生物必修2《遗传与进化》第1节 生物有共同祖先的证据学案设计

第1节　生物有共同祖先的证据

一、达尔文的生物进化论

二、地层中陈列的证据——化石

1．概念：化石是指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。

2．作用：利用化石可以确定地球上曾经生活过的生物的种类及其形态、结构、行为等特征。因此，化石是研究生物进化最直接、最重要的证据。

3．分布：大部分化石发现于沉积岩的地层中。

4．结论：大量化石证据，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而来的，而且还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。

三、当今生物体上进化的印迹——其他方面的证据

1．比较解剖学证据

研究比较脊椎动物的器官、系统的形态和结构，可以为这些生物是否有共同祖先寻找证据。

2．胚胎学证据

(1)胚胎学的概念：研究动植物胚胎的形成和发育过程的学科。

(2)脊椎动物在胚胎发育早期都有彼此相似的阶段，这个证据支持了人和其他脊椎动物有共同祖先的观点。

3．细胞和分子水平的证据

(1)当今生物有许多共同的特征，比如都有能进行代谢、生长和增殖的细胞，细胞有共同的物质基础和结构基础等，这是对生物有共同祖先这一论点的有力支持。

(2)不同生物的DNA和蛋白质等生物大分子的共同点，提示人们当今生物有着共同的原始祖先，其差异的大小则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。

判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)

1．生物的遗物或生活痕迹也可能形成化石。 (　　)

2．有共同祖先的生物个体在结构上没有差异。 (　　)

3．细胞生物具有多样性，但都具有进行生长和增殖的细胞。 (　　)

4．细胞具有共同的物质基础和结构基础，这说明生物有共同的祖先。                             (　　)

5．不同生物的DNA和蛋白质等生物大分子有差异，这说明生物不是由共同祖先进化来的。                            (　　)

提示：　1．√

2．×　有共同祖先的个体在结构上仍有差异。

3．√　4.√

5．×　不同生物的DNA和蛋白质等生物大分子尽管有差异，但它们有共同点，这说明生物有共同的原始祖先。

　地层中陈列的证据——化石

化石在研究生物进化中的应用

1．曾经在地球上生存过的生物只有一小部分能够形成化石。请依据化石的概念，分析为什么只有一小部分能够形成化石？

提示：大部分生物不具有能够持久保存的硬体部分，如骨骼、枝叶等；大部分生物个体太小，则不易成为化石或不易被发现。

2．如图是科学家在地层中发现的未被破坏的沉积岩石的次序，图中Ⅱ层中有物种A的化石，Ⅰ层中有物种B的化石。据图探究以下问题：

(1)比较物种A与物种B的差异。

(2)在Ⅱ层里能否找到物种B的化石？为什么？

提示：(1)物种A比物种B出现时间晚，在结构上物种A比物种B复杂，在进化地位上物种A比物种B高等。

(2)有可能。物种B出现时间早，可能已经灭绝，也可能是部分物种B变异后逐渐进化为物种A，还可能是物种B一直适应环境，直到物种A出现时仍然存在。

1．下列关于生物化石的叙述，错误的是 (　　)

A．越古老的地层中，形成化石的生物越简单、越低等

B．生物化石都是由生物体的坚硬部分形成的

C．生物化石为研究生物进化提供了最直接、最重要的证据

D．赫氏近鸟龙化石的发现，为鸟类起源于爬行类提供了证据

B　[研究发现，越是古老的地层中，形成化石的生物越简单、越低等，A正确；化石是指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，不仅仅是生物体的坚硬部分形成的，B错误；生物化石为研究生物进化提供了最直接、最重要的证据，C正确；赫氏近鸟龙化石的发现，为鸟类起源于爬行类提供了证据，D正确。]

2．下列关于化石的说法，错误的是  (　　)

A．化石可以真实地反映生物的某些情况

B．生物的遗物或生活痕迹也可能形成化石

C．化石是经过若干万年的复杂变化形成的

D．化石其实就是原来死去的生物

D　[化石主要是由生物遗体的坚硬部分形成的，生物的遗物或生活痕迹也可能形成化石，化石是经过若干万年的复杂变化形成的，可以真实地反映生物的某些情况，A、B、C正确；生物化石是古代生物的遗体、遗物(如卵、粪便等)或生活痕迹(如动物的脚印、爬行痕迹等)，被埋藏在地层中，经过若干万年的复杂变化而逐渐形成的，D错误。]

