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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
达尔文在《物种起源》一书中明确提出，当今地球上生物都是由共同祖先进化而来的，人和猿有共同的祖先。你认同人猿共祖说吗？
4.1.1. 尝试通过化石记录、比较解剖学和胚胎学等事实，说明当今生物有共同的祖先。
4.1.2. 尝试通过细胞生物学和分子生物学等知识说明当今生物在新陈代谢、DNA的结构与功能等方面具有许多共同特征。
1.举例说明当今生物具有共同的祖先，认同现存生物是由共同祖先进化而来。（生命观念、科学思维）
2.分析地层中化石证据的分布规律，认同化石是研究生物进化最直接、最重要的证据。（生命观念、科学思维）
3.举例说明现存生物有许多共同特征，了解生物进化的比较解剖学和分子生物学证据。（生命观念、科学思维）
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一、地层中陈列的证据——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。
（1）化石比较直观，可以观察动物的形态、结构；
（2）根据不同类型的化石及周围的环境，可以推测生物的生理状态、生活环境等；
（3）根据地层年龄，可以推测化石所代表的生物生活的年代以及进化顺序等。
思考：为什么说化石是研究生物最直接、最重要的证据？
针对特定的生物学现象进行观察、提问，体现了科学探究的核心素养。
1、如图所示资料支持达尔文的共同由来学说吗？为什么？
支持。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。例如，21亿年前的地层中首次出现单细胞真核生物，7亿年前的地层中出现了多细胞生物，这说明多细胞生物出现的时间晚于单细胞真核生物，可判断多细胞生物是由单细胞真核生物进化来的。同理，根据上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。
思考 讨论
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
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？
赫氏近鸟龙化石及复原图
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。
少女露西骨骼化石模型及复原图
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1证据支持人猿共祖说吗？为什么？
支持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1类森林古猿。
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。
思考：通过研究化石，能得出什么结论？生物是怎样进化的？
针对特定的生物学现象进行观察、提问，体现了科学探究的核心素养。
有没有“活” 的证据？当今生物体上是否有进化的印记等可以佐证生物是由共同祖先进化而来的呢？
矛尾鱼是唯一现存的总鳍鱼类，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在一起，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地摆在人们的面前的。
银杏树远在二亿七千多万年前就开始出现了，和当时遍布世界的蕨类植物相比，它还是高等植物。到了一亿七千多万年前，银杏已和当时称霸世界的恐龙一样遍布世界各地，后来，绝大部分银杏像恐龙一样灭绝了，只在我国部分地区保存下来一点点，流传至今，成为稀世之宝。
【例1】生物进化最可靠的证据是（ ）
A．各类生物化石在地层里按一定的顺序出现
B．哺乳动物在胚胎发育初期与鱼非常相似
C．脊椎动物具有结构相似的器官
D．生物都能适应一定的环境
A
【解析】选A。化石是研究生物最直接、最重要的证据，A正确，BCD错误。
二、当今生物体上进化的印记——其他方面的证据
1．比较解剖学证据
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
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。
（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？
（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？
（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
种类有一致性。
排列顺序一致。
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
针对特定的生物学现象进行观察、提问，体现了科学探究的核心素养。
（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着共同的原始祖先？
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。
基于生物学事实和证据进行归纳与概括，体现了科学思维的核心素养。
2．胚胎学证据
鳃裂
尾
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。
