初中生物复习 生命起源和生物进化.docx

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1、第三章 生命起源和生物进化本章综合解说本章内容概览生物圈中生命的延续离不开生物的生殖和发育，在生殖和发育过程中会出现遗传和变异现象，遗传和变异与环境的变化长期相互作用导致生物进化。本章从进化的角度比较详细地分析了生命的起源和发展。首先利用资料分析探究原始生命从无到有的过程，并通过列举不同生命起源的观点帮助我们形成对生命起源的正确认识；然后学习研究生物进化的基本方法，即用比较的方法来了解生物进化的大致历程；最后通过模拟探究活动，分析生物进化的原因，并着重介绍了达尔文的自然选择学说。生命起源和生物进化是一个无法再现和还原的过程，还有许多证据需要寻找和发现。本章内容在介绍科学知识的同时，注重对科学方

2、法的介绍，并注重培养我们的质疑和探究精神。重点难点提示重点：1地球上原始生命起源的条件和过程。2研究生物进化的方法。3生物进化的主要历程。4自然选择学说的主要内容。难点：1原始生命起源的过程（米勒实验）。2生物进化的证据。3生物进化的主要历程。4生物进化的原因与自然选择学说。本章学法点津学习本部分知识要注意和以前所学知识相联系。例如，学习生物的进化历程时，结合以前学习的生物圈中的各种生物类群，从形态结构、生活习性、生理特征等方面，画出生物进化树，并归纳出生物进化的总体趋势。学习达尔文的自然选择学说时，结合“生物与环境”“遗传和变异”的有关知识，加深对生物进化原因的理解。另外，在学习中要渗透一些

3、重要的科学方法，如运用证据和逻辑进行推理的方法，认识到证据与推测之间的逻辑关系一定要紧密；比较法在研究生物进化时的重要作用；还可从模拟实验的角度出发，阐明自然环境对生物的选择作用。第一节 地球上生命的起源教材预习全解趣味情景导入地球大约是在46亿年前形成的。地球形成之初是没有生命的，天空中或赤日炎炎，或电闪雷鸣，地面上火山喷发，熔岩横流。那么地球是从何时开始有了生命呢？关于地球上的生命是怎么来的有很多种不同的解释，我国古代就有“女娲造人”（图7-3-1-1）的传说，在西方也有“上帝造人”的说法。地球上的生命真的是由神创造出来的吗？图7-3-1-1学习目标导航1描述生命起源的过程。2关注生命起源

4、的不同观点。3尝试运用证据和逻辑作出推测。相关知识链接1巴斯德的鹅颈瓶实验证明了微生物不是自然发生的，而是由已存在的微生物产生的。2细胞中的物质可以分为两大类：一类是分子较小的，如水、氧和无机盐等简单的无机物；另一类是分子较大的，如糖类、蛋白质、脂质和核酸等复杂的有机物。教材内容全解想一想，议一议（见教材第50页）提示：生命的存在必须具备的条件包括水和适宜的温度，大多数生物还需要氧气。知识点一 研究生命起源的方法科学推测1推测（1）概念：推测是根据已知的事物，通过思维活动，对未知事物的真相提出一定的看法。（2）科学推测的要求需要有一定的证据做基础；需要有严密的逻辑；需要丰富的联想和想象。2地球

5、上生命起源的推测地球上生命的生存需要有机物和能量，还需要其他的一些条件。关于生命的起源，我们无法亲自观察，也难以得到确凿的证据，但是，我们可以通过有关的研究进行科学推测。据研究发现，构成生物体的每一种元素在自然界中都能找到，没有一种元素是生物体所特有的，由此可以推测地球上的原始生命起源于非生命物质。例1 历史上曾有女娲造人、上帝造人的传说，它们不正确的主要原因是（ ）A人们的凭空想象B人们的主观臆断C没有一定的证据D人们的突发奇想【解析】本题考查对科学推测的理解和应用。科学推测必须有一定的证据做基础，女娲造人、上帝造人的传说没有一定的证据，故不正确。【答案】C知识点二 原始生命的起源（重点 难

6、点）1教材第51页“资料分析”全解（1）原始地球形成时间：地质学研究表明，地球大约是在46亿年前形成的。环境条件：那时候地球的温度很高，环境与现在的完全不同：天空中或赤日炎炎，或电闪雷鸣，地面上火山喷发，熔岩横流。原始大气：从火山中喷出的气体，如水蒸气、氢气、氨、甲焼、二氧化碳、硫化氢等，构成了原始的大气层。与现在的大气不同的是，原始大气中没有氧气。原始海洋：科学家推测原始大气中的水蒸气，越积累越多，随着地球温度逐渐下降，水蒸气凝结成雨，降落下来形成回流，越积越多，最终汇聚成原始海洋。原始海洋是原始生命诞生的场所，是原始生命的“摇篮”。（2）证明生命起源的模拟实验（难点）米勒的模拟实验a过程：

