生物必修2《遗传与进化》第1节 生物有共同祖先的证据课文内容课件ppt

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目 标 素 养1.通过对化石、比较解剖学和胚胎学证据进行比较、分析、归纳和概括,说明当今生物具有共同的祖先。2.概述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,从细胞和分子水平佐证当今生物具有共同的祖先。3.基于对丰富多样的生物具有共同祖先的认识,认同生物的统一性,摒弃人类中心主义的观点。
一、达尔文生物进化理论的两大学说1.共同由来学说该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。
二、地层中陈列的证据——化石1.概念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。2.作用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。
3.分布大部分化石发现于沉积岩的地层中。4.化石大量化石证据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。微思考1地层中最早的生物化石是哪种生物的化石?提示:单细胞生物。
微判断1化石是研究生物进化的最直接证据。判断下列相关表述是否正确。(1)生物的遗体、遗物或生活痕迹叫作化石。(　　)(2)通过化石可以了解已绝灭生物的形态、结构特点,并推测其行为特点。(　　)(3)古老地层中没有复杂生物的化石,而新近地层中可能有简单生物的化石。(　　)(4)通过化石的研究可以证明地球上的各种生物之间有一定的亲缘关系。(　　)
(5)现在的各种生物是经过漫长的地质年代进化而来的。(　　)(6)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。(　　)
微训练11.下列关于生物化石的叙述,错误的是(　　)A.越古老的地层中,形成化石的生物越简单、越低等B.生物化石都是由生物体的坚硬部分形成的C.生物化石为研究生物进化提供了最直接、最重要的证据D.赫氏近鸟龙化石的发现,为鸟类起源于爬行类提供了证据答案:B
2.右图中的甲、乙、丙、丁四个地层是按照地质年代由古老到晚近的顺序划分的。古生物学家发现:甲地层只有水生生物化石;乙地层的水生生物化石占多数;丙和丁地层的陆生生物化石越来越多。由此看出生物在生活环境方面的进化趋势是(　　)A.从水生到陆生　　　B.从简单到复杂C.从低等到高等D.从陆生到水生
三、当今生物体上进化的印迹——其他方面的证据1.其他方面证据的比较
2.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。
微思考2在东非大裂谷地带,科学家发现了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。这一发现能得出什么结论?提示:人和猿具有共同的祖先。
微判断2基于比较解剖学以及细胞与分子生物学证据,判断下列表述是否正确。(1)蝙蝠的翼与人的手是同源器官,说明两者存在亲缘关系。(　　)(2)具有同源器官的哺乳动物是由共同祖先进化来的。(　　)(3)人和鱼的胚胎发育经历了有鳃裂及有尾的阶段,说明人和鱼具有共同的祖先。(　　)(4)有共同祖先的生物个体在形态结构上没有差异。(　　)
(5)亲缘关系越近的生物,在细胞代谢方面的共同特征就越多。(　　)(6)通过对比不同物种的基因序列,可推断不同物种的进化关系。(　　)(7)DNA中的碱基序列相似程度越大,生物的亲缘关系可能越近。(　　)
微训练2 病毒不能形成化石以及它们的复制机制复杂,使得研究病毒的起源十分困难。有关病毒的起源及与细胞的关系,目前最能被接受的是生物大分子→细胞→病毒。下列观点能支持病毒的起源是在细胞产生之后的是(　　)A.病毒既具有生物大分子的属性,又具有生物的部分特征B.所有病毒都是寄生的,病毒离开细胞不能进行新陈代谢C.病毒的化学组成简单,主要有核酸和蛋白质两类分子D.有些病毒的核酸与哺乳动物细胞DNA的某些片段的碱基序列十分相似
一 地层中陈列的证据——化石重难归纳1.化石的种类(1)遗体化石:将古生物遗体本身几乎全部或部分保存下来的化石。(2)遗迹化石:将古生物活动或存在过的痕迹保存下来的化石,其中最主要的是足迹。(3)遗物化石:将古动物的粪便、卵(蛋)以及人类祖先使用的工具等保存下来的化石。
2.化石在研究生物进化中的应用
