人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第1节 生物有共同祖先的证据导学案及答案

第6章　生物的进化

第1节　生物有共同祖先的证据

知识点一　地层中陈列的证据——化石

1．达尔文的生物进化论主要的两大学说

(1)共同由来学说：指出地球上所有的生物都是由原始的共同祖先进化来的。

(2)自然选择学说：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。

2．化石定义：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。

3．化石的科学价值

(1)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。因此，化石是研究生物进化最直接、最重要的证据。

(2)化石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，而且还揭示出生物由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生的进化顺序。

知识点二　当今生物体上进化的印迹——其他方面的证据1.比较解剖学证据

研究比较脊椎动物的器官、系统的形态和结构，可以为这些生物是否有共同祖先寻找证据。

1．鲸和鱼是不同纲的动物，但它们具有相似的体型，是由于它们有共同祖先吗？

提示：不是。具有相似体型是相同环境自然选择的结果。从比较解剖学的证据看是否有共同祖先，是比较它们的器官和系统结构，而不是比较个体的外形。

2．胚胎学证据

(1)胚胎学：指研究动植物胚胎的形成和发育过程的学科。

(2)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。

3．细胞和分子水平的证据

(1)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)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。

在研究分子水平方面的证据证明生物有共同祖先的过程中，经常用到生物化学的手段。

生物化学(biochemistry)是一门研究生物体的化学组成及其变化规律，从分子水平上揭示生命现象本质的一门生命科学，又称生命的化学。

生物化学的研究对象：蛋白质、核酸、酶等。

例如通过比较不同生物的DNA的碱基序列来分析不同生物的亲缘关系时就是利用了生物化学的技术手段。

4．总结

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。

2．构建本节知识的概念图

提示：化石　胚胎学证据　形态和结构　DNA、蛋白质等生物大分子

1．(目标1、2)生物进化的证据是多方面的，其中能作为直接证据的是(　　)

A．化石证据     B．胚胎学证据 

C．比较解剖学证据     D．分子生物学证据

答案　A

2．(目标1)化石之所以能证明生物的进化，根本原因是(　　)

A．化石是保存在地层中的古代生物的遗体、遗物或生活痕迹

B．地壳岩石的形成有一定的顺序

C．各类生物的化石在地层里出现有一定的顺序

D.化石是古生物学研究的对象

答案　C

解析　化石在地层中出现的顺序是人们研究生物进化的一个重要的方面，不同生物化石的出现和地层的形成有着平行的关系，也就是说，在越古老的地层中，挖掘出的化石所代表的生物，结构越简单，分类地位越低等；在距今越近的地层中，挖掘出的化石所代表的生物，结构越复杂，分类地位越高等。

3．(目标1)通过对生物化石的研究，不能推测的是(　　)

A．生物进化的趋势   

B．生物之间的亲缘关系

C.生物的生存年代   

D．无机物能形成有机物

答案　D

4．(目标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，由此判断它们的亲缘关系。这属于进化的(　　)

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

答案　B

5．(目标2)陆生脊椎动物起源于原始共同祖先的胚胎学证据是(　　)

A．胚胎发育都从受精卵开始

B．具有同源器官

C．胚胎发育都离不开水

D．胚胎发育早期都有鳃裂和尾

答案　D

6．(目标1)如图所示，某地三个岩层A、B、C中均发现了许多生物化石。请分析回答：

(1)比较低等简单的生物化石最可能存在于________岩层中；比较高等复杂的生物化石最可能存在于________岩层中。

(2)化石记录可以证明，生物的进化趋势是________________、________________、________________。

答案　(1)C　A

(2)由简单到复杂　由低等到高等　由水生到陆生

题型　生物有共同祖先的证据的辨析

[例1]　生物的遗体、遗物或生活痕迹，由于某种原因被埋藏在地层中，经过若干万年的复杂变化而形成化石。下列关于化石的叙述，正确的是(　　)

A．在越古老的地层中形成化石的生物越高等

B．常用稳定同位素测算化石的形成年代

C．利用化石可以确定古生物的形态结构和行为

D.化石是研究生物进化间接性的证据

解题分析　越近的地层中，形成化石的生物越复杂、越高等，A错误；常用放射性同位素测算化石的形成年代，B错误；化石是研究地球上生物进化的直接证据，D错误。

答案　C

[例2]　地球上的生物是由共同的祖先进化而来的。关于进化证据的下列说法，错误的是(　　)

A．人和鱼的胚胎发育早期都出现了腮裂，属于比较解剖学的证据

B．地层中埋藏的生物化石为研究生物的进化提供了最直接的证据

C．人和黑猩猩的细胞色素C的氨基酸序列相同，属于分子水平的证据

D．蟒蛇外形上无四肢，但体内保留着后肢骨残余，属于比较解剖学证据

答案　A

[例3]　生物都有共同的祖先，下列各项不能作为支持这一论点的证据的是(　　)

