生物必修2《遗传与进化》第1节 生物有共同祖先的证据精品学案

这是一份生物必修2《遗传与进化》第1节 生物有共同祖先的证据精品学案，共10页。

[学习目标] 1.理解化石是支持生物进化论的最直接、最重要的证据。2.理解当今生物体上进化的印迹也是支持生物进化论的证据。
一、地层中陈列的证据——化石
1．达尔文的生物进化论
2．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。
判断正误
(1)生物的遗物或生活痕迹也可能形成化石( )
(2)通过化石可以了解已经绝灭的生物的形态结构特点，推测其行为特点( )
(3)较晚形成的地层中，没有较简单、较低等的生物化石( )
(4)我国发现的大量的恐龙蛋化石是遗迹化石( )
答案 (1)√ (2)√ (3)× (4)×
解析 (3)较晚形成的地层中，出现的生物化石较复杂、较高等，但也有较简单、较低等的生物化石。
(4)恐龙蛋化石是遗物化石。
任务一：化石证据对共同由来学说的支持
根据教材“地层中有大量化石的示意图”及“思考·讨论”中的资料，回答下列问题：
(1)为什么说化石是研究生物进化的最直接证据？
提示 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，它记录着地球和生物进化的历史。
(2)化石在地层中的分布有何规律？支持达尔文的共同由来学说吗？
提示 在越早形成的地层里，成为化石的生物越简单、越低等；在越晚形成的地层里，成为化石的生物越复杂、越高等。支持共同由来学说。
(3)科学家认为赫氏近鸟龙化石为鸟类起源于恐龙的假说提供了有力的证据，这是为什么？
提示 基于化石证据可判断赫氏近鸟龙既具有恐龙的特征，也具有鸟类的特征，属于恐龙和鸟类的过渡类型，这说明鸟类很可能是由恐龙进化来的。
(4)少女露西的骨骼化石与黑猩猩、人类骨骼结构的比较，支持人猿共祖说吗？为什么？
提示 支持人猿共祖说；因为露西既有现代人类的特征，也有黑猩猩的特征，说明人和黑猩猩可能有共同的祖先，都起源于一类森林古猿。

1．根据生物进化的顺序，推测地球上最先出现的生物化石应该是( )
A．单细胞细菌 B．多细胞水螅
C．低等多细胞藻类植物 D．高等多细胞被子植物
答案 A
解析 单细胞细菌结构最简单、最低等，根据生物进化的顺序，由低等到高等、由简单到复杂可知，A符合题意。
2．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
答案 C
解析 化石是研究生物进化最直接、最重要的证据，C符合题意。
二、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。
判断正误
(1)通过对比不同物种的基因序列，可推断不同物种的进化关系( )
(2)人和鱼的胚胎发育经历了有鳃裂及有尾的阶段，这个证据支持了达尔文的共同由来学说( )
(3)比较解剖学发现，不同种类的哺乳动物的前肢在形态上差别很大，这说明这些哺乳动物不是由共同祖先进化来的( )
(4)不同生物之间的DNA序列有一定的差异性，说明生物不是由共同祖先进化来的( )
答案 (1)√ (2)√ (3)× (4)×
解析 (3)虽然不同种类的哺乳动物的前肢在形态上差别很大，但也有相似的结构和功能，说明这些哺乳动物是由共同祖先进化来的。
(4)虽然不同生物之间的DNA序列有一定的差异性，但是不同生物的DNA有共同之处，说明生物是由共同祖先进化来的。
任务二：生物进化其他方面的证据
1．分析教材“三种脊椎动物前肢和人的上肢骨骼比较的示意图”及“思考·讨论”，回答下列问题：
(1)蝙蝠的翼、鲸的鳍、猫的前肢与人的上肢相比，在结构上有相似之处，而且骨的排列顺序也基本一致，这说明了什么？是否支持现有的脊椎动物有共同祖先的观点？
提示 说明它们可能是由共同的祖先进化来的。支持现有的脊椎动物有共同祖先的观点。
(2)这四种前(上)肢骨骼内部结构模式非常一致，但功能迥异，外形差别也很大，这说明了什么？
提示 这四种前(上)肢骨骼有相同的起源，说明它们可能是由共同的祖先进化来的。在漫长的进化过程中，为了适应不同的环境，逐渐出现了形态和功能的不同。
