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第二节
BIOLOGICAL EVOLUTION
学习目标
◎为什么说化石是研究生物进化的直接证据
◎生物进化的大致历程是怎样的
01.研究生物进化的方法
被覆羽毛，
有翅膀，有喙
嘴里有牙齿有爪
鸟
始祖鸟
爬行动物
相似点
推测出：
鸟可能是由爬行类进化来的，始祖鸟是爬行动物进化到鸟类的过渡阶段。
鸟、始祖鸟和爬行动物形态结构比较
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
想一想、议一议
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。
生物进化
的历程
一、生物进化的证据
是生物的遗体、遗物或生活痕迹，由于某种原因，经过若干万年的复杂变化形成的。
化石
这些地层中的化石真实地记录了生物进化的历程。
遗体
遗体
遗物
遗迹
动物化石保存的一般是动物身体的坚硬部分，而这块化石竟然完整地保存了动物的软躯体和附肢，看上去栩如生。后来的研究确认，这种动物是寒武纪早期的海洋节肢动物，被命名为长尾纳罗虫。这一发现揭开了江生物群的神秘面纱，为研究生物的进化作出了重要贡献。
想一想、议一议
我国古生物学家侯先光
发现的长尾纳罗虫化石
内陆高原的山上为什么会有海洋动物化石 研究化石有什么意义呢
说明这里曾经是海洋，发生了地质变迁；研究化石有利于了解生物的进化历程。
①三叶虫生活在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。
分析·讨论：几种化石及化石在地层中的分布
三叶虫化石在多地都有发现，这说明什么
这说明今天发现化石的陆地，在数亿年前曾是一片相连的广阔海洋（如泛大洋），并拥有共同的生命起源。其后板块运动将古海撕裂，大陆携带化石碎片漂移到了世界各地。
②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。
分析·讨论：几种化石及化石在地层中的分布
发现辽宁古果对研究植物的进化有什么意义
辽宁古果为被子植物起源提供了关键化石证据，将花开时间大幅提前，揭示了早期被子植物的演化环节。
③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 。
分析·讨论：几种化石及化石在地层中的分布
发现胡氏耀龙对研究鸟类的起源有什么意义
胡氏耀龙证实了羽毛并非鸟类独有，在鸟类支系外也独立演化出了飞羽，为羽毛和飞行的起源提供了关键的过渡形态证据。
④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。
分析·讨论：几种化石及化石在地层中的分布
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
生物进化
的历程
通过比较不同生物之间细胞色素C的氨基酸差异，你能得出什么结论？
思考
资料3
资料3：通过对不同种类生物的基因和蛋白质（如细胞色素C)进行比较，可以知道这些生物之间亲缘关系的远近。
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
注：数字表示相应物种的细胞色素c与人的细胞色素c不同的氨基酸数目。
差异越小亲缘关系越近
人与黑猩猩的亲缘关系最近，与猕猴、
马、果蝇和向日葵的亲缘关系则越来越远。
地层：一般来说, 构成地球表层成层的岩石。从地面垂直向下可分几层,越向下的地层,年代越古老。不同地质年代的地层里的生物化石,真实的记录了生物进化的历程。
生物进化
的历程
生物进化的证据
一般来说, 构成地球表层的岩石，从地面垂直向下可分几层，越向下的地层，年代越古老。
化石
不同地层
化石模式图
生物进化
的历程
资料1
资料1：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为晚近的地中层才出现。
不同地层
化石模式图
鱼类
两栖
爬行
哺乳
越古老形成的地层
越晚近形成的地层
生物化石越复杂越高等
生物化石越简单越低等
生物进化
的历程
资料1
总结
通过比较不同类型动物的化石在地层中出现的顺序，从而判断动物的进化顺序的方法。
鱼类
两栖类
爬行类
哺乳类
化石是研究生物进化的重要证据和直接证据。
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 。
一、生物进化的证据——化石
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 。
比较
科学方法
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。
推测：这说明它们可能是由共同祖先进化而来的。
科学方法：比较
前肢外形差别很大，但它们骨的排列顺序是相似的
海豹
鹰
蝙蝠
马
人
通过对不同种类生物的基因和蛋白质（如细胞色素C，是其中的一种。细胞色素Ｃ是动植物细胞的线粒体中普遍存在的一种蛋白质，它在生物的呼吸作用中负担很重要的角色，它不会也不能一下子发生巨大的变化。）
生物名称 黑猩猩 猕猴 马 果蝇 向日葵
与组成人的细胞色素C的氨基酸的差异 0 1 12 27 38
推测：差异越小亲缘关系越近。人与黑猩猩的亲缘关系最近，与猕猴、马、果蝇和向日葵的亲缘关系则越来越远。
科学方法：比较
02.生物进化的大致历程
生物进化
的历程
二、生物进化的大致历程