　当今生物体上进化的印迹——其他方面的证据

1．通过比较各种不同蝇的DNA序列，可以确定它们之间的亲缘关系。现有甲、乙、丙三种蝇，其编码呼吸酶的部分基因片段、DNA单链及DNA单链中的碱基序列如下图。

若让c′链和b′链分别与a链混合，根据结果可推知：与甲的亲缘关系最近的蝇是乙还是丙？说明理由。

提示：丙。按照碱基互补配对原则可知，甲和丙配对的数量多于甲和乙，因此甲和丙的亲缘关系最近。

2．生物界中某些生物在生物体层次上不具有统一性，但在细胞层次上具有统一性，试举例分析。

提示：动物、植物和真菌的营养方式、生物体结构功能迥然不同，但都是由真核细胞组成，它们的细胞结构十分相似，都有细胞膜、细胞质等，在细胞层次上具有统一性。

1．人体血红蛋白β链由146个氨基酸组成，比较短尾猿、狗、鸟、青蛙、七鳃鳗与人体血红蛋白β链的区别，结果短尾猿与人血红蛋白β链的差异最小，下列表述错误的是(　　)

A．短尾猿与人类亲缘关系最近

B．该比较为进化提供了分子水平的证据

C．不同种动物的血红蛋白运输氧气能力不同

D．氨基酸不同与DNA碱基排序没有关系

D　[短尾猿的血红蛋白β链与人体差异最小，说明二者的亲缘关系最近，A正确；蛋白质、DNA等生物大分子为生物进化提供了分子水平的证据，B正确；根据“结构决定功能”可知，不同种动物中组成血红蛋白β链的氨基酸存在差异，说明不同种动物的血红蛋白β链的结构也存在差异，由此说明它们的功能(运输氧气能力)会略有不同，C正确；根据基因表达的过程可知，蛋白质中的氨基酸序列由相关基因(DNA)的碱基序列决定，D错误。]

2．下列有关DNA分子作为生物进化证据的说法中，错误的是(　　)

A．可以应用DNA分子杂交技术，根据不同DNA分子间的杂合程度来判断物种间的亲缘关系

B．不能根据某生物DNA分子的数量来判断物种间的亲缘关系

C．可以根据DNA分子的碱基序列的相似程度来判断物种间的亲缘关系

D．可以根据DNA分子的脱氧核糖核苷酸的数量和种类来判断物种间的亲缘关系

D　[DNA分子的脱氧核糖核苷酸的种类只有四种，以DNA为遗传物质的生物的DNA分子的脱氧核糖核苷酸的种类都是相同的，所以不能作为判断物种间亲缘关系的证据，故选D。]

通过对几种动物的DNA的碱基序列与人类相比较的数据分析，说明当今生物在新陈代谢、DNA的结构与功能等方面具有很多共同特征。

1．哪一种灵长类动物和人类的亲缘关系最近？为什么？(科学思维)

提示：黑猩猩。因为黑猩猩与人类的DNA的碱基序列有98.2%相同，比另外两种动物都高，且从与人类开始分歧进化的时间比另外两种动物都短。

2．为什么人类、黑猩猩和大猩猩能够产生有着相同或相似氨基酸顺序的酶和激素？(科学思维)

提示：因为黑猩猩、大猩猩和人类DNA的碱基序列有很多相似之处，而基因控制合成蛋白质，包括酶和蛋白质类激素。

[课堂小结]

1．属于生物进化最直接证据的是(　　)

A．脊椎动物的前肢的比较

B．胚胎发育的比较

C．化石分析

D．生理生化比较

C　[生物进化最直接证据是化石分析，C正确。]

2．南京古生物所等在瓮安生物群动物胚胎化石的细胞中发现“核状”结构，下列研究结果中最能支持该生物群是真核生物的证据是(　　)

A．多数细胞中只有一个核状结构

B．未分裂母细胞中有两个核状结构

C．核状结构位于细胞中央

D．核状结构具有膜

D　[真核生物具有核膜包被的细胞核，“核状”结构具有膜，由此推断D正确。]

3．一个化石采集队，在甲、乙、丙三个不同地层中挖掘到许多化石，记录清单如下：甲地层(恐龙蛋、始祖鸟、龟)；乙地层(三叶虫、乌贼、珊瑚)；丙地层(马、象牙、犀牛)。这些地层按照地质年代由远到近的排列应是(　　)

A．丙、甲、乙 B．乙、甲、丙

C．甲、乙、丙 D．乙、丙、甲

B　[化石在地层中出现的顺序是研究生物进化的一个重要方面。甲地层中有恐龙蛋、始祖鸟、龟，因此地质年代较近。乙地层中有三叶虫、乌贼、珊瑚，因此地质年代较远。丙地层中有马、象牙、犀牛，因此地质年代最近。]

4．人体内残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

B　[人体内残存了哺乳动物体内相当发达的阑尾，属于比较解剖学证据。]

5．科学家比较各种生物的细胞色素c(一种蛋白质)的化学结构，发现它们都含有103个肽键，但结构有差异，与人类的氨基酸的差异数目如下表。请据此回答：

(1)与人亲缘关系最近的是________，最远的是________。

(2)本实验说明氨基酸的差异越小，物种间的______________，氨基酸的差异越大，物种间的____________。

(3)这些生物的细胞色素c在化学结构上的相似性说明_____________。

[答案]　(1)黑猩猩　酵母菌　(2)亲缘关系越近　亲缘关系越远　(3)这些生物有着共同的原始祖先