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第六章 生物的进化
第1节 生物有共同祖先的证据
生命的起源
盘古开天劈地
女娲抟土造人
神创论：上帝七天创造万物
物种不变论
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，但是反对的人不能拿出有说服力的证据。而达尔文在历时5年的航海旅行中收集了大量的化石、标本等资料，给与反对者强有力的反击。后来随着研究的深入，人们又发现了更多支持生物进化的新证据。
地球上所有的生物都是由原始的共同祖先进化来的
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
共同由来学说：带有改变的传承。
自然选择学说：保存有利变异。
达尔文生物进化论的两大学说
生物有共同祖先的证据
分子水平的证据
直接证据
间接证据
化石
底层中陈列的证据
当今生物体上进化的证据
比较解剖学证据
胚胎学证据
细胞水平的证据
一、地层中陈列的证据——化石
化石：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）遗体化石
生物的遗体被埋藏并在自然作用下形成的化石，例如植物的茎、动物的骨骼等；
硅化木
牙齿化石
生物的粪便、蛋（卵）以及人类用过的工具等形成的化石，如恐龙蛋等；
（2）遗物化石
粪便化石
（3）遗迹化石
将古生物活动或存在过的痕迹保存下来的化石，最主要的是足迹，如恐龙的脚印等；
辽宁古果化石标本
恐龙蛋化石
恐龙足迹化石
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
化石是研究生物进化最直接、最重要的证据
一、地层中陈列的证据——化石
大部分化石发现于沉积岩的地层,如果把地层比作一本书，化石则是书中的文字，记录着地球和生物进化的历史。
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
越简单、越低等的生物化石总是出现在越古老的地层中。
越复杂、越高等的生物化石则出现在越晚形成的地层中。
一、地层中陈列的证据——化石
1.图所示资料支持达尔文的共同由来学说吗
思考·讨论
图所示资料支持达尔文的共同由来学说。
生物越高等，生物特征越复杂。
根据图可判断地球上所有的生物都是由原始的共同祖先进化来的。
越早形成的地层
越晚形成的地层
生物越低等，生物特征越简单
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
思考·讨论
基于化石证据可判断赫氏近鸟龙既具有恐龙的特征，也具有鸟类的特征，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。
赫氏近鸟龙化石及复原图
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？
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有共同的祖先，都起源于一类森林古猿。
少女露西化石&黑猩猩
思考·讨论
1、在没有被破坏的地层中有关化石分布情况，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. 在极古老的地层中也可找到高等生物化石
C. 新近地层中的生物化石复杂、高等
D. 新近地层中也可找到低等生物化石
B
2.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。
3.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。
生物进化不仅在地层中留下了证据，也在当今生物体上留下了许多印迹，这些印迹可以作为的生物进化的佐证。
化石是研究生物进化最直接、最重要的证据
总结：
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。
蝙蝠的翼
人的上肢
鲸的鳍
猫的前肢
二、当今生物体上进化的印迹——其他方面的证据
1.比较解剖学证据
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。
肱骨
桡骨
尺骨
指骨
掌骨
腕骨
其他的脊椎动物的前肢是否也具有相同的结构和顺序呢？
人
猫
鲸
蝙蝠
比较三种脊椎动物的前肢和人的上肢骨骼
肱骨
桡骨
尺骨
腕骨
掌骨
指骨
上述动物的前肢骨骼结构和排列顺序与人的上肢一致
这四种前(上)肢骨骼内部结构模式如此一致,为什么功能迥异，外形差别也很大
思考·讨论
比较三种脊椎动物的前肢和人的上肢骨骼
这四种前(上)肢骨骼有相同的起源，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。
3、这四种前(上)肢骨骼内部结构模式如此一致,
为什么功能迥异，外形差别也很大
同源器官
2.胚胎学证据
①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，也可以看到进化的蛛丝马迹。
例如:人的胚胎在发育早期会出现鳃裂和尾，随着发育的进行，人
的鳃裂和尾渐渐消失。
脊椎动物在胚胎发育早期都有彼此相似的阶段。
推断：脊椎动物之间具有一定的亲缘关系；
人和其他脊椎动物有共同祖先。
3.细胞和分子水平的证据
思考·讨论：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。
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。
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。
①都有呼吸作用
②代谢中的酶类非常相似
③都有相同的能量“货币”— ATP
④绿色植物能进行光合作用
⑤细胞都以分裂的方式增殖。
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%。
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
说明人和猩猩、长臂猿、黑猩猩等类人猿可能有共同的祖先。
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。
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。
3.细胞和分子水平的证据
①细胞水平的证据
a.物质基础：
组成细胞的物质基本相同，都以DNA作为遗传物质。
都有细胞膜、细胞质、核糖体等结构组成
b.结构基础：
d.细胞中遗传信息的传递
遗传信息传递遵循中心法则
都严格遵循碱基互补配对原则
翻译过程中基本使用同一套遗传密码
c.细胞代谢
都是通过细胞呼吸提供能量
都以ATP作为直接能源物质
细胞代谢都需要酶，且酶的种类相似
细胞都是以分裂的方式进行增殖
3.细胞和分子水平的证据
②分子水平的证据
a.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。
b.不同生物的DNA和蛋白质等生物大分子的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。
运用DNA-DNA分子杂交技术比较不同生物DNA序列的相似性，
进而判断不同生物的亲缘关系。
①制备一段片段
②将DNA片段加热制成单链
③将两种生物的DNA单链混合后进行分子杂交
④逐步冷却，不同物种的DNA单链可能发生部分互补配对
若互补程度高则甲乙亲缘关系近
若互补程度低则甲乙亲缘关系远
物种甲
物种乙
物种甲
物种乙
互补程度高
互补程度低
教62
总结
生物有共同祖先的证据
１.化石是生物进化最直接、最重要的证据
２.脊椎动物比较解剖学(同源器官)的证据
３.早期胚胎发育的证据
４.细胞水平的证据
５.分子(DNA和蛋白质)水平的证据
来自化石记录、脊椎动物的结构解剖比较、早期胚胎发育研究，以及DNA和蛋白质序列分析等各个方面的事实和证据，构成了完整的证据链，显示出地球上的各种生物之间存在着或近或远的亲缘关系，这些证据之间相互补充、相互印证，充分说明丰富多样的生物界蕴含着深刻的统一性，生物来自共同祖先。地球上的每一个生命个体都应该得到人类的保护和尊重。
求“同”：生物是由共同祖先进化而来；
存“异”：生物在不断进化，是怎样进化的？
2、细胞色素c在细胞呼吸过程中担任电子转移作用。研究人员分析多种生物细胞色素c的氨基酸序列发现，有些部位非常恒定，另一些部位是多变的。下表为各种生物与人的细胞色素c不相同的氨基酸数目。下列错误的是
A．从分子水平上为生物的进化提供了重要依据
B．与人亲缘关系越远的生物，细胞色素c与人不同的氨基酸数目越多
C．各种生物细胞色素c的氨基酸序列不同是变异和自然选择相互作用的结果
D．恒定区域与细胞色素c的功能无关，可变区域对细胞色素c的功能很重要
D
生物名称 黑猩猩 袋鼠 鸡 响尾蛇 天蚕蛾 酵母菌
氨基酸差别 0 10 13 14 31 44

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