研究人员在1.5亿年前的沉积岩中发现了已绝灭的剑尾动物的化石。研究人员对每个个体背甲的长/宽(用S表示)进行了测定。测定结果(该种动物S值的分布)表示成下图所示的p曲线。研究人员在1亿年前的沉积岩中,又在三个不同地点发现了三个不同的剑尾动物群体的化石,曲线a、b、c分别表示三个群体的S值的分布情况。请根据相关信息,讨论下列问题。
(1)剑尾动物已经绝灭了1亿年,科学家是如何来研究剑尾动物的呢?提示:科学家通过研究剑尾动物的化石来研究剑尾动物。化石是研究生物进化最直接、最重要的证据。
(2)研究人员在1亿年前的沉积岩中,在三个不同地点发现了三个不同的剑尾动物群体的化石,据此可得出什么结论?提示:三个不同的剑尾动物群体是同时出现的。(3)据图分析,三个不同的群体中哪个群体当时生存的环境是较为复杂的?请说明理由。提示:曲线c所代表的群体。该群体的S值出现了不同方向的变化。
典例剖析 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答案:A解析:研究生物进化最直接、最重要的证据是化石,因为化石是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,各类生物的化石在地层中的出现是有一定顺序的。
解答化石类试题的“3个关键点”(1)研究发现,不同地层中埋藏有不同类型的生物化石,埋藏于较浅地层中的生物化石与现代生物的结构比较相似,埋藏于较深地层中的生物化石与现代生物的结构差别较大。(2)一般来说,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;在越晚形成的地层中,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)地球上各种生物并不是在同一时期出现的,而是有早有晚,它们有的一直繁衍下来,有的却绝灭了。各类生物化石在地层中按照一定顺序出现的事实证明:现代的各种各样的生物都是经过漫长的地质年代逐渐进化而来的。
学以致用 已知在古老的地层中出现物种A的化石,在晚近的地层中出现物种B的化石,经过比较,得出以下观点,其中合理的有(　　)①物种A比物种B出现得早　②物种A可能比物种B结构简单　③物种B一定是从物种A进化来的　④物种A一定是陆生的,物种B一定是水生的A.①②　　B.②③C.①③　D.①④答案:A
解析:由题干可知,在古老的地层中出现物种A的化石,在晚近的地层中出现物种B的化石,物种A的化石出现在物种B的化石之前,说明物种A比物种B出现得早,也能说明物种A可能比物种B结构简单,①②正确;物种A的化石出现在物种B的化石之前,说明物种A比物种B出现得早,但无法确定物种B一定是从物种A进化来的,③错误;根据题干信息,无法判断物种A和物种B是陆生的还是水生的,④错误。
二 当今生物体上进化的印迹——其他方面的证据重难归纳1.比较解剖学证据——对人的上肢、猫的前肢、鲸的鳍和蝙蝠的翼在结构上相似性的分析(1)从外形来看,这些器官很不相同,但是它们的内部结构却基本一致,它们都是由肱骨、桡骨、尺骨、腕骨、掌骨和指骨组成的,这些骨的排列顺序也基本一致。(2)这些器官结构的相似性说明,这些生物都是由共同的原始祖先进化而来的。
2.胚胎学证据——比较人和鱼的胚胎发育过程(1)人和鱼在胚胎发育早期都有彼此相似的阶段,说明人和其他脊椎动物都是由共同的原始祖先进化而来的,所以它们在胚胎发育早期都有彼此相似的阶段。(2)古代脊椎动物共同的原始祖先生活在水中,所以人和其他脊椎动物在胚胎发育过程中会出现鳃裂。(3)人是从有尾的动物进化而来的,所以在胚胎发育的过程中会出现很明显的尾。
3.细胞水平的证据(1)证据①无论是原核生物还是真核生物,它们的细胞都有相似的基本结构。②原核细胞中的蓝细菌细胞和真核细胞中的叶肉细胞内都有与光合作用有关的色素和酶等,它们都能进行光合作用,把光能转化为化学能,将无机物转化为储藏能量的有机物。
(2)结论:现存生物都是由共同的祖先进化来的,它们有着或远或近的亲缘关系,亲缘关系越近的生物之间具有越多的共同特征。
4.分子水平的证据(1)证据①DNA分子水平:大多数现存生物的遗传物质都是DNA,而且它们的DNA在组成、结构和功能上有许多共同之处,不同生物的DNA在行使功能时也有许多相似之处。②基因水平:人类与猩猩、恒河猴和兔的血红蛋白基因中部分碱基序列有一定的相似性。③蛋白质水平:不同生物体内细胞色素c的氨基酸序列也存在很高的相似度。
