1.生物有共同祖先的證據第六章

生物的進化本節目錄問題探討達爾文的生物進化論地層中陳列的證據——化石當今生物體上進化的印跡——其他方面的證據思考討論本堂小結練習與應用問題探討1831年，22歲的達爾文以博物學者的身份登上了“貝格爾”號，隨船進行了5年的科學考察，并于1859年出版轟動世界的著作——《物種起源》。問題探討達爾文在《物種起源》一書中明確提出地球上的當今生物都是由共同祖先進化來的，人和猿有共同的祖先。達爾文的觀點給當時占統治地位的“神創論”帶來了巨大沖擊。有人在漫畫中把達爾文畫成半人半猴的形象，以此來發泄對達爾文的不滿。直到今天仍有人對“共同由來學說”、“人猿共祖說”持排斥態度。問題探討

討論：1.反對共同由來學說的人能拿出有說服力的證據嗎？2.你能說出什么證據來支持達爾文的觀點？不能。反對共同由來學說的人主要包括支持神創論、物種不變論的人，也有人認為，進化論只是一種假說，不是科學事實。反對的人可能會拿出這些說法來進行反駁，但這些都不是有說服力的證據。化石、同源器官、基因、蛋白質等方面的證據達爾文的生物進化論達爾文列舉了大量的證據來論證自己的理論。后來，隨著研究的深入，人們又發現了許多支持生物進化論的新證據。地層中陳列的證據——化石化石是指通過自然作用保存在地層中的古代生物的遺體、遺物或生活痕跡等。利用化石可以確定地球上曾經生活的生物的種類及其形態、結構、行為等特征。如右圖，可從動物的牙齒化石推測它們的飲食情況。遠古動物牙齒化石標本地層中陳列的證據——化石從動物的骨骼化石推測其體型大小和運動方式。三葉蟲化石標本地層中陳列的證據——化石從植物化石推測它們的形態、結構和分類地位。遼寧古果化石標本地層中陳列的證據——化石化石是研究生物進化最直接、最重要的證據。大部分化石發現于沉積巖的地層中，如果把地層比作一本書，化石則是書中的文字，記錄著地球和生物進化的歷史。地層中陳列的證據——化石沉積巖是指成層堆積的松散沉積物固結而成的巖石。沉積物指陸地或水盆地中的松散碎屑物，如礫石、砂、黏土、灰泥和生物殘骸等。沉積巖圖地層中陳列的證據——化石思考討論1.如圖所示資料支持達爾文的共同由來學說嗎？地層年齡百萬年前首次出現的生物類群（化石）245—144鳥類、哺乳類360—286爬行類408—360昆蟲、兩棲類505—438魚類700多細胞生物2100單細胞真核生物圖6-2所示資料支持達爾文的共同由來學說。不同地層的形成年代不同，越早形成的地層中首次出現的生物越低等，生物特征越簡單；越晚形成的地層中首次出現的生物越高等，生物特征越復雜。例如，21億年前的地層中首次出現單細胞真核生物，7億年前的地層中出現了多細胞生物，這說明多細胞生物出現的時間晚于單細胞真核生物，可判斷多細胞生物是由單細胞真核生物進化來的。地層中陳列的證據——化石思考討論2.2009年，我國科學家在遼寧省建昌縣發現了完整的赫氏近鳥龍化石，其身體骨架與恐龍非常接近，但其骨架周圍有清晰的羽毛印痕，顯示其后肢和尾部都有飛羽；后肢發達，顯示其善跑不善飛。科學家認為這一化石為鳥類起源于恐龍的假說提供了有力證據，這是為什么？地層中陳列的證據——化石思考討論2.赫氏近鳥龍化石及復原圖地層中陳列的證據——化石思考討論2.于化石證據可判斷赫氏近鳥龍既具有恐龍的特征，也具有鳥類的特征，屬于恐龍和鳥類的過渡類型，這說明鳥類很可能是由恐龍進化來的。地層中陳列的證據——化石思考討論3.在東非大裂谷地帶，科學家發現了許多早期古人類化石，其中有318萬年前的少女露西的骨骼化石，其上肢骨的結構與黑猩猩的相似，適于攀緣，下肢骨與現代人類接近，適于直立行走。這一證據支持人猿共祖說嗎？露西既有智人的特征，也有黑猩猩的特征，說明人和黑猩猩可能有共同的祖先，都起源于一類森林古猿。地層中陳列的證據——化石

