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第1节 生物有共同祖先的证据
第6章 生物的进化
你知道人类的进化史吗？
问题探讨
那你知道最初人是怎么出现的吗？
上帝造人
女娲造人
神创论
问题探讨
神创论
传说1—女娲造人
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。
传说2 上帝造人
上帝用泥土造人，在泥坯的鼻中吹人生命的气息，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。
神创论
传说3 古希腊神话
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。
神创论
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。
问题探讨
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。
问题探讨
讨论1： 反对共同由来学说的人能拿出有说服力的证据吗
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。
问题探讨
讨论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。
问题探讨
查尔斯-达尔文(1809-1882)
一、达尔文的生物进化论主要两大学说
一、达尔文的生物进化论主要两大学说
2. 自然选择学说：揭示了生物进化机制，解释了适应的形成和物种形成的原因。
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。
生物进化论的证据
化石
比较解剖学
细胞和分子水平的证据
胚胎学
二、地层中陈列的证据——化石
辽宁古果的生存年代为距今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。
从辽宁古果化石表面上看，化石保存完好，形态特征清晰可见。
1. 定义：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。
辽宁古果化石标本
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
2. 作用：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，化石是研究生物进化最直接、最重要的证据。
3. 分布：大部分化石发现于沉积岩（P101）的地层中。
化石形成过程
河流携带着沉积物流入海洋，随着时间的推移，死去的生物被层层掩埋。
挖掘沉积岩我们可以看到排列有序的化石，最古老的埋藏在最深处。
大约6亿年前的三叶虫化石标本
琥珀，是一种透明的生物化石，是松柏科、杉科等植物的树脂化石，树脂滴落，掩埋在地下千万年，在压力和热力的作用下石化形成，有的内部包有蜜蜂等小昆虫，奇丽异常。琥珀大多数由松科植物的树脂石化形成，故又被称为“松脂化石”。
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
支持：生物由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生的进化
资料1：化石在地层的分布
该资料支持达尔文的共同由来学说吗？
思考·讨论 化石证据对共同由来学说的支持
资料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？
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
思考·讨论 化石证据对共同由来学说的支持
资料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？
支持。因为露西既有现代人类的特征，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。
思考·讨论 化石证据对共同由来学说的支持
适于攀缘
直立行走
少女露西复原图
4. 结 论
（1）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。
（2）揭示出生物的进化顺序：
由简单到复杂
由低等到高等
由水生到陆生
有没有“活”的证据来支持生物是由共同祖先进化而来的呢？
活化石
鸭嘴兽体表有毛，用乳汁哺育后代，具有哺乳动物的特征；鸭嘴兽的繁殖方式是卵生，又像爬行动物。2500万年前就已出现，至今仍生活在澳大利亚，可以作为哺乳动物是从爬行动物进化而来的证据之一。
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
银杏
珙桐
活化石
鹦鹉螺
三、当今生物体上进化的印迹——其他方面的证据
思考·讨论 比较三种脊椎动物前肢和人的上肢骨骼
蝙蝠的翼
鲸的鳍
猫的前肢
人的上肢
三种脊椎动物前肢和人的上肢骨骼比较的示意图
1. 比较解剖学证据
比较解剖学：是用解剖的方法研究比较脊椎动物的鱼纲、两栖纲、爬行纲、鸟纲和哺乳纲及其类群的器官、系统的形态和结构的一门学科。
1. 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。其种类有一致性吗？
种类具有一致性。
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
思考·讨论 比较三种脊椎动物前肢和人的上肢骨骼
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？
排列顺序一致。
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
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。