A．所有生物共用一套遗传密码

B．所有生物的生命活动所需能量都可以由ATP直接提供

C．细胞生物的细胞结构都有细胞膜和细胞质

D．所有生物的遗传物质都是脱氧核糖核酸

解题分析　所有细胞生物的遗传物质是脱氧核糖核酸，病毒的遗传物质是脱氧核糖核酸或者核糖核酸，D错误。

答案　D

[基础对点]

知识点一　地层中陈列的证据——化石

1.2020年10月，英国布里斯托大学的科学家，通过对形成于两亿多年前的三叠纪晚期的史前粪便的研究发现，布里斯托地区曾经是一个“大鱼吃小鱼、小鱼吃虾米”的海洋世界。这一发现为布里斯托地区曾经是海洋世界提供了(　　)

A.比较解剖学证据     B．胚胎学证据

C.化石证据     D．生物化学证据

答案　C

2．已知物种A的化石比物种B的化石在地层中出现的时间晚很多，由此推测(　　)

A.物种A比物种B的数量多

B.物种A比物种B的体型大

C.物种A可能比物种B的结构复杂

D.物种A一定由物种B进化而来

答案　C

3．许多特殊的动植物被称为“活化石”，如我国的银杏树。1938年在南非附近的印度洋中捕获了第一条被称为“活化石”的腔棘鱼。银杏树和腔棘鱼被称为“活化石”是因为它们的特征是(　　)

A.在自然界十分稀有珍贵

B.该物种出现年代早，但形态结构至今无多大变化，在自然界仍有后代生存但十分稀有和珍贵

C.该物种出现年代较晚，但目前已十分稀有

D.该物种在地球上出现的年代很早，其化石十分稀有和珍贵

答案　B

4．为了重建物种的演化过程，科学家需要确定现代生物间的亲缘关系，由此要进行一系列的科学研究和收集各方面的证据。下列能为科学家对该项研究提供证据的是(　　)

①陨石　②化石　③“活化石”　④古生物遗体中的DNA和蛋白质

A.①②    B．①③

C.②③    D．②③④

答案　D

解析　①陨石是来自地球以外太阳系中其他天体的碎片，故陨石不能为确定生物的亲缘关系提供证据；②化石是存留在地层中的古代生物的遗体、遗物或生活痕迹等，研究化石可以了解生物的演化并能帮助确定地层的年代，故可以为确定生物亲缘关系提供证据；③“活化石”是指现存的一些生物种类曾经从主要的灭绝事件中存活下来，并保留过去原始的特性，所以研究“活化石”可以为确定生物亲缘关系提供证据；④古生物遗体中的DNA和蛋白质可以为研究生物亲缘关系提供分子方面的证据。

5．根据生命系统的结构层次理论，推测地球上发现的最早的生命化石是(　　)

A.单细胞细菌   

B.多细胞水螅

C.低等多细胞藻类植物   

D.高等多细胞被子植物

答案　A

6．下列不属于化石证据支持共同由来学说的是(　　)

A.形成越早的地层中化石生物越低等、结构越简单，揭示了生物进化的顺序

B.赫氏近鸟龙化石的身体骨架与恐龙非常接近，是鸟类起源于恐龙的有力证据

C.318万年前少女露西的骨骼化石与黑猩猩相似，这一证据支持人猿共祖

D.人与蝙蝠、鲸和猫的骨骼结构有很大共同点，这一证据说明它们来自共同祖先

答案　D

解析　人与蝙蝠、鲸和猫的骨骼结构有很大共同点，这一证据属于比较解剖学证据，不属于化石证据，D错误。

知识点二　当今生物体上进化的印迹——其他方面的证据

7.如图所示是七种脊椎动物和人的胚胎发育的比较，由图中信息我们可以作出的推测是(　　)

A.鱼类和人可能具有共同的祖先

B.鱼类和人不可能具有共同的祖先

C.各种脊椎动物间没有亲缘关系

D.无法作出任何科学推测

答案　A

解析　图中7种脊椎动物和人在胚胎发育初期非常相似，都有鳃裂和尾，这表明脊椎动物和人可能是由共同的原始祖先进化而来的，A正确。

8．如图所示，鸟的翅膀、蝙蝠和鲸的前肢骨骼虽然外形上差别很大，但它们骨骼的排列是相似的，这说明(　　)

A.它们属于同一类动物

B.它们可能是由共同的祖先进化而来的

C.骨骼是运动系统的重要组成部分

D.鸟类和哺乳类的前肢功能相似

答案　B

9．大熊猫体型与熊相似，但在分布地区和喜食竹子方面又与小熊猫相似。科学家利用DNA分子杂交技术测定三者DNA片段之间核苷酸的差异，并由此判断亲缘关系的远近，这属于进化的(　　)

