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1、第5节生物的进化 一 是谁设计了生物 你能找到我吗 你能找到我吗 你能找到我吗 你能找到我吗 你敢惹我吗 你敢惹我吗 你敢惹我吗 任何生物体的结构与功能与环境都是相适应的 若不适应就会被环境所淘汰 神创论 神创论者认为 在宇宙历史的某一特殊时刻 由上帝一次性创造出各种生物 最初有多少种 现在就有多少种 各种生物之间没有任何的亲缘关系 是谁对生物作了如此合理的设计呢 进化论 进化论者认为 现在地球上的各种生物不是神创造的 而是由共同祖先经过漫长的时间逐渐演变而来的 因此各种生物之间有着或远或近的亲缘关系 是谁对生物作了如此合理的设计呢 生物是进化而来 生物由神创造出来 物种是逐渐演变产生 不断变
2、化的 物种是一次性出现 不会改变的 物种之间有或远或近的亲缘关系 物种之间无亲缘关系 神创论和进化论比较 你认为神创论可信吗 为什么 思考 答 我认为神创论是不可信的 因为它没有任何证据可以支持 而随着科技的进步 尤其是对化石和遗传物质的研究 获得了很多生物进化的证据 证明神创论是荒谬的 进化论已普遍被人们所接受 支持生物进化的证据 1 古生物学上的证据 动植物化石 生物进化的有力证据 2 胚胎学上的证据 3 比较解剖学上的证据 4 比较古生物的DNA和蛋白质 2 化石 就是地层中的古代生物的遗体 遗迹或遗物 化石有遗体化石 遗迹化石 遗物化石三类 1 古生物学上的证据 化石 1 动植物化石
3、这是生物进化最可靠的证据之一 琥珀里的蚊子 珊瑚化石 树叶化石 恐龙蛋 栉羊齿植物化石 鱼的骨骼化石 足迹化石 恐龙的足迹化石 3 化石的形成过程 动 植物死亡后 埋在泥沙里 随着时间的推移 动 植物尸体会随着泥沙的沉积逐渐被埋在地球深处 由于这里的压力很大 湿度很高 沉积的泥沙逐渐变成了一层岩石 地质学上叫地层 那动 植物的坚硬部分 骨骼 贝壳等也随着泥沙逐渐变为地层而像岩石一样坚硬 动 植物的那些柔软部分 如叶子等 也可能在地层中留下印迹 1 地球上曾出现过各类繁多的生物 许多与今天的生物并不相同 有些则已完全消失 这说明了什么 思考 2 有时在高山上会出现海洋贝壳化石 这说明什么呢 地球
4、上的生物在不断演变 地球的地壳运动导致海陆变迁 科学家通过对不同地层的化石的收集和整理 能获取地球上不同年代出现的生物的特征和形态 并推断出生物所处年代的自然环境信息 利用化石还可分析地球上生物演变的过程 化石告诉我们什么 问题 化石能告诉我们什么 生物化石是生物进化的主要证据 为什么 化石能够直接或间接地证明过去生物的存在 所以它可以作为证明生物进化的主要证据 但是 某一个化石还不能证明生物的进化 只有对不同地层中的许多化石进行分析 对比 才能知道生物的进化 根据以上前肢趾的特点和马及其前趾的进化 请分析各类马的体形 运动形式及生活环境 马前肢骨化石的比较 始祖马 前肢有发达的四趾 三趾马
5、前肢只有三个趾 中趾发达 并且变成唯一着地的趾 现代马 前肢只有一个趾 中趾的趾端形成了硬蹄 两侧的趾退化成遗迹 草原 草原 温暖潮湿的草丛和灌木林 狐一般大小 背部弯曲 比始祖马大一些背较平直 高大 背平直 跳跃 能奔跑 能快速奔跑 三类马的生境 体形 运动形式的对比 5000万年 2000万年 100万年 想一想 从以上对比中 可证明什么 生物必须要适应环境 而环境的急剧变化又可以促进生物的进化 只有适应变化的环境的生物才有可能继续生存 此图说明了什么 现代马是由始祖马 经过漫长的地质年代逐渐进化而来的 化石在地质层中的分布有何规律 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