思考·讨论 比较三种脊椎动物前肢和人的上肢骨骼
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？
4. 人与蝙蝠、鲸和猫的骨骼结构还有哪些共同点？哺乳动物与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的共同的原始祖先？
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。
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。
思考·讨论 比较三种脊椎动物前肢和人的上肢骨骼
2.1 比较解剖学证据
动物的尾骨
人类退化的尾骨
比较解剖学证据：不同的脊椎动物骨骼外形和功能不同，但骨骼结构具有许多共同点，有相同的起源，说明它们是由共同的祖先进化来的。由于适应不同的环境，逐渐出现了形态和结构、功能的不同。
（1）胚胎学：是指研究动植物胚胎的形成和发育过程的学科。
（2）证据：
①人的胚胎在发育早期会出现鳃裂和尾，这与鱼的胚胎在发育早期出现鳃裂和尾非常相似。
人胚胎发育早期的显微照片（放大18倍）
鳃裂
尾
2. 胚胎学证据
（2）证据：
②脊椎动物在胚胎发育早期都有彼此相似的阶段。
（3）结论：该证据支持人和其他脊椎动物有共同祖先的观点。
2. 胚胎学证据
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。
3. 细胞和分子水平的证据
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
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。
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？
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。
都有细胞壁、细胞膜、细胞质、核糖体和DNA，说明古细菌和当今生物的细胞可能有共同祖先。
2. 举例说出当今生物的细胞在代谢上的共同点。
思考·讨论 从细胞和分子水平看当今生物的共同特征
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、长臂猿等类人猿可能有共同的祖先。
思考·讨论 从细胞和分子水平看当今生物的共同特征
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。
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
4. 根据以上资料，你可以得出什么结论？
①人和其他生物的细胞中普遍含有细胞色素c，说明生物由共同的祖先进化而来。
②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。
思考·讨论 从细胞和分子水平看当今生物的共同特征
（1）细胞水平的证据：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。
（2）分子水平的证据：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。
3. 细胞和分子水平的证据
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，进而为解释适应和物种的形成提供了坚实的基础。
综上所述，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分子水平的研究，都给生物进化论提供了有力的支持
总结
教材中能说明生物有共同祖先的事例
1．生物的遗传物质都是核酸
地球上目前存在的生物的遗传物质都是核酸，其中具有细胞结构的生物的遗传物质都是DNA，只有少数病毒的遗传物质是RNA。
2．地球上生物遗传信息传递都遵循中心法则
DNA上的遗传信息通过复制传递到子细胞或子代生物体内，并通过转录传到RNA上，RNA上的信息通过翻译指导蛋白质的合成。这些信息传递过程不管是在真核生物还是在原核生物中都存在，如果生物不是具有共同起源，两类生物不会这么巧合都遵循中心法则。
3．地球上生物遗传信息传递过程都遵循碱基互补配对原则
在生物界通用的中心法则中，都遵循碱基互补配对原则，比如DNA复制时有A—T、G—C配对，在转录过程中，有T—A、A—U、G—C配对，在翻译过程中mRNA上的密码子和tRNA上的反密码子存在A—U、G—C配对。
4．地球上的生物都共用同一套遗传密码
生物体内RNA指导蛋白质合成，都是mRNA上三个相邻碱基决定一个氨基酸，故而生物有64种密码子，而且无论是动物、植物、微生物，其特定密码子对应编码的氨基酸都是相同的。终止密码子都是UAA、UAG、UGA。这也充分说明了地球上的生物有共同起源。
5．细胞都具有生物膜
地球上生物有共同起源在别的方面我们也能找到一些证据。比如地球上的具有生命系统的细胞都具有生物膜（如细胞膜），而且无论是原核细胞还是真核细胞的生物膜都以磷脂双分子层为基本支架。
物质组成
细胞结构
细胞代谢
细胞生命活动
遗传物质
遗传信息流动
细胞学说
化学元素种类大致相同，无机物和有机物。
细胞膜、细胞质、核糖体、DNA和RNA。
都是物质与能量变化过程，ATP是直接能源物质。
增殖、分化、衰老、凋亡。
细胞生物都以DNA作为遗传物质。
DNA的结构均为双螺旋结构。
都遵循“中心法则”，共用一套遗传密码。
体现生物界的统一性。
当今生物具有共同的其他证据
和谐
人类与其他生物
同宗同源
地位平等
共生
人类与其他生物
和谐相处
是人类生存之本
新冠肺炎的发生必须让我们引以为戒!
后记

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