高中地理中图版 (2019)必修 第一册第三节 地球的演化过程学案

第三节　地球的演化过程

一、原始大气、海洋和陆地

1．概述：地球自形成到现在，大约经历了46亿年的时间。

2．地理环境

(1)地表岩石：不断受到陨石撞击，岩石持续熔化，地球表面被赤红的熔岩所覆盖。

(2)地壳活动：地幔表层冷却形成原始的地壳；炽热岩浆喷涌出来，形成火山。

(3)地表温度：陨石撞击减少，地球逐渐冷却；云层不断凝结致雨向地表倾泻，地球表面温度逐步降低。

(4)原始大气：火山喷发时释放大量水蒸气、二氧化碳、氮、氢等气体，形成厚厚的云层。

(5)原始海洋：降落到地表的雨水汇聚到低洼地带，原始海洋开始形成。

1．判断正误。

(1)早期地球因陨石撞击而破碎。(×)

(2)地球诞生之初，表面全是海洋。(×)

2．早期地球温度下降的原因是(　　)

①陨石撞击减少　②日地距离增大　③降水倾泄　④火山不再喷发

A．①②　　　　B．③④　　　　C．①③　　　　D．②④

答案　C

解析　地球诞生后随着陨石撞击减少，逐渐冷却；云层凝结致雨向地表倾泄，地表温度逐步下降。

3．2019年贺岁片《流浪地球》科幻地球未来的变化，告诉人类地球、宇宙是逐渐演变的。从太空看到的地球是蔚蓝色的星球。在地球诞生之初没有工业污染，空气中氧气多、二氧化碳少，是这样吗？

提示　不是。地球诞生之初，火山喷发释放出大量水蒸气、二氧化碳、氮、氢等气体，形成了厚厚的云层。

二、地质年代表

1．相关概念

(1)地层：是指地壳在发展过程中形成的，具有一定时代含义的成层的岩石和堆积物。

(2)化石：是岩石形成过程中保存下来的石化的古代生物遗体或遗迹。

(3)地层单位：地质学家们通常根据地层顺序和古生物遗体或遗迹，把地层划分为若干大小不同的单位，称为地层单位。

(4)地质年代：各个地层单位所代表的时间称为地质时代单位。

2．地球形成至今，按时代早晚顺序把地质年代进行编年，形成地质年代表(简略如下)。

1.判断正误。

(1)每个地层中都含有化石。(×)

(2)地层中化石是记录地球历史的“书页”。(√)

2．地球形成距今的地质年代，共划分为(　　)

A．四个代

B．12个纪

C．五个代

D．五个代和12个纪

答案　C

解析　地球形成以来的地质年代共划分为太古代、元古代、古生代、中生代和新生代，共五个代。

3．是按照相同的时间段划分地球形成后地质年代的吗？

提示　不是。

三、地球的演化史

1.判断正误。

(1)中生代动物从水生向陆生发展，这是动物发展史上的一次飞跃。(×)

(2)新生代气候进入稳定的温暖时期，生物界已与现代接近。(×)

2．形成我国地质构造轮廓和地貌基础的地质年代及构造运动是(　　)

A．中生代——燕山运动

B．中生代——喜马拉雅运动

C．新生代——喜马拉雅运动

D．新生代——燕山运动

答案　A

解析　中生代环太平洋地带发生一次规模巨大的构造运动——燕山运动，形成了中国的地质构造轮廓和地貌基础。

3．一般认为煤炭是地质时代生物或遗体被埋藏在地下形成的矿产。我国北方发现“石炭—二叠纪煤系”，而华南地区则发现较晚的“侏罗—白垩纪煤系”。试说明我国南北方海陆变迁上的差异。

提示　我国北方在石炭—二叠纪已经抬升为陆地，且生物繁盛，而后发生过稳定沉降，形成丰富煤层。而华南地区在石炭—二叠纪可能陆地不稳定，生物较少；至侏罗—白垩纪才抬升为陆地，再因生物繁生而成为一个成煤地质时代。

任务探究　原始大气、海洋和陆地及地质年代表

材料一　科学家往往从连续性好的深海沉积岩芯、冰芯、黄土、树木年轮以及考古遗迹、文献资料等信息源中获取反映不同时期、不同地区环境特征的信息，依此推测过去的全球气候变化。