6、形成的地层里 成为化石的生物越复杂 越高等 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 这证实自然界中的生物不断进行着由简单到复杂 由低级到高等的缓慢演变 这演变叫生物演化 生物的演化 讨论 1 科学家们怎么知道生物进化的顺序的 2 知道生物进化的顺序有何意义 通过分析不同年代的地层中的生物化石得出的 可发现生物进化的方向 同时可认识不同生物间的亲缘关系 思考 1 你还能举出哪些生物演化的现象或证据 始祖鸟化石 始祖鸟复原图 1861年 德国考古人员发现了一种奇特的生物化石 这种化石残留有翅膀 嘴里有牙齿 翅膀前端有爪 并有像蜥蜴一样的
7、由多节尾椎骨组成的长尾 人们称它为始祖鸟 因为它界于爬行类和鸟类之间 所以它是证明鸟类是由爬行类进化而来的重要证据 种子蕨化石证明了种子植物和蕨类植物在进化上有着密切的亲缘关系 思考 1 你还能举出哪些生物演化的现象或证据 种子蕨 思考 2 1938年在南非附近的印度洋中捕获的腔棘鱼在约三亿年前就已在地球上出现 但其形态结构至今仍无多大改变 因此被称为 活化石 你如何解释这种现象 腔棘鱼的生活环境长期以来比较稳定 与其相适应的形态结构也保持相对稳定 2 比较解剖学证据 1 痕迹器官 高等动物保留某些退化的器官痕迹 2 同源器官 不同动物 某一器官形态和功能不同 而其来源和基本结构相同 3 同功
8、器官 不同动物 某一器官形态和功能类似 而其起源和结构不同 3 胚胎学证据 多细胞动物胚胎发育的早期主要阶段极为相似 后来才越来越不相同 分类地位相差较远的动物 差别越大 4 比较生物的DNA和蛋白质获得证据 支持生物进化的证据 古生物学上的证据 胚胎学上的证据 比较解剖学上的证据 同源器官 高等生物的胚胎发育从一个受精卵开始 七种脊椎动物和人的胚胎发育的比较 化石在地层中出现的顺序 马化石 中间过渡类型化石 大量事实证明 生物是进化的 但进化论者在回答生物进化的原因是什么时出现的不同的声音 进化论的演变 布丰的直线进化论 远古鳄鱼 古代鳄鱼 现代鳄鱼 布丰进化论有何意义和不足 拉马克学说 中
9、心观点 现存的生物 包括人类都是由其它物种变化而来的 现在存活的生物都有各自的祖先 环境变化是生物变化的原因 1 用进废退 2 获得性遗传 3 定向变异 缺少草的环境长颈鹿时刻伸长脖子吃叶子 脖子变长 获得性遗传 长颈鹿 拉马克学说 解释长颈鹿的腿和颈为何那么长 讨论 比较布丰和拉马克的理论 在有关现存物种的来源 进化原因等方面有什么共同和不同之处 答 两者共同之处是 物种是可变的 环境变化是生物进化的根本原因 不同之处 布丰认为现存生物是已不存在的物种进化来的 如远古鳄鱼 古代鳄鱼 现代鳄鱼 而拉马克认为现存的物种是由其它物种进化而来的 进化原因拉认为除了环境因素而外还与定向变异和获得性遗传
10、有关 并用 用进废退 的进化理论来解释进化的机制 自然选择学说 达尔文进化论 达尔文 物种起源 的发表 标志着进化论的确立 它能很好地解释生物进化的真正原因和生物的适应性及多样性 是生物科学的一次伟大变革 物种起源 达尔文 1859 原始的长颈鹿产生大量后代 后代中存在个体差异 有的颈和前肢较长 有的则较短 在缺乏青草时期 颈和前肢长些的个体 在生存斗争中容易得到食物而生存下来 并且繁殖后代 而颈和前肢较短的个体因缺乏食物而被淘汰 这样一代一代地选择下去 经过漫长的年代 就在自然界产生了现在这样的长颈鹿 达尔文的对长颈鹿进化的解释 达尔文进化学说 解释长颈鹿的腿和颈为何那么长 阅读课本P19
11、P20思考下列问题 1 长颈鹿的后代头颈都一样长吗 2 相对长颈的长颈鹿能产生头颈相对较短的后代吗 相对短颈的长颈鹿能产生头颈比自己长的后代吗 3 能活下来的长颈鹿是因为它能适应环境变化呢 还是不能适应环境的变化 4 长颈鹿的进化过程中 谁在进行选择 5 长颈鹿的头颈是在短时间内变长的吗 达尔文的解释 生存斗争适者生存 个体差异 遗传和变异是不定向的 自然选择的结果 不是 长颈鹿的祖先 过度繁殖 后代个体间的差异 生存斗争 长颈 长前肢个体 遗传积累 适者生存 自然选择的结果 变异 现代长颈鹿 自然选择学说 达尔文 自然选择学说的主要观点 过度繁殖 遗传变异 生存斗争 适者生存 生物进化的根本
