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第三节　地球的演化过程
【学习目标】
1.能够运用地质年代表等资料，说明地壳与生命的演化过程。(综合思维)
2.结合地球的演化历史，从大尺度区域科学认识地球上的海陆变迁。(区域认知)
3.通过地质史上的生物灭绝，认识保护濒危动植物的重要性。(人地协调观)
4.观察化石标本，推测地质年代和古地理环境，培养科学探究的意识和能力。(地理实践力)
【自主预习】
一、原始大气、海洋和陆地
1.地球的演化历史：约46亿年。
2.原始大气、海洋和陆地的形成
(1)地球诞生之初表面被① 所覆盖：地球受到陨石撞击，岩石持续熔化。
(2)原始大气、海洋和陆地的形成
A.原始地壳：陨石撞击减少，地球逐渐冷却，② 冷却形成原始地壳。
B.原始大气：地球内部的气体逸出形成原始大气圈。
C.原始海洋：火山喷发释放大量③ 、二氧化碳、氮、氢等气体，形成厚厚的云层，云层凝结致雨，雨水在④ 汇聚，形成原始海洋。
二、地质年代表
1.地层和化石
(1)地层：地壳在发展过程中形成的，具有一定⑤ 含义的成层的岩石和堆积物。
(2)化石：岩石形成过程中保存下来的石化的古代生物⑥ 或遗迹。
(3)研究意义：地层中保存有各种化石，它们是记录地球历史的“⑦ ”。
2.地质年代表
(1)地层划分依据：⑧ 和古生物遗体或遗迹。
(2)地质年代表
三、地球的演化史
1.太古代(距今25亿年以前)
(1)海陆演化：岩浆喷溢活动频繁，⑨ 剧烈，形成了原始地壳，地表水体分布广泛，陆地面积不大。
(2)大气演化：⑩ 含量较高，大气处于缺氧状态。
(3)地质矿产：形成铁矿的重要时期。
(4)生物演化：出现了 、蓝绿藻类。
2.元古代(距今25亿—5.41亿年)
(1)海陆演化：地壳经过多次构造运动，形成了许多稳定的古陆地。
(2)地质矿产：主要是铁矿，中期出现紫红色石英砂岩和赤铁矿层。
(3)生物演化： 日益繁盛。
(4)大气演化：大气从缺氧状态发展到存在较多 的状态。
3.古生代(距今5.41亿—2.521 7亿年)
(1)海陆演化：构造运动使一些地区发生褶皱隆起，陆地面积扩大，北方形成劳亚古陆，南方形成 。
(2)生物演化
阶段 生物进化 成矿情况
早古生代海洋 动物空前繁盛，泥盆纪被称为“鱼类时代”，泥盆—二叠纪演化为两栖类；晚古生代时期，蕨类植物繁茂，形成广阔森林 石炭—二叠纪成为地质历史上一个重要的
4.中生代(距今2.521 7亿—0.66亿年)
(1)海陆演化
A.发生了规模巨大的构造运动——燕山运动。
B.形成了中国的地质构造 和地貌基础。
C.劳亚古陆逐渐连接，面积扩大，冈瓦纳古陆发生解体并逐渐分离，出现古大西洋和古印度洋。
(2)地质矿产
非金属矿产：煤、石油、天然气、石膏、岩盐等。
金属矿产：铁、钨、锡等。
(3)生物演化
植物：蕨类植物衰退，裸子植物迅速发展，被称为“裸子植物时代”。
动物：恐龙等爬行动物繁盛，被称为“爬行动物时代”。
5.新生代(距今0.66亿年至现在)
(1)海陆演化：出现了喜马拉雅运动，地球海陆分布与现在渐趋一致。
(2)地质矿产：煤、油页岩、石油、石膏和岩盐等。
(3)生物演化
植物：以被子植物为主，被称为“被子植物时代”。
动物：哺乳动物繁盛，被称为“哺乳动物时代”，第四纪出现了人类。
(4)气候演化：第四纪北半球出现大冰期，气候寒冷。
正确打√，错误打×。
1.化石只是地层中存在的古生物遗体。 (　　)
2.元古代时藻类繁盛，大气与水体中有很多游离氧。 (　　)
3.古生代早期海洋无脊椎动物繁盛且出现了两栖类。 (　　)
4.新生代地球上的海陆分布与现在渐趋一致。 (　　)
【合作探究】
主题1　化石和地质年代
情境　石家庄某学校一位老师在暑假期间去邢台大峡谷进行野外考察。下图为老师拍摄的邢台大峡谷的照片。
问题1　判断图中岩石的类型并描述其特征。