科学家通过对不同年代化石的纵向比较，以及对现在生物种类的横向比较等方法，推断出了生物进化的大致历程。
那么从地球上最初的生命形式到现在形形色色的生物，究竟经历了哪些进化环节呢？
思考
刺胞动物
扁形动物
软体动物
环节动物
线虫动物
节肢动物
棘皮动物
两栖动物
鱼类
爬行动物
鸟类
哺乳动物
苔藓
蕨类
裸子植物
被子植物
图6-22 动植物进化的大致历程示意图
生物进化
的历程
生物进化的大致历程
鸟类
哺乳类
鱼类
两栖类
爬行类
种子植物
多细胞藻类
苔藓
植物
蕨类
植物
单细胞藻类
动物进化
植物进化
鸟类 有喙无齿；被覆羽毛；前肢变成翼；骨中空，内充气体；用肺呼吸，并用气囊辅助呼吸；心脏分为四腔；体温恒定；生殖为卵生
爬行类 体表覆盖着鳞片或甲；用肺呼吸；体内受精，陆上产卵；卵表面有坚韧的卵壳；体温不恒定
两栖类 变态发育，幼体生活在水中，用鳃呼吸；成体营水陆两栖，一般用肺呼吸；兼用皮肤辅助呼吸的作用；心脏为二心房一心室；体温不恒定
鱼类 终生生活在水中；体表多覆盖鳞片；用鳃呼吸；用鳍游泳；心脏有一心房和一心室
哺乳动物 体表被毛；牙齿有门齿、臼齿和犬齿的分化；体腔内有膈；用肺呼吸；心脏四腔；体温恒定；大脑发达；胎生，哺乳
进化顺序
鱼类
两栖
爬行
鸟类
哺乳
思考：生物进化的历程
植物 类别 苔藓类 蕨类 被子 植物 裸子
植物
形态结构 特征
生活环境
进化顺序 有茎、叶分化，没有叶脉等
有根、茎、叶
有根、茎、叶，种子裸露。
有根、茎、叶、花、果实、种子有果皮包被着。
潮湿
潮湿
陆地
陆地
苔藓
蕨类
裸子
被子
思考：生物进化的历程
生物进化
的历程
原始生命
生物进化的大致历程
节肢动物
鱼类
爬行动物
鸟类
哺乳动物
两栖动物
线形动物
腔肠动物
苔藓植物
裸子植物
被子植物
环节动物
生物进化的总体趋势
简单
复杂
水生
陆生
低等
高等
在漫长进化过程中，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。
生物进化
的历程
评价证据与假说
恐龙曾经作为地球上的“霸主”长达一亿多年，但是它们却在距今六万多年前神秘灭绝了。恐龙究竟为什么会灭绝呢？
假说A
有些科学家认为，六千多万年前，一颗小行星，陨石或彗星撞击地球，引起了海啸、火山爆发，导致恐龙迅速灭绝。
假说B
有的科学家提出了不同的看法—恐龙是逐渐消亡的，绝灭原因是不能适应当时的环境变化。
生物进化
的历程
评价证据与假说
小组合作：判断下列证件中，支持假说A和假说B的分别有哪些？
1
在墨西哥，人们发现了一个六千多万年前由一颗直径10千米的小行星撞击地球造成的大坑。大的行星和陨石撞击地球会造成尘埃飞扬，遮天蔽日，导致生物大量死亡。
2
科学研究表明，恐龙大量绝灭的时间相对较短。
3
恐龙的化石常集中出现，表明它们可能是同时大批地死亡的。
支持假说A
支持假说A
支持假说A
生物进化
的历程
评价证据与假说
判断下列证件中，支持假说A和假说B的分别有哪些？
1
在造成墨西哥的大坑的小行星撞击地球事件后，恐龙还生存了几十万年。
2
在恐龙数量减少的同一时期，气候变得干燥而寒冷，植物种类和数量减少。
3
有人发现，在某一批70个恐龙蛋的化石中，只有1个有胚胎，这表明恐龙蛋的受精率比较低。
支持假说B
支持假说B
支持假说B
研究生物进化的方法
化石：生物的遗体、遗物或生活痕迹。
生物进化的大致历程
生物进化的历程
简单
复杂
低等
高等
水生
陆生
比较：是指根据一定的标准，把彼此有某种联系的事物加以对比，确定它们的相同之处和不同之处。
生物进化的历程
1、化石采集队在甲、乙、丙三个不同地层内挖掘到许多化石。记录清单如下：
甲地层（恐龙蛋、始祖鸟、龟）；
乙地层 (马、象牙、犀牛)；
丙地层（三叶虫、乌贼、珊瑚）。
这些地层按地质年代由远到近排列应是（ ）
A．丙、甲、乙 B．乙、甲、丙
C．甲、乙、丙 D．乙、丙、甲
A
A．丙、甲、乙
生物进化的历程
2、下列关于生物进化的叙述，正确的是
（ ）
A. 化石为生物进化提供了唯一的证据
B. 越新近形成的地层中的化石越简单、越低等
C. 生物进化遵循从低等到高等、从陆生到水生规律
D. 生物化石种类包括遗体、遗物、生活遗迹等
D
D. 生物化石种类包括遗体、遗物、生活遗迹等
生物进化的历程
3、科学家研究了人、黑猩猩和马的细胞色素C的结构，发现人与黑猩猩的差异最小，与马的差异大一些。在这一研究过程中，科学家采用的研究方法主要是（ ）
A.比较法 B.模拟实验法
C.调查法 D.测量长度法
A
A.比较法
课堂练习
一 、概念检测
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。 ( )
√
×
×
课堂练习
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
课堂练习
二 、拓展应用
1. 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
2.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
从进化角度看，先有蛋。遗传变异在蛋的形成过程中发生，当某只接近鸡的祖先生下的蛋发生了关键的基因突变，这个蛋孵出的个体才成为第一只真正的鸡。
结构简单往往意味着繁殖快、适应性强、生态位广，能高效利用资源，因此在自然选择中占据优势并广泛分布。

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