浙教版九年級 下演化的自然第4節(jié) 生物的進化【省一等獎】

自然界中的各種生物是從哪里來的？世界上到底是先有雞還是先有蛋？這些問題與生命如何起源一樣古老，在很早以前就引起了人們的關(guān)注，一致困擾了人類幾千年！對于先有雞還是先有蛋的問題，首先是神學(xué)家們作出了“解釋”：先有雞，因為上帝創(chuàng)造了雞，然后讓雞下蛋！隨著科學(xué)的發(fā)展人們不相信上帝了！沒了上帝，上帝創(chuàng)造了雞的“解釋”也就沒人相信了。于是關(guān)于生物起源的種種猜測又被提了出來，并有著各種不同的解釋。其中最被人認可的是“進化論”你能找到我嗎？你能找到我嗎？竹節(jié)蟲枯葉蝶你能找到我嗎？你敢惹我嗎？黃蜂是誰對生物作了如此合理的設(shè)計呢？神創(chuàng)論神創(chuàng)論者認為：在宇宙歷史的某一特殊時刻，由上帝一次性創(chuàng)造出各種生物，最初有多少種，現(xiàn)在就有多少種，各種生物之間沒有任何的親緣關(guān)系。進化論進化論者認為，現(xiàn)在地球上的各種生物不是神創(chuàng)造的，而是由共同祖先經(jīng)過漫長的時間逐漸演變而來的，因此各種生物之間有著或遠或近的親緣關(guān)系。是誰對生物作了如此合理的設(shè)計呢？

研究地球的歷史，最重要的線索莫過于化石了，動植物化石是生物進化的有力證據(jù)。它們是在千萬年的歷史中逐漸形成的。任何化石的形成，都是一件十分稀罕的事，只有條件適合，才能形成化石。動物化石的形成過程大致如下：1.當動物死后落入水底時，形成化石的過程就開始了。2.動物尸體上的肌肉開始腐爛，露出骨骼。3.水帶來了泥土和沙子，掩埋了這些骨骼。一頭到河邊飲水的原角龍不小心掉進河里溺水而亡。1動物尸體上的肌肉腐爛，來自上游的泥沙很快地覆蓋了尸體。隨著時間的推移，無機鹽沉淀在骨骼中，形成的化石保存在了巖石當中。4.接著，水滲透進骨中，將無機鹽沉淀在里面，就形成了化石。5.沙或泥土繼續(xù)堆積，慢慢地形成沉積巖（一般需要幾百萬年），如石灰?guī)r等?；捅４嬖趲r石中。6.某些巖石層在地殼變化時冒出水面，在風(fēng)和水的長期侵蝕下，露出了化石。在地殼變化和風(fēng)化作用下，逐漸露出了化石。2、34、56化石的形成過程：遺體上的肌肉腐爛，露出骨骼骨骼被泥土和沙子掩埋無機鹽沉淀于骨骼中(無機鹽由水滲透帶入)沙或泥土繼續(xù)堆積，形成沉積物，化石被保存于巖石中某些巖石層露出水面化石露出動物遺體(落入水底)地殼變動風(fēng)和水侵蝕

植物化石的形成過程與動物化石的形成過程類似。此外，動物的糞便和蛋也可以形成化石，這類化石被稱為遺物化石。動物在沙地或泥地上爬過的痕跡和留下的足印，也可以形成化石，這類化石叫做遺跡化石。綜上所述，在地層中保留下來的古代生物的遺體、遺物和遺跡，都稱為化石。1.地球上曾出現(xiàn)過種類繁多的生物，許多與今天的生物并不相同，這說明了什么？化石引發(fā)的思考：2.有時在高山上會出現(xiàn)海洋貝殼化石，這說明什么呢？這說明生物為了適應(yīng)環(huán)境在不斷地進化著，物種也是可以變化的；有些生物不能適應(yīng)環(huán)境而遭到滅絕。現(xiàn)在的生物是化石生物經(jīng)過長期演變的結(jié)果。這說明這座高山以前曾經(jīng)是個汪洋大海，后來由于地殼運動隆起為高山。