问题2　推断图中岩层形成的先后顺序。




一、地层是了解地球历史的最主要途径
1.地层是具有时间顺序的层状岩石
(1)沉积岩的地层具有明显的层理构造。
(2)一般先沉积的地层在下，后沉积的地层在上。
2.沉积岩地层中往往存在化石
(1)化石指在沉积岩的形成过程中保存下来的古代生物遗体或遗迹。
(2)同一时代的地层往往含有相同或者相似的化石。
(3)越古老的地层含有越低级、越简单生物的化石。
3.地层和化石能反映地球的生命历史和古地理环境。
二、地质年代表
三、确定地层年代的方法
方法 原理 具体内容
放射性同位素测定法 在岩石或矿物形成过程中，放射性同位素以一定的形式进入其中，并不断地衰减，蜕变的子体逐渐增加 通过测定岩石、矿物中放射性同位素母体和子体的含量，可以计算出该岩石、矿物的地质年龄，从而确定地层的年代
标准化石测定法 同一时代的地层往往含有相同或相似的化石 根据地层中所含化石，推测地层的年代(此方法在确定小尺度环境演变事件时有一定的局限性)
古地磁年代法 根据古地磁年代确定地层的年代
四、地层层序法确定沉积岩层的新老关系
　　地层层序法就是根据地层下老上新的规律来确定其相对新老关系的基本方法。沉积岩形成后，如未经剧烈的变动，则下面的岩层较老，而上面的岩层较新，即有下老上新的规律。如图，A、B、C、D表示岩层，且岩层年龄A>B>C>D。
五、利用生物进化演变规律确定地层时代
　　不同时代的地层一般含有不同的化石，而相同时代的地层里往往含有相同或相似的化石。因此，可以根据古生物的演化规律，利用化石来确定地层的顺序和时代。在一定的环境中，生活着一定的生物群，在生物体上会留下自然的烙印。这样，利用生物化石可以确定生物生活的时代和古地理环境。例如：在温暖广阔的浅海环境中，可以形成由珊瑚礁组成的石灰岩；在湿热的森林茂密地区，可以形成有丰富植物化石的含煤地层等。
　　地层是地质历史上一定时期内形成的各种成层岩石和堆积物。化石是存留在地层中的古生物遗体、遗物和遗迹。读两种生物化石示意图，回答1~3题。
1.下列关于图示化石的判断，正确的是(　　)。
A.甲为恐龙化石，乙为三文鱼化石
B.甲生物出现时间晚于乙生物
C.甲生物主要在海洋活动
D.乙生物主要在陆地活动
2.在乙生物化石所处的地层中，最可能会发现(　　)。
A.甲生物化石 B.鸟类化石
C.蕨类植物化石 D.鹦鹉螺化石
3.研究古生物化石的意义有(　　)。
①研究地球气候演化　②研究地球的海陆变迁
③研究生命进化过程　④研究地球的起源
A.①②③ B.①②④
C.①③④ D.②③④
主题2　地球的演化过程
情境　《侏罗纪公园》是一部科幻冒险电影，于1993年6月11日在美国上映。影片主要讲述了哈蒙德博士召集大批科学家利用凝结在琥珀中的史前蚊子体内的恐龙血液提取出恐龙的遗传基因，将已绝迹6 500万年的史前庞然大物复生，使整个努布拉岛成为恐龙的乐园，即“侏罗纪公园”。但在哈蒙德带孙子、孙女首次游览时，恐龙“发威”了。
问题1　科幻电影《侏罗纪公园》中的恐龙这种物种主要出现在地质历史上的哪个时代？距今约多少年？