材料二　长江上游涪陵段河道中白鹤梁上的石鱼题刻(见下图)记载了公元764年以来72个枯水年份的水位。

材料三　地质学家认为，在距今约2.8亿年的二叠纪，南极洲作为古冈瓦纳大陆的一部分，位于南半球的中纬度地带，当时气候温暖潮湿，植物繁盛。

据此探究下列问题：

(1)如何确定地层的相对年代？

(2)推测长江上游地区气候变化的依据是什么？

(3)如何确定地质历史时期南极洲的气候变化？

[成果展示]　(1)地层层序律是确定地层相对年代的基本方法。未经过构造运动改造的层状岩层大多为水平岩层，下老上新。

(2)由材料可知，该图记载了公元764年以来长江上游涪陵段河道72个枯水年份的水位变化，据此可推测上游地区的降水变化状况。

(3)大量煤田在南极洲被发现，说明地质历史时期南极洲分布有大量繁茂的植物，之后被掩埋，经过漫长的地质历史形成煤田。

1．化石和地层的研究

(1)研究地层的岩石类型为沉积岩。

(2)沉积岩的两大特征：层理构造，含有化石。

(3)典型化石反映不同时代的地层，如含三叶虫、大羽羊齿化石的地层为古生代地层，含恐龙化石的地层为中生代地层。

(4)根据地层组成物质的性质和化石特征，可以推知沉积时的环境特征。珊瑚礁组成的石灰岩反映了温暖湿润的浅海环境，含有植物化石的含煤地层反映了湿热的森林环境。

2．巧记地质年代表

地质年代表，宙代纪三级；隐生有三宙，冥太元三古；

显生分三代，古中新生代；古生分六纪，早晚各有三；

早古始寒武，奥陶志留随；晚古泥盆起，石炭二叠续；

中生含三纪，三叠侏白垩；新生看得见，古新近第四。

地层是地壳发展过程中形成的各种成层岩石的总称。读图，回答(1)～(2)题。

(1)研究古地理环境的主要依据是(　　)

A．文字记载    B．考古资料

C．标本与化石    D．地层和化石

(2)与①对应的地层是(　　)

A．甲    B．乙 

C．丙    D．丁

科学思维

古地理环境研究的方法

研究古地理环境的主要依据是地层和化石。不同的地层含有的化石不同，根据化石的差异可以判断古地理环境特征。相同的地层往往含有相同的化石。

[答案]　(1)D　(2)C

　　提升运用能力

云贵高原地区石灰岩广布，该地区也是我国煤炭资源丰富的地区。据此回答1～2题。

1．石灰岩形成时的古地理环境是(　　)

A．浩瀚沙漠    B．冷湿沼泽

C．温暖浅海    D．长寒苔原

答案　C

解析　石灰岩属于海相沉积，是在温暖的浅海环境下形成的。

2．该煤层形成的古地理环境是(　　)

A．湿热的草原地区    B．温暖广阔的浅海

C．湿热的森林地区    D．干旱的陆地环境

答案　C

解析　煤炭是由森林演变而成的，森林生长于湿热的地区。

任务探究　地球的演化史

古生代(Paleozoic，符号PZ)是地质时代中的一个时代，开始于同位素年龄542±0.3百万年(Ma)，结束于251±0.4 Ma。古生代属于显生宙，上一个代是元古代，下一个代是中生代。古生代包括了寒武纪、奥陶纪、志留纪、泥盆纪、石炭纪、二叠纪。泥盆纪、石炭纪、二叠纪又合称晚古生代。动物群以海生无脊椎动物中的三叶虫、软体动物和棘皮动物最繁盛。在奥陶纪、志留纪、泥盆纪、石炭纪，相继出现低等鱼类、古两栖类和古爬行类动物。鱼类在泥盆纪达于全盛。石炭纪和二叠纪，昆虫和两栖类繁盛。古植物以海生藻类为主。

据此探究下列问题：

(1)海洋无脊椎动物发展的时代是哪一时期？

(2)哪一时期是地质史上重要的成煤期？

(3)地球生命史上最大的物种灭绝事件发生在哪一时期？

[成果展示]　(1)早古生代是海洋无脊椎动物发展的时代。

(2)晚古生代是地质史上重要的成煤期。

(3)地球生命史上最大的物种灭绝事件发生在古生代末期。

地球演化史的对比研究

生物总是从低级到高级、由简单到复杂不断进化，而且演化的过程是不可逆的。据此完成(1)～(2)题。

(1)揭开欣欣向荣的生物系统演化进程序幕的动物是(　　)