早期的古生物學(xué)家對化石生物與現(xiàn)在的生物不相似這一現(xiàn)象感到迷惑不解。通過對化石材料的深入分析，在18世紀的后半葉，一種思想逐漸明晰起來：世界是運動的，地球不是一個固定不變的星球，生物也是在變化的……這就是物種可變的進化觀點。

為了檢驗自己的假設(shè)是否正確，科學(xué)家考察了大量的化石標本，有些人將同類的化石標本按年代先后順序排列起來，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了一些支持生物演化觀點的證據(jù)。

根據(jù)以上前肢趾的特點和馬及其前趾的進化，請分析各類馬的體形、運動形式及生活環(huán)境？項目種類距今年代生活環(huán)境體形運動形式始祖馬三趾馬現(xiàn)代馬溫暖潮濕的草叢和灌木林狐一般大小背部彎曲跳躍草原比始祖馬大背較平直能奔跑草原高大、背平直能快速奔跑三類馬的生境、體形、運動形式的對比5000萬年2000萬年100萬年想一想：從以上對比中，可證明？

現(xiàn)代馬是由始祖馬經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代逐漸進化而來的始祖馬漸新馬草原古馬三趾馬真馬這說明海洋中環(huán)境變化不是很大，所以海洋生物的進化較慢。1938年在南非附近的印度洋中捕獲的腔棘魚在約三億年前就已在地球上出現(xiàn)，但其形態(tài)結(jié)構(gòu)至今仍無多大改變，因此被稱為“活化石”。你如何解釋這種現(xiàn)象？腔棘魚是魚類向兩棲類進化時出現(xiàn)的過渡類型，它的出現(xiàn)證明了兩棲類由魚類進化而來的。在以下化石中你能得出什么結(jié)論？1、種子蕨的化石證明了種子植物和蕨類植物在進化上的親緣關(guān)系。2、始祖鳥的化石，證明了鳥類是從古代的爬行類進化而來的思考

通過地質(zhì)年代表，你可發(fā)現(xiàn)各類生物的化石在地層里的出現(xiàn)是否有一定規(guī)律，這規(guī)律又是怎么樣的呢？思考：

在越早形成的地層中，成為化石的生物越簡單，越低等；在越晚形成的地層里，成為化石的生物越復(fù)雜越高等。

從以上規(guī)律中，你可得出什么結(jié)論？想一想：1、證實了現(xiàn)代的各種各樣的生物是經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代逐漸進化而來的。2、生物進化的順序：由簡單到復(fù)雜、由低等到高等、由水生到陸生。被子植物無脊椎動物脊椎動物魚類兩棲類爬行類鳥類哺乳類藻類苔蘚類蕨類裸子植物通過對遠古到近代不同地質(zhì)年代化石的研究，發(fā)現(xiàn)以下的進化順序：

為了重建物種的演化過程，科學(xué)家需要確定現(xiàn)代生物間的親緣關(guān)系。過去都是通過觀察化石生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)特征來推測生物間的親緣關(guān)系。隨著科學(xué)的迅猛發(fā)展，目前，科學(xué)家已開始通過分析比較某些古生物遺體和古生物化石的DNA和蛋白質(zhì)的差異，來推測其相互間的親緣關(guān)系。新的證據(jù)不斷地被發(fā)現(xiàn)，而原先被認同的各種假說也在不斷地被修正和完善。大量事實證明，生物是進化的，但生物為什么要進化呢？即生物進化的原因是什么？四種理論物種不變理論布豐的直線進化理論拉馬克的階梯向上無分支進化理論達爾文的自然選擇理論進化論的演變用進廢退學(xué)說神創(chuàng)論的觀點:

（物種不變論）

神創(chuàng)論認為，地球及萬物是上帝在大約6000年以前，即公元前4004年10月26日上午9：00鐘創(chuàng)造出來的。自從被上帝創(chuàng)造出來以后，地球上的生命沒有發(fā)生任何變化;彼此之間是孤立的，沒有任何親緣關(guān)系。