问题2　恐龙早已灭绝了，人类是如何认识这种早期的爬行动物的？





问题3　在恐龙繁盛的时代，地球上以什么植物为主？对于目前的人类社会有何影响？





问题4　根据已学习的知识列举从早古生代到新生代植物演化从低级到高级的顺序。


地球环境的演化过程
根据同位素年龄测定法可知，地球形成约有46亿年的历史了。从其形成到现在，地球的环境发生了巨大的变化。我们可以通过地层的研究认识其环境的演变过程。
海陆演变 地质矿产 大气演化
岩浆喷溢活动频繁，构造运动剧烈，形成了原始地壳，地表水体广泛分布，后期形成小规模的陆地 形成铁矿的重要时期 二氧化碳含量较高，大气处于缺氧状态
陆地面积扩大，到后期形成了许多稳定的古陆地 铁矿的重要形成时期，中期开始出现紫红色石英砂岩和赤铁矿层 藻类通过光合作用，吸收二氧化碳，释放氧气，大气含有较多游离氧
陆地面积进一步扩大，经过泥盆—二叠纪的海西运动，北方形成劳亚古陆，南方形成冈瓦纳古陆 石炭—二叠纪是重要的成煤时代 —
燕山运动形成中国的地质构造轮廓和地貌基础，劳亚古陆逐渐连接，面积扩大，冈瓦纳古陆发生解体并逐渐分离，出现古大西洋和古印度洋 非金属矿产有煤、石油、天然气、石膏和岩盐等，金属矿产有铁、钨、锡等，其中侏罗纪是重要的造煤时代 —
喜马拉雅运动形成了阿尔卑斯山脉、喜马拉雅山脉、安第斯山脉等，地球上的海陆分布与现在渐趋一致 煤、油页岩、石油、石膏和岩盐等 第四季出现大冰期，气温普遍下降，气候寒冷
1.列表对比海陆演变、地质矿产和大气演化
2.生物的演化
　　形成内蒙古乌达煤田7号煤层的远古森林，因2.98亿年前火山喷发而封存于火山凝灰岩内。这种保存方式与意大利庞贝城颇为相似，因此称之为“植物庞贝城”。2024年8月，该化石产地入选第二批国际地质遗产地。下图为“植物庞贝城”的地质年代示意图。读图，回答1~2题。
1.受这次火山喷发影响的地球外部圈层有(　　)。
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
2.封存化石的火山凝灰岩主要形成于(　　)。
A.石炭纪早期 B.石炭纪晚期
C.二叠纪早期 D.二叠纪晚期
【随堂检测】
　　2023年8月，杭州某校地理兴趣小组在石灰岩地层中发现菊石化石。资料表明，菊石最早出现在距今约4亿年前，直到白垩纪晚期灭绝。图Ⅰ为菊石化石图，图Ⅱ为地质年代示意图。读图，回答1~3题。
1.下列关于菊石出现的地质年代的叙述，正确的是(　　)。
A.是重要的铁矿成矿期
B.该地质年代地层中可能出现鱼类化石
C.七大洲和四大洋轮廓初现
D.青藏高原和喜马拉雅山形成
2.根据材料中的信息推测，菊石的生存环境最可能是(　　)。
A.海洋
B.沙漠
C.草原
D.森林
3.下列关于白垩纪地质时期的叙述，正确的是(　　)。
A.蕨类植物繁盛 B.地球上95%的生物灭绝
C.被子植物繁盛 D.恐龙灭绝
　　2022年5月，古生物学家在云南省红河哈尼族彝族自治州泸西县海相地层中发现一块距今约2.44亿年的完整海生爬行动物化石，这个新属种被命名为长尾红河龙。读长尾红河龙化石标本图，回答4~5题。
4.该化石形成的地质年代为(　　)。
A.前寒武纪
B.古生代
C.中生代
D.新生代
5.在同时期的地层中可以找到大量(　　)。
A.三叶虫化石
B.裸子植物化石
C.灵长类动物化石
D.被子植物化石
参考答案
第三节　地球的演化过程
自主预习·悟新知