7、1953年，美国青年学者米勒模拟原始地球的条件和大气成分，将甲烷、氨、氢气、水蒸气等气体泵入一个密封的装置内，并进行火花放电（图7-3-1-2）。图7-3-1-2b结果：一个星期后，米勒对瓶中的液体进行分析，结果惊喜地发现，其中合成了多种氨基酸。c结论：在原始地球条件下，可以产生构成生命的有机物。其他科学家的模拟实验：米勒的实验结果引起了许多科学家的兴趣，他们改进了米勒的实验，使用最初可能在地球上就已经存在的各种不同物质进行实验，制成了另外一些有机物，证明了生命物质能由非生命物质形成。（3）天外陨石陨石：陨石就是降落到地球上的太阳系内的固体物质。陨石的形成：太阳系星际空间中游荡着一些碎小的固体

8、物质，叫流星体。在地球绕太阳运动的过程中，流星体有时以每秒十几千米到几十千米的速度撞入地球大气层，与大气发生剧烈的摩擦，形成生热发光的现象。绝大多数的流星体质量都很小，固体碎块很快就完全燃烧，化为气体和灰尘悬浮在离地面80000120000米的大气层。如果流星体没有在大气中全部燃烧，剩下的可以陨落或飘落到地球上来，这些来自星际空间的“贵客”就叫陨石，也叫陨星，民间还称之为“天落石”。陨石带来的信息：通过对陨石中各种元素的同位素含量进行测定，可以推算出陨石的年龄，从而推算出太阳系开始形成的时期。陨石可能是小行星、行星、大的卫星或彗星分裂后产生的碎块，它能携带来自这些天体的原始信息，包括生命的信息

9、。推测a构成生命的有机物来自宇宙空间，这些有机物被陨石等带到了地球，在地球上经过漫长的年代逐渐进化成了原始生命。b原始生命来自其他星球，并在地球上进化，形成了现在丰富多彩的生物。这种观点被人们认为是生命起源的“宇生说”。宇生说的证据1969年，人们在澳大利亚默奇森镇坠落的陨石中发现了并非来自地球的氨基酸。另外，天文学家在星际空间发现了数十种有机物。讨论（见教材第52页）1现在的大气成分中有氧气，而原始大气的成分中没有氧气。2原始地球上不存在生命，因为原始地球上没有生命存在的环境条件。3根据米勒及其他学者的实验结果可以推测，原始地球上尽管不能形成生命，但能产生构成生物体的有机物。因此，生命的起源

10、从无机物到有机物，这一阶段是完全能够实现的。4从陨石中含有构成生物体所需要的有机物的事实，可以推测构成生物体的有机物能够在地球以外形成并被带到地球。例2 科学研究中经常用模拟实验来解决不能或不便用直接实验法解决的问题，便于提高效率、获取证据。依据图7-3-1-3，下列对米勒模拟实验的解释，你不认同的是（ ）图7-3-1-3A内模拟了原始大气及闪电B内模拟了原始大气中的水蒸气凝结降雨的过程C为实验提供了水蒸气，并促进物质的循环流动D内产生了多种蛋白质【答案】D【解析】米勒模拟原始地球的条件和大气成分，在实验中，将水注入内，先将玻璃仪器中的空气抽去，然后泵入甲烷、氨和氢气等混合气体（模拟原始大气）

11、。再将内的水煮济，使水蒸气和混合气体在密封的玻璃管道内不断流动，经内的火花放电（模拟闪电）一周，最后生成有机物，经过冷凝器冷却后（模拟原始大气中的水蒸气凝结降雨的过程），积聚在仪器底部（模拟原始大气中生成的有机物被雨水冲淋到原始海洋）。此实验过程生成了多种氨基酸，而不是蛋白质。点拨米勒的实验证明原始地球上的无机小分子物质在特殊条件下可以形成有机小分子物质。由无机物合成有机物是探索生命起源的一大突破。2有关生命起源的“海洋化学起源说”（重点 难点）关于地球上生命起源的问题，目前大多数科学家认同“海洋化学起源说”。（1）原始地球为生命起源提供的条件早期的地球是个炙热的球体，在这样的环境条件下是不会

