浙教版九年級(jí) 下演化的自然第4節(jié) 生物的進(jìn)化【省一等獎(jiǎng)】

自然界中的各種生物是從哪里來(lái)的？世界上到底是先有雞還是先有蛋？這些問(wèn)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(duì)于先有雞還是先有蛋的問(wèn)題，首先是神學(xué)家們作出了“解釋”：先有雞，因?yàn)樯系蹌?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(méi)了上帝，上帝創(chuàng)造了雞的“解釋”也就沒(méi)人相信了。于是關(guān)于生物起源的種種猜測(cè)又被提了出來(lái)，并有著各種不同的解釋。其中最被人認(rèn)可的是“進(jìn)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(shuí)對(duì)生物作了如此合理的設(shè)計(jì)呢？神創(chuàng)論神創(chuàng)論者認(rèn)為：在宇宙歷史的某一特殊時(shí)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(méi)有任何的親緣關(guān)系。進(jìn)化論進(jìn)化論者認(rèn)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(guò)漫長(zhǎng)的時(shí)間逐漸演變而來(lái)的，因此各種生物之間有著或遠(yuǎn)或近的親緣關(guān)系。是誰(shuí)對(duì)生物作了如此合理的設(shè)計(jì)呢？

研究地球的歷史，最重要的線索莫過(guò)于化石了，動(dòng)植物化石是生物進(jìn)化的有力證據(jù)。它們是在千萬(wàn)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(dòng)物化石的形成過(guò)程大致如下：1.當(dāng)動(dòng)物死后落入水底時(shí)，形成化石的過(guò)程就開始了。2.動(dòng)物尸體上的肌肉開始腐爛，露出骨骼。3.水帶來(lái)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(jìn)河里溺水而亡。1動(dòng)物尸體上的肌肉腐爛，來(lái)自上游的泥沙很快地覆蓋了尸體。隨著時(shí)間的推移，無(wú)機(jī)鹽沉淀在骨骼中，形成的化石保存在了巖石當(dāng)中。4.接著，水滲透進(jìn)骨中，將無(wú)機(jī)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(wàn)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(shí)冒出水面，在風(fēng)和水的長(zhǎng)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(guò)程：遺體上的肌肉腐爛，露出骨骼骨骼被泥土和沙子掩埋無(wú)機(jī)鹽沉淀于骨骼中(無(wú)機(jī)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(dòng)物遺體(落入水底)地殼變動(dòng)風(fēng)和水侵蝕

植物化石的形成過(guò)程與動(dòng)物化石的形成過(guò)程類似。此外，動(dòng)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(dòng)物在沙地或泥地上爬過(guò)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(lái)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(guò)種類繁多的生物，許多與今天的生物并不相同，這說(shuō)明了什么？化石引發(fā)的思考：2.有時(shí)在高山上會(huì)出現(xiàn)海洋貝殼化石，這說(shuō)明什么呢？這說(shuō)明生物為了適應(yīng)環(huán)境在不斷地進(jìn)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(guò)長(zhǎng)期演變的結(jié)果。這說(shuō)明這座高山以前曾經(jīng)是個(gè)汪洋大海，后來(lái)由于地殼運(yùn)動(dòng)隆起為高山。

早期的古生物學(xué)家對(duì)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(guò)對(duì)化石材料的深入分析，在18世紀(jì)的后半葉，一種思想逐漸明晰起來(lái)：世界是運(yùn)動(dòng)的，地球不是一個(gè)固定不變的星球，生物也是在變化的……這就是物種可變的進(jìn)化觀點(diǎn)。

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

根據(jù)以上前肢趾的特點(diǎn)和馬及其前趾的進(jìn)化，請(qǐng)分析各類馬的體形、運(yùn)動(dòng)形式及生活環(huán)境？項(xiàng)目種類距今年代生活環(huán)境體形運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)形式的對(duì)比5000萬(wàn)年2000萬(wàn)年100萬(wàn)年想一想：從以上對(duì)比中，可證明？

