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第29讲　生命起源和生物进化
最早的生命是在哪里形成的？现在生物圈中形形色色的生物是怎样进化而来的？让我们走进“第29讲　生命起源和生物进化”，通过4个概念，一探其中的奥秘。
要充分理解这个概念，我们需要通过以下3个问题来进一步探究。
1.研究生命起源的方法主要是什么？(P51)
研究生命起源的方法主要是　 。该方法需要有　 ，需要有　 　，还需要有丰富的联想和想象。
概念 原始生命最有可能是在原始海洋中形成的
1
科学推测　
确凿的证据　
严密的逻辑
2.关于原始生命起源的学说有哪些？(P52-53)
(1)海洋化学起源说(大多学者认同)：第一阶段是无机物→小分子有机物；发生场所是　 。第二阶段是小分子有机物→大分子有机物；发生场所是　 。第三阶段是大分子有机物→多分子体系；发生场所是原始海洋。第四阶段是多分子体系→原始生命；发生场所是原始海洋。最关键最有决定意义的是第四阶段，即形成　 的这个阶段，但该阶段目前缺乏科学的证据。
①论点：无　 　的原始大气(大多为无机物)，在高温、紫外线以及雷电等自然条件下形成有机物，在原始海洋形成原始生命。
原始大气　
原始海洋　
原始生命　
氧气
②论据1：米勒实验(如图)属于　 　实验；实验装置
中大容量容器内甲烷、氨气等气体模拟了 的
成分；进行火花放电模拟了　 　 ，主要为实验提供
　 　；实验装置中煮沸的水主是为了提供水蒸气，
冷凝后获得的有机物是 　 等小分子有机物。米
勒实验证明了在原始地球的环境条件下，由原始大气
中的　 　合成构成生命的有机物这一阶段是完全可能的。
论据2：我国生物化学家王应睐在世界上首次用多种氨基酸人工合成结晶牛胰岛素(蛋白质)，该研究成果说明了　 这一阶段是完全有可能的。
模拟
米勒设计的实验装置示意图
原始大气　
闪电
能量
氨基酸
无机物
小分子有机物合成大分子有机物　
(2)宇宙起源说
①论点：构成地球生命的有机物可能来源于其他星球。
②论据：在陨石和星际空间中发现了并非来自地球的数十种有机物。
3.最原始的生命是怎样出现的呢？(P53)
科学实验证明，原始地球上尽管不能形成生命，但能产生构成生命的　 　，科学家推测，原始大气在高温、紫外线以及雷电等自然条件的长期作用下，形成了许多　 ，这些有机物随着雨水进入湖泊河流，最终汇集海洋，因此认为最原始的生命最有可能是在　 中形成的。最早的生命生活方式最可能为　 。
有机物
简单有机物　
原始海洋　
异养厌氧型　
要充分理解这个概念，我们需要通过以下2个问题来进一步探究。
1.研究生物进化的主要方法是什么？(P58)
主要方法：　 　法。通过对化石、分子、基因、同源器官的比较，推测不同类群之间的　 　关系和　 　关系。
概念 化石记录是生物进化的直接证据
2
比较
亲缘
进化
2.研究生物进化的证据有哪些？(P57-58)
(1)直接证据：　 　。化石是生物的遗物、遗体或生活痕迹，由于某些原因被埋藏在地层中，经过若干万年的复杂变化形成的。比较不同地层中的生物化石，一般情况下，在越古老的地层中，成为化石的生物结构上越　 　。根据郑氏始孔子鸟的化石推测出古代　 　类进化到古代鸟类。
化石
简单
爬行
(2)其他证据：
①细胞色素c的氨基酸(或蛋白质或基因)。细胞色素c的氨基酸的差异越　 　，生物的亲缘关系越近。
②动物的形态解剖特征。通过对马的前肢骨、鹰的翅膀、蝙蝠的前肢骨骼的比较，说明它们可能是由　 　的祖先进化而来的。
小
共同
物种 黑猩猩 马 果蝇 小麦 向日葵 酵母菌
差异氨基酸数目 0 12 27 35 38 44
