6-1-生物有共同祖先的證據(jù)

遠(yuǎn)去了“貝格爾”的帆影，無涯是進(jìn)化論的航程。撥開那億萬年的迷霧，尋覓著生命史的真容。

1859年，達(dá)爾文提出了轟動(dòng)世界的生物進(jìn)化理論，其核心內(nèi)容“自然選擇學(xué)說”被恩格斯譽(yù)為19世紀(jì)自然科學(xué)的三大發(fā)現(xiàn)之一。在各種理論的交鋒中，進(jìn)化理論本身也在“進(jìn)化”。第6章生物的進(jìn)化第6章生物的進(jìn)化

第1節(jié)生物有共同祖先的證據(jù)達(dá)爾文（1809—1882）英國(guó)生物學(xué)家，博物學(xué)家。進(jìn)化論的奠基人19歲進(jìn)入劍橋大學(xué)學(xué)習(xí)神學(xué)，同時(shí)學(xué)習(xí)地質(zhì)學(xué)與礦物學(xué)，熱衷于收集礦石和生物標(biāo)本，22歲登上“貝格爾”號(hào)，歷經(jīng)為時(shí)五年的環(huán)球考察。達(dá)爾文環(huán)球航行地圖達(dá)爾文的生物進(jìn)化論主要組成《物種起源》共同由來學(xué)說——地球上所有的生物都是由原始的共同祖先進(jìn)化而來自然選擇學(xué)說——揭示的生物進(jìn)化的機(jī)制，解釋了適應(yīng)的形成和物種形成的原因問題探討

達(dá)爾文（C.R.Darwin,1809-1882）在《物種起源》一書中明確提出，地球上的當(dāng)今生物都是由共同祖先進(jìn)化來的，人和猿有共同的祖先。這一論斷給當(dāng)時(shí)占統(tǒng)治地位的“神創(chuàng)論”帶來了巨大沖擊，有人在漫畫中把達(dá)爾文畫成半人半猴的形象，以此發(fā)泄對(duì)達(dá)爾文的不滿。直到今天，仍有人對(duì)“共同由來學(xué)說”“人猿共祖說”持排斥態(tài)度。討論：1、反對(duì)共同由來學(xué)說的人能拿出有說服力的證據(jù)嗎？不能。反對(duì)共同由來學(xué)說的人主要包括支持神創(chuàng)論、物種不變論的人，也有人認(rèn)為，進(jìn)化論只是一種假說，不是科學(xué)事實(shí)。反對(duì)的人可能會(huì)拿出這些說法來進(jìn)行反駁，但這些都不是有說服力的證據(jù)?；?、同源器官、基因、蛋白質(zhì)等方面的證據(jù)。2、你能說出什么證據(jù)來支持達(dá)爾文的觀點(diǎn)？閱讀教材P100—101與相關(guān)內(nèi)容回答問題1.什么是化石？2.為什么說化石是研究生物進(jìn)化最直接、最重要的證據(jù)。3.請(qǐng)認(rèn)真討論分析思考討論——化石證據(jù)對(duì)共同由來學(xué)說的支持，小結(jié)生物化石在地層中的分布有什么規(guī)律？第2、3小題提到的化石說明了什么？據(jù)分析，你能得出什么結(jié)論？一、地層中陳列的證據(jù)——化石

1.化石：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。遼寧古果化石標(biāo)本遼寧古果的生存年代為距今1億4500萬年的中生代，比以往發(fā)現(xiàn)的被子植物早1500萬年，被國(guó)際古生物學(xué)界認(rèn)為是迄今最早的被子植物。從遼寧古果化石表面上看，化石保存完好，形態(tài)特征清晰可見。2、化石是研究生物進(jìn)化最直接、最重要的證據(jù)。利用化石可以確定地球上曾經(jīng)生活過的生物的種類及其形態(tài)、結(jié)構(gòu)、行為等特征。從動(dòng)物的牙齒化石推測(cè)它們的飲食情況從動(dòng)物的骨骼化石推測(cè)其體型大小和運(yùn)動(dòng)方式從植物化石推測(cè)其形態(tài)、結(jié)構(gòu)和分類地位補(bǔ)充：化石種類遺體化石：生物遺體被埋藏并在自然作用下形成的化石；遺物化石：生物的糞便、蛋以及人類使用過的工具形成的化石，如恐龍蛋等；遺跡化石：古代生物的足跡等形成的化石，如恐龍的腳印等。地層年齡（百萬年前）首次出現(xiàn)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(xì)胞生物2100單細(xì)胞真核生物地層就像一本書，化石就是其中的文字，記錄著地球和生物進(jìn)化的歷史。位置越靠下的地層形成越早，其中保存的生物化石年代越久遠(yuǎn)。3.化石分布：沉積巖的地層大部分化石發(fā)現(xiàn)于沉積巖的地層中。沉積巖是指成層堆積的松散沉積物固結(jié)而成的巖石。是組成地殼的三大巖類之一，是將其他巖石的風(fēng)化產(chǎn)物和一些火山噴發(fā)物，經(jīng)過水流或冰川的搬運(yùn)、沉積、成巖作用形成的巖石。沉積物指陸地或水盆地中的松散碎屑物，如礫石、砂、粘土、灰泥和生物殘骸等。思考·討論1、圖6-2所示資料支持達(dá)爾文的共同由來學(xué)說嗎？