已經發現的大量化石證據，證實了生物是由原始的共同祖先經過漫長的地質年代逐漸進化而來的，而且還揭示出生物由簡單到復雜、由低等到高等、由水生到陸生的進化順序。當今生物體上進化的印跡——其他方面的證據

生物的進化不僅在地層中留下了證據，也在當今生物體上留下了許多印跡，這些印跡可以作為進化的佐證。

例如解剖學證據，胚胎學證據，細胞和分子水平的證據等。當今生物體上進化的印跡——其他方面的證據

研究比較脊椎動物的器官、系統的形態和結構，可以為這些生物是否有共同祖先尋找證據。三種脊椎動物前肢和人的上肢骨骼比較的示意圖蝙蝠的翼鯨的鰭貓的前肢人的上肢當今生物體上進化的印跡——其他方面的證據思考討論1.這四種前（上）肢骨骼是否都有肱骨、橈骨、尺骨、腕骨、掌故和指骨？三種脊椎動物前肢和人的上肢骨骼比較的示意圖蝙蝠的翼鯨的鰭貓的前肢人的上肢都有肱骨、橈骨、尺骨、腕骨、掌骨和指骨，其種類有一致性。當今生物體上進化的印跡——其他方面的證據思考討論2.從上到下看這四種前（上）肢骨骼，這些骨的排列順序一致嗎？三種脊椎動物前肢和人的上肢骨骼比較的示意圖蝙蝠的翼鯨的鰭貓的前肢人的上肢排列順序一致。當今生物體上進化的印跡——其他方面的證據思考討論3.這四種前（上）肢骨骼的功能迥異，外形差別也很大，其內部結構模式為什么如此一致？三種脊椎動物前肢和人的上肢骨骼比較的示意圖蝙蝠的翼鯨的鰭貓的前肢人的上肢這四種前（上）肢骨骼有相同的起源，說明它們可能是由共同的祖先進化來的。在漫長的進化過程中，因為適應不同的環境，逐漸出現了形態和功能的不同。當今生物體上進化的印跡——其他方面的證據思考討論4.人與蝙蝠、鯨和貓的骨骼結構還有哪些共同點？哺乳動物與魚在骨骼結構上有哪些共同點？這是否支持現有的脊椎動物有著共同的原始祖先？人與蝙蝠、鯨、貓的骨骼結構十分發達，脊柱、肋骨、胸骨等形成支架起到支撐身體、保護內部器官的作用；頭骨骨塊減少或愈合，使頭骨堅硬，起到保護作用，等等。哺乳動物和魚都具有頭骨、脊柱、肋骨及附肢骨骼等。此外，一些具體的骨也有共同點，如哺乳類中耳的3塊聽小骨鏡骨、砧骨、錘骨分別與魚類的舌頜骨、方骨、關節骨有共同的起源。不同類群動物的骨骼結構具有許多共同點，支持現有的脊椎動物有著原始的共同祖先。當今生物體上進化的印跡——其他方面的證據

胚胎學是指研究動植物胚胎形成和發育過程的學科。人的胚胎在發育早期會出現鰓裂和尾，這與魚的胚胎在發育早期出現鰓裂和尾非常相似，只是隨著發育的進行，人的鰓裂和尾消失了，而成年的魚仍保留了鰓和尾。人胚胎發育早期的顯微照片（放大18倍）當今生物體上進化的印跡——其他方面的證據

