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第三章 生物的进化
第二节
生物进化的历程
学习目标
1.理解化石的概念和化石在地层中的分布。
2.尝试运用比较等科学方法对化石进行观察、比较和分析。
3.概述生物进化的大致历程。
4.说出生物进化的总体趋势。
5.了解评价证据与假说。
右图为郑氏始孔子鸟的复原图。这种动物生活在约1.31亿年前。它的个头与鸡相近，上下颌没有牙齿，翅膀上还长着爪子。这种动物早就灭绝了，科学家是用什么方法来研究它的
科学家根据化石，运用比较等方法来研究郑氏始孔子鸟。
郑氏始孔子鸟之所以在灭绝上亿年后，还能为人所知，是因为在地层中留下了它们的化石。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。正是因为化石的存在，人们对生物进化的研究才有了可靠的证据。
研究生物进化的直接证据--化石
分析·讨论
几种化石及化石在地层中的分布
三叶虫生活在5.6亿~2.4亿年前，它们种类繁多，有的长达70厘米，有的只有2毫米。
我国科学家在辽宁西部发现了辽宁古果化石。辽宁古果是一种生活在约1.45亿年前的原始被子植物。
三叶虫化石
辽宁古果化石
胡氏耀龙化石是我国科学家在内蒙古宁城县发现的。胡氏耀龙有4枚长长的带状尾羽，尾椎极度退化，牙齿出现了分化。尽管它看上去像鸟，但科学家将它与恐龙、鸟类的大量特征进行分析、比较后，认定这种动物属于恐龙。
胡氏耀龙化石及复原图
不同的地层中埋藏着不同类型的生物化石。一般来说，在较古老的地层中，埋藏的仅是结构较简单的生物的化石；在较晚近的地层中，才会有结构更复杂的生物的化石。
不同地层中化石的示意图
讨论
三叶虫化石在多地都有发现，这说明什么
发现辽宁古果对研究植物的进化有什么意义
三叶虫在多地都有发现，说明它们在5.6亿~2.4 亿年前是海洋中的优势生物，适应性强，分布范围广。
辽宁古果(约1.45亿年前)是目前已知最早的原始被子植物之一，为研究被子植物起源提供关键证据。其化石结构(如种子被果皮包裹)为研究花、果实的演化提供了直接证据。
发现胡氏耀龙对研究鸟类的起源有什么意义
胡氏耀龙具有羽毛(4枚带状尾羽)和尾椎(极度退化)，牙齿分化，经分析、比较后被认定仍属于恐龙，支持“鸟类起源于恐龙”的假说。其外形似鸟但分类上属于恐龙，说明飞行特征(如羽毛)可能在不同类群中独立演化。
根据不同地层中埋藏的不同类型的生物化石，你能对生物进化的历程作出怎样的推测
根据不同地层中的生物化石，推测生物进化的历程是从简单到复杂：早期地层以三叶虫等结构简单的生物为主，晚近地层出现被子植物、鸟类等结构复杂的生物。从水生到陆生：早期化石多为海洋生物(如三叶虫)，后期地层出现陆生植物(辽宁古果)和陆生动物(胡氏耀龙)。
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；可以比较不同时期生物的形态、结构，以推断它们之间的亲缘关系，了解生物进化的历程。
小资料
通过比较不同生物的DNA，可以推断生物之间的亲缘关系，进而确定生物之间的进化关系。
大部分化石发现于沉积岩的地层中。研究发现，地球上各种生物并非在同一时期出现，而是有早有晚，其中有的种类一直延续至今，有的却灭绝了。各类生物化石在地层中按照一定顺序出现的事实说明，现代各种各样的生物是经过漫长的地质年代逐渐进化来的。
科学方法
比较
比较是一种科学分析事物的基本思维方法，是人们根据一定的标准，把彼此有某种联系的事物加以对比，从而找出内在联系、共同规律和事物本质的方法。
在研究生物进化时常常用到比较的方法。例如，比较马的前肢、鹰的翼和蝙蝠的前肢骨骼，可以发现这些动物的前肢或翼有一些共同特征，这说明它们可能是由共同祖先进化而来的。
马的前肢、鹰的翼和蝙蝠的前肢外形差别很大，但它们骨的排列顺序是相似的。
生物进化的大致历程
地球上最早出现的生物是原核生物，后来才出现了真核生物，现在形形色色的植物和动物都是真核生物。下图是动植物进化的大致历程，你能根据已有的知识补充其中的空缺吗
动植物进化的大致历程示意图
一般来说，生物进化的总体趋势，是由简单到复杂、由水生到陆生。在漫长的进化过程中，既有新的生物种类产生，也有一些生物种类灭绝。各种生物在进化过程中形成了各自适应环境的形态结构和生活习性。