12、原因是 自然选择 自然选择的内因是 不定向的遗传和变异 外因是环境的选择 结果是适者生存 不适者淘汰 长颈鹿是一种繁殖很慢的动物 但如果每一对长颈鹿一生产仔4头 每头活到20岁 而且都能进行繁殖的话 那么到500年以后 一对长颈鹿的后代就可达到约3千万头 因此 按照理论上的计算 就是繁殖不是很快的动物 植物 也会在不太长的时期内产生大量的后代而占满整个地球 可见 生物普遍具有很强的生殖能力 有利变异逐代积累 自然选择学说 中心观点 总结 过度繁殖 基本条件 遗传变异 进化的内因 为选择提供了材料 生存斗争 进化的动力 手段 途径 适者生存 自然选择的结果 自然选择学说 达尔文 1 地球上一切生
13、物都起源于共同的原始祖先 生物之间存在着或近或远的亲缘关系 2 进化的根本原因是 自然选择 3 生物的遗传和变异是不定向的 个体既存在有利变异 也存在不利变异 遗传的作用是积累微小的有利变异 4 自然环境对生物的进化起到了一个定向选择的作用 决定了进化方向 适者生存不适者被淘汰 达尔文生物进化模型 达尔文学说 主张进化是微小变异的积累 自然选择导致的进化只能是缓慢的 渐变的过程 地层中发现的各种过渡类型的生物化石 为 生物进化的自然选择学说 提供了有力的证据 始祖鸟 中华龙鸟及化石 中华龙鸟 爬行类 鸟类 种子蕨 种子蕨 蕨 种子植物 探究 桦树尺蛾群体中不同体色个体数量变化的原因 在19世纪
14、的英国 生物学家观察到一种名叫桦树尺蛾的动物发生了工业黑化现象 最初 树林里的一群尺蛾中 大多数体色是浅色 只有几只是黑色的 不过 1850年前后 事情发生了变化 随着工业的发展 树林周围新建的工厂越来越多 工厂烟囱冒出滚滚浓烟 染黑了树干 到了1900年 黑色尺蛾数量远远超过了浅色的尺蛾 1 在1850年前 为什么浅色尺蛾的数量远多于黑色尺蛾 2 到了1900年 什么原因使黑色尺蛾的数量远多于浅色尺蛾 3 今天这片树林的污染少了 请预测不同体色的尺蛾数量变化情况 4 根据自然选择学说 在1900年时 应当只剩下黑色尺蛾 可是浅色尺蛾还生活在树林中 只不过数量少了 难道达尔文错了吗 探究 桦树
15、尺蛾群体中不同体色个体数量变化的原因 1 在1850年前 为什么浅色尺蛾的数量远多于黑色尺蛾 答 在1850年前 树林中的桦树未被污染而呈浅色 浅色尺蛾的体色与环境相似 所以不易被天敌发现 生存的机会较大 数量就会逐渐增多 适者生存 而黑色尺蛾的体色与环境不同 容易被天敌发现 生存机会小 数量就会逐渐减少 不适者淘汰 探究 桦树尺蛾群体中不同体色个体数量变化的原因 2 到了1900年 什么原因使黑色尺蛾的数量远多于浅色尺蛾 答 到了1900年 由于工厂烟囱排放的滚滚浓烟染黑了树干 使得黑色尺蛾 适者生存 数量增加 而浅色尺蛾由于 不适者淘汰 而数量减少 探究 桦树尺蛾群体中不同体色个体数量变化
16、的原因 3 今天这片树林的污染少了 请预测不同体色的尺蛾数量变化情况 答 由于污染减少 桦树的树干会变回浅色 通过自然选择 我们可以预测更能适应环境的浅色尺蛾的数量会再有所增加而黑色尺蛾的数量会进一步减少 探究 桦树尺蛾群体中不同体色个体数量变化的原因 4 根据自然选择学说 在1900年时 应当只剩下黑色尺蛾 可是浅色尺蛾还生活在树林中 只不过数量少了 难道达尔文错了吗 答 达尔文并没有错 树林中浅色尺蛾数量减少是由于它们不适应环境造成的 这是自然选择的结果 但在这一过程中还是会有少量生命力较强的浅色尺蛾存活下来 同时大量的黑色尺蛾在产生后代时也会产生一些浅色尺蛾 所以浅色尺蛾还是可以在树林中生活 只是数量减少了 被子植物 无脊椎动物 脊椎动物 鱼类 两栖类 爬行类 鸟类 哺乳类 藻类 苔藓类 蕨类 裸子植物 生物进化的主要历程 1 下表是某地区不同时期两种尺蛾的数量比 这种变化是因为 A 工业煤烟使灰尺蛾变成了黑尺蛾B 灰尺蛾迁离 黑尺蛾迁入C 自然选择作用D 定向变异作用 C 课堂练习 2 达尔文发现远离大陆的克格伦岛上经常刮暴风 岛上树木花草大多都很低矮 许多昆虫翅退化 很弱 不
