第第2节节 生物进化的历程生物进化的历程生命在地球上已存在生命在地球上已存在38亿年之久，年之久，自其自其诞生之日起就不停息地生之日起就不停息地变化，在化，在变化中化中延延续、演、演进。这是一个真是一个真实、漫、漫长、仍未、仍未终止地止地历史史过程。程。期期间绝灭的物种占物种的物种占物种总和的和的99.999%大繁荣适大繁荣适应辐射射大大萧条大条大绝灭引引 入入 新新 课课生物进化的证据1.什么是化石什么是化石?2.化石是怎样形成的？化石是怎样形成的？化石是生物的遗体、遗物或生活痕迹化石是生物的遗体、遗物或生活痕迹古代生物由于种种原因被埋藏在地层中，古代生物由于种种原因被埋藏在地层中，经过若干万年经过若干万年的复杂变化而形成的。的复杂变化而形成的。猛猛犸象是象是绝灭象中最著名的一种，体型与象中最著名的一种，体型与亚洲象差洲象差不多。早在一两万年前，它不多。早在一两万年前，它们分布于欧分布于欧亚大大陆及北美及北美大大陆北部。古生物学家曾在西伯利北部。古生物学家曾在西伯利亚的永久性的永久性冻土土层里及阿拉斯加半里及阿拉斯加半岛发掘出掘出20多具完整的猛多具完整的猛犸象尸体，象尸体，它它们保存完好，血管里充保存完好，血管里充满了血液，胃里了血液，胃里还有青草和有青草和树枝等。枝等。植物化石一名工作人员站在长5英尺9英寸(174CM)的恐龙前肢化石前恐龙的足迹化石恐龙的足迹化石恐龙的足迹化石恐龙的足迹化石足迹化石足迹化石足迹化石足迹化石地层 构成地球表面的岩石，先沉积的地层在下面，后沉积的地层在上面，所以下层地层的年代比上层古老。，但地球表面的不断运动，会使地层上升、下降、扭曲。一般来说，从地面垂直向下可分几层地层，越向下的地层，年代越古老。不同地质年代的地不同地质年代的地层里的生物化石层里的生物化石,真实的记录了生物真实的记录了生物进化的历程。进化的历程。美国科罗拉多州大峡谷国家公园美国科罗拉多州大峡谷国家公园美国犹他州红色峡谷美国犹他州红色峡谷生物进化的主要证据生物进化的主要证据科学家比较各个地层中的化石后发现，科学家比较各个地层中的化石后发现，在越古老的地层里，成为化石的生物越在越古老的地层里，成为化石的生物越 、越、越 ；在越新近形成的地层里，成为化石的生物越在越新近形成的地层里，成为化石的生物越 、越、越 。 一、化石一、化石简单简单低等低等复杂复杂高等高等学习研究生物进化的方法 生物进化问题的研究，是建立在对许多科学领域（如地质学、遗传学、胚胎学和分类学等）的研究进行综合分析的基础上的，涉及到许多研究方法。资料分析资料分析资料资料1科学家通过对化石的研究发现，鱼类的化石在比较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、古老的地层中就出现了，两栖类、 爬行类和哺乳动物则爬行类和哺乳动物则依次在越来越晚近的地层中出现。说明？依次在越来越晚近的地层中出现。说明？越越越越简单简单简单简单、越、越、越、越低等低等低等低等的生物化石总是出现在越的生物化石总是出现在越的生物化石总是出现在越的生物化石总是出现在越古老古老古老古老的地层中，的地层中，的地层中，的地层中，越越越越复杂复杂复杂复杂、越、越、越、越高等高等高等高等的生物化石则出现在越的生物化石则出现在越的生物化石则出现在越的生物化石则出现在越新近新近新近新近的地层中的地层中的地层中的地层中资料资料2 .1861年，在德国发现了一种动物的化年，在德国发现了一种动物的化石石科学家把这种动物叫做始祖鸟科学家把这种动物叫做始祖鸟。 