高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第1节 生物有共同祖先的证据学案

这是一份高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第1节 生物有共同祖先的证据学案，共9页。学案主要包含了学习目标，学习重难点，教学重点，教学难点，预习新知，易错提示，深化探究，巩固训练等内容，欢迎下载使用。
【学习目标】
1.通过对化石、比较解剖学和胚胎学证据进行比较分析说明当今生物具有共同的祖先。
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。
【学习重难点】
【教学重点】
基于证据和逻辑，认同生物是不断进化的，当今的各种生物来自共同的祖先。
【教学难点】
从细胞和分子生物学水平找寻当今生物具有共同特征和共同祖先的证据。
【预习新知】
地层中陈列的证据——化石
1.达尔文的生物进化理论
（1）_______学说：指出地球上所有的生物都是由___________进化来的。
（2）自然选择学说：解释了________的形成和物种形成的原因。
2.化石
（1）概念：化石是指通过_________保存在地层中的古代生物的_________、________或__________等。
（2）利用化石可以确定地球上曾经生活过的生物的_______及其形态、结构、__________等特征。
（3）化石是研究生物进化_________、最重要的证据。
（4）大量化石证据，证实了生物是由____________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______到_____、由低等到高等、由水生到陆生的进化顺序。
当今生物体上进化的印迹——其他方面的证据
1、胚胎学的概念：指研究动植物 胚胎的形成和发育 过程的学科
2、胚胎学证据的作用：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、从细胞和分子学看，当今生物有许多共同的特征，比如都有能进行代谢、生长 和繁殖的细胞 ，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。不同生物生物 DNA 和蛋白质 等生物大分子的共同点，提示人们当今生物有这共同的原始祖先，其差异的大小顺序则揭示了 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
【易错提示】
（1）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（ ）
（2）人和鱼的胚胎发育经历了有鳃裂及有尾的阶段，这个证据支持了达尔文的共同由来学说（ ）
（3）比较解剖学发现，不同种类的哺乳动物的前肢在形态上差别很大，这说明这些哺乳动物不是由共同祖先进化来的（ ）
（4）所有生物的生命活动都是靠能量驱动的，该现象可作为支持生物有共同祖先的证据（ ）
答案：（1）√（2）√（3）×（4）×
解析：（3）不同种类的哺乳动物的前肢在形态上有差别，但内部结构模式却是一致的，说明这些哺乳动物是由共同祖先进化来的。
（4）生物的生命活动并非都是靠能量驱动的。
【深化探究】
探究点一 地层中陈列的生物进化的证据及生物进化的趋势
1．什么是化石？
2．云南的昌门龙体长11米，高4米多，但从来没有人见过恐龙，怎么会知道得这么清楚呢？
3．请结合下图分析：
(1)化石在地质层中的分布有何规律？
(2)该图支持达尔文的共同由来学说吗？
________________________________________________________________________。
4．如图是几种动物化石，三个物种在进化过程中出现的先后顺序是怎样的？
5．曾经在地球上生存过的生物只有一小部分能够形成化石。请依据化石的概念，分析只有一小部分能够形成化石的原因。
6．在1.5亿年前的沉积岩中发现了已灭绝的剑尾动物的化石。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)表示成如图的P曲线。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。
(1)在1亿年前的沉积岩中，在三个不同地点发现三个不同的剑尾动物群体的化石，据此可得出什么结论？
(2)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？为什么？