現(xiàn)代馬是由始祖馬經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代逐漸進(jìn)化而來(lái)的始祖馬漸新馬草原古馬三趾馬真馬這說(shuō)明海洋中環(huán)境變化不是很大，所以海洋生物的進(jìn)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(wú)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(jìn)化時(shí)出現(xiàn)的過(guò)渡類型，它的出現(xiàn)證明了兩棲類由魚類進(jìn)化而來(lái)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(jìn)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(jìn)化而來(lái)的思考

通過(guò)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(jiǎn)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(shí)了現(xiàn)代的各種各樣的生物是經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代逐漸進(jìn)化而來(lái)的。2、生物進(jìn)化的順序：由簡(jiǎn)單到復(fù)雜、由低等到高等、由水生到陸生。被子植物無(wú)脊椎動(dòng)物脊椎動(dòng)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(guò)對(duì)遠(yuǎn)古到近代不同地質(zhì)年代化石的研究，發(fā)現(xiàn)以下的進(jìn)化順序：

為了重建物種的演化過(guò)程，科學(xué)家需要確定現(xiàn)代生物間的親緣關(guān)系。過(guò)去都是通過(guò)觀察化石生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)特征來(lái)推測(cè)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(guò)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(lái)推測(cè)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(rèn)同的各種假說(shuō)也在不斷地被修正和完善。大量事實(shí)證明，生物是進(jìn)化的，但生物為什么要進(jìn)化呢？即生物進(jìn)化的原因是什么？四種理論物種不變理論布豐的直線進(jìn)化理論拉馬克的階梯向上無(wú)分支進(jìn)化理論達(dá)爾文的自然選擇理論進(jìn)化論的演變用進(jìn)廢退學(xué)說(shuō)神創(chuàng)論的觀點(diǎn):

（物種不變論）

神創(chuàng)論認(rèn)為，地球及萬(wàn)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(lái)的。自從被上帝創(chuàng)造出來(lái)以后，地球上的生命沒(méi)有發(fā)生任何變化;彼此之間是孤立的，沒(méi)有任何親緣關(guān)系。

這顯然已被證實(shí)是錯(cuò)誤的!直線進(jìn)化理論布豐布豐認(rèn)為：生物是地球在歷史發(fā)展過(guò)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(lái)的.遠(yuǎn)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(jìn)化論的觀點(diǎn)階梯向上無(wú)分支進(jìn)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(dá)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(jìn)廢退”：生物體器官經(jīng)常使用變得發(fā)達(dá)，而不經(jīng)常使用則會(huì)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(huì)發(fā)生變異，產(chǎn)生各種不同于親代的性狀！進(jìn)化論的觀點(diǎn)長(zhǎng)頸鹿的祖先世世代代生活在周圍沒(méi)有青草的地方，為了生存，長(zhǎng)頸鹿就要時(shí)時(shí)刻刻伸長(zhǎng)脖子去吃樹上的葉子。這樣經(jīng)過(guò)許多代，脖子就慢慢變長(zhǎng)，最后就發(fā)展成了今天這樣的長(zhǎng)脖子。“拉馬克學(xué)說(shuō)”解釋長(zhǎng)頸鹿的腿和頸為何那么長(zhǎng)？討論：比較布豐和拉馬克的理論，在有關(guān)現(xiàn)存物種的來(lái)源、進(jìn)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(jìn)化的根本原因。不同之處：布豐認(rèn)為生物是直線式進(jìn)化的，如遠(yuǎn)古鱷魚→古代鱷魚→現(xiàn)代鱷魚，而拉馬克認(rèn)為現(xiàn)存的物種是由其它物種進(jìn)化而來(lái)的，并用“用進(jìn)廢退”的進(jìn)化理論來(lái)解釋進(jìn)化的機(jī)制。達(dá)爾文自然選擇學(xué)說(shuō)：

