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6.1 生物有共同祖先的证据
第6章 生物的进化
达尔文的生物进化论两大学说
①共同由来学说
地球上所有的生物都是由原始的共同祖先进化来的。
②自然选择学说
生物进化的机制，解释了适应的形成和物种形成的原因。
查尔斯·达尔文（1809-1882）
进化论的奠基人
有哪些证据呢？
硅化木
枝叶印痕
恐龙足迹化石
恐龙蛋化石
什么是化石？
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
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。
2、化石是研究生物进化最直接、最重要的证据。
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。
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
2 100 单细胞真核生物
如果把地层比作一本书，化石就是其中的文字，记录着地球和生物进化的历史。
大部分化石发现于沉积岩的地层中。
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。
如何通过化石证据来研究生物的进化？
[资料1] 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？
赫氏近鸟龙既有恐龙的特征，也有鸟类的特征，是鸟类和恐龙的过渡类型。说明鸟类可能由恐龙进化而来。
[资料2]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？
少女露西化石（左）黑猩猩（右）
露西既有智人的特征，又有黑猩猩的特征。说明人和黑猩猩可能有共同的祖先。
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。生物经历了由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生的进化顺序。
通过研究化石，能得出什么结论？生物是怎样进化的？
有没有“活” 的证据？当今生物体上是否有进化的印记，可以佐证生物是由共同祖先进化而来的呢？
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。
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。
中华鲟
扬子鳄
大熊猫
银杏
水杉
珙桐
活化石
二、当今生物体上进化的印记——其他方面的证据
肱骨
桡骨
尺骨
腕骨
掌骨
指骨
蝙蝠的翼
鲸的鳍
猫的前肢
人的上肢
1、比较解剖学证据：比较解剖学是研究比较脊椎动物的器官、系统的形态和结构的科学。比较解剖学可以为这些生物是否有共同祖先寻找证据。
种类一致,排列顺序一致, 有相同的起源，说明它们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。
二、当今生物体上进化的印记——其他方面的证据
2、胚胎学证据 胚胎学是指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，也可以看到进化的印迹。
各类脊椎动物在胚胎发育的早期都会出现鳃裂、脊索、背神经管和肛后尾，而且水生的鱼类和部分两栖类动物终生都具有鳃裂，肛后尾是所有脊椎动物共有的特征。
脊椎动物在胚胎发育早期都有彼此相似的阶段，这个证据支持了人和其他脊椎动物有共同祖先的观点。
3、细胞和分子水平的证据
细胞学：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。
分子生物学：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。
二、当今生物体上进化的印记——其他方面的证据
如何通过细胞和分子水平来研究生物的进化？
资料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。
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？
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，说明二者有共同的祖先。
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，等等。
思考 讨论
资料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%。
说明人和猩猩、长臂猿、黑猩猩等类人猿可能有共同的祖先。
3、人和类人猿在DNA的碱基序列或基因组方面高度接近说明了什么？
思考 讨论
生物名称 氨基酸差异数 生物名称 氨基酸差异数
黑猩猩 0 猕猴 1
狗 11 鸡 13
响尾蛇 14 金枪鱼 21
果蝇 27 天蚕蛾 31
链孢霉 43 酵母菌 44
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，表明亲缘关系越近。
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？
思考 讨论
资料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。
从细胞和分子水平看，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。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。
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。
1、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．细胞和分子水平的证据
C．比较解剖学证据 D．古生物化石证据
B
巩固练习
2．生物有共同的祖先，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
D
巩固练习
3.细胞色素c是一种由104个氨基酸构成的蛋白质。分别测定兔、蛇、龟、鲸和马五种动物细胞色素c的氨基酸序列，发现了马与其他动物的氨基酸差异个数（见表）。据此推测，四种动物中与马亲缘关系最近和最远的分别是（ ）
A．蛇和鲸 B．兔和鲸
C．鲸和蛇 D．鲸和龟
动物 兔 蛇 龟 鲸
氨基酸差异个数 6 22 11 5
C
巩固练习

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