2．分析教材“思考·讨论：从细胞和分子水平看当今生物的共同特征”中的资料，回答下列问题：
(1)当今生物的细胞在结构上与古细菌有哪些共同点？ 这说明了什么？
提示 都有细胞壁、细胞膜、细胞质、核糖体和DNA。地球上现存的古细菌与最古老的古细菌都有相同的细胞结构模式，说明二者有共同祖先。
(2)举例说出当今生物的细胞在代谢上的共同点。
提示 都能进行呼吸作用，代谢中的酶类非常相似；都有相同的能量“货币”——ATP，绿色植物能进行光合作用等。
(3)人和类人猿在DNA碱基序列或基因组方面高度接近说明了什么？
提示 说明人和猩猩、长臂猿、黑猩猩等类人猿可能有共同的祖先。
(4)关于人与其他生物的亲缘关系，从细胞色素c的相关资料可以得出什么结论？这些数据是否支持生物有着共同的起源？
提示 人和其他生物的细胞中普遍含有细胞色素c，说明这些生物都有共同的祖先。细胞色素c的氨基酸序列差异的大小揭示了不同生物之间亲缘关系的远近，差异越小，表示亲缘关系越近。
1．生物进化其他方面证据的归纳总结
2．不同生物在细胞和分子水平上的相同或相似之处的总结
(1)细胞水平：不同的细胞都有细胞膜、细胞质、核糖体等结构。
(2)分子水平
①不同的细胞绝大多数生命活动所需的能量都是由ATP直接提供的。
②生物的遗传物质都是核酸。
③生物都共用一套遗传密码。
④遗传信息的传递都遵循中心法则，传递的过程中都遵循碱基互补配对原则。
3．鸡在胚胎发育第4天左右排泄氨(与鱼类相似)；第6～8天以排尿素为主(与两栖类相似)；第10天左右排泄尿酸(与鸟类相似)。这可以作为生物进化的哪一方面的证据( )
A．分子生物学 B．胚胎学
C．古生物学 D．生理学
答案 B
4．(2023·河北衡水高一月考)下列各项叙述中，不能作为“人类与类人猿有共同祖先”证据的是( )
A．外部形态、内部结构和行为的相似
B．胚胎发育过程的相似
C．大分子物质结构上的相似
D．二者的食性比较相似
答案 D
题组一 地层中陈列的证据——化石
1．某大学的科学家通过对形成于两亿多年前的三叠纪晚期粪便的研究发现，某地区曾经是一个“大鱼吃小鱼、小鱼吃虾米”的海洋世界。这一发现为该地区曾经是海洋世界提供了( )
A．比较解剖学证据 B．胚胎学证据
C．化石证据 D．生物化学证据
答案 C
解析 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，粪便属于古代生物的遗物，属于化石，因此这一发现为该地区曾经是海洋世界提供了化石证据，C符合题意。
2．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
解析 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，可反映当时生物的形态、结构和生活，但不能说明化石是证明生物进化的最重要、最直接的证据的根本原因，A、C不符合题意；各类不同生物化石在不同地层出现有一定的顺序，越古老地层中出现的生物化石越低等，是证明生物进化的最重要、最直接的证据的根本原因，B符合题意；化石里的生物不一定是现在生物的原始祖先，D不符合题意。
3．(2023·宁夏银川高一期末)通过对化石的研究，可以证明( )
①地球上的各种生物是一次性同时出现的
②地球上的生物之间有一定的亲缘关系
③生物的进化呈现从低等到高等的规律
④化石不能记录地球和生物进化的历史
⑤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
⑥化石是研究生物进化最直接、最重要的证据
A．①③④⑤ B．②③⑤⑥
C．①②③④ D．③④⑤⑥
答案 B
题组二 当今生物体上进化的印迹——其他方面的证据
4．(2023·江苏无锡高一统考)蟒蛇没有四肢但其体内留有后肢骨的残余，说明蟒蛇起源于有四肢的动物。这属于生物进化的( )
A．胚胎学证据
B．化石证据
C．细胞和分子水平的证据
D．比较解剖学证据
答案 D
解析 由题干信息可知，蟒蛇外形上没有四肢，但它的体内还保留着后肢骨的残余，这说明蟒蛇是起源于有四肢的动物，更符合比较解剖学的内容，D符合题意。
5．陆生脊椎动物起源于水生脊椎动物的胚胎学证据是( )
A．胚胎发育都是从一个受精卵开始的
