高中必修二《第1节 生物有共同祖先的证据》.docx

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高中必修二《第1节生物有共同祖先的证据》

生物的进化

第1节　生物有共同祖先的证据

学习目标:

1．学会通过化石分析生物的进化。

（生命观念）　2.总结概述当今生物在器官、胚胎发育、细胞和分子水平上分别具有哪些共同特征。

（生命观念）　3.能够利用化石等证据支持达尔文的共同由来学说。

（科学思维）

教材导读:

一、达尔文的生物进化论

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

（1）揭示了生物进化的机制。

（2）解释了适应的形成和物种形成的原因。

二、生物有共同祖先的证据

1．化石证据

（1）化石的概念：

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，是研究生物进化最直接、最重要的证据。

（2）生物化石在地壳中的分布规律：

生物的化石在地层里的出现是有一定顺序的。

在越早形成的地层中出现的生物结构越简单、越低等，在越晚形成的地层中出现的生物结构越复杂、越高等。

（3）意义：

①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。

②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。

2．比较解剖学证据

（1）概念：

研究比较脊椎动物器官、系统的形态和结构的一门学科。

（2）事实证据

①蝙蝠的翼、鲸的鳍、猫的前肢、人的上肢都是同源器官。

②具有同源器官的生物是由共同祖先演化而来的。

这些具有共同祖先的生物生活在不同环境中，向着不同的方向进化发展，其结构适应于不同的生活环境，因而产生形态上的差异。

（3）意义：

为生物是否有共同祖先寻找证据。

3．胚胎学证据

（1）概念：

胚胎学是指研究动植物胚胎的形成和发育过程的学科。

（2）事实证据

①人和鱼的胚胎在发育早期都出现鳃裂和尾。

②人和其他脊椎动物在胚胎发育早期都有彼此相似的阶段。

（3）意义：

支持了人和其他脊椎动物有共同祖先的观点。

4．细胞水平的证据

（1）事实证据

①细胞有许多共同特征。

比如都有能进行代谢、生长和增殖的细胞。

②细胞有共同的物质基础和结构基础等。

（2）意义：

支持了生物有共同祖先的论点。

5．分子水平的证据

（1）事实证据：

不同生物的DNA和蛋白质等生物大分子，既有共同点，又存在差异性。

（2）意义

①揭示人们当今生物有着共同的原始祖先。

②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。

知识点一　比较解剖学和胚胎学的证据

1．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）人的上肢、猫的前肢、鲸的鳍和蝙蝠的翼，从外形来看，这些器官很不同，但是比较它们的内部结构，却基本上一致，它们都由肱骨、桡骨、尺骨、腕骨、掌骨和指骨组成。