分析：表格中生物与人类亲缘关系最近的是 ，最远的是 。
黑猩猩
酵母菌
要充分理解这个概念，我们需要通过以下2个问题来进一步探究。
1.分析生物进化的一个实例。(P62-64)
(1)通过分析桦尺蛾在1850年到1950年这100年期间，体色数量变化的原因，说明　 为生物的进化提供了原材料，是生物进化的内在原因；　 　的变异是生物进化的基础；　 　是生物进化的动力和手段。生物的变异是　 。
概念 遗传变异和环境因素的共同作用导致了生物的进化
3
变异
可遗传
生存斗争
不定向的　
(2)变异的类型：
①根据是否适应环境，可以分为　 　变异和　 　变异。
②根据是否能遗传，可以分为　 变异和　 变异。
(3)分析：刮大风的海岛上，昆虫大多为无翅或残翅，这是为什么？
不利
有利
可遗传　
不可遗传　
a.海岛上的昆虫翅型本来就存在有无翅、残翅和正常翅的 现象。
b.在大风的环境下， 个体更容易存活下来为有利变异。
c.该实例说明：这里的昆虫大多为无翅或残翅是 的结果。
变异
无翅或残翅
自然选择
2.生物进化的原因是什么？主要内容是什么？(P65-66)
(1)生物进化的原因：被普遍接受的是达尔文的　 　学说。
(2)自然选择学说：自然界中的生物，通过激烈的生存斗争，适应者生存，不适应者被淘汰，这就是　 。主要内容包括：　 　、　 、　 　、　 　。自然选择是　 　：可遗传的　 　变异会被保留，可遗传的　 　变异会被淘汰。变异在前，选择在后。生物通过遗传、变异(内因)和自然选择(外因)，不断　 　。
自然选择
自然选择
过度繁殖
生存斗争
遗传和变异
适者生存
定向的
有利
不利
进化
达尔文的自然选择学说：
（1）过度繁殖:各种生物普遍具有很强的________能力，是生物进化的 。
（2）生存斗争:生物为获取足够的___________而进行斗争，是生物进化的 。
（3）遗传、变异:是生物进化的 ，可遗传的变异为进化提供了原始材料。
（4）自然选择:适应者________下来，不适应者被________。
繁殖
食物和空间
生存
淘汰
前提
动力和手段
内因和基础
要充分理解这个概念，我们需要通过以下2个问题来进一步探究。
1.生物进化的大致历程是什么？总体趋势是什么？(P59-60)
(1)生物进化的大致历程：地球上最早出现的是原核生物，后来才出现　 　生物。
①脊椎动物的进化历程：古代　 　→古代　 　→古代　
概念 生物的进化总体上呈现出由简单到复杂、由水生到陆生的趋势
4
真核
鱼类
两栖类
古代　 　
古代　 　
爬行类
鸟类
哺乳类
②绿色植物的进化历程：　 　　
(2)生物进化的总体趋势：
由　 　到复杂；
由水生到　 　；
由低等到高等。
　
　
藻类植物
苔藓植物
蕨类植物
裸子植物
被子植物
　
　
简单
陆生
2.生物进化的结果是什么？
(1)在漫长的进化过程中，既有新的物种产生，也有一些物种灭亡(缺乏　 )。
(2)各种生物在长期的进化过程中形成了各自适应环境的　 和　 。
有利的可遗传变异　
形态结构　
生活习性　
请阅读下列资料：
资料一：生命的起源充满奥秘，吸引人们不断探索。1953年，美国青年学者米勒模拟原始地球的条件和大气成分，将甲烷、氨、氢气、二氧化碳、水蒸气等气体泵入一个密闭装置内，通过火花放电(模拟闪电)，合成了多种氨基酸。1969年陨落在澳大利亚默奇森镇的陨石(来自外星球或空间)中含有并非来自地球的氨基酸。另外，天文学家在星际空间发现了数十种有机物。
资料二：化石、比较解剖学、分子生物学等在研究生物进化过程中起到重要的作用。化石是生物的遗体、遗物或生活痕迹，由于某种原因被埋藏在地层中，经过若干万年的复杂变化形成的。科学家通过对化石的研究发现，鱼类的化石在比较古老的地层中就出现了，两栖类、爬行类和哺乳类则依次在更晚近的地层中才出现。