B．胚胎早期出现鳃裂
C．一些陆生脊椎动物又回到水中生活
D．早期形成的地层中存在大量水生脊椎动物的化石
答案 B
6．为了研究流感病毒的进化史，科学家分析了病毒的基因组，比较它们在核苷酸和氨基酸序列水平上的变化，试图探索病毒的起源和进化机制。这属于证明生物进化的( )
A．胚胎学证据 B．比较解剖学证据
C．分子生物学证据 D．化石证据
答案 C
7．已知细胞色素c由104个氨基酸组成，下表是5种生物的细胞色素c与人的细胞色素c组成的比较。下列相关说法错误的是( )
A.以上数据支持生物有着共同的原始祖先
B．亲缘关系越近，细胞色素c的氨基酸组成差异越小
C．以上数据揭示了生物在进化史上出现的顺序
D．氨基酸的比较属于分子水平的证据，是研究生物进化最直接的证据
答案 D
解析 氨基酸的比较属于分子水平的证据，但研究生物进化最直接的证据是化石，D错误。
8．(2023·江西九江高一月考)下列有关生物有共同祖先的证据的叙述，正确的是( )
A．从胚胎学证据看，人和其他脊椎动物在胚胎发育早期有相似的结构
B．从分子水平证据看，当今生物的细胞都有共同的物质基础和结构基础
C．从比较解剖学证据看，对比不同物种的基因序列推断不同物种的进化关系
D．从化石证据看，通过较早形成的化石研究较复杂、较高等的生物
答案 A
解析 从胚胎学证据看，人和其他脊椎动物在胚胎发育早期都会出现鳃裂和尾，A正确；结构基础属于细胞水平，B错误；从比较解剖学证据看，研究比较脊椎动物的器官、系统的形态和结构，可以反映出生物有一定的亲缘关系，对比基因序列属于分子水平的证据，C错误；从化石证据看，通过较早形成的化石研究较简单、较低等的生物，D错误。
9．一个古生物学家研究岩石层中的化石层，鉴定出一个物种。他认为这个物种在一个较长的历史年代中没有发生什么变化。他做出这个判断的依据是( )
A．该物种的化石出现在较古老的岩石层中
B．该物种的化石出现在较新的岩石层中
C．该物种的化石出现在较古老和较新的岩石层中
D．该物种的化石在岩石层中从未出现过
答案 C
解析 化石是研究生物进化最直接、最重要的证据，化石在地层中的出现具有一定的顺序，越是古老的地层中发掘的生物化石结构越简单，越是晚期的地层中发掘的生物化石结构越复杂。若该物种的化石出现在较古老和较新的岩石层中，说明该物种经历了较长的年代都没有发生什么变化。
10．(2023·江苏宿迁高一期末)达尔文的生物进化论主要由两大学说组成：共同由来学说和自然选择学说。前者指出地球上所有生物都是由原始的共同祖先进化来的。下列不能作为支持这一论点证据的是( )
A．所有生物共用一套遗传密码
B．细胞内都有ATP与ADP相互转化的能量供应机制
C．人与黑猩猩基因组的差异只有3%
D．细胞学说中“细胞分裂产生新细胞”的观点
答案 C
解析 人与黑猩猩基因组的差异只有3%，只能说明人与黑猩猩亲缘关系较近，C符合题意。
11．古孢粉学是孢粉学的一个分支，是研究化石孢子花粉的形态、分类、组合分布及其进化规律的科学。孢子花粉质量轻且数量多，散布极远，各沉积地层中均可保存。下列有关叙述不正确的是( )
A．最原始的化石包含了生产者、消费者、分解者的化石
B．通过分析不同地层中孢子花粉的组合可以推断植被的演变规律
C．相较于其他地层，沉积岩的地层中化石所受破坏较少，保存较为完整
D．孢子和花粉可以保存为化石的原因可能与它们有抗高温、高压的外壁有关
答案 A
解析 最原始的化石中不包含消费者的化石，A错误；不同地质年代的孢子花粉化石沉积在不同地层中，科学家通过研究孢子花粉化石组合特征，就能判断当时地球生态环境，也可以推断植被的演变规律，B正确；相较于其他地层，沉积岩中的化石所受破坏较少，也较易完整保存，因此对考古学来说是十分重要的研究目标，C正确；孢子和花粉的外面有一层外壁，外壁中存在一种抗高温、高压和耐酸碱腐蚀的化学物质，所以孢子和花粉可以长久保存为化石，D正确。
12．(2022·河北石家庄高一期末)科学家比对了人类与黑猩猩、大猩猩、猩猩的相应DNA序列，得出如图所示四种生物之间的进化树。下列相关叙述错误的是( )
A．相应DNA序列相似度越高，亲缘关系越近，相应DNA序列相似度越低，亲缘关系越远
B．分析上述生物的相关蛋白质的结构也可以判断它们之间的亲缘关系
