地层的判断依据（难点）。
3．运用地质年代表等图文资料，简要描述不同地质年代地球在地壳运动、海陆分布、生物演化、气候变化等方面的特点。（重点）。
美国科罗拉多大峡谷两侧崖壁上，有着不同地质时代的岩层，层次清楚，色泽鲜艳。由下而上，有前寒武纪、古生代、中生代各个时期的岩层。在层层叠叠的中生代和古生代岩层中，还含有十分丰富的标准化石。有原始的单细胞植物、原始鱼类、三叶虫、昆虫、羊齿植物，也有巨大的爬虫类动物等等，各个地质时期的代表性生物化石，应有尽有。
因而被誉为一部“活的地质教科书”,地球5亿年来沧桑演变都有记录。
地层与化石
一、地层和化石:
1.地球的历史：
约为46亿年
2.地层：
（1）概念：
地壳上部呈带状展布的层状岩石或堆积物。
（2）作用：
是记录地球历史的“书页”。
3.化石：
保存在地层中的古生物的遗体或古生物活动的遗迹。
化石：保存在地层中的古生物的遗体或古生物活动的遗迹。
鱼的骨骼化石
贝壳化石
①多数是古生物的遗体，如贝壳、骨骼等；
贝壳化石
鱼的骨骼化石
②少数是古生物活动的遗迹，如足印、粪便等。
恐龙的足印化石
恐龙粪便化石
是不是所有生物的遗体，或者每一种生物所有的组成和器官都能成为化石呢？
不是，化石的形成和保存需要一定的条件。
你知道吗？
大羽羊齿
琥珀
三叶虫
（1）生物本身具有不易毁坏且易形成化石的硬体部分，如硬壳、骨骼等；只有在特殊条件下，硬体和软体才能一起被保存下来。例如：密封于琥珀内栩栩如生的昆虫化石；
（2）生物死亡后必须尽快地被沉积物所掩埋，这样才能避免腐烂或被其他动物所吞食。
（3）埋藏下来的生物遗体必须经石化（如矿物质的充填或交代作用、植物的炭化作用等）才能形成化石。
古生物化石是怎样形成的？
阅读
沉积岩的形
成过程
注：化石只能存在在沉积岩中
侵入岩：花岗岩
喷出岩：玄武岩
　岩浆岩的形成过程
岩浆
地壳中已生成的岩石，由于存在条件（温度、压力）发生变化，使得原来岩石的成分、结构发生改变而形成新的岩石。
变质岩的形成
注：化石只能存在在沉积岩中，变质岩、岩浆岩不可能存在化石
地层特点
具有明显的层理构造，一般情况下，岩层上部新下部老；
常含有化石
不同时代的地层一般含有不同的化石，相同时代的地层往往保存着相同或近似的化石。因此，根据地层中保存的化石，来确定地层的时代和顺序。
越古老的地层含有越低级、越简单生物的化石；
地层组成物质的性质和化石特征，可以追溯地层沉积时的环境特征。
A、B 两地是否具有同一时代的地层？
A、B两地存在含有相同化石的地层，因而判断有同一时代的地层。
猜想两地地层产生差异的原因。
产生差异的原因：地壳运动过程中出现垂直运动以及外力作用。
化石可以确定地层的相对年龄和顺序
思考B层缺失的原因？
破碎的贝壳指示滨海环境
黑色页岩并含黄铁矿指示还原环境
红色岩层指示氧化环境
破碎的贝壳指示滨海环境
珊瑚化石指示清澈温暖的浅海环境
　阅读下列材料，完成相关任务。
植物孢粉是植物在繁殖期间撒出的孢子和花粉的总称。当孢粉离开母体撒落在地面，就会被一层层地掩埋在土层或泥炭层中。孢粉数量巨大（例如，一棵山毛榉树一年可撒出 4 亿粒花粉），在与空气隔绝的情况下，一部分孢粉可长期存留下来。因而，可根据孢粉的形态来判别母体植物的种属，这成为推测地质时期植被及其相应气候的依据。
1. 在我国辽宁南部距今10 000~
8 000年的泥炭层中，桦属花粉占优势，而现在桦木林已退缩到大兴安岭、小兴安岭和长白山区。桦树为喜冷耐旱植物。据此分析我国辽宁南部近8 000~10 000年来气候的大致变化情况。
气候逐渐变暖、变湿。
因为桦树喜冷耐干，辽宁南部发现桦属花粉，如今北移。
活动
2.为什么说，孢粉化石对于恢复古地理环境和古气候具有重要价值？
植物对于气候的变化反应灵敏，通过孢粉化石，人们能判断出其所处地质年代的植被类型和植被数量的多少，从而分析出当时的气候特征和古地理环境。