A．原核细胞生物    B．爬行动物

C．真核细胞生物    D．无脊椎动物

(2)地质历史上两次最重要的全球性生物大规模灭绝的时期是(　　)

A．中生代和新生代

B．古生代寒武纪和中生代末期

C．古生代和新生代第三纪

D．古生代末期和中生代末期

科学思维

生物演化的进程

第(1)题，古生代早期，海洋无脊椎动物空前繁盛，揭开欣欣向荣的生物系统演化进程序幕。第(2)题，古生代末期，发生了地球生命史上最大的物种灭绝事件；中生代末期发生了物种大灭绝事件，绝大多数物种从地球上消失。

[答案]　(1)D　(2)D

　　提升运用能力

在地球的演化历史上，不同时期都有代表性的地质事件。据此完成1～2题。

1．地球上重要的成煤期有(　　)

①早古生代　②晚古生代　③中生代　④新生代

A．①④    B．②③ 

C．①③    D．②④

答案　B

解析　晚古生代和中生代都是重要的成煤时期。

2．鸟类形成于(　　)

A．早古生代    B．晚古生代

C．中生代    D．新生代

答案　C

解析　中生代中后期，一些爬行动物进化出羽毛，开始向鸟类发展。

图表问题巧点拨

[教材第19页“思考”]

点拨　将所给材料中的生物，与“地质年代表”对应，或者借助其他手段获取信息，判断这些生物出现的时间。

答案　早期单细胞生物出现——距今31亿年前；大型、复杂海洋生物开始进化——距今5.7亿年；爬行类动物和昆虫出现——距今3.8亿年；恐龙出现——距今1.9亿年；人类出现——刚刚。

[教材第20页“思考”]

点拨　阅读教材得出结论。

答案　地球表面的水最初来自于火山喷发形成的水蒸气，再降雨落下蓄积在低洼地带。

[教材第21页“读表”]

点拨　根据教材表格梳理总结即可。

答案　略。

[教材第24页“思考”]

点拨　从地质历史时期生物演变的过程来看，不同地质年代出现或灭绝了一些生物，其出现、存在或灭绝所在的地层，一定在其对应的地质年代。科学家以此确定地质时期地质事件的顺序。

答案　科学家利用地层中的化石确定地质时期地质事件的顺序。

[教材第26页“思考”]

点拨　1.直接从“表1－3－1　地质年代表”中可以查阅得出猛犸象出现的地质年代，含有猛犸象化石的地层一定在该地质年代。或者从猛犸象的动物习性特征上分析：猛犸象是一种大型草食动物，其一定出现在气候稳定少变的温暖时期，此时大量陆上植物繁生，猛犸象才能生存并延续。

2．若地层按照正常秩序沉积，形成后不发生颠倒，应当是老岩层在下、新岩层在上。若形成后的岩层因构造运动而颠倒，人们所见的新老岩层就不符合老在下、新在上的规则。

答案　1.含猛犸象化石的地层是新生代的地层。

2．不一定。最初形成是早期的老地层在下、新地层在上，由于构造运动，可能发生了地层倒置现象。

[教材第27页“作业题”]

点拨　1.回顾地质历史过程中生物出现的地质年代或时间，标注在图上即可。

2．恐龙是一种大型植食动物，它的存在可能消费了当时地球上绝大部分植被，而其他生物就失去了生存的食物来源；所以恐龙这一物种的灭绝，可能会给更多生物生存提供了机会，也可能是人类出现的绝佳契机。

3．(1)将甲地每一地层中化石与图例对应，识别是哪一种生物的化石；再确定该岩层形成的地质年代。没有颠覆的、保持沉积层状的岩石，符合老在下、新在上的规则，如此可以判断A层最老、G层最晚。

(2)同一种生物出现在同一个地质年代，读图即可。

(3)找出A、D岩层中代表性生物分别是三叶虫、恐龙，含这种生物化石的岩层形成于该生物出现的地质年代。

答案　1.左侧自上而下为：中生代形成、中生代灭绝；古生代；古生代早期。

右侧上：地球形成后的十几亿年；下：距今大约31亿年前的古生代。

2．中生代时期爬行动物极度繁盛，恐龙最具有优势，摄取了当时不太丰富的地表植被，其他物种食物短缺；在恐龙等灭绝后，哺乳动物可以获取的食物更多，促进了猿人向人类进化。