12、有生命产生的。后来随着地球表面的温度慢慢降低，才逐渐为生命的产生提供了一定的条件。原始地球为生命起源的化学进化提供的条件主要有以下三个方面：场所条件：原始海洋。物质条件：原始大气主要包括水蒸气、氢气、氨、甲烷、二氧化碳、硫化氢等。能量条件：原始地球上不断出现的宇宙射线、紫外线、雷电、高温等。（2）生命起源的过程无机小分子物质有机小分子物质：在原始大气中，无机小分子物质在高温、紫外线以及雷电等条件的长期作用下，形成了一些氨基酸等有机小分子物质，这些物质随着雨水汇入原始海洋。有机小分子物质有机大分子物质：在原始海洋中，有机小分子物质经过长期积累并相互作用，形成了比较复杂的有机大分子物质，如原始的蛋

13、白质、核酸等。有机大分子物质有机多分子体系：这些有机大分子物质逐渐聚集并在外表形成了与周围海水隔开的原始界膜，构成了相对独立的有机多分子体系。有机多分子体系原始生命：这种独立的有机多分子体系不断完善，一旦它们能实现原始的新陈代谢和个体增殖，便意味着原始生命诞生了。当原始生命在原始海洋中诞生之后，就开始了生命进化的漫长历程。此过程可用图7-3-1-4表示。图7-3-14拓展生命起源的其他假说神创论：地球上的一切生命都是由上帝或神设计和创造的，或是在某种超自然的力量干预下产生的。自然发生论：生命是从非生命物质中自发产生的。如我国古代认为的“腐草化萤”“腐肉生蛆”等。19世纪60年代，巴斯德的鹅颈瓶

14、实验否定了这一假说。热泉生态系统：有些学者通过研究发现，海底热泉喷口附近的环境不仅可以为生命的出现以及其后的生命延续提供所需的能量和物质，而且还可以避免地球外物体撞击地球时所造成的有害影响，因此热泉生态系统是孕育生命的理想场所。但另一些学者认为，生命可能是从地球表面产生，随后蔓延到深海热泉喷口周围。以后的撞击毁灭了地球表面所有的生命，只有隐藏在深海热泉喷口附近的生物得以保存下来并繁衍后代。因此，这些喷口附近的生物虽然不是地球上最早出现的，但却是现存所有生物的共同祖先。例3 美国学者米勒等人所做的化学进化模拟实验，支持了生命起源过程的（ ）A无机小分子物质有机小分子物质B有机小分子物质有机大分子

15、物质C有机大分子物质有机多分子体系D有机多分子体系原始生命【答案】A【解析】“海洋化学起源说”将生命的起源分为四个阶段：第一阶段，从无机小分子物质生成有机小分子物质；第二阶段，从有机小分子物质生成有机大分子物质；第三阶段，从有机大分子物质构成相对独立的有机多分子体系；第四阶段，有机多分子体系演变为原始生命。米勒通过实验模拟原始地球条件，利用原始大气成分（无机小分子物质），获得了一些简单的有机物（有机小分子物质），验证了海洋化学起源学说的第一阶段。知识点三 教材第54页“技能训练”全解（运用证据和逻辑作出推测）科学推测需要有一定的证据做基础，凭空想象往往是站不住脚的。生命不是自然发生的，这一结论

16、的获得就有许多科学的证据。如巴斯德的鹅颈瓶实验、斯帕兰扎尼证明肉汤中的微生物来自空气的实验等。1分析下列证据和推测之间的逻辑关系是否严密证据推测是否严密分析鲜肉中没有蛆，腐肉生蛆。一度干涸的池塘，一旦有水（水中看不到任何动物），自然就会出现蝌蚪和青蛙生物是从非生命物质中自发产生的否腐肉中的蛆有可能是由外界的苍蝇产生的卵形成的，池塘中的青蛙、蝌蚪可能来自别处，推测的过程中，没有注意外界因素的干扰，只看到了表面现象斯帕兰扎尼的实验肉汤中的微生物不是自发产生的，而是来自瓶外是设计了对照组，考虑了其他因素的干扰，能证明微生物不是自然发生的巴斯德的实验肉汤中的微生物不是自发产生的，而是来自瓶外是设计了对

17、照组，考虑了其他因素的干扰，能证明微生物不是自然发生的2根据“有机物形成球状小滴”的实验，你能对生命的起源作出怎样的推测？从提供的资料推测：在生命起源的过程中，由生物大分子物质组成有机多分子体系（细胞）是完全有可能的。理由如下：球状小滴可看成是一个细胞，其内部成分与细胞的成分基本相同，它有类似于细胞膜那样的边界，并能从外界吸收某些分子，发生特定的化学反应，反应产物也能从小滴中释放出去，这些特征和功能与细胞所具有的特征和功能基本相同。例4 以下哪一项证据与“生命起源于外星球”的推测之间缺乏严密的逻辑关系？（ ）A陨石中发现有并非来自地球的氨基酸B天文学家在星际空间发现了数十种有机物C最近发现火星