支持。不同地層形成年代不同，越早形成的地層中首次出現(xiàn)的生物越低等，生物特征越簡(jiǎn)單；越晚形成的地層中首次出現(xiàn)的生物越高等，生物的特征越復(fù)雜。例如，21億年前的地層中首次出現(xiàn)單細(xì)胞真核生物，7億年前的地層中出現(xiàn)了多細(xì)胞生物，這說明多細(xì)胞生物出現(xiàn)的時(shí)間晚于單細(xì)胞真核生物，可判斷多細(xì)胞生物是由單細(xì)胞真核生物進(jìn)化來的。同理，根據(jù)圖6-2可判斷地球上所有的生物都是由原始的共同祖先進(jìn)化來的。2、2009年，我國(guó)科學(xué)家在遼寧省建昌縣發(fā)現(xiàn)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(fā)達(dá)，顯示其善跑不善飛?？茖W(xué)家認(rèn)為這一化石為鳥類起源于恐龍的假說提供了有力的證據(jù)，這是為什么？基于化石證據(jù)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(jìn)化來的。思考·討論3、在東非大裂谷地帶，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)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(jié)構(gòu)與黑猩猩的相似，適于攀緣，下肢骨與現(xiàn)代人類接近，適于直立行走。這一證據(jù)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。思考·討論4、通過研究化石，能得出什么結(jié)論？生物是怎樣進(jìn)化的？思考·討論

生物是由原始的共同祖先經(jīng)過漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代逐漸進(jìn)化而來的。生物經(jīng)歷了由簡(jiǎn)單到復(fù)雜、由低等到高等、由水生到陸生的進(jìn)化順序。生物進(jìn)化不僅在地層中留下了證據(jù),也在當(dāng)今生物體上留下了許多印跡，這些印跡可以作為的生物進(jìn)化的佐證。二、當(dāng)今生物體上進(jìn)化的印跡—其他方面的證據(jù)1、比較解剖學(xué)證據(jù)2、胚胎學(xué)證據(jù)3、細(xì)胞和分子水平的證據(jù)肱骨橈骨尺骨腕骨掌骨指骨蝙蝠的翼鯨的鰭貓的前肢人的上肢同源器官1.比較解剖學(xué)證據(jù)：

比較解剖學(xué)是研究比較脊椎動(dòng)物的器官、系統(tǒng)的形態(tài)和結(jié)構(gòu)的科學(xué)。比較解剖學(xué)可以為這些生物是否有共同祖先尋找證據(jù)。同源器官：圖6-3的這些器官在外形上差別很大，功能上也不盡相同，但其基本結(jié)構(gòu)，各部分和生物體的關(guān)系及胚胎發(fā)育過程彼此相同，稱為同源器官。1)這四種前（上）肢骨骼是否都有肱骨、橈骨、尺骨、腕骨、掌骨和指骨？其種類有一致性嗎？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？3)這四種前（上）肢骨骼的功能迥異，外形差別也很大，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)模式為什么如此一致?

種類有一致性。排列順序一致。

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(jìn)化來的。在漫長(zhǎng)的進(jìn)化過程中，因?yàn)檫m應(yīng)不同的環(huán)境，逐漸出現(xiàn)了形態(tài)和功能的不同。4)人與蝙蝠、鯨和貓的骨骼結(jié)構(gòu)還有哪些共同點(diǎn)？哺乳動(dòng)物和魚在骨骼結(jié)構(gòu)上有哪些共同點(diǎn)？這是否支持現(xiàn)有的脊椎動(dòng)物有著共同的原始祖先？