7．通过研究化石和其他进化证据可以发现，从生活环境的角度看，生物进化是从________到________；从形态结构的角度看，是从________到________；从生物分类地位的角度看，是从________等到________等。
归纳总结
化石的种类
1．化石证据是研究生物进化的直接证据。
2．现存生物不但在结构上具有相似性，而且在新陈代谢方面具有共同特征，这进一步说明现存生物由共同祖先进化而来。
误区警示：
不同生物化石的出现和地层的形成有着平行关系，越古老的地层中，形成化石的生物越简单、越低等。越晚近的地层中，形成化石的生物越复杂、越高等。但是由于地质作用，地质年代较近的地层中也可能有低等生物化石。
探究点二 当今生物体上进化的印迹——其他方面的证据
1．根据下图提供的几种动物的DNA的碱基序列与人类相比较的数据以及有关知识，回答下列问题。
(1)哪一种灵长类动物和人类的亲缘关系最近？为什么？
(2)为什么人类、黑猩猩和大猩猩能够产生有着相同或相似氨基酸顺序的酶和激素？
2．蝙蝠的翼、鲸的鳍、猫的前肢、人的上肢骨骼是否都有肱骨、桡骨、尺骨、腕骨、掌骨和指骨？其排列顺序一致吗？
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？
4．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，这能说明什么问题？
5．生物界中某些生物的器官结构相似，具有统一性，怎样解释这一现象？
6．生物界中某些生物在细胞层次上具有统一性，试举例说明。
7．生物界的某些生物的细胞差异很大，但在分子层次上具有统一性，试举例说明。
8．科学家运用分子生物学技术分析甲、乙、丙、丁四种不同动物的血红蛋白，发现构成血红蛋白的氨基酸与人体血红蛋白存在不同程度的差异。
(1)根据血红蛋白的差异，能否推断四种生物与人的亲缘关系的远近？为什么？
(2)假若丙、丁两种生物的蛋白质差异最大，两种生物的共同祖先生活年代距今________(越早、越晚)，为什么？
研究生物进化的方法——比较法
1. 概念
根据一定的标准，把彼此有某种关系的事物加以对比，确定它们的相同和不同之外。
2．运用比较法研究生物的进化
(1)比较化石：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。
(2)比较形态结构：比较动物的形态和解剖特征，判断生物间的进化关系和亲缘关系。
(3)比较发育过程：比较动植物的胚胎形成和发育过程，为生物进化提供发育方面的证据。
(4)比较分子的差异：利用组成生物体的一些重要物质在分子水平上的差异性，来比较生物之间的亲缘关系。
3．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。
探究点三 达尔文的自然选择学说
一、请结合相关情境，回答问题：
在降雪晚而少的冬季，雷鸟因羽毛换成白色反而易被捕食者发现，这种现象在生物学上称为________________，其根本原因是______________________________________________。
二、结合下图，试着用达尔文的自然选择学说思考下列问题：
1．结合图示思考下列问题：
(1)长颈鹿祖先的颈和前肢的长短有差异吗？由此说明什么问题？
(2)在旱季缺乏青草的时期，颈和前肢长短不同的个体生存机会相等吗？由此说明什么问题？
(3)长颈鹿之间为什么会出现生存斗争？
(4)是什么原因导致了在生存斗争中出现优势和劣势？
(5)长颈鹿中颈较长的能吃到树叶而生存下来，而颈较短的吃不到树叶而死亡，这种选择的结果达尔文是如何描述的？
2．从变异产生的角度分析，达尔文是否接受了拉马克的观点？
3．相比拉马克，达尔文认为生物进化的关键是什么？
4．通过对长颈鹿的进化历程的分析，你能否解释达尔文自然选择学说中遗传变异和自然选择的关系？
名师提醒：
(1)自然选择的方向和变异的方向不一定是相同的，变异为自然选择提供原材料，变异是不定向的，自然选择是定向的。
(2)生存斗争不仅包括生物与无机环境之间的剧烈斗争，还包括生物与生物之间的斗争。生存斗争对某些具体个体的生存不利，但对物种的生存有利，并推动生物进化。
【巩固训练】
1.近年来，寒武纪化石宝库“清江生物群”和三峡石板滩“夷陵虫”的发现，使奥陶纪的“金钉子”——宜昌再次成为研究生物进化的一片热土。下列有关生物进化的叙述，错误的是( )
A.用DNA分子杂交技术可推断两物种间亲缘关系的远近
B.中性学说认为，决定生物进化方向的是中性突变的逐渐积累，而不是自然选择