(2)结论①不同生物之间DNA序列的相似性越高,亲缘关系越近。②不同生物之间特定蛋白质的氨基酸序列的相似度越高,生物之间的亲缘关系越近。5.归纳生物进化的规律生物进化的规律是由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生。
下图分别为人和其他脊椎动物不同时期胚胎的比较,以及人的上肢和其他动物的前肢骨骼的比较,思考并回答下列问题。
(1)根据图1可以看出,人和其他脊椎动物在胚胎发育初期,不仅外形像鱼,而且在结构上都有鳃裂和尾,这说明了什么?到了胚胎发育晚期,除鱼之外,人和其他脊椎动物的鳃裂都消失了,人的尾也消失了,这又说明了什么?提示:胚胎发育初期,人和其他脊椎动物的胚胎在结构组成方面基本相同,这说明这些生物是由共同的原始祖先进化而来的。胚胎发育晚期,人和其他脊椎动物的胚胎在形态方面不一样,说明这些生物在不同的环境中向着不同方向进化。
(2)观察图2中人的上肢、猫的前肢、鲸的鳍和蝙蝠的翼,它们在结构组成方面相同吗?这说明了什么?它们在形态方面一样吗?这又说明了什么?提示:它们在结构组成方面相同,这说明这些生物都起源于共同的原始祖先。它们在形态方面不同,这说明由于它们生活环境的不同,这些器官逐渐出现了形态和功能上的差异。
典例剖析 下图为4个物种的进化关系树,图中百分数表示各物种与人类的DNA相似度,DNA碱基进化速率按1%/百万年计算。下列相关叙述合理的是(　　)A.4个物种不是由共同祖先形成的B.不同生物的DNA差异的大小不能揭示它们的亲缘关系C.人类与黑猩猩的DNA差异经历了约99万年的累积D.大猩猩和人类的亲缘关系,与大猩猩和非洲猴的亲缘关系的远近相同
解析:4个物种DNA相似度很高,很可能来源于共同祖先,A项不合理。不同生物的DNA差异的大小揭示了它们的亲缘关系,B项不合理。人类与黑猩猩的DNA差异是0.99%,而碱基进化速率为1%/百万年,通过计算可知人与黑猩猩的DNA差异经历了99万年左右的积累,C项合理。通过比较DNA的差异可知,大猩猩与人类的亲缘关系比大猩猩与非洲猴的亲缘关系近,D项不合理。
学以致用 构成人体的细胞多种多样,其中胰岛B细胞合成胰岛素,甲状腺细胞合成甲状腺激素。植物的叶肉细胞中含有叶绿素,根尖成熟区表皮细胞形成根毛。正常情况下,分化的细胞还具有一定的寿命。例如,红细胞分化成熟后的寿命约是120天,白细胞的寿命约是12天。下列说法错误的是(　　)A.现代分子生物学的证据表明,细胞分化是基因选择性表达的结果B.在个体发育过程中,有序的细胞分化能够增加细胞的类型
C.由不同类型的细胞构成生物体的组织和器官,执行不同的功能D.自然环境中的各种生物,由于某种功能的需要而进化产生了各种细胞类型答案:D解析:自然环境中的各种生物,由于细胞分化,形成了各种类型的细胞,并经过选择而适应各种环境。
1.已知物种甲的化石比物种乙的化石在地层中出现的时间晚很多,由此推测(　　)A.物种甲比物种乙的数量多B.物种甲比物种乙的体型大C.物种甲比物种乙的结构复杂D.物种甲一定由物种乙进化而来答案:C
解析:化石是生物进化的最直接证据,生物进化遵循由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生的规律,由于物种甲的化石比物种乙的化石在地层中出现的时间晚,所以推测物种甲的结构比乙复杂。
2.科学家测定了某保护区内四种鸟类的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.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
3.地球上现存的生物来自共同祖先。下列有关细胞和分子水平的证据的说法,错误的是(　　)A.大多数现存生物的遗传物质都是DNAB.亲缘关系越近的生物,其DNA序列相似性越高C.人类与猩猩、恒河猴以及兔的血红蛋白基因中的碱基序列有一定的相似性D.不同生物体内细胞色素c的氨基酸序列存在较大差异答案:D
解析:细胞生物的遗传物质都是DNA,细胞生物在生物分类中占大部分,故大多数现存生物的遗传物质都是DNA,A项正确。亲缘关系越近的生物,其DNA序列相似性越高,B项正确。人类与猩猩、恒河猴以及兔的血红蛋白基因表达出来的血红蛋白具有相同的功能,故人类与猩猩、恒河猴以及兔的血红蛋白基因中的碱基序列有一定的相似性,C项正确。不同生物体内细胞色素c的氨基酸序列不一定存在较大差异,如人和猕猴的细胞色素c的氨基酸序列差别不大,D项错误。
4.科学家比较几种生物的细胞色素c(一种蛋白质)的化学结构,发现它们都含有103个肽键,但结构有差异,与人类细胞色素c氨基酸的差异如下表所示。请据此回答问题。