拉馬克的用進(jìn)廢退學(xué)說(shuō)雖有一定道理，但事實(shí)上由于使用而發(fā)達(dá)起來(lái)的器官特征并不能遺傳給后代。達(dá)爾文通過(guò)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(shuō)。達(dá)爾文自然選擇學(xué)說(shuō)的內(nèi)容有四方面：

１、過(guò)度繁殖；

２、生存斗爭(zhēng)；

３、遺傳變異；

４、適者生存。自然選擇理論達(dá)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(yuǎn)的親緣關(guān)系。2.進(jìn)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(gè)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(dá)爾文生物進(jìn)化模型過(guò)度繁殖：

各種生物都具有很強(qiáng)的繁殖能力，產(chǎn)生很多的后代。遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)環(huán)境的承受能力。生存斗爭(zhēng)：

生物的生存資源有限，要生存就必須與無(wú)機(jī)環(huán)境、異種個(gè)體及同種的其他個(gè)體進(jìn)行斗爭(zhēng)！遺傳變異：

生物產(chǎn)生的后代會(huì)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(gè)體生存下來(lái),不適應(yīng)環(huán)境的個(gè)體被淘汰。長(zhǎng)頸鹿的祖先存在個(gè)體差異前肢和頸長(zhǎng)干旱環(huán)境能吃到高處的樹葉生存機(jī)會(huì)大頸和前肢增長(zhǎng)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(jī)會(huì)小被淘汰干旱環(huán)境自然選擇過(guò)度繁殖生存斗爭(zhēng)遺傳變異適者生存四個(gè)要點(diǎn)間的關(guān)系：基本條件手段、動(dòng)力、途徑生物進(jìn)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(jìn)化、生物的多樣性和適應(yīng)性。自然選擇的概念：

在生存斗爭(zhēng)中，“適者生存，不適者被淘汰”的過(guò)程。

我們都是強(qiáng)者的后代!支持自然選擇學(xué)說(shuō)的證據(jù)：

——一種生物向另一種生物進(jìn)化的過(guò)程中存在過(guò)渡類型。過(guò)渡類型證明了：生物間具有一定的親緣關(guān)系物種間進(jìn)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(guó)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(zhǎng)尾。人們稱它為始祖鳥。因?yàn)樗缬谂佬蓄惡网B類之間，所以它是證明鳥類是由爬行類進(jìn)化而來(lái)的重要證據(jù)。古生物學(xué)上的證據(jù)：中間過(guò)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(guò)渡類型化石種子蕨化石證明了種子植物和蕨類植物在進(jìn)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(dá)爾文的自然選擇學(xué)說(shuō)很好地解釋了生物的適應(yīng)性和多樣性。但限于當(dāng)時(shí)的科技水平無(wú)法解釋遺傳變異的原因以及自然選擇如何對(duì)可遺傳的變異起作用等做出科學(xué)解釋,而且僅限于對(duì)生物個(gè)體的分析．達(dá)爾文與進(jìn)化論

查爾斯·達(dá)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(biāo)志著現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的形成，引發(fā)了一場(chǎng)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(jìn)化論認(rèn)為：生物最初由非生物發(fā)展而來(lái)，現(xiàn)代生存的各種生物，有共同的祖先，在進(jìn)化過(guò)程中，通過(guò)變異、遺傳和自然選擇，生物從低級(jí)到高級(jí)，從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，種類由少到多。恩格斯認(rèn)為達(dá)爾文的進(jìn)化論理論是十九世紀(jì)自然科學(xué)三大發(fā)現(xiàn)（能量守恒和轉(zhuǎn)換定律、細(xì)胞學(xué)說(shuō)和進(jìn)化論）之一。

一種新的觀點(diǎn),即便是正確的,要被認(rèn)同也是十分不容易的。當(dāng)時(shí)的漫畫就能體現(xiàn)達(dá)爾文當(dāng)時(shí)的困難和阻力。