3．(1)A岩层形成最早，G岩层形成最晚。

(2)G与Z相同，F与Y相同，B与W相同。因为它们含有相同的化石。

(3)A岩层形成于(早)古生代；D岩层形成于中生代。

地理实践深探索

方向与建议

1．在校园周边地区寻找地层，如河边、山区公路沿岸，总结地层的特点。

2．走进博物馆，观察博物馆中的化石，推测其所处的地质年代。

3．用沙石、泥土等制作地层标本。

4．通过网络查找本地古地理环境资料。

展示与评价

略。

　　时间：45分钟　　　满分：100分

一、选择题(共12小题，每小题4分，共48分。每小题只有一个选项符合题目要求)

地球上的环境是逐渐演变的，早期的大气和云层与现在都大不相同。据此完成1～2题。

1．原始大气中，含量较小的成分是(　　)

A．水蒸气    B．氧气

C．二氧化碳    D．氮

答案　B

解析　地球内部的气体溢出形成原始的大气圈。此时火山喷发释放了大量的水蒸气、二氧化碳、氮、氢等气体。

2．早期云层的特征和作用是(　　)

A．厚度极小    B．不含有水汽

C．降水降低了地表温度    D．降水孕育了森林

答案　C

解析　早期火山喷发释放了大量水蒸气等气体，形成了厚厚的云层；云层降水降低了地表温度，故A、B两项错误，C项正确。此时地球上还没出现森林，故D项错误。

3．有关沉积岩的叙述，正确的有(　　)

①具有层理构造　②常含有化石　③板块运动形成的

④火山喷发形成的

A．①②    B．③④ 

C．①③    D．②④

答案　A

解析　沉积岩具有明显的层理构造，常含有化石，这是沉积岩的两大特征。

4．关于地质年代由早到晚的排序，正确的是(　　)

A．元古宙　冥古宙　太古宙

B．元古宙　太古宙　冥古宙

C．太古宙　元古宙　冥古宙

D．冥古宙　太古宙　元古宙

答案　D

解析　地质年代由早到晚依次是冥古宙、太古宙、元古宙，故D项正确。

2017年5月24日，中国科学家针对寒武纪早期三叶虫——宜良红石崖虫的一项研究表明，三叶虫与节肢动物门有颚类的亲缘关系更近。据此完成5～6题。

5．三叶虫属于(　　)

A．原始鱼类    B．古老的两栖类

C．爬行动物    D．无脊椎动物

答案　D

解析　三叶虫与节肢动物门有颚类的亲缘关系更近，三叶虫是节肢动物的一种，属无脊椎动物。

6．三叶虫灭绝的地质年代为(　　)

A．元古代末期    B．古生代末期

C．古生代早期    D．新生代早期

答案　B

解析　三叶虫是距今5.6亿年前的寒武纪出现的最有代表性的远古动物，至2.4亿年前的二叠纪完全灭绝，没有进入中生代。

读地球演化历史示意图(单位：亿年)，完成7～8题。

7．关于图中序号代表的地质年代，正确的是(　　)

A．①—寒武纪    B．②—新生代

C．③—中生代    D．④—古生代

答案　C

解析　读图，根据时间特点可知，①为前寒武纪，②为古生代，③为中生代，④为新生代。

8．裸子植物繁盛的时代是(　　)

A．①    B．② 

C．③    D．④

答案　C

解析　裸子植物繁盛的时代是中生代。据上题分析可知，③为中生代，C项正确。

在地球演化过程中，地表形态也在不断变化。据此完成9～10题。

9．地球上最高大的山脉——喜马拉雅山形成于(　　)

A．早古生代    B．晚古生代

C．中生代    D．新生代

答案　D

解析　喜马拉雅山是地球上最高大的山脉，形成于新生代。

10．联合古陆开始解体的时代是(　　)

A．早古生代    B．晚古生代

C．中生代    D．新生代

答案　C

解析　联合古陆在三叠纪开始解体，三叠纪属于中生代。

2015年初，美国科学家宣布发现了3亿年前(古生代末期)的食肉动物祖先的化石，科学家认为这一类肉食动物最终进化成为现代的哺乳动物。右图为科学家依据化石恢复的这一古老生物示意图。据此回答11～12题。