18、上有流动水的痕迹D美国学者米勒在实验室模拟原始地球条件和大气成分，人工合成了多种氨基酸等【答案】D【解析】陨石中的氨基酸、星际空间中的有机物及火星上可能有水，都是推断地球以外有生命存在的有力证据。1953年美国学者米勒模拟原始地球条件和大气成分，人工合成了许多简单的有机物，验证了生命起源的化学起源的可能性。生命起源的海洋化学起源说不支持“生命起源于外星球”的推测，它认为生命起源于地球，并且是不断进化的。典型例题剖析题型一 生命起源的不同观点例1 对地球上生命的起源，科学史上有着许多观点，其中就有一种叫做“宇生说”的观点。它认为地球上的生命来自宇宙的其他天体，通过适当的途径到达地球。近年来，对一

19、些陨石成分的分析，发现在其他天体上存在着构成生命物质的各种有机物，如各种氨基酸等；对一些彗星成分分析，也发现一些彗星中存在简单的有机物。由此，你认为“宇生说”的观点是（ ）A正确的，应当认为地球上的生命来自宇宙B错误的，因为事实告诉我们：地球上的生命起源于地球上的非生命物质C一种没有任何事实依据的猜想，没有任何科学价值D一种事实根据很少的假设，至今既不能否定，又不能证实【答案】D【解析】“宇生说”认为地球上的生命来自宇宙的其他天体，通过适当的途径到达地球。近年来，对一些陨石成分的分析，发现在其他天体上存在着构成生命物质的各种有机物；对一些彗星成分分析，也发现一些彗星中存在简单的有机物。通过这些

20、事实能够作出“宇生说”的假设，但是假设毕竟是假设，由于事实根据太少，至今既不能否定，又无法证实。例2 在学习了“生命的起源”后，几位同学针对我国著名思想家老子的话“天下万物生于有，有生于无”展开辩论（如图7-3-1-5），其中没有道理的观点是（ ）图7-3-1-5【答案】D【解析】原始大气在高温、紫外线以及雷电等自然条件的长期作用下，形成了许多简单的有机物，随着地球温度的逐渐降低，原始大气中的水蒸气凝结成雨降落到地球表面上，这些有机物随着雨水进入湖泊和河流，最终汇集到原始海洋中。原始的海洋就像一盆稀薄的热汤，其中所含的有机物不断地相互作用，经过极其漫长的岁月，逐渐形成了原始生命，因此原始海洋是

21、原始生命的“摇篮”。可见，生命的起源和进化经历了由无生命到有生命的过程，比较符合思想家老子说的：“天下万物生于有，有生于无”。题型二 生命起源的海洋化学起源说例3 （2016山东菏泽）地球上最初的生命诞生在（ ）A原始陆地B原始大气C原始海洋D火山口【答案】C【解析】“海洋化学起源说”认为：形成原始生命的氨基酸等有机小分子物质是在原始大气中产生的，经过降雨流到原始海洋中。在原始海洋中，经过漫长的岁月，这些有机小分子物质长期累积并相互作用，形成了比较复杂的有机大分子物质，如原始的蛋白质、核酸等。这些物质逐渐聚集并在外表形成了与海水分隔的原始界膜，构成了相对独立的有机多分子体系。这种独立的有机多分

22、子体系不断完善，一旦它们能进行新陈代谢和个体增殖，也就意味着产生了原始生命。所以，原始生命诞生于原始海洋。例4 米勒的模拟实验开创了生命起源研究的新途径。请参照图7-3-1-6回答关于生命起源的问题，并对米勒的实验进行总结。图7-3-1-6（1）向A装置内充入的气体不能有_。A水蒸气B二氧化碳C氧气D氢气（2）装置中正、负电极的作用是_。（3）米勒的实验中，在B中获得了_，证明了_。（4）模拟实验是一种验证假说的方法，为什么这种验证方法有局限性？_。【答案】（1）C（2）模拟闪电（3）多种氨基酸 原始地球上能形成构成原始生命的有机物（4）模拟实验常常是为某种理论假设寻找依据而设计的，它的实验条

23、件是根据假设而确定的，因此这种验证方法具有局限性。另外，模拟的情况与真实情况可能还存在一定的出入，这也是它的局限性的一个方面【解析】（1）米勒的实验是模拟原始地球条件，向装置A内充入的气体是原始大气，原始大气和现在大气成分的主要区别是原始大气中不含有氧气，因此，装置A中不能充入氧气。（2）实验中的正、负电极产生火花放电，作用是模拟原始地球的闪电，以激发密封装置中的不同气体发生化学反应。（3）米勒通过模拟实验，收集到了含有氨基酸等简单有机物的溶液。米勒的实验向人们证实了生命起源的第一步，即从无机小分子物质形成有机小分子物质，在原始地球的条件下是完全可能实现的。（4）模拟实验的局限性有两个方面：一