這顯然已被證實是錯誤的!直線進化理論布豐布豐認為：生物是地球在歷史發(fā)展過程中形成的，并隨著環(huán)境的變化而變異?，F(xiàn)在活著的種類是從今天已經(jīng)不存在的種類演變而來的.遠古鱷魚→古代鱷魚→現(xiàn)代鱷魚物種可變的原因是生物的環(huán)境特別是氣候和食物發(fā)生了改變．進化論的觀點階梯向上無分支進化理論拉馬克環(huán)境變化是生物變化的原因，即環(huán)境變化了，生物在新環(huán)境的影響下，習(xí)性改變，某些經(jīng)常使用的器官發(fā)達增大，不經(jīng)常使用的器官逐漸退化；這些變化了的性狀能夠遺傳下去，從而使生物逐漸演化?，F(xiàn)存活的生物都有各自的祖先。1.“用進廢退”：生物體器官經(jīng)常使用變得發(fā)達，而不經(jīng)常使用則會逐漸退化。2.“獲得性遺傳”：生物后天獲得的性狀是可以遺傳的。3.“定向變異”：生物的變異一定是向著適應(yīng)環(huán)境的方向改變的。變異：生物產(chǎn)生的后代會發(fā)生變異，產(chǎn)生各種不同于親代的性狀！進化論的觀點長頸鹿的祖先世世代代生活在周圍沒有青草的地方，為了生存，長頸鹿就要時時刻刻伸長脖子去吃樹上的葉子。這樣經(jīng)過許多代，脖子就慢慢變長，最后就發(fā)展成了今天這樣的長脖子?！袄R克學(xué)說”解釋長頸鹿的腿和頸為何那么長？討論：比較布豐和拉馬克的理論，在有關(guān)現(xiàn)存物種的來源、進化原因等方面有什么共同和不同之處。答：兩者共同之處是：物種是可變的，環(huán)境變化是生物進化的根本原因。不同之處：布豐認為生物是直線式進化的，如遠古鱷魚→古代鱷魚→現(xiàn)代鱷魚，而拉馬克認為現(xiàn)存的物種是由其它物種進化而來的，并用“用進廢退”的進化理論來解釋進化的機制。達爾文自然選擇學(xué)說：

拉馬克的用進廢退學(xué)說雖有一定道理，但事實上由于使用而發(fā)達起來的器官特征并不能遺傳給后代。達爾文通過幾十年的觀察分析，終于在1859年出版了《物種起源》一書，提出了自然選擇學(xué)說。達爾文自然選擇學(xué)說的內(nèi)容有四方面：

１、過度繁殖；

２、生存斗爭；

３、遺傳變異；

４、適者生存。自然選擇理論達爾文1.地球上一切生物都起源于共同的原始祖先，生物之間存在著或近或遠的親緣關(guān)系。2.進化的根本原因是“自然選擇”.3.生物的遺傳和變異是不定向的。個體既存在有利變異，也存在不利變異。遺傳的作用是積累微小的有利變異。達爾文生物進化模型過度繁殖：

各種生物都具有很強的繁殖能力，產(chǎn)生很多的后代。遠遠超過環(huán)境的承受能力。生存斗爭：

生物的生存資源有限，要生存就必須與無機環(huán)境、異種個體及同種的其他個體進行斗爭！遺傳變異：

生物產(chǎn)生的后代會發(fā)生變異，產(chǎn)生各種不同于親代的性狀！生物的變異有的比親代更適應(yīng)環(huán)境，有的卻不適應(yīng)環(huán)境！

適者生存：

適應(yīng)環(huán)境的個體生存下來,不適應(yīng)環(huán)境的個體被淘汰。長頸鹿的祖先存在個體差異前肢和頸長干旱環(huán)境能吃到高處的樹葉生存機會大頸和前肢增長的特征逐漸得到積累并遺傳給后代頸和前肢短吃不到高處的樹葉生存機會小被淘汰干旱環(huán)境自然選擇過度繁殖生存斗爭遺傳變異適者生存四個要點間的關(guān)系：基本條件手段、動力、途徑生物進化內(nèi)因（外因）必然結(jié)果核心內(nèi)容意義：