资料三：2022年12月，我国科学家发表论文，报道了距今约1.19亿年的“师范孔子鸟”化石它的尾椎骨处于从多块愈合为一块的状态，是恐龙到鸟类演化的证据。
资料四：地球上从出现原始生命到形成今天这样丰富多彩的生物世界，是一个漫长的进化过程。2500多年前，老子在《道德经》中提出“天下万物生于有，有生于无”，这与现代生物学中生命起源的化学进化观点不谋而合。木薯含有氰苷类毒素，煮熟后才能食用。木薯产生氰苷类毒素能防御食草动物，这是长期进化的结果。
据此，完成典例和变式1-7题。
美国青年学者米勒模拟原始地球的条件和大气成分，将甲烷、氨、氢气、二氧化碳、水蒸气等气体泵入一个密闭装置内，通过火花放电，合成了多种氨基酸。地球上原始大气的成分与现在的大气成分相比没有( )
A.水蒸气 B.二氧化碳
C.氢气 D.氧气
典例 1
D
变式1　米勒实验开创了生命起源研究的新途径，如图为米勒设置的实验装置，下列说法不正确的是( )
A.图中a处是闪电，其是原始地球的条件
B.图中b处的气体是甲烷、氨、氢气等，
为原始大气成分
C.米勒实验表明在原始地球环境下，无机
物可以合成原始生命
D.米勒实验支持生命起源的化学进化观点
C
生命的起源充满奥秘，吸引人们不断探索，根据已有研究作出的推测，合理的是( )
A.地质学研究表明，原始大气中存在着氧气和二氧化碳
B.美国学者米勒的模拟实验可证明原始地球上能形成原始生命
C.原始生命起源于原始海洋
D.在现有的环境条件下，地球上还会形成原始生命
典例 2
C
变式2　下面列举了许多事实，支持生命起源于原始地球的有( )
①科学家经过检测发现火山喷发产生的气体的成分有水蒸气、氢气、氨、甲烷、二氧化碳、硫化氢等
②1953年，美国青年学者米勒模拟原始地球的条件和大气成分通过火花放电的方法合成了多种氨基酸
③1969年，人们在澳大利亚启逊镇的陨石中发现了并非来自地球的氨基酸
④天文学家在星际空间发现了数十种有机物
⑤人们发现了一座类似传说中的诺亚方舟的高山，为上帝造人学说提供了证据
A.①②③ B.①② C.②③④ D.①②③④
B
化石、比较解剖学、分子生物学等在研究生物进化过程中起了重要的作用、下列有关生物进化的叙述，错误的是( )
A.化石是研究生物进化的最直接证据
B.新近形成的地层中，生物化石种类多，结构复杂而高等
C.具有同源器官的生物，可能是由共同的祖先进化而来
D.黑猩猩与人的细胞色素C的氨基酸数目差异为零，说明其亲缘关系远
典例 3
D　
变式3　科学家在不同地层中发现甲、乙、丙三种生物的化石，如下图所示。下列推测正确的是( )
A.甲的结构一定比丙复杂
B.甲的出现可能早于乙
C.Ⅱ层内不可能找到甲化石
D.乙是由丙进化而来的
B　
2022年12月，我国科学家发表论文，报道了距今约1.19亿年的“师范孔子鸟”化石它的尾椎骨处于从多块愈合为一块的状态，是恐龙到鸟类演化的证据。下列说法不正确的是( )
A.“师范孔子鸟”的出现时间比恐龙晚
B.恐龙向鸟类的演变是自然选择的结果
C.鸟类和恐龙具有相似的特征，如均为卵生
D.与古老的地层相比，越晚近的地层中形成化石的生物结构一定更复杂
典例 4
D
变式4　小刚收集到四种“鱼”的图片，依据它们的主要特征拼出脊椎动物进化大致历程，如图所示，其中摆放正确的是( )
A.鲫鱼
B.鲸鱼
C.娃娃鱼
D.鳄鱼
A
木薯含有氰苷类毒素，煮熟后才能食用。木薯产生氰苷类毒素能防御食草动物，这是长期进化的结果。下列分析不符合自然选择学说的是( )
A.动物的食用使木薯产生了氰苷类毒素的变异
B.早期木薯中存在能产生和不能产生氰苷类毒素的个体