24、是模拟实验常常是为某种理论假设寻找依据而设计的，它的实验条件是根据假设而确定的；二是模拟的情况与真实情况可能还存在一定的出入。知识能力提升重点内容总结易误易混警示1误认为原始大气的成分与现在大气的成分没什么不同原始大气的成分与现在大气的成分有明显不同。两者最大的区别是现在的大气成分中有氧气，而原始大气的成分中没有氧气。据科学家推测，原始大气是从火山中喷出的气体，如水蒸气、氢气、氨、甲烷、二氧化碳、硫化氢等。而现在的大气成分主要是氮气、氧气等，还有二氧化碳等含量比较固定的气体成分，也有一氧化碳、二氧化硫等含量变化很大的气体成分。例 （2015广东珠海）原始大气中不含有下列哪种气味？（ ）A氨气B

25、氢气C氧气D甲烷【答案】C【解析】原始大气成分与现在大气成分明显不同，原始大气的主要成分为水蒸气、氢气、氨、甲烷、二氧化碳、硫化氢等，现在大气的主要成分为氮气、氧气、二氧化碳等，两者最大的区别是原始大气中没有氧气。2误认为米勒的模拟实验为生命起源提供了充足的证据根据生命起源的海洋化学起源说，原始生命的诞生经过了以下几个阶段：无机小分子物质有机小分子物质有机大分子物质有机多分子体系原始生命。米勒在实验室内通过模拟实验只验证了生命起源的第一阶段，即无机小分子物质有机小分子物质，并没有验证其他阶段。综合提升训练1下面的推测中缺乏证据的是（ ）A生命起源于原始海洋B生命起源于外星空间C生命是上帝创造的

26、D人类起源于森林古猿【答案】C【解析】有关生命起源的假说中，“神创论”已被证明是没有科学依据的，所以“生命是上帝创造的”说法是错误的。2生命起源过程中最复杂和最具有决定意义的阶段的特点是（ ）A出现了原始的核酸分子B组成多分子体系C形成了有机大分子物质D能实现原始的新陈代谢和个体增殖【答案】D【解析】生命的特征是可以进行新陈代谢和个体增殖，“海洋化学起源说”认为生命的起源分为以下几个阶段：无机小分子物质有机小分子物质有机大分子物质有机多分子体系原始生命，其中最后一个阶段终于实现了原始新陈代谢和个体增殖，是生命起源过程中最复杂和最有决定意义的阶段。3（典型例题剖析例3变式）原始地球条件下，最初生

27、成有机小分子物质和有机大分子物质的场所依次是（ ）A原始海洋、陆地B原始大气、原始大气C原始海洋、原始海洋D原始大气、原始海洋【答案】D【解析】原始大气中的无机小分子物质，在雷电、紫外线等的长期作用下形成有机小分子物质，所以有机小分子物质是在原始大气中形成的。有机小分子物质随降雨进入原始海洋，在原始海洋中经过凝聚、缩合等过程形成有机大分子物质，所以有机大分子物质是在原始海洋中形成的。4图7-3-1-7是生命起源的海洋化学起源说的过程示意图，请据图回答下列问题。图7-3-1-7（1）原始大气的成分有哪些？_。这些物质是从哪里来的？_。（2）原始大气成分与现在的大气成分有什么明显不同？_。（3）生

28、命起源的第一阶段是由原始大气的各种成分形成_，第二阶段是由_形成_，第三阶段是由_形成_，第四阶段是由_形成_。（4）你认为生命起源的四个阶段中最重要的一个阶段是_。（5）发生在原始大气中的过程是_。【答案】（1）水蒸气、氢气、氨、甲烷、二氧化碳、硫化氢等 通过火山爆发喷出来的（2）原始大气中不含氧气（3）有机小分子物质 有机小分子物质 有机大分子物质 有机大分子物质 有机多分子体系 有机多分子体系 原始生命（4）第四阶段：由有机多分子体系形成原始生命（5）A（由无机小分子物质形成有机小分子物质）5地质学的研究表明，地球大约是在46亿年前形成的，当时的地球温度很高，天空中或赤日炎炎，或电闪雷鸣

29、，地面上火山喷发，熔岩横流，从火山中喷发出的气体（水蒸气、氢气、氨、甲烷、硫化氢、二氧化碳等）构成原始的大气层。（1）你认为原始的地球上存在生命吗？_，为什么？_。（2）现在的环境条件下，地球上会不会再形成原始生命？_，为什么？_。【答案】（1）不存在 温度太高（2）不会 没有形成原始生命的环境条件【解析】生命是在特定的环境条件下，由特定的物质经过复杂的过程形成的。现在的地球上不再具有生命起源的条件，现在的大气成分、海洋成分都和原始大气、原始海洋有了很大的区别。教材练习解析1（1） 【解析】原始大气中无氧气存在。（2） 【解析】米勒的模拟实验表明，原始地球上由无机小分子物质生成有机小分子物质（