能科學(xué)地解釋生物的進化、生物的多樣性和適應(yīng)性。自然選擇的概念：

在生存斗爭中，“適者生存，不適者被淘汰”的過程。

我們都是強者的后代!支持自然選擇學(xué)說的證據(jù)：

——一種生物向另一種生物進化的過程中存在過渡類型。過渡類型證明了：生物間具有一定的親緣關(guān)系物種間進化具有一定的連續(xù)性始祖鳥化石始祖鳥復(fù)原圖1861年，德國考古人員發(fā)現(xiàn)了一種奇特的生物化石。這種化石殘留有翅膀，嘴里有牙齒，翅膀前端有爪，并有像蜥蜴一樣的、由多節(jié)尾椎骨組成的長尾。人們稱它為始祖鳥。因為它界于爬行類和鳥類之間，所以它是證明鳥類是由爬行類進化而來的重要證據(jù)。古生物學(xué)上的證據(jù)：中間過渡類型化石中華龍鳥及化石古生物學(xué)上的證據(jù)：中間過渡類型化石種子蕨化石證明了種子植物和蕨類植物在進化上有著密切的親緣關(guān)系。種子蕨種子蕨種子蕨蕨種子植物比較生物的DNA和蛋白質(zhì)獲得證據(jù)。達爾文的自然選擇學(xué)說很好地解釋了生物的適應(yīng)性和多樣性。但限于當時的科技水平無法解釋遺傳變異的原因以及自然選擇如何對可遺傳的變異起作用等做出科學(xué)解釋,而且僅限于對生物個體的分析．達爾文與進化論

查爾斯·達爾文（CharlesDarwin：1809-1882）1859年發(fā)表了著名的《物種起源》一書，這部科學(xué)巨著的發(fā)表，標志著現(xiàn)代生物進化理論的形成，引發(fā)了一場科學(xué)上的革命，導(dǎo)致早期傳統(tǒng)的博物學(xué)（Naturalhistory）轉(zhuǎn)變成為現(xiàn)代生物學(xué)（ModernBiology）。

進化論認為：生物最初由非生物發(fā)展而來，現(xiàn)代生存的各種生物，有共同的祖先，在進化過程中，通過變異、遺傳和自然選擇，生物從低級到高級，從簡單到復(fù)雜，種類由少到多。恩格斯認為達爾文的進化論理論是十九世紀自然科學(xué)三大發(fā)現(xiàn)（能量守恒和轉(zhuǎn)換定律、細胞學(xué)說和進化論）之一。

一種新的觀點,即便是正確的,要被認同也是十分不容易的。當時的漫畫就能體現(xiàn)達爾文當時的困難和阻力。

曾經(jīng)有科學(xué)家說過：“科學(xué)發(fā)展不能簡單地歸結(jié)為正確與錯誤的斗爭，新舊理論的替代并不絕對代表正確的取代錯誤。正確的理論中有錯誤，錯誤的理論中有正確的東西?！闭埛治鲞_爾文在自然選擇學(xué)說中，吸取了布豐和拉馬克理論的哪些觀點。達爾文在自然選擇學(xué)說中吸收了布豐和拉馬克進化思想，如布豐認為物種是可變的；拉馬克認為現(xiàn)存的生物，包括人類都是由其他物種變化而來的。達爾文在此基礎(chǔ)上認為地球上的一切生物都起源于共同的原始祖先，生物之間存在或近或遠的親緣關(guān)系。拉馬克