目前，世界上只发现5例原始鸟类的化石。这5例原始鸟类化石都是在德国的巴伐利亚州的石灰岩层中发现的,距现在已有1.5亿年了。始始祖祖鸟鸟化化石石始祖鸟化石和复原图始祖鸟化石和复原图。始祖鸟始祖鸟像鸟：有翅膀、嘴的外形像鸟喙像鸟：有翅膀、嘴的外形像鸟喙像爬行动物：有牙齿、爪像爬行动物：有牙齿、爪始祖鸟是鸟类和爬行类之间的过渡类型，证明了？始祖鸟是鸟类和爬行类之间的过渡类型，证明了？爬行类最后进化成了鸟类爬行类最后进化成了鸟类生物名称与组成人的细胞色素C的氨基酸的差别黑猩猩黑猩猩0猕猴猕猴1马马12果蝇果蝇27向日葵向日葵38资料资料3.几种生物和人的细胞色素几种生物和人的细胞色素C的氨基酸组成的氨基酸组成的差异的差异资料资料4.胚胎学上的证据胚胎学上的证据这七种七种动物和人的胚胎，在物和人的胚胎，在发育初期都很相似，那就育初期都很相似，那就是都有是都有鳃裂和尾，到了裂和尾，到了发育晚期，除育晚期，除鱼以外，其他以外，其他动物和人的物和人的鳃裂都消失了，人的尾也消失了。裂都消失了，人的尾也消失了。现在要在要问：这些些动物和人在成体物和人在成体时的形的形态是很不相同是很不相同的，的，为什么在胚胎什么在胚胎发育的初期却很相似？育的初期却很相似？鳃是适于水是适于水中呼吸的器官，中呼吸的器官，为什么什么陆生脊椎生脊椎动物和人在胚胎物和人在胚胎发育育初期也有初期也有鳃裂？既然人是无尾的，裂？既然人是无尾的，为什么人在胚胎什么人在胚胎发育育过程中也有尾的出程中也有尾的出现？这些都些都说明，高等脊椎明，高等脊椎动物是从古代的某些低等脊椎物是从古代的某些低等脊椎动物物进化而来的。也就是化而来的。也就是说，脊椎，脊椎动物和人都物和人都县由共由共同的古代原始祖先同的古代原始祖先进化面来的所以它化面来的所以它们的胚胎在的胚胎在发育初期十分相似，古代脊椎育初期十分相似，古代脊椎动物共同的原始祖先生活物共同的原始祖先生活在水中，所以在水中，所以陆生脊椎生脊椎动物和人在胚胎物和人在胚胎发育育过程中会程中会出出现鳃裂。人是从有尾的裂。人是从有尾的动物物进化而来的，所以在胚化而来的，所以在胚胎胎发育育过程中会出程中会出现很明很明显的尾。的尾。讨论讨论1.上述上述4个个资料中料中,科学家在研究生物科学家在研究生物进化化问题时各采用了什各采用了什么方法么方法?2.上述上述4个个资料中料中,科学家所采用的研究方法有什么共同之科学家所采用的研究方法有什么共同之处?3.根据上述根据上述4个个资料料,你能你能对生物生物进化的化的历程作出怎么的推程作出怎么的推测?1在在资料料1中，科学家采用了比中，科学家采用了比较化石的研究方法，即化石的研究方法，即比比较不同不同类型型动物的化石在地物的化石在地层中出中出现的的顺序，从而序，从而判断判断动物的物的进化化顺序的方法。序的方法。在在资料料2中，采用了比中，采用了比较动物的形物的形态和解剖特征的方和解剖特征的方法，通法，通过对始祖始祖鸟与与现代代鸟和爬行和爬行动物的形物的形态和解剖和解剖特征的比特征的比较，说明明鸟类是由始祖是由始祖鸟进化而来的，始祖化而来的，始祖鸟是爬行是爬行动物向物向鸟类进化的中化的中间过渡渡类型。型。在在资料料3中，利用中，利用组成生物体的一些重要物成生物体的一些重要物质的差异的差异性，来比性，来比较生物之生物之间的的亲缘关系的方法。关系的方法。在在资料料4中，采用了脊椎中，采用了脊椎动物之物之间胚胎的比胚胎的比较，说明明了脊椎了脊椎动物和人都有共同的祖先，物和人都有共同的祖先，这种原始祖先生活种原始祖先生活在水中。在水中。