30、如氨基酸等）是完全可能的。2在现在的地球环境条件下，地球上不会再形成原始生命。因为不存在原始生命形成所需要的环境条件，如原始大气、高温、持续不断的雷电等。另外，现在的海洋成分也发生了变化。3对这一问题的答案取决于对老子原话的理解。如果理解为“天下的任何事物都是从有，即现在已经存在的事物中产生的，而这些事物又是从无，即目前不存在的事物而来，也就是说，这些事物可能是从别的事物中产生的”，则与现代生物学中关于生命起源的观点不谋而合。如果理解为“有生于无中的无是虚无，是不存在的、什么都没有的状态”，则与现代生物学中关于生命起源的观点大相径庭（同学们可以各抒己见，练习辩证思维，不必刻意求得统一的答案）。

31、第二节 生物进化的历程教材预习全解趣味情景导入在漫长的岁月里，地球上的生命从无到有，从肉眼看不见的单细胞生物发展到今天丰富多彩的生物世界。你可能会产生疑问，生物真的是在不断进化吗？生物进化的历程是怎样的（图7-3-2-1）？图7-3-2-1学习目标导航1概述生物进化的主要历程。2举例说出研究生物进化的方法。3列举生物进化的证据。相关知识链接1在研究人类的起源和发展时，古人类学家在东非大裂谷发现了距今300万年前的少女露西的骨骼化石。2根据动物体内脊柱的有无，可将动物分为脊椎动物和无脊椎动物，脊椎动物主要包括鱼类、两栖类、爬行类、鸟类和哺乳类。3植物分为四大类群：藻类植物、苔藓植物、蕨类植物和种

32、子植物。其中最简单、低等的是藻类植物，没有根、茎、叶等器官的分化；最复杂、高等的是种子植物中的被子植物，具有根、茎、叶、花、果实、种子六大器官。教材内容全解想一想，议一议（见教材第57页）科学家根据化石，运用比较的方法来研究郑氏始孔子鸟。它可能是由古代爬行类进化来的。知识点一 学习研究生物进化的方法（难点）1教材第57页“资料分析”全解（1）地层中的化石化石：化石是生物的遗体、遗物或生活痕迹，由于某种因素被埋藏在地层中，经过若干万年的复杂变化形成的。化石的分类：化石一般可以分为两类，一类是由生物的遗体直接形成的，这些化石常常是植物或动物身体的坚硬部分，如植物的茎干，动物的骨骼、贝壳等；有的则是

33、完整的生物体，如琥珀里的昆虫、寒武纪时代的三叶虫化石等。另一类则是由生物的生活痕迹或遗物形成的，如恐龙的脚印、恐龙蛋和粪便等。化石是生物进化的主要证据：尽管地球在历史演变过程中没有文字记载，却留下了许多特有的印记。如果把地层比作一部记载地球演化历程的史册，那么化石就如同各地层中的特殊文字，记载着生物进化的历史，是研究生物进化最直接的证据。不同地层中生物化石的特点：研究发现，不同地层中埋藏着不同类型的生物化石，形成晚的地层中的化石生物与现代生物的结构比较相似，形成早的地层中的化石生物则与现代生物的结构差别较大。在越古老的地层中形成化石的生物结构越简单、分类地位越低等，水生生物越多；在越晚近的地层

34、中形成化石的生物结构越复杂、分类地位越高等，陆生生物越多。后来经过许多科学家进一步研究发现，地球上各种生物并非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，有的却灭绝了。各类生物化石在地层中按照一定顺序出现的事实证明，现代各种各样的生物是经过漫长的年代逐渐进化而来的。科学家通过对化石的研究发现，鱼类的化石在比较古老的地层中就出现了，两栖类、爬行类、哺乳类则依次在更为晚近的地层中才出现。例1 （2015福建泉州）根据生物化石在地层中的分布规律可以推测：越晚近的地层中，形成化石的生物（ ）A越高等B结构越简单C体型越大D陆生种类越少【答案】A【解析】在越古老的地层中，形成化石的生物结构越

35、简单、分类地位越低等，水生生物越多；在越晚近的地层中，形成化石的生物结构越复杂、分类地位越高等，陆生生物越多。（2）细胞色素c细胞色素c是生物细胞中与呼吸作用有关的一种蛋白质，进化速度比较缓慢，据科学家推算，它的氨基酸顺序每200万年才发生1%的改变。因此，测定不同生物体细胞色素c中氨基酸排列顺序的差异为研究生物进化提供了重要依据。一般来说，生物间组成细胞色素c的氨基酸的组成和排列顺序差异越大，亲缘关系越远；生物间组成细胞色素c的氨基酸的组成和排列顺序差异越小，亲缘关系越近。下表是各种生物与人的细胞色素c的氨基酸组成的差异。物种黑猩猩马果蝇小麦向日葵酵母菌差异氨基酸数目*01227353844