需要注意的是，关于生物进化的历程，目前还有很多问题没有弄清楚，化石方面的证据也不是很全面。不过，随着新的研究手段的应用和新证据的发现，人们对生物进化过程的认识将越来越接近历史原貌。
想象空间
如果恐龙没有灭绝，那么现在的生物圈会是什么模样
思维训练
评价证据与假说
在一些有关生物进化的研究中，科学家往往根据一些已有的证据提出某种假说，然后搜集证据进一步支持假说。找到的证据，有的支持假说，有的却不支持假说。有关恐龙灭绝之谜就是这样的。
恐龙曾经“称霸”地球1亿多午，但是，它们却在6000多万年前神秘地灭绝了。恐龙究竟为什么会灭绝呢
假说A：在6000多万年前，一颗小行星或彗星撞击了地球，引起了海啸、火山爆发，导致恐龙迅速灭绝。
假说B：恐龙是逐渐消亡的，灭绝原因是不能适应当时的环境变化。
以下所列的一些证据，有的可能支持假说A，有的可能支持假说B。
在墨西哥，人们发现了一个6000多万年前由一颗直径近10千米的小行星撞击地球造成的大陨石坑。小行星或彗星撞击地球会造成尘埃飞扬。遮天蔽日，导致生物大量死亡。
恐龙化石常常是集中出现的，表明它们可能是同时大批死亡的。
在造成墨西哥大陨石坑的小行星撞击地球事件之后，恐龙还生存了几十万年。
有人发现，在某一批70个恐龙蛋的化石中，只有1个有胚胎，表明这批恐龙蛋的受精率比较低。
化石证据显示，在灭绝之前一段时期的恐龙，骨骼出现变形，蛋壳变得很薄，因此卵中的胚胎容易受到威胁。
支持假说A和支持假说B的证据分别有哪些 你对各证据支持假说的力度是怎样评价的 你更倾向于支持哪种假说
项目 假说A 假说B
内容 在6000多万年前，一颗小行星或彗星撞击了地球，引起了海啸、火山爆发，导致恐龙迅速灭绝 恐龙是逐渐消亡的，灭绝原因是不能适应当时的环境变化
支持的证据 ①在墨西哥，人们发现了一个6000多万年前由一颗直径近10千米的小行星撞击地球造成的大陨石坑。小行星或彗星撞击地球会造成尘埃飞扬，遮天蔽日，导致生物大量死亡 ②恐龙化石常常是集中出现的，表明它们可能是同时大批死亡的其中，证据①的支持力度较大 ③在造成墨西哥大陨石坑的小行星撞击地球事件之后，恐龙还生存了几十万年
④有人发现，在某一批70个恐龙蛋的化石中，只有1个有胚胎，表明这批恐龙蛋的受精率比较低
⑤化石证据显示，在灭绝之前一段时期的恐龙，骨骼出现变形,蛋壳变得很薄，因此卵中的胚胎容易受到威胁
其中，证据③的支持力度较大
1.化石是研究生物进化的直接证据。判断下列有关化石的说法是否正确。
(1)恐龙的足迹、叶的印迹都可能形成化石。 ( )
(2)化石是研究生物进化的唯一证据。 ( )
(3)在地质年代较晚近的地层中，不可能找到结构较简单的生物的化石。
( )
×
×
√
2.下列关于生物进化总体趋势的叙述，不合理的是 ( )
A.从植物到动物
B.从水生生物到陆生生物
C.从单细胞生物到多细胞生物
D.从结构简单的生物到结构复杂的生物
A
3.鸡生蛋，蛋生鸡。先有鸡还是先有蛋，似乎很难回答。你能综合运用遗传、变异和进化的知识作出合理的解释吗
提示：先有鸡还是先有蛋，我们不能简单地肯定谁在前谁在后，因为任何生物都是不断进化发展的，进化的历程是漫长的，而且遗传和变异是进化的基础。生物在由爬行类进化到鸟类的过程中不断地发生变异，并经自然选择将这些变异保存和遗传下来。从进化的角度看，鸡这一物种形成时，鸡和鸡蛋同时形成。从基因水平看，鸡和鸡蛋具有同样的遗传物质基础，两者在地球上的出现也是无所谓先后的。
4.在现存的生物中，有许多结构简单的生物种类不仅没有在进化过程中灭绝，反而分布非常广泛，这是为什么
许多结构简单的生物由于能够适应环境的不断变化，所以没有灭绝，而且分布还非常广泛。
5.如果有条件，请参观自然博物馆或者有关生物进化的展览，并将自己的参观感受，以“追寻生命的足迹”为题，为班级墙报写一篇小论文。
国家自然博物馆
生物进化的历程
研究生物进化的直接证据——化石
比较不同地层中的化石，推测生物的进化
比较现存生物的形态结构
科学方法——比较
生物进化的大致历程
动植物进化的大致历程
生物进化的总体趋势
对生物进化历程的继续探索
评价证据与假说

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