A.古生物化石证据    

B.比较解剖学证据 

C.胚胎学证据     

D.细胞和分子水平的证据

答案　D

10．下图显示人类与其他几种脊椎动物血红蛋白多肽链的氨基酸序列组成差异的程度。这一结果为生物进化论提供的证据属于(　　)

A.化石证据

B.胚胎学证据

C.细胞和分子水平的证据

D.比较解剖学证据

答案　C

11．狼、月季、青霉菌的外部形态和生活习性有着明显的差异，但它们在细胞层次上却具有统一的模式。下列属于它们共有的细胞结构的是(　　)

①细胞核　②内质网　③中心体　④线粒体

A.①②③    B．①②④

C.②③④    D．①③④

答案　B

[能力提升]

12．目前科学家把兔子血红蛋白基因导入大肠杆菌细胞中，在大肠杆菌细胞中合成了兔子的血红蛋白，下列不属于这一先进技术理论依据的是(　　)

A.兔子与大肠杆菌有共同的原始祖先

B.所有生物共用一套遗传密码

C.兔子基因与大肠杆菌的DNA都具有相同的结构

D.基因能控制蛋白质的合成

答案　A

解析　A项有共同祖先不是这个技术的理论依据。所有生物共用一套遗传密码；兔子基因与大肠杆菌的DNA都具有相同的结构；基因能控制蛋白质的合成，这些都是转基因技术的理论依据。

13．下列关于生物进化证据的叙述，不正确的是(　　)

A.化石是保存在地壳中的古地质年代的动植物的遗体，是研究生物进化的直接证据

B.蝙蝠的翼和人的上肢的内部结构的相似性可以说明两种生物是由共同祖先演化而来的

C.比较人和其他脊椎动物的胚胎发育过程可知人和其他脊椎动物之间存在亲缘关系

D.现存的不同生物之间亲缘关系越近，其DNA序列和蛋白质中氨基酸序列相似度越高

答案　A

解析　化石是保存在地层中的古代生物遗体、遗物或生活痕迹等，利用化石可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，因此生物进化的直接证据是化石，A错误；蝙蝠的翼和人的上肢，它们的形态和功能都不相同，但它们的内部结构却基本上一致，它们属于同源器官，说明这两种生物是由共同的原始祖先进化而来的，B正确。

14．化石是生物进化的直接证据。下列化石证据与得出的相关的生物进化信息，不符合的有(　　)

答案　D

解析　不同地质年代地层中的化石结构特征不同，可推出生物由简单到复杂的进化趋势，A不符合题意；同一地质年代地层中的化石种类越多，说明当时环境条件越复杂，B不符合题意；从白垩纪恐龙化石群中化石的种类可推出生物的多样性，从每种化石的体型特征可推出生物的适应性，C不符合题意；根据始祖鸟化石中间过渡体型特征可推出鸟类祖先源于爬行动物演化，D符合题意。

15．细胞色素C是由104个氨基酸组成的蛋白质，经过对其化学结构的测定，各种生物有所不同。若以人的细胞色素C的氨基酸序列作标准，将若干种生物的细胞色素C的氨基酸序列与人相比较，将其差别列表如下：

(1)从表中数据可以看出，生物细胞色素C的氨基酸组成和生物的亲缘关系是：亲缘关系越近，细胞色素C的氨基酸组成差异越________。

(2)从表中可知，人和________的亲缘关系最远，因为两者的__________________________________。

(3)黑猩猩和猕猴在形态结构上差别很大，但它们的细胞色素C中的氨基酸数目差别却不大，这说明二者之间有着____________。

(4)表格从分子生物学的角度为________提供了证据。这些数据有一定的差异，是否支持生物有共同的起源并叙述理由。

答案　(1)小

(2)酵母菌　细胞色素C的氨基酸组成差异最大

(3)共同的祖先

(4)生物进化论　支持，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，数据差异是表明亲缘关系的远近。

16．中国科学家在野外找到一块化石，将化石中的动物取名“顾氏小盗龙”(如图)，经观察后发现它具有这样一些特征：浑身披有羽毛，全长大约是77 cm，后肢上有尖锐的弯曲的爪子和比身体长的尾巴，特别是前后肢无论是从结构还是从外部形态来看都像现代鸟的翅膀。

(1)请你分析它与现存的哪类动物有亲缘关系？__________，理由是__________________________________________________________________________________________________________________。

(2)请你分析它可能是树栖还是地栖？并说明理由。

______________________________________________________________。

(3)如果在第一块化石所在地层之下又找到了第二块化石，它的特征是身体扁平，全身具有鳞片，无四肢，但身体两侧有鳍状结构。那么第一块化石和第二块化石比较，哪一块可能更古老？说明理由。_________________________。

答案　(1)鸟类　因为该化石中的动物浑身披有羽毛、前后肢无论从结构还是从外部形态来看都像现代鸟的翅膀，具有鸟类特征

(2)树栖，因为后肢上有尖锐的弯曲的爪子，适于攀爬树干

(3)第二块更古老，因为第二块更接近鱼类的特征