C.借助同位素的半衰期无法推断形成化石的生物的年代
D.生物突变的有利和有害不是绝对的，往往取决于生物的生存环境
2.核糖体小亚基RNA（SSrRNA）的序列比较可为微生物谱系的确定提供依据。科学家根据SSrRNA序列分析提出了三界系统进化树理论，如图所示。下列叙述错误的是( )
A.SSrRNA序列不同的主要原因是核糖核苷酸的数目和排列顺序不同
B.从SSrRNA水平能反映物种之间在进化过程中发生的遗传变异
C.可通过对SSrRNA的序列分析来确定所有生物的亲缘关系
D.三界系统进化树理论认为原细菌、真细菌和真核生物起源于共同的祖先
3.古孢粉学是孢粉学的一个分支，是研究化石孢子花粉的形态、分类、组合分布及其进化规律的科学。孢子、花粉质轻且数量多，散布极远，各沉积地层中均可保存。下列叙述错误的是( )
A.化石是研究地球上生物进化的唯一可靠的证据
B.通过分析不同地层中孢子和花粉的组合可以推断植被的演变规律
C.相较于其他地层，沉积岩地层中的化石所受破坏较小，保存较为完整
D.孢子和花粉可以保存为化石的原因可能与它们有抗高温、高压的外壁有关
4.如图为未被破坏的地层示意图，图中表明两个地层中曾挖掘出物种A和物种B的化石。下列相关叙述正确的是( )
A.物种A的结构比物种B简单
B.物种A是由物种B进化而来的
C.在Ⅱ层内不可能找到物种B的化石
D.物种B化石的形成早于物种A化石
5.关于生物的进化，只能运用证据和逻辑进行推测。以下有关生物进化证据和结论的说法不合理的是( )
A.通过化石可以了解已经绝灭的生物的形态结构特点，进而推测其行为特点
B.高等生物的胚胎发育一般是由一个受精卵开始的，这可以说明高等生物起源于单细胞生物
C.比较解剖学发现，不同种类的哺乳动物的前肢在形态上差别很大，这说明这些哺乳动物不是由共同祖先进化来的
D.不同生物中蛋白质的基本组成单位都是氨基酸，这可从细胞和分子水平为进化学说提供证据
参考答案
1.答案：C
解析：用DNA分子杂交技术可推断两物种间亲缘关系的远近，DNA分子杂交时，杂合双链区所占比例越大，说明两物种之间的亲缘关系越近，A正确；中性学说认为，决定生物进化方向的是中性突变的逐渐积累，而不是自然选择，B正确；借助同位素的半衰期可以推断形成化石的生物的年代，C错误；生物突变的有利和有害不是绝对的，往往取决于生物的生存环境，D正确。
2.答案：C
解析：核糖核酸的特异性主要体现在核糖核苷酸的数量和排列顺序不同，A正确；根据SSrRNA序列分析比对，能反映出物种之间在进化过程中发生的遗传变异，B正确；对生物的亲缘关系远近进行分析，可通过比对分析生物体内的SSrRNA序列，但仅根据SSrRNA序列特征不一定能确定所有生物的亲缘关系，C错误；三界系统进化树理论认为原细菌、真细菌和真核生物起源于共同的祖先，都来源于原始细胞形成的最近的共同祖先，D正确。
3.答案：A
解析：化石是研究地球上生物进化的最直接、最重要的证据，但不是唯一可靠的证据，A错误；不同地质年代的孢子花粉化石沉积在不同地层中，科学家通过研究孢子和花粉化石组合的面貌，可以判断当时地球的生态环境，也可以推断植被的演变规律，B正确；相较于其他地层，沉积岩中的化石所受破坏较小，也较易完整保存，因此对考古学来说是十分重要的研究目标，C正确；孢子和花粉的外面有一层外壁，孢子和花粉可以长久保存为化石的原因可能与它们有抗高温、高压的外壁有关，D正确。
4.答案：D
解析：在研究生物进化的过程中，化石是最重要的证据，大量化石证据证明，生物是由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生逐渐进化而来的。图中的地层是按照地质年代由远到近的顺序划分的，物种B位于年代久远的地层，而物种A位于年代较近的地层，物种B化石的形成早于物种A化石，物种B出现的时间更早，故物种B的结构比物种A简单， A错误，D正确。由图不能看出物种A是由物种B进化而来的，B错误。物种B可能存活至物种A所在年代，故在Ⅱ层内可能会找到物种B的化石，C错误。
5.答案：C
解析：化石是研究生物进化最重要、最直接的证据，通过化石可以了解已经绝灭的生物的形态结构特点，进而推测其行为特点，A正确；高等生物的胚胎发育一般是由一个受精卵开始的，这可以说明生物是由单细胞向多细胞进化的，即说明高等生物起源于单细胞生物，B正确；虽然不同种类的哺乳动物的前肢在形态上差别很大，但其结构基本相似，这可以说明这些哺乳动物是由共同祖先进化来的，C错误；不同生物中蛋白质的基本组成单位都是氨基酸，这可从细胞和分子水平为进化学说提供证据，D正确。