活动
　阅读下列材料，完成相关任务。
植物孢粉是植物在繁殖期间撒出的孢子和花粉的总称。当孢粉离开母体撒落在地面，就会被一层层地掩埋在土层或泥炭层中。孢粉数量巨大（例如，一棵山毛榉树一年可撒出 4 亿粒花粉），在与空气隔绝的情况下，一部分孢粉可长期存留下来。因而，可根据孢粉的形态来判别母体植物的种属，这成为推测地质时期植被及其相应气候的依据。
1．原始产出的地层具有下老上新的规律；有侵入地层的总是侵入者年代新，被侵入者年代老。据此判断下图中岩层A、B、C、D的新老关系。
答案　按照从老到新的顺序依次为B→A→C→D
2 . 结合图文材料，总结出地层的判断依据（难点）。
2．同一时代的地层往往含有相同或相似的化石，越古老的地层含有越低级、越简单生物的化石。而不同时期地壳运动在垂直方向上表现为抬升或下沉，地壳抬升过程中地表往往伴随着侵蚀作用，地壳下沉过程中地表往往伴随着沉积作用。读“A、B两地地层对比图”，思考以下问题。
（1）A、B两地是否具有同一时代的地层？并将同时代的地层在图上用虚线连起来。
（2）试根据上述材料分析B地缺少化石4所在地层的可能原因。
具有。
可能一：化石4所在地层形成时期，B地为山地，地势高，未发生沉积。可能二：化石4所在地层形成之后，B地地壳抬升，化石4所在地层被侵蚀掉。
岩层新老关系的判断方法（1）沉积岩是受沉积作用而形成的，因而一般的规律是岩层年龄越老，其位置越靠下，岩层年龄越新，其位置越靠上（接近地表）。（2）侵入的岩层晚于被侵入的岩层。（3）受岩浆活动高温高压的影响而变质的岩层，晚于相邻的岩层。
2 . 结合图文材料，总结出地层的判断依据（难点）。
二、地球的演化史
科学家根据地层顺序、生物演化阶段、地壳运动和岩石年龄等,将地球历史划分为冥古宙、太古宙、元古宙和显生宙。
宙＞代＞纪
地质年代顺口溜：
新生包含三四纪，中生白垩侏罗三，
古生二叠石炭泥，志留奥陶寒武纪。
前寒武纪
冥古宙
1
只有有机质，没有生命。
元古宙
3
蓝藻大爆发，大气成分开始改变，生物进一步演化出真核和多细胞生物。
太古宙
2
出现蓝藻等原核生物，通过光合作用制造氧气。太古宙是形成铁矿的重要时代 。
特点：①大气成分开始改变（主要指氧含量增加），出现生命迹象。
②前寒武纪是重要的成矿时期，该时期主要形成金属矿。
③海洋、陆地初步形成
蓝 藻 菌 形 成 的 叠 层 石
古生代
①地壳发生剧烈变动的时期,许多地方反复上升和下沉。
②到了中后期,陆地面积大大增加,亚欧大陆和北美大陆的雏形基本形成，各大陆汇聚成一个整体——联合古陆。
③我国东北、华北抬升成陆地。
在寒武纪早期，地球海洋中的生物快速发展，进化出大量不同种类的生物。古生物学家称这个事件为“寒武纪大爆发”。论证依据主要是云南寒武纪早期澄江生物群化石。在此之前的元古宙末期各类动物中，极少见到与澄江生物群中这些动物有直接亲缘关系的生物。这使得澄江生物群的突然出现成为生物进化史上的重大事件。
从寒武纪开始，大量海生无脊椎动物出现在地球表层，由此揭开了欣欣向荣的生物系统演化进程的序幕。
阅读
寒武纪大爆发
早期海生无脊椎动物
中期脊椎动物鱼类
后期两栖类
动物从海洋向陆地发展
如：三叶虫、珊瑚等
中后期：蕨类植物
古生代后期：造煤时代
古生代末期,发生了地球历史上最大的灭绝事件,60%以上的海生无脊椎动物种类灭绝了，脊椎动物中的原始鱼类和古老的两栖类也全部灭绝,蕨类植物明显衰退。
中生代
①陆地面积空前扩大。
②环太平洋地带地壳运动剧烈，形成高大山系，也带来了丰富的金属矿产。
③联合古陆在三叠纪晚期开始解体。
爬行动物的时代
始祖鸟
裸子植物
重要的造煤时期
中生代末期,恐龙从地球上突然销声匿迹,海洋中50%以上的无脊椎动物种类也灭绝了。
中生代恐龙灭绝的证据——陨石