课前预习
①熔岩　②地球表层　③水蒸气　④低洼地带　⑤时代
⑥遗体　⑦书页　⑧地层顺序　⑨构造运动　⑩二氧化碳　原始细菌　藻类　游离氧　冈瓦纳古陆　无脊椎　成煤时代　轮廓
预习检测
1.×　2.√　3.×　4.√
合作探究·提素养
主题1　化石和地质年代
主题探究
情境
问题1　沉积岩。特征：具有层理构造，可能含有化石。
问题2　在正常情况下，地层是按顺序排列的，先沉积的地层在下，后沉积的地层在上。
对点训练
1.B　2.D　3.A　【解析】第1题，甲图为恐龙化石，恐龙活跃于中生代，生活在陆地上；乙图为三叶虫化石，三叶虫主要活跃于寒武纪，生活在海洋中。因此，恐龙出现时间明显晚于三叶虫。第2题，根据地质年代表可知，最接近寒武纪的生物是鹦鹉螺。第3题，研究古生物化石有助于研究地球气候的演化，研究地球的海陆变迁，研究生命的进化过程等，但与研究地球的起源无关，因为地球起源之初没有古生物存在，①②③正确，④错误。
主题2　地球的演化过程
主题探究
情境
问题1　恐龙主要出现在中生代的侏罗纪和白垩纪，距今2.52亿—6 600万年。
问题2　通过对地层和化石的研究，我们人类获知了恐龙的基本信息及其生活的古地理环境。
问题3　中生代裸子植物极度繁盛，在陆地植物中占主要地位。中生代特别是侏罗纪是主要的成煤期之一，因此可以说该时代茂密的植物为我们目前的人类社会发展提供了大量的化石能源。
问题4　原核细胞生物、海生藻类、蕨类植物、裸子植物、被子植物。
对点训练
1.C　2.C　【解析】第1题，地球外部圈层包括大气圈、水圈和生物圈。火山喷发时，大量火山灰等物质进入大气圈，影响大气成分、能见度等；火山喷发的物质可能会进入水体，影响水圈的水质等；同时，火山喷发的高温岩浆、火山灰等会直接破坏地表植被、动物栖息地等，对生物圈造成严重影响。所以受这次火山喷发影响的地球外部圈层有大气圈、水圈、生物圈，共3个。第2题，由材料可知，形成内蒙古乌达煤田7号煤层的远古森林，因2.98亿年前火山喷发而封存于火山凝灰岩内。从地质年代示意图看，“植物庞贝城”主要形成于二叠纪早期。
随堂检测·精评价
即时训练
1.B　2.A　3.D　【解析】第1题，根据材料“菊石最早出现在距今约4亿年前”可知，其形成年代距今约4亿年，根据图Ⅱ可推知菊石出现的地质年代是古生代。鱼类出现在古生代志留纪；重要的铁矿成矿期是前寒武纪；七大洲和四大洋轮廓初现、青藏高原和喜马拉雅山形成均发生在新生代。第2题，根据材料可知，杭州某校地理兴趣小组在石灰岩地层中发现菊石化石，石灰岩是海相沉积岩层，且古生代以海洋环境为主，海生生物繁盛，因此菊石的生存环境最可能是海洋；沙漠、草原、森林是陆地环境。第3题，由图文可知，白垩纪属于中生代，蕨类植物在古生代泥盆纪、石炭纪繁盛；地球上95%的生物灭绝发生在古生代二叠纪；被子植物繁盛在新生代；恐龙灭绝事件发生于中生代白垩纪。
4.C　5.B　【解析】第4题，长尾红河龙存在于距今约2.44亿年前，应该是中生代(距今2.52亿—0.66亿年)。前寒武纪是自地球诞生到距今5.41亿年的漫长时期，古生代距今5.41亿—2.521 7亿年，新生代开始于距今0.66亿年。第5题，中生代时期裸子植物繁盛，在同时期的地层中可以找到大量裸子植物化石；三叶虫是古生代的生物，灵长类动物、被子植物是新生代生物。

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