36、注：*数字表示相应物种的细胞色素c与人的细胞色素c不同的氨基酸数目。从表中可以看出，人与黑猩猩的亲缘关系最近，与马次之，与果蝇、小麦、向日葵、酵母菌的亲缘关系则较远。讨论（见教材第58页）1在资料1中，科学家采用了比较的研究方法，即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的方法。在资料2中，利用组成生物体的一些重要物质的差异，来比较生物之间的亲缘关系。两个资料中，科学家在研究生物进化问题时都采用了比较的方法。2根据资料，对生物进化的历程可以作出如下的推测：生物是不断进化的，而且它们之间存在一定的亲缘关系。资料1表明，鱼类、两栖类、爬行类和哺乳类的进化顺序为：鱼类两栖类爬

37、行类哺乳类；资料2表明，人与黑猩猩的亲缘关系最近，与马次之，与果蝇、小麦、向日葵、酵母菌的亲缘关系则较远。例2 以下是几种生物与人的细胞色素c中氨基酸的差别对比表，下列叙述不正确的是（ ）生物名称黑猩猩猕猴狗鸡响尾蛇金枪鱼小麦酵母菌差异氨基酸数目01111314213544A分子生物学为判断各种生物之间的亲缘关系提供了依据B与人类亲缘关系最近的生物是黑猩猩C与人类亲缘关系最远的动物是金枪鱼D各种生物细胞色素c中氨基酸含量不同，说明它们的原始祖先不同【解析】各种生物细胞色素c中氨基酸的比较，是在分子水平上进行的，它揭示了生物进化的现象和本质，为判断各种生物之间的亲缘关系提供了依据。通过上表数据的

38、比较可知：人类与黑猩猩细胞色素c的氨基酸差异数最小，因此两者的亲缘关系最近。人类与金枪鱼的细胞色素c的氨基酸差异数是21，因此与人类亲缘关系最远的动物是金枪鱼。大多数生物都具有由104个氨基酸组成的细胞色素c，这说明这些生物之间都具有一定的亲缘关系，细胞色素c的氨基酸组成差异越小，表明它们的亲缘关系越近，动物和植物都具有细胞色素C的事实能够说明动植物有共同的原始祖先。【答案】D2生物进化的其他证据（1）郑氏始孔子鸟化石20052006年，科学家在河北丰宁县的一处湖边林地考察时，发现一件属于恐龙时代的新鸟类化石，并命名为郑氏始孔子鸟，它是孔子鸟类中已知最原始的代表，生活在距今约131亿年前。孔子

39、鸟类群是现今发现的最早具有角质喙、牙齿退化的原始鸟类。郑氏始孔子鸟化石的特征：科学家研究发现这种动物既具有鸟类的一些特征，如前肢变成翼、具有羽毛等；又具有爬行动物的一些特征，如口腔内具有牙齿，前肢的末端具有爪等。推测：鸟类可能是由爬行动物进化来的，郑氏始孔子鸟是爬行动物向鸟类进化的过渡类型。例3 （2015广州）郑氏始孔子鸟化石能证明有较近亲缘关系的两类生物是（ ）A鱼类和两栖类B两栖类和爬行类C爬行类和鸟类D鸟类和哺乳类【解析】通过对“郑氏始孔子鸟”化石的研究发现，这种动物既像鸟，又像爬行动物。因此，推测鸟类可能是由爬行动物进化来的，“郑氏始孔子鸟”是爬行动物向鸟类进化的过渡类型。【答案】C

40、（2）生物形态结构的比较通过比较生物形态结构的特点，可以帮助我们追溯生物进化的过程。马的前肢、蝙蝠的前肢和鹰的翅膀骨骼的比较（如图7-3-2-2所示）图7-3-2-2通过对马的前肢、鹰的翅膀和蝙蝠的前肢骨骼的比较，发现它们的外形差别很大，但它们骨骼的排列是相似的。推测：通过对马的前肢、鹰的翅膀和蝙蝠的前肢骨骼的比较，可以推测它们是由共同的祖先进化而来的。拓展同源器官同源器官是指起源相同，结构和部位相似，而形态和功能不同的器官，如一些脊椎动物的前肢鸟的翼、蝙蝠的前肢、鲸的鳍、马的前肢以及人的上肢等。同源器官是在胚胎发育上从相同的胚胎原基以相似的过程发育而来的。同源器官的存在，证明凡是具有同源器官