C.能产生氰苷类毒素的木薯更容易存活
D.动物对木薯的选择使能产生氰苷类毒素的个体增多
典例 5
A　
变式5　农药DDT对杀灭害虫有独特的效果，但随着使用年限的增长，防治效果越来越差(如图所示)，下列分析正确的是( )
A.DDT的质量随着时间的推移降低了
B.t1~t2段，害虫中没有抗药性个体
C.t2~t3段，杀虫剂使害虫产生了抗药性的变异
D.杀虫剂对害虫进行选择导致群体抗药性增强
D　
“天下万物生于有，有生于无”关于生命起源的观点，已经有科学实验证据的结论是( )
A.原始地球一开始就存在原始生命
B.原始地球能产生构成生物体的简单有机物
C.原始生命起源于原始海洋
D.原始生命来自其他星球
典例 6
B
变式6　叶 (又叫叶子虫)善于伪装，成虫的翅有叶脉一样精致的纹路，可以“模拟”出叶子被啃食后的模样(如图所示)。叶 这种体态形成的原因不包括( )
A.人工选择
B.自然选择
C.遗传变异
D.生物适应环境
A
地球上从出现原始生命到形成今天这样丰富多彩的生物世界，是一个漫长的进化过程。下列关于生物进化总趋势的叙述，不合理的是( )
A.从单细胞生物到多细胞生物
B.从体型小的生物到体型大的生物
C.从结构简单的生物到结构复杂的生物
D.从低等生物到高等生物
典例 7
B
变式7　资料一：达尔文发现远离大陆的印度洋南部的克格伦岛经常刮暴风，岛上的花草树木大都生得低矮。这里的昆虫有两种类型：一类是翅非常发达的，一类是无翅或翅小不能飞翔的。经过比较发现无翅或者翅小的昆虫数目要远远大于翅发达的昆虫。
资料二：如图是以生命起源的化学进化学说为依据，结合地质学研究成果绘制的时间轴简图。
(1)昆虫有两种类型：一类是翅非常发达的，一类是无翅或翅小不能飞翔的，这是生物界普遍存在的一种　 　现象。
(2)生物进化的内在因素是　 。
(3)自然界的生物，通过激烈的生存斗争，适者生存、不适者被淘汰的过程叫作　 　。
变异
遗传变异　
自然选择
(4)米勒实验模拟的地球时期是　　(填图中字母)，证实了在原始地球条件下无机物在紫外线、闪电、高温等条件的作用下能形成有机小分子物质。
(5)大家推测最初形成的生命是不需氧型，请分析原因：　 　。
(6)根据时间轴上生物类群出现的顺序，推测人类的出现最可能是时间轴简图中的　 　(填图中字母)时期。
A
一是原始地球上没有氧气，二是早期的生命体结构简单，能量需求少
F
(一)思维模型构建
①　
②
③
④　
⑤　
推测
比较
化石
由低等到高等　　　
自然选择　
(二)一“境”到底，本课小结
结合“创设情境”中的内容，先有鸡还是先有蛋？这个问题讨论的关键是根据现有的证据，推测生物进化的总体趋势是什么？复习完《生命起源和生物的进化》之后，你是否能理解关于生命起源的“海洋化学起源学说”和关于生物进化的“自然选择学说”中的核心观点？
答：“先有鸡还是先有蛋”该问题讨论的关键是在现在的证据下，生物进化在结构上的趋势是从简单到复杂。通过本节课的复习，大家应该基本能够理解生命起源和生物进化的一些观点，“海洋化学起源学说”的核心观点是在原始地球的条件下虽然没有生命，但可以形成构成生命的有机物，然后这些有机物在原始海洋中经过复杂的变化，逐渐形成了原始生命；“自然选择学说”的核心观点是一个物种在有过度繁殖能力的前提下，通过生殖和发育产生大量的可遗传的变异，为生物的进化提供了原始材料，因为食物、空间等条件的限制，环境就会在这些不定向变异中进行定向选择，适应者生存机会大，容易存活下来不断进化，而不适应者生存机会小，容易被环境淘汰走向灭亡。

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