人與蝙蝠、鯨、貓的骨骼結(jié)構(gòu)十分發(fā)達(dá)，脊柱、肋骨、胸骨等形成支架起到支撐身體、保護(hù)內(nèi)部器官的作用；頭骨骨塊減少或愈合，使頭骨堅(jiān)硬，起到保護(hù)作用，等等。哺乳動(dòng)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(diǎn)，如哺乳類中耳的3塊聽小骨鐙骨、砧骨、錘骨分別與魚類的舌頜骨、方骨、關(guān)節(jié)骨有共同的起源。不同類群動(dòng)物的骨骼結(jié)構(gòu)具有許多共同點(diǎn)，支持現(xiàn)有的脊椎動(dòng)物有著原始的共同祖先。2.胚胎學(xué)證據(jù)

胚胎學(xué)是指研究動(dòng)植物胚胎的形成和發(fā)育過程的學(xué)科。比較不同動(dòng)物以及人的胚胎發(fā)育過程，也可以看到進(jìn)化的蛛絲馬跡。例如，人的胚胎在發(fā)育早起會(huì)出現(xiàn)鰓裂和尾，隨著發(fā)育的進(jìn)行，人的鰓裂和尾漸漸消失。這個(gè)證據(jù)支持了人和其他脊椎動(dòng)物有共同祖先的觀點(diǎn)2、胚胎學(xué)證據(jù)

2、胚胎學(xué)證據(jù)在研究生物的進(jìn)化時(shí)，科學(xué)家通過比較不同的動(dòng)物類群

的相同或相似之處，來推斷不同動(dòng)物類群之間的親緣關(guān)系。這些胚胎發(fā)育過程的相似性說明人和其他脊椎動(dòng)物之間存在著

關(guān)系，它們都起源于一個(gè)共同的

；人和其他脊椎動(dòng)物的共同原始祖先生活在水中。胚胎發(fā)育親緣原始祖先資料1、已知最古老的化石是大約35億年前的古細(xì)菌化石。現(xiàn)在，在海洋、湖泊、土壤等環(huán)境中還能發(fā)現(xiàn)古細(xì)菌，這些古細(xì)菌都有細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、核糖體和DNA。（1）當(dāng)今生物的細(xì)胞在結(jié)構(gòu)上與古細(xì)菌有哪些共同點(diǎn)？這說明了什么？（2）舉例說出當(dāng)今生物的細(xì)胞在代謝上的共同點(diǎn)。都有細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、核糖體和DNA。地球上現(xiàn)存的古細(xì)菌與最古老的古細(xì)菌有相同的細(xì)胞結(jié)構(gòu)模式，說明二者有共同的祖先。都有呼吸作用，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(jìn)行光合作用，等等。思考?討論資料2、人與猩猩和長(zhǎng)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%。說明人和猩猩、長(zhǎng)臂猿、黑猩猩等類人猿可能有共同的祖先。（3）人和類人猿在DNA的堿基序列或基因組方面高度接近說明了什么？思考?討論思考?討論資料3、細(xì)胞色素c是細(xì)胞中普遍含有的一種蛋白質(zhì)，約有104個(gè)氨基酸，據(jù)測(cè)算，它的氨基酸序列每2000萬年才發(fā)生1%的改變。不同生物與人的細(xì)胞色素c氨基酸序列的差異如下表所示。生物名稱黑猩猩獼猴狗雞響尾蛇金槍魚果蠅天蠶蛾鏈孢霉酵母菌氨基酸差異數(shù)011113142127314344（4）關(guān)于人與其他生物的親緣關(guān)系，從細(xì)胞色素c的相關(guān)資料可以得出什么結(jié)論？人和其他生物的細(xì)胞中普遍含有細(xì)胞色素c，說明這些生物都有共同的祖先。細(xì)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(guān)系的遠(yuǎn)近，差異越小，表明親緣關(guān)系越近。3、分子生物學(xué)證據(jù)細(xì)胞學(xué)：在光學(xué)顯微鏡水平上研究細(xì)胞的化學(xué)組成、形態(tài)、結(jié)構(gòu)及功能的學(xué)科。分子生物學(xué)：從分子水平研究生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能從而闡明生命現(xiàn)象本質(zhì)的科學(xué)。細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的研究，可以看出截然不同的當(dāng)今生物之間也有很多相似之處。

從細(xì)胞和分子水平看，當(dāng)今生物有許多共同的特征比如都有能進(jìn)行代謝、生長(zhǎng)和增殖的細(xì)胞，細(xì)胞有共同的物質(zhì)基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)等，這是對(duì)生物有共同祖先這一論點(diǎn)的有力支持。不同生物的DNA和蛋白質(zhì)等生物大分子的共同點(diǎn)提示人們當(dāng)今生物有著共同的原始祖先其差異的大小則揭示了