胚胎学研究表明，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。
胚胎发育早期
胚胎发育中间阶段
胚胎发育后期
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。
基于生物学事实和证据进行归纳与概括，体现了科学思维的核心素养。
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。
从细胞生物学和分子生物学的研究，可以看出截然不同的当今生物之间也有很多相似之处。
3．细胞和分子水平的证据
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？
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 氨基酸差异/个 生物名称 氨基酸差异/个
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？
基于生物学事实和证据进行归纳与概括，体现了科学思维的核心素养。
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，进而为解释适应和物种的形成提供了坚实的基础。
【例2】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
【解析】选B。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，属于细胞和分子水平的证据，B正确，ACD错误。
达尔文生物进化论
共同的物质、结构基础
胚胎早期发育相似性
器官、系统的形态和结构相似
应用
概念
保存在地层中的古代生物的遗体遗物或生活痕迹
生物进化顺序
形态、结构、行为等
比较解剖学
化石
胚胎学
分子水平
细胞水平
蛋白质和DNA等共同点
蛋白质和DNA差异大小
意义
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
意义
指出地球上所有生物都是由原始的共同祖先进化而来
共同由来学说
自然选择学说
组成
证据
最直接、
最重要
亲缘关系远近
1．(2025·中山高一检测)下列有关地球上现存生物来自共同祖先的分子生物学证据的说法，错误的是(　　)
A.大多数现存生物的遗传物质都是DNA
B.亲缘关系越近的生物，其DNA序列相似性越高
C.人与猩猩、恒河猴及兔的血红蛋白基因中的碱基序列有一定的相似性
D.不同生物细胞色素c的氨基酸序列存在较大差异性
D
【解析】选D。大多数现存生物的遗传物质都是DNA，这属于地球上现存生物来自共同祖先的分子生物学证据，A正确；亲缘关系越近的生物，其DNA序列相似性越高，这属于地球上现存生物来自共同祖先的分子生物学证据，B正确；人与猩猩、恒河猴及兔的血红蛋白基因中的碱基序列有一定的相似性，这属于地球上现存生物来自共同祖先的分子生物学证据，C正确；不同生物细胞色素c的氨基酸序列不一定存在较大差异性，如人和黑猩猩氨基酸差异为0，D错误。
2.(2025·日照高一检测)化石、比较解剖学、胚胎学、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.化石可作为生物进化的直接证据
B.鲸的鳍和蝙蝠的翼在外部形态、功能上不同，说明它们是由不同的祖先进化而来的
C.人和鱼的胚胎发育经历了有鳃裂及有尾的阶段，可以用人和鱼有共同祖先来解释
D.亲缘关系越近的生物，在细胞代谢、DNA的结构与功能等方面共同特征越多
B
【解析】选B。化石是研究生物进化最重要、最直接的证据，因为化石是保存在地层中的古代生物的遗体、遗物或生活痕迹等，直接说明了古代生物的结构或行为等，A正确；鲸的鳍和蝙蝠的翼虽然具有不同的外部形态、功能，但有相同的基本结构，说明它们可能是由共同的原始祖先进化而来的，B错误；人和鱼的胚胎发育经历了有鳃裂及有尾的阶段，可以用人和鱼有共同祖先来解释，C正确；亲缘关系越近的生物，在细胞代谢、DNA的结构与功能等方面共同特征越多，D正确。
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
【解析】选C。根据生物进化的相关知识可知，两种生物的细胞色素c这种蛋白质中氨基酸差异个数越少，说明它们的亲缘关系越近，否则就越远，C正确，ABD错误。
4．根据下面材料，回答有关问题。
科学家在对黑猩猩、大猩猩、猩猩、长臂猿的DNA分子进行分析的基础上，主张黑猩猩和大猩猩应该和人划分到一个分类属性，分析结果如下：在上述四种类人猿中，长臂猿与人类DNA分子相差最大，猩猩次之，而黑猩猩与人类DNA分子相差较小，并且小于黑猩猩和大猩猩之间DNA分子的差别。
(1)根据上述材料分析，四种类人猿在进化过程中，与人类分开最早的是哪种？次之是哪种？分开最晚的是哪种？
(2)随着人口的不断增长、战争不断爆发、资源被疯狂掠夺、环境污染严重、森林遭到砍伐，使黑猩猩和大猩猩濒临灭绝。试从“人猿同祖”谈起，说说我们应当怎样对待猿类。
DNA是主要的遗传物质，其上有决定生物性状的基因，DNA分子的差异可以反映生物之间的亲缘关系。DNA分子相差越大，说明生物之间的亲缘关系越远；反之，DNA分子相差越小，说明生物之间的亲缘关系越近。
(1)长臂猿与人类分开最早，猩猩次之，分开最晚的是黑猩猩和大猩猩。
(2)我们应该保护猿类的生活环境，尽可能避免战争，减轻对猿类的危害。
不积跬步无以至千里，
不积小流无以成江海。

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