41、的生物，都是由：共同的原始祖先进化来的。只是在进化过程中，同源器官适应于不同的生活环境，逐渐出现了形态和功能上的不同。3研究生物进化的方法比较法（1）概念比较是指根据一定的标准，把彼此有某种联系的事物加以对比，确定它们的相同和不同之处。通过比较各个事物的特征，把握事物之间的内在联系，认识事物的本质。（2）比较法在研究生物进化中的应用比较法是研究生物进化时常用的方法。例如，对不同种类生物的形态结构、基因和蛋白质（如细胞色素c）进行比较，可以推断这些生物之间的亲缘关系；对不同年代化石的纵向比较，以及对现存生物种类的横向比较等，可以推断生物进化的大致历程等。点拨常用的比较法有两种：横向比较法，是根据

42、同一标准对同一时期的不同对象进行比较的方法；纵向比较法，是对同一对象在不同时期的特点进行比较的方法。知识点二 生物进化的大致历程（重点）1动植物进化历程树原始生命在地球上出现以后，就缓慢地向前进化。地球上最早出现的生物是原核生物，后来才出现了真核生物，现在形形色色的植物和动物都是真核生物。概括地说，原始的原核生物由于营养方式的不同，一部分进化成为有叶绿素的原始藻类，另一部分进化成为没有叶绿素的原始单细胞动物，这些原始藻类和原始单细胞动物就分别进化成为各种各样的植物和动物，科学家根据对地层中化石的研究、生物的亲缘关系和进化关系，绘制出了动植物进化历程树（如图7-3-2-3所示）。图7-3-2-3

43、2植物进化的大致历程生活在海洋中的原始藻类，经过极其漫长的年代，逐渐进化成为适应陆地生活的原始的苔藓植物和蕨类植物，使原来的不毛之地披上了绿装。但是，它们的生殖还都需要有水的环境，不能真正适应陆地生活。后来，一部分原始的蕨类植物进化成为原始的种子植物，原始的种子植物包括原始的裸子植物和被子植物，它们的生殖完全脱离了水的限制，更加适应陆地生活，并逐渐发展为陆地最占优势的物种。植物的进化历程可表示为：注意原始蕨类植物是由原始藻类植物进化来的，而不是由原始苔藓植物进化来的。原始裸子植物和原始被子植物都是由原始蕨类植物进化来的，而不是原始裸子植物进化为原始被子植物。例4 （2016江苏盐城）图7-3-

44、2-4表示几类植物的进化关系。下列叙述不正确的是（ ）图7-3-2-4A最先出现的植物类群是甲B乙和丙都是由甲进化来的C戊最有可能比甲低等D丁的结构比丙复杂【解析】从进化关系图可以看出，其他的植物都是由甲进化来的，因此最早出现的植物类群应该是甲；丁是由丙进化来的，丁的结构要比丙复杂；生物进化的总体趋势为由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生，所以戌肯定比甲高等。【答案】C3动物进化的大致历程（1）无脊椎动物进化的大致历程生活在海洋中的原始单细胞动物，经过极其漫长的年代，逐渐进化成为种类繁多的原始无脊椎动物，包括原始腔肠动物、原始扁形动物、原始线形动物、原始环节动物、原始软体动物等，这几类动物

45、的结构越来越复杂，但是，它们大都需要生活在有水的环境中。后来发展到了原始的节肢动物，它们有外骨骼和分节的足，如昆虫等，对陆地环境的适应能力较强，生殖过程脱离了水的限制。（2）脊椎动物进化的大致历程地球上最早出现的脊椎动物是原始的鱼类。经过极其漫长的年代后，某些鱼类进化成为原始的两栖类，某些两栖类进化成为原始的爬行类，某些爬行类又进化成为原始的鸟类和哺乳类。各类动物的结构逐渐变得复杂，生活环境逐渐由水中转移到陆地，最终完全适应了陆地生活。脊椎动物进化的大致历程可表示为：提示在脊椎动物的进化历程中，原始爬行类的一支进化成为原始鸟类，另一支进化成为原始哺乳类，并非原始爬行类原始鸟类原始哺乳类。例5 图7-3-2-5表示脊椎动物的进化关系，下列叙述正确的是（ ）图7-3-2-5A甲类和乙类都只生活在水中B丙类体温恒定，是原始两栖类C丁类是由古代丙类进化来的D原始鸟类最高等，因为可以飞行【解析】脊椎动物的进化历程是原始鱼类原始两栖类原始爬行类。所以，甲、乙、丙、丁分别是原始鱼类、原始两栖类、原始爬行类和原始哺乳类。原始鱼类生活在水中，原始两栖类的成体可以生活在陆地，A项错误；丙是原始爬行类，体温不恒定，B