排列的方式也基本一致。

它们属于同源器官，这些器官只是在进化过程中，由于它们生活环境的不同，为适应不同的生活环境，逐渐出现了形态和功能上的差异。

（2）从这些器官结构上的相似性可以说明这些生物都是由共同的原始祖先进化而来的。

2．比较人、鱼、龟和鸡胚胎发育的相似性

人、鱼、龟和鸡胚胎发育的相同或相似说明高等脊椎动物是从古代的某些低等脊椎动物进化而来的。

也就是说，脊椎动物和人都是由共同的古代原始祖先进化而来的。

所以它们的胚胎在发育初期十分相似。

古代脊椎动物共同的原始祖先生活在水中，所以陆生脊椎动物和人在胚胎发育过程中会出现鳃裂。

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。

1．下面为三种脊椎动物前肢与人的上肢骨骼比较示意图，有关说法不正确的是（　　）

A．这四种前（上）肢骨骼都由相同种类的骨组成

B．从上到下看，四种前（上）肢骨骼的组成，骨的排列顺序是一致的

C．四种前（上）肢骨骼属于同功器官（起源不同但功能相同）

D．说明了四种脊椎动物有共同的原始组先

答案：

C

2．兔有尾巴，在人的胚胎发育过程中同兔胚胎发育相似也有尾巴出现，此现象说明（　　）

A．人类起源于兔类

B．他们共同起源于单细胞动物

C．他们有共同的祖先

D．他们共同起源于水生动物

答案：

C

知识点二　教材中能说明生物有共同祖先的事例

1．生物的遗传物质都是核酸：

地球上目前存在的生物的遗传物质都是核酸，其中具有细胞结构的生物的遗传物质都是DNA，只有极个别的病毒的遗传物质是RNA。

而这些RNA病毒也起源于DNA为遗传物质的生物，归根到底，地球上最原始的生物的遗传物质应该是DNA。

在千万年的进化过程中，生物的遗传物质在遗传过程中同时朝着不同方向变异。

而不同的自然环境保留下了不同的变异基因，才导致今天纷繁万象的自然界。

2．地球上生物遗传信息传递都遵循中心法则：

DNA上的遗传信息通过复制传递到子细胞或子代生物体内，并通过转录传到RNA上，RNA上的信息通过翻译指导蛋白质的合成。

这些信息传递过程不管是在真核生物还是在原核生物中都存在，如果生物不是具有共同起源，两类生物不会这么巧合都遵循中心法则。

3．地球上生物遗传信息传递过程都遵循碱基互补配对原则：

在生物界通用的中心法则中，都遵循碱基互补配对，比如DNA复制时有A—T、G—C配对，在转录过程中，有T—A、A—U、G—C配对，在翻译过程中mRNA上的密码子和tRNA上的反密码子存在A—U、G—C配对。

4．地球上的生物都共用同一套遗传密码：

生物体内RNA指导蛋白质合成，都是mRNA上三个相邻碱基决定一个氨基酸，故而生物有64种密码子，而且不管是动物、植物、微生物，特定密码子对应编码的氨基酸都是相同的。

终止密码子都是UAA、UAG、UGA。

这也充分说明了地球上的生物有共同起源。

5．生物体有共同起源的其他证据：

地球上生物有共同起源在别的方面我们也能找到一些证据。

比如地球上的具有生命系统的细胞都具有生物膜系统（如细胞膜），而且不管是原核细胞还是真核细胞的生物膜都是以磷脂双分子层为基本支架。

3．下列说法不能体现生物有共同祖先的是（　　）

A．DNA是绝大多数生物遗传信息的载体

B．无论真核细胞还是原核细胞，DNA等生物大分子的连接方式相同

C．所有生物蛋白质的基本组成单位相同

D．动物、植物、真菌三者的生物体结构不同

答案：

D

4．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．所有生物都由ATP直接供能

C．各种生物的细胞具有基本相同的结构

D．所有生物的生命活动都是靠能量驱动的

答案：

D

核心知识小结

[要点回眸]

[规范答题]

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。

化石是研究生物最直接、最重要的证据。

化石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。

比较解剖学和胚胎学支持了生物有共同祖先的观点。

从细胞和分子水平上看，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。

[随堂检测]

1．下列关于生物进化的证据，不正确的是（　　）

A．从动物的牙齿化石可推测它们的饮食情况

B．从动物的骨骼化石可推测其体型大小和运动方式

C．从植物化石可推测它们的形态、结构和分布等

D．地层年龄越早，首先出现的生物类群（化石）越高等

答案：

D

2．下列关于研究赫氏近鸟龙化石的说法，不正确的是（　　）

A．赫氏近鸟龙化石，其身体骨架与恐龙相近，但其骨架周围有清晰的羽毛印痕，显示其后肢和尾都有飞羽

B．赫氏近鸟龙化石后肢发达，显示其善跑不善飞

C．在地层中恐龙化石出现的要早

D．该化石为恐龙起源于鸟类提供了有力证据

答案：

D

3．从细胞水平上不能说明共同由来学说的是（　　）

A．古细菌和现代生物都有细胞膜、细胞质、细胞核等

B．草履虫、酵母菌、高等动植物细胞都有染色体，染色体的组成基本相同

C．原核细胞、植物细胞、动物细胞其结构有较大的差异性

D．一切动植物都是由细胞构成的，说明它们有共同的原始祖先

答案：

C

4．下列属于分子生物学证据的说法是（　　）

A．人与猩猩和长臂猿的某段同源DNA的差异分别为2.4%、5.3%，说明人与猩猩的亲缘关系较近

B．人与黑猩猩、类人猿基因组的差异分别只有3%、1%，说明人与黑猩猩的亲缘关系较远

C．人的细胞色素c氨基酸序列与猕猴、狗、酵母菌的差异个数分别是1、11、44，说明不同生物亲缘关系的远近不同

D．从分子水平上能够直接证明生物有共同的祖先

答案：

D

5．分析四种不同动物（甲、乙、丙、丁）的血红蛋白，发现在构成血红蛋白的数万个氨基酸中，仅有四个位置存在差异，列表如下：

动物

第1位

第2位

第3位

第4位

甲

氨基酸A

氨基酸A

氨基酸A

氨基酸C

乙

氨基酸B

氨基酸C

氨基酸A

氨基酸A

丙

氨基酸A

氨基酸B

氨基酸C

氨基酸E

丁

氨基酸A

氨基酸A

氨基酸A

氨基酸E

（1）据此推测，血缘关系最近的两种动物是________。

（2）写出作出上述判断的依据：

______________________________________。

（3）这是在____________方面为生物进化提供的证据，血红蛋白α链的氨基酸每年都会按大约1.2×10－9的速率发生置换。

解析：

生物与生物之间的亲缘关系越近，其化学结构越相似；亲缘关系越远，其化学结构的差异越大。

甲与丁之间只有第4位氨基酸不同，其余均相同，在四者之中，甲和丁的差别最小，所以其亲缘关系最近。

答案：

（1）甲与丁　

（2）甲与丁的血红蛋白的氨基酸组成差异最小　（3）分子生物学

[课时作业]