曾經(jīng)有科學(xué)家說(shuō)過(guò)：“科學(xué)發(fā)展不能簡(jiǎn)單地歸結(jié)為正確與錯(cuò)誤的斗爭(zhēng)，新舊理論的替代并不絕對(duì)代表正確的取代錯(cuò)誤。正確的理論中有錯(cuò)誤，錯(cuò)誤的理論中有正確的東西?！闭?qǐng)分析達(dá)爾文在自然選擇學(xué)說(shuō)中，吸取了布豐和拉馬克理論的哪些觀點(diǎn)。達(dá)爾文在自然選擇學(xué)說(shuō)中吸收了布豐和拉馬克進(jìn)化思想，如布豐認(rèn)為物種是可變的；拉馬克認(rèn)為現(xiàn)存的生物，包括人類都是由其他物種變化而來(lái)的。達(dá)爾文在此基礎(chǔ)上認(rèn)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(yuǎn)的親緣關(guān)系。拉馬克

達(dá)爾文1.進(jìn)化原因環(huán)境的改變自然選擇

(遺傳和變異是生物進(jìn)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(jìn)化進(jìn)化無(wú)分支進(jìn)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(dá)爾文對(duì)生物的進(jìn)化觀點(diǎn)比較圖是某海島上發(fā)現(xiàn)的殘翅和無(wú)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(qǐng)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(qiáng)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(jī)會(huì)就少。而無(wú)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(jī)會(huì)就多。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的自然選擇之后，島上無(wú)翅的昆蟲就特別多。探究：樺樹尺蛾群體中不同體色個(gè)體數(shù)量變化的原因在19世紀(jì)的英國(guó)，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(lái)越多，工廠煙囪里冒出來(lái)的滾滾濃煙染黑了樹干。到了1900年，黑色尺蛾的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了淺色尺蛾。在1850年前，淺色尺蛾的數(shù)量遠(yuǎn)多于黑色尺蛾，為什么到了1900年，黑色尺蛾的數(shù)量遠(yuǎn)多于淺色尺蛾？提出問(wèn)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(yuǎn)多于黑色尺蛾。到了1900年，數(shù)目都被染成了黑色，這時(shí)淺色尺蛾反而容易被鳥類捕殺，故黑色尺蛾的數(shù)量遠(yuǎn)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(lái)越多，工廠排放的濃煙染黑了樹干。事實(shí)和依據(jù)：結(jié)論：在自然界中，蛾的天敵，如鳥類，是靠視覺(jué)來(lái)識(shí)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(yuǎn)高于那些與環(huán)境背景色接近的蛾?。?、在1850年前，為什么淺色尺蛾的數(shù)量遠(yuǎn)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(yuǎn)多于淺色尺蛾？3、今天這片樹林周圍的工廠污染減少了，請(qǐng)預(yù)測(cè)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(shí)，應(yīng)當(dāng)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(dá)爾文錯(cuò)了？思考1、若今天這片樹林周圍的工廠污染少了，請(qǐng)預(yù)測(cè)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(shuō)，不適著將被淘汰，可在1900年時(shí)為什么還會(huì)有少量的淺色尺蛾仍生活在樹林中？是不是達(dá)爾文說(shuō)錯(cuò)了？

生物必須適應(yīng)環(huán)境，自然環(huán)境對(duì)生物的后代起到了一定的選擇作用。當(dāng)樹干被染黑時(shí)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(guò)程中存在著不定向變異。在生存斗爭(zhēng)中，會(huì)有少部分生命力頑強(qiáng)的淺色尺蛾存活下來(lái)。而黑色尺蛾在產(chǎn)出后代過(guò)程中，也可能會(huì)出現(xiàn)淺色個(gè)體的變異類型。另外，當(dāng)淺色尺蛾數(shù)量很少時(shí)，在此樹林中出沒(méi)的鳥類也會(huì)大大減少。因此，并不是達(dá)爾文說(shuō)錯(cuò)了。4、生物進(jìn)化的歷程表生物的進(jìn)化歷程地質(zhì)年代主要地質(zhì)變化元古時(shí)代地球剛誕生，溫度很高，地球上沒(méi)有