脊椎動物在胚胎發育早期都有彼此相似的階段，這個證據支持了人和其他脊椎動物有共同祖先的觀點。當今生物體上進化的印跡——其他方面的證據

細胞生物學和分子生物學的研究表明，看似截然不同的當今生物之間也有很多相似之處。資料1已知最古老的化石是大約35億年前的古細菌化石。現在，在海洋、湖泊、土壤等環境中還能發現古細菌，這些古細菌都有細胞壁、細胞膜、細胞質、核糖體和DNA。當今生物體上進化的印跡——其他方面的證據資料2人與猩猩和長臂猿的某段同源DNA的差異分別為2.4%、5.3%。人與黑猩猩基因組的差異只有3%。資料3細胞色素c是細胞中普遍含有的一種蛋白質，約有104個氨基酸，據測算，它的氨基酸序列每2000萬年才發生1%的改變。不同生物與人的細胞色素c氨基酸序列的差異如下表所示。當今生物體上進化的印跡——其他方面的證據思考討論1.當今生物的細胞在結構上與古細菌有哪些共同點？這說明了什么？都有細胞壁、細胞膜、細胞質、核糖體和DNA。說明古細菌和當今生物的細胞可能有共同祖先。當今生物體上進化的印跡——其他方面的證據思考討論2.舉例說出當今生物的細胞在代謝上的共同點。都有呼吸作用、都用葡萄糖作為主要的“燃料分子”、都使用“三羧酸循環”作為化學反應的中心樞紐、代謝中的酶類非常相似、都有相同的能量貨幣——ATP；綠色植物能進行光合作用等。當今生物體上進化的印跡——其他方面的證據思考討論3.人和類人猿在DNA的堿基序列或是基因組方面的高度接近說明了什么？人和猩猩、長臂猿、黑猩猩等類人猿可能有共同的祖先。當今生物體上進化的印跡——其他方面的證據思考討論4.關于人與其他生物的親緣關系，從細胞色素c的相關資料可以得出什么結論？這些數據是否支持生物有著共同的起源？人和其他生物的細胞中普遍含有細胞色素c，說明這些生物都有共同的祖先。細胞色素c的氨基酸序列差異的大小揭示了不同生物之間親緣關系的遠近，差異越小，表示親緣關系越近。當今生物體上進化的印跡——其他方面的證據

從細胞和分子水平看，當今生物有許多共同的特征，比如都有能進行代謝、生長和增殖的細胞，細胞有共同的物質基礎和結構基礎等，這是對生物有共同祖先這一論點的有力支持。不同生物的DNA和蛋白質等生物大分子的共同點，提示人們當今生物有著共同的原始祖先，其差異的大小則揭示了當今生物種類親緣關系的遠近，以及它們在進化史上出現的順序。本堂小結

為研究生物進化提供了直接的證據練習與應用一、概念檢測1.關于生物的進化，只能靠運用證據和邏輯來推測。判斷以下有關生物進化證據和結論的說法是否合理。（1）通過化石可以了解已經絕滅的生物的形態結構特點，推測其行為特點。（√）（2）人和魚的胚胎發育經歷了有鰓裂及有尾的階段，這可以用人與魚有共同祖先來解釋。（√）（3）比較解剖學發現，不同種類的哺乳動物的前肢在形態上差別很大，這說明這些哺乳動物不是由共同祖先進化來的。（×）練習與應用一、概念檢測2.生物進化的證據是多方面的，其中能作為直接證據的是（A）A.化石證據B.胚胎學證據C.比較解剖學證據D.分子生物學證據練習與應用一、概念檢測3.生物都有共同的祖先，下列各項不能作為支持這一論點的證據的是（D）A.所有生物共用一套遺傳密碼B.所有生物都由ATP直接供能C.各種生物的細胞具有基本相同的結構D.所有生物的生命活動都是靠能量驅動的練習與應用二、拓展應用1.如果有人堅持認為生物是自古以來就如此的，你認為能夠反駁他的最有效的證據是什么？為什么？當你提供了你認為最有效的證據后，他還可能如何辯解？你又如何進一步反駁？可以舉出本節教材中的各種證據，如不同地質年代中相繼出現的生物類群，已經絕滅的物種，物種大爆發事件，地殼劇烈運動、氣候劇烈變化和小行星碰撞地球等事件對生物的影響；也可以引用達爾文論證生物進化論時列舉的大量證據，如在加拉帕戈斯群島所發現的大量物種形成的事實。需要注意的是，你要從所選擇的證據出發，厘清與所反駁的觀點之間的邏輯關系，進行有針對性的論述。練習與應用二、拓展應用2.我國地域遼闊，古生物化石種類繁多，在生物進化的研究中起著非常重要的作用。下面是我國發現的一些著名的化石群：澄江生物化石群、熱河生物化石群、山旺生物化石群、和政生物化石群、關嶺生物化石群等。請任選一個化石群或當地已發現的化石群，查找相關資料，向全班同學介紹該化石群中主要的化石，以及該化石群的發現在研究生物進化中的重要意義。練習與應用二、拓展應用2.以澄江生物化石群為例，說明該化石群的發現在研究生物進化中的重要意義。澄江生物化石群分布在中國云南省澄