　　在美洲尤卡坦半岛的北部海岸，地质学家发现了一个部分淹没在海水中的陨石坑，直径 180~200 千米。这是中生代小行星毁灭性撞击地球最可能
发生的地点。
科学家推测，这次
撞击事件发生了强烈的
爆炸，并造成超级火山
喷发，大量烟尘弥漫天空，
使得太阳光难以到达地表，
植物也无法进行光合作用，
大气中氧气的含量变得极低。
这些因素综合作用，造成了
恐龙的灭绝。
阅读
新生代
①发生了一次规模巨大的造山运动,现在世界上的许多高山是在这次运动中造成的,由此形成现代地貌格局及海陆分布。
②联合古陆最终解体。
动物演化：
灵长类(哺乳动物猿猴)
原始人类
哺乳动物大发展，出现灵长类，
第四纪出现了人类，这是生物演化史上的重大飞跃。
植物演化：
被子植物出现较大发展。
世界上最早的草本被子植物化石
气候特点：
第四纪大冰期来临时，气候变冷
第四纪大冰期来临时，气候变冷，陆地上冰川覆盖面积增大，
海面下降100多米，许多大陆架变成了大陆间人和动物来往的通道。
地球有悠久的过去，生物的出现和进化只是其中的一段，而人类的历史更是短暂的一瞬间。地球演化史有力地证实了"自然界总是不断发展的"这一真理，证明了新陈代谢是宇宙万物的普遍规律。
在地质时期，地球表面经历过几次大冰期气候，即震旦纪大冰期、石炭—二叠纪大冰期和第四纪大冰期。大冰期之间相隔2 亿～3 亿年，为大间冰期。读图1-31，完成相关任务。
（1）在图中标出几次大冰期，并大体估算其持续时间。
（2）古生代末期和中生代末期，是地质历史上全球性生物大规模灭绝时期。据图推测，当时的气候分别有什么特点？
古生代末期，气候冷湿；中生代末期，气候暖干。
【探究案】合作探案，相信自己，展我风采！
在地质时期，地球表面经历过几次大冰期气候，即震旦纪大冰期、石炭—二叠纪大冰期和第四纪大冰期。大冰期之间相隔2 亿～3 亿年，为大间冰期。读图1-31，完成相关任务。
（3）据图归纳地质时期气候变化的特点。
全球气候一直处于波动变化之中，冷暖干湿交替出现，变化周期长短不一；
总体上温暖期较长，寒冷期偏短。
【探究案】合作探案，相信自己，展我风采！
　　2. 地球的演化是一个系统有序的过程，全球环境演变、自然灾害发生、海平面上升、气候变暖、臭氧空洞扩大等，与地球内部的各种过程密切相关。对人类未来生存环境的关心，迫使科学家不得不从多个角度去探讨可能的致变因素。议一议，科学家为什么要这样做？他们的担忧是杞人忧天吗？
地球的演化及未来的发展直接决定着人类的生存和发展，是科学界必须关心和重视的科学命题。只有从多角度进行分析，才能真正了解地球的演化的规律，以便人类更科学地应对各种环境的变化。
构造运动 海陆变迁 生物演化 矿物
形成
前寒武纪 活跃、剧烈 小块陆地散布海洋中 单细胞→多细胞 原核生物→真核生物 藻菌 铁等金属矿产
古 生 代 地壳____变动，许多地方反复___________ 陆地面积_________，_____大陆和_____大陆的雏形，我国____和_____抬升成陆地 早：______________中：_____动物(____) 后：_____类 ____植物 重要的_____时期
中 生 代 ________地带地壳活动剧烈 陆地面积________，形成____________ ______动物、_____ ____植物 丰富的金属矿产;___
新 生 代 一次规模巨大的_________ 形成现代_________ 及_________ _____动物 出现_______ ____植物
海生无脊椎动物
剧烈
上升和下沉
大大增加
欧亚
北美
华北
东北
两栖
脊椎
鱼类
环太平洋
空前扩大
高大的山系
爬行
鸟类
蕨类
裸子
造煤
煤
造山运动
地貌格局
海陆分布
哺乳
灵长类
被子
生物大灭绝时期：古生代末期、中生代末期
小结

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