11．对材料中信息的判断，合理的是(　　)

A．生物的进化与自然环境无关

B．生物进化是由低级到高级的过程

C．图示时期地球上出现了哺乳动物

D．图示时期地球被子植物繁盛

答案　B

解析　据材料可知，图示时期为古生代晚期。生物的进化与自然环境密切有关；生物进化是由低级到高级的过程；图示时期是脊椎动物时代，新生代开始出现哺乳动物；图示时期的植物主要是蕨类植物，出现了裸子植物，被子植物繁盛的时代是新生代。

12．图示时期灭绝的代表性生物是(　　)

A．恐龙    B．爬行类 

C．始祖鸟    D．三叶虫

答案　D

解析　图示时期是古生代末期，灭绝的代表性生物是海生无脊椎动物三叶虫；恐龙是在中生代末期灭绝的；爬行类活跃在中生代，没有灭绝；始祖鸟出现在中生代。

二、综合题(共2小题，共52分)

13．读某时期地质年代简表，回答下列问题。(30分)

(1)甲是________，该时期距今________～________。(6分)

(2)A是________，B是________，C是________，D是________，E是________，F是________。(12分)

(3)描述该地质历史时期生物进化特征。(8分)

(4)说明该历史时期地壳运动和海陆格局的变化特点。(4分)

答案　(1)古生代　5.41亿年　2.52亿年

(2)寒武纪　奥陶纪　志留纪　泥盆纪　石炭纪　二叠纪

(3)海洋无脊椎动物空前繁盛，陆地上出现了低等的植物，出现早期鱼类和两栖类动物，裸子植物出现，蕨类植物繁盛。

(4)地壳运动剧烈；形成联合古陆；海洋面积缩小，陆地面积扩大。

解析　据图中信息“原始鱼出现”“陆生四足动物出现”等可知，图示历史时期为古生代。古生代是海洋无脊椎动物发展的时代，陆地上动物不断出现，出现了鱼类和两栖类动物；裸子植物出现，蕨类植物繁盛。此时期地壳运动剧烈，形成联合古陆，海陆面积不断变化。

14．阅读图文材料，完成下列问题。(22分)

“地处青藏高原和黄土高原交会地带的和政县是远古时代各种古脊椎动物繁衍生息的乐园，孕育了今天弥足珍贵的古脊椎动物化石群。不同化石群埋藏在不同的地层中。据了解，1 000万年前的古脊椎动物化石，是研究青藏高原升降历史及古环境、古气候的重要物质依据和信息源。”看到这个消息，上海某中学地理小组的同学特别感兴趣，他们决定利用暑假前去实地考察研究一番，在地理老师的指导下，他们给这次考察命了名，并做了大量物质、知识上的准备工作。

(1)考察名称：________与地质年代、自然地理环境的关系。(2分)

(2)考察工具准备：______________________。(4分)

(3)结合相关材料，他们绘制了一幅古生物化石地表分布示意图，并对相关问题进行了分析：

①该地区的地下岩层多属于________岩；按地质年代，该区域较老的岩层至少形成于________代。(4分)

②三叶虫生活时期该地应为________环境；恐龙繁盛时期，该地区应为________环境，气候、植被特点为________。(6分)

(4)考察结论：根据实地考察及材料分析，他们认为至今为止青藏高原地区：

①地理环境经历了________环境向________环境的演变。(4分)

②由不同化石的相对位置关系可知：地壳经历了

________(填“抬升”“下降”“水平”)运动。(2分)

答案　(1)生物化石

(2)该区岩层等资料、指南针、地质锤、笔、纸(只要合理即可)

(3)沉积　古生　海洋　陆地　气候温暖湿润，植被茂密

(4)海洋　陆地　抬升

解析　解答本题应从掌握地球演化、化石与地层的关系、古生物环境的特征及其成因等基础知识入手，通过理解所反映的相关古生物化石的内容，针对性地解答各小题。解决该题的关键应抓住以下几点：(1)图中古生物新老关系：三叶虫(古生代)，恐龙(中生代)，哺乳动物(新生代)；(2)利用岩层的新老关系判断地质构造及地壳的运动过程；(3)化石形成的岩层——沉积岩；(4)古生物的生存环境：三叶虫(海洋)、恐龙(陆地)。