24个个资料中，科学家在研究生物料中，科学家在研究生物进化化问题时都采用了比都采用了比较的方法。的方法。3.根据上述根据上述3个个资料，料，对生物生物进化的化的历程可以作出如下的推程可以作出如下的推测：生物是不断：生物是不断进化的，而且它化的，而且它们之之间存在一定的存在一定的亲缘关关系系资料料1表明，表明，鱼类、两栖、两栖类、爬行、爬行类和哺乳和哺乳类的的进化化顺序序为：鱼类两栖两栖类爬行爬行类哺乳哺乳类资料料2表明，表明，鸟类是由爬行是由爬行动物物进化而来的，始祖化而来的，始祖鸟是爬是爬行行动物向物向鸟类进化的中化的中间过渡渡类型型资料料3表明，人与黑猩猩的表明，人与黑猩猩的亲缘关系最近，关系最近，马次之，果次之，果蝇和向日葵和向日葵则较远二、生物进化的大致历程： 进化表3 原始生命逐渐进化产生了营原始生命逐渐进化产生了营养方式不同的两类原始生物：养方式不同的两类原始生物：原始藻类植物和原始单细胞动原始藻类植物和原始单细胞动物。那么，请同学们一起回忆物。那么，请同学们一起回忆已学习过的植物和动物界中的已学习过的植物和动物界中的几大类群，请说出他们的进化几大类群，请说出他们的进化顺序顺序,并试着填到进化树上：并试着填到进化树上：原原始始生生命命原始单细胞生物原始单细胞生物腔肠动物腔肠动物扁形动物扁形动物线形动物线形动物环节动物、软体动物、节肢动物环节动物、软体动物、节肢动物棘皮动物棘皮动物鱼鱼两栖类两栖类爬行类爬行类哺乳类哺乳类1 12 2原始藻类植物原始藻类植物苔藓植物苔藓植物蕨类植物蕨类植物裸子植物裸子植物被子植物被子植物鸟类鸟类归纳总结生物进化的总趋势：1、结构上： 由简单到复杂由简单到复杂2、进化水平上：由低等到高等由低等到高等3、生活环境上：由水生到陆生由水生到陆生随堂反馈随堂反馈 一、画一、画龙点睛点睛1.在研究生物在研究生物进化的化的过程中，程中，是非常重要的是非常重要的证据。据。2.地球上地球上现存的生物都是存的生物都是的的结果。果。3.对生物生物进化化问题的研究，最重要的方法之一是比的研究，最重要的方法之一是比较，通，通过对不同不同年代化石的年代化石的比比较，以及，以及对现存生物种存生物种类的的比比较等方法，等方法，推断出生物推断出生物进化的大致化的大致历程。程。4.脊椎脊椎动物的物的进化化历程是，古代的程是，古代的鱼类进化成古代的化成古代的，之，之后又出后又出现了爬行了爬行类，古代爬行，古代爬行类的一支的一支进化成被覆羽毛的化成被覆羽毛的，另一支另一支进化成胎生哺乳的化成胎生哺乳的。5.一般来一般来说生物生物进化的化的总体体趋势是是:由由到到、由、由到到，由，由到到化石化石进化进化纵向纵向横向横向两栖类两栖类鸟类鸟类哺乳类哺乳类简单简单复杂复杂低等低等高等高等水生水生陆陆生生二、慧眼二、慧眼识珠珠1关于化石的关于化石的说法，不正确的是（法，不正确的是（）A化石主要是由生物化石主要是由生物遗体的体的坚硬部分形成硬部分形成的的B生物的生物的遗物或生活痕迹也可能形成化石物或生活痕迹也可能形成化石C化石是化石是经过若干万年的复若干万年的复杂变化形成的化形成的D有有鱼类化石的地化石的地层一定都比两栖一定都比两栖类化石化石的地的地层更加古老更加古老2始祖始祖鸟与爬行与爬行动物相同之物相同之处是（是（）A被覆羽毛被覆羽毛B前肢形成翅膀前肢形成翅膀C口腔中具有牙口腔中具有牙齿D嘴的外形像嘴的外形像鸟喙喙3下列各下列各项里的两种生物的里的两种生物的细胞色素胞色素C的的差异最小的是（差异最小的是（）A人与黑猩猩人与黑猩猩B人与人与马C人与果人与果蝇D人与向日葵人与向日葵DCA