C．黑猩猩和人类的亲缘关系，与黑猩猩和大猩猩的亲缘关系的远近不相同
D．化石是研究生物进化最直接的证据，比通过比较DNA序列更可靠和全面
答案 D
解析 DNA具有特异性，比较DNA序列比化石更可靠，D错误。
13．化石为研究生物进化提供了直接的证据，比较解剖学和胚胎学以及细胞和分子水平的研究，都给生物的进化提供了有力的支持。请分析回答下列问题：
(1)在越古老的地层里，成为化石的生物越简单、越低等；在越晚期的地层里，成为化石的生物越复杂、越高等。已经发现的大量化石证据，证实了生物是由___________________________
逐渐进化而来的，而且还揭示出生物________________________________________________
____________________________________________________________________的进化顺序。
(2)鱼类终身存在的鳃裂，在陆生脊椎动物胚胎早期也出现过，这属于________为生物进化提供的证据；研究比较人的上肢、蝙蝠的翼、鲸的鳍、猫的前肢，发现它们之间的共同特点，这属于________________为生物进化提供的证据。
(3)不同生物与人的细胞色素c氨基酸序列的差异如表所示。
从表中可以看出，菌类、动物、植物和人的细胞内均有细胞色素c，这一事实说明_________。通过比较人与不同生物在细胞色素c氨基酸组成上的差异，得出的结论是________________。这项比较是从______________水平为生物的进化提供了证据。
答案 (1)原始的共同祖先经过漫长的地质年代 由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生
(2)胚胎学 比较解剖学 (3)生物之间具有一定的亲缘关系 人和黑猩猩亲缘关系最近 细胞和分子
14．材料：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。鸟的翼、蝙蝠的翼、鲸的鳍、猫的前肢和人的上肢，从外形和功能来看，这些器官很不相同，但是比较它们的内部结构，却基本一致，都是由肱骨、桡骨、尺骨、腕骨、掌骨和指骨组成，排列的方式也基本一致，属于同源器官。
请分析以上材料，回答下列问题：
(1)同源器官的存在证明：凡是具有同源器官的生物，都是由__________________进化而来的。
(2)这些同源器官的内部结构相似，但形态、功能却相差甚远。这是因为在进化过程中________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________逐渐进化来的。
(3)除了化石、比较解剖学、细胞和分子生物学的证据，你还知道哪些证据可以证明生物的进化？________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)共同的原始祖先 (2)适应不同的环境、行使不同的功能 (3)胚胎学证据、遗传学证据项目
证据
结论
比较解剖学证据
蝙蝠的翼、鲸的鳍、猫的前肢、人的上肢所在部位和结构组成相似
它们的起源相同，都是由共同的原始祖先进化而来的
胚胎学
证据
人和鱼的胚胎在发育早期出现鳃裂和尾，随着发育的进行，人的鳃裂和尾消失了，而成年的鱼仍然保留了鳃和尾；脊椎动物在胚胎发育早期都有彼此相似的阶段
脊椎动物和人都是由共同的祖先进化而来的，它们之间存在着或远或近的亲缘关系；原始祖先生活在水中
细胞水平的证据
除病毒外，生物都有能进行代谢、生长和增殖的细胞，细胞有共同的物质基础和结构基础
支持生物由共同的祖先进化而来
分子水平的证据
不同生物的DNA和蛋白质既有共同点，又有差异
生物有共同的祖先；差异的大小揭示了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
生物名称
黑猩猩
猕猴
鸡
果蝇
酵母菌
与人的细胞色素c
有差异的氨基酸数
0
1
13
27
44
生物名称
黑猩猩
猕猴
马
鸡
金枪鱼
小麦
链孢霉
酵母菌
氨基酸
差异/个
0
1
10
13
21
35
43
44