達爾文1.進化原因環(huán)境的改變自然選擇

(遺傳和變異是生物進化的內(nèi)在因素，環(huán)境的選擇是外在因素。)2.變異變異是定向的變異是不定向的3.進化進化無分支進化有分支4.生物祖先生物祖先不相同生物都有共同的祖先拉馬克與達爾文對生物的進化觀點比較圖是某海島上發(fā)現(xiàn)的殘翅和無翅的昆蟲，這類昆蟲在正常情況下很難生存下去，試解釋為什么它們能在海島上大量生存。請用自然選擇理論解釋下面現(xiàn)象這是自然選擇的結(jié)果。由于這些海島上經(jīng)常刮大風(fēng)，那些有翅能飛但翅膀不夠強大的昆蟲，就常常被大海吹到海里，因而生存和繁殖后代的機會就少。而無翅或殘翅的昆蟲由于不能飛翔，就不容易被風(fēng)吹到海里，因而生存和繁殖后代的機會就多。經(jīng)過一段時間的自然選擇之后，島上無翅的昆蟲就特別多。探究：樺樹尺蛾群體中不同體色個體數(shù)量變化的原因在19世紀的英國，博物學(xué)家觀察到樺樹尺蛾黑化的現(xiàn)象。最初，樹林里的一群尺蛾中，大部分尺蛾的體色是淺色的，只有幾只是黑色的。

1850年前后，事情發(fā)生了變化。隨著工業(yè)的發(fā)展，樹林周圍新建的工廠越來越多，工廠煙囪里冒出來的滾滾濃煙染黑了樹干。到了1900年，黑色尺蛾的數(shù)量遠遠超過了淺色尺蛾。在1850年前，淺色尺蛾的數(shù)量遠多于黑色尺蛾，為什么到了1900年，黑色尺蛾的數(shù)量遠多于淺色尺蛾？提出問題情景展現(xiàn)做出猜想1850年前，環(huán)境(樹林)所受的污染小，淺色尺蛾的提色接近于環(huán)境背景色，不容易被鳥類捕殺，而黑色尺蛾則容易被捕殺，故淺色尺蛾的數(shù)量遠多于黑色尺蛾。到了1900年，數(shù)目都被染成了黑色，這時淺色尺蛾反而容易被鳥類捕殺，故黑色尺蛾的數(shù)量遠多于淺色尺蛾。

可能是蛾的天敵(如鳥類)容易捕殺提色與化境不一致的蛾所造成的。1850年后，隨著工業(yè)的發(fā)展，樹林周圍的工廠越來越多，工廠排放的濃煙染黑了樹干。事實和依據(jù)：結(jié)論：在自然界中，蛾的天敵，如鳥類，是靠視覺來識別和捕捉獵物的，這樣，體色與環(huán)境不一致的蛾被捕殺的概率遠高于那些與環(huán)境背景色接近的蛾??！1、在1850年前，為什么淺色尺蛾的數(shù)量遠多于黑色尺蛾？2、到了1900年，什么原因使黑色尺蛾的數(shù)量遠多于淺色尺蛾？3、今天這片樹林周圍的工廠污染減少了，請預(yù)測不同體色尺蛾的數(shù)量變化情況。4、根據(jù)自然選擇理論，不適應(yīng)環(huán)境者將淘汰，也就是在1900年時，應(yīng)當只剩下黑色尺蛾?？墒菧\色尺蛾仍生活在樹林中，只是數(shù)量減少了。難道達爾文錯了？思考1、若今天這片樹林周圍的工廠污染少了，請預(yù)測今后不同提色尺蛾的數(shù)量變化情況。

淺色尺蛾的數(shù)量將逐漸增加，而黑色尺蛾的數(shù)量將逐漸減少。2、根據(jù)自然選擇學(xué)說，不適著將被淘汰，可在1900年時為什么還會有少量的淺色尺蛾仍生活在樹林中？是不是達爾文說錯了？

生物必須適應(yīng)環(huán)境，自然環(huán)境對生物的后代起到了一定的選擇作用。當樹干被染黑時淺色尺蛾的數(shù)量大大減少。隨著環(huán)境的改變，淺色尺蛾在產(chǎn)生后代的過程中存在著不定向變異。在生存斗爭中，會有少部分生命力頑強的淺色尺蛾存活下來。而黑色尺蛾在產(chǎn)出后代過程中，也可能會出現(xiàn)淺色個體的變異類型。另外，當淺色尺蛾數(shù)量很少時，在此樹林中出沒的鳥類也會大大減少。因此，并不是達爾文說錯了。4、生物進化的歷程表生物的進化歷程地質(zhì)年代主要地質(zhì)變化元古時代地球剛誕生，溫度很高，地球上沒有