1．生物化石是证明生物进化的最重要、最直接的证据，其根本原因是（　　）

A．化石是保存在地层中的生物遗体、遗物或生活痕迹

B．各类不同生物化石在不同地层出现有一定的顺序

C．化石能再现生物的结构和生物环境

D．化石里的生物是现在生物的原始祖先

答案：

B

2．分析地层中大量化石，可为生物进化提供证据，下列有关说法不正确的是（　　）

A．越晚形成的地层中出现的生物越高等

B．鱼类化石要比两栖类化石在地层中出现得晚

C．化石记录着地球和生物进化的历史

D．大量的化石证据，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来的

答案：

B

3．人体内保留了哺乳动物体内相当发达的阑尾，这可作为生物进化中哪一方面的证据（　　）

A．化石证据

B．比较解剖学证据

C．胚胎学证据

D．生物遗传方面的证据

答案：

B

4．下列关于进化的说法，错误的是（　　）

A．生物的遗物或生活痕迹也可能形成化石

B．亲缘关系越近的生物细胞代谢方面的共同特征就越多

C．有共同祖先的生物个体在形态结构上没有差异

D．DNA中的碱基序列相似程度越大，生物的亲缘关系可能越近

答案：

C

5．（2019·山东滨州期末）下列关于证明生物进化证据的论述，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．蝙蝠的翼和人的手的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血缘关系

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：

D

6．（2019·山东沾化月考）下列关于生物进化的说法，错误的是（　　）

A．化石是生物进化论的直接证据

B．现代生物都有各自的原始祖先

C．原始爬行类是现代鸟类和现代爬行类的共同祖先

D．古人类下肢骨与现代人类接近适于直立行走

答案：

B

7．关于“共同由来”的认识，不科学的是（　　）

A．多种多样的物种，由一个祖先物种发展而来

B．不同种生物之间有着或远或近的亲缘关系

C．自然界的生物由一个祖先个体繁衍而来

D．由于共同由来，生物界既有统一性，又存在多样性

解析：

选C。

共同由来是指物种之间的发展，而不是生物个体的发展。

8．下图甲、乙是不同进化类型示意图，a、b、c、d表示不同物种。

下列有关叙述错误的是（　　）

A．a、b、c由共同的原始祖先进化而来，b和c亲缘关系较近

B．d和e共用一套密码子，说明d和e有共同的祖先

C．判断物种间的亲缘关系可利用核酸分子杂交的方法

D．甲、乙说明a、b、c、d、e有共同的祖先

答案：

D

9．运用下图提供的各种动物DNA的碱基顺序与人类相比的数据以及你已有的知识，回答下面的问题：

（1）哪一种灵长类动物与人类的亲缘关系最密切？

为什么？

（2）解释为什么黑猩猩和人类能够产生有着相同氨基酸序列的酶和激素？

答案：

（1）黑猩猩。

因为黑猩猩和人类的DNA的碱基顺序有98.2%相同，比另外两种生物都高，且从与人类开始分歧进化的时间比另外两种动物都短。

（2）因为黑猩猩和人类DNA的碱基顺序有98.2%相同，而基因控制蛋白质合成，包括酶和蛋白质类激素。

10．下图为人和有关动物器官的比较，据图回答下列问题：

（1）图中的生物在分类学上都属于________动物，其中人、蝙蝠和海豚均属于________类。

（2）人的手臂、海豚的鳍肢、鸟和蝙蝠的翼，它们的外形和功能________（填“相同”或“不相同”），却有着相似的________，在胚胎阶段，它们都是从相同的________发育而来。

解析：

图中生物在分类学上都属于脊椎动物，其中人、蝙蝠和海豚均属于哺乳动物。

从解剖学上看，题图中的生物的器官在形态和功能上各不相同，但从胚胎学上看，它们起源相同，结构相似，在胚胎阶段都是由共同的组织发育而来。

答案：

（1）脊椎　哺乳　

（2）不相同　结构模式　组织