第6章生物的進化

共同由來學說（第1節

生物有共同的祖先）達爾文進化論兩大學說自然選擇學說（第2節

自然選擇與適應的形成）現代生物進化理論第3節

基因組成和物種的形成第4節

協同進化與生物多樣性形成

第1節生物有共同祖先的證據共同由來學說自然選擇學說揭示生物進化的機制，解釋適應的形成和物種形成的原因。基礎達爾文的進化論指出所有生物都是由原始的共同祖先進化而來。共同由來學說的證據（1）化石（2）比較解剖學（4）細胞和分子水平的證據（3）胚胎學共同由來學說的證據一、地層中陳列的證據——化石（最直接的證據）從動物的牙齒化石推測它們的飲食情況從動物的骨骼化石推測其體型大小和運動方式從植物化石推測其形態、結構和分類地位

化石是指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。

資料1：2009年，我國科學家在遼寧省建昌縣發現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；后肢發達，顯示其善跑不善飛。化石證據對共同由來學說的支持赫氏近鳥龍化石及復原圖討論：科學家認為這一化石為鳥類起源于恐龍的假說提供了有力證據，這是為什么？赫氏近鳥龍既有恐龍的特征，也有鳥類的特征，是鳥類和恐龍的過渡類型，說明鳥類可能由恐龍進化而來。1、地層中陳列的依據——化石資料2：在東非大裂谷地帶，科學家發現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，其上肢骨的結構與黑猩猩的相似，適于攀援，下肢骨與現代人類接近，適于直立行走。化石證據對共同由來學說的支持少女露西骨骼化石模型及復原圖討論：這一證據支持人猿共祖說嗎？露西既有現代人類的特征，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。1、地層中陳列的依據——化石地層年齡（百萬年前）首次出現的生物類群（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多細胞生物2100單細胞真核生物地層中有大量化石的示意圖大部分化石發現于沉積巖的地層中圖中所示資料支持達爾文的共同由來學說嗎？思考討論越早形成的地層中，生物結構_____________。越晚形成的地層中，生物結構_____________。越復雜越高等越簡單越低等01有共同祖先迄今為止，已經發現的大量的化石證據，證實了生物的進化過程：02由簡單到復雜03由低等到高等04由水生到陸生地層中陳列的證據——化石三.蝙蝠的翼鯨的鰭貓的前肢肱骨橈骨尺骨腕骨掌骨指骨人的上肢2、比較解剖學證據1.這四種上肢骨骼的種類有一致性嗎？2.從上到下看，這四種上肢骨骼的排列順序有一致性嗎？3.這四種前（上）肢骨骼的功能迥異，外形差別也很大，其內部結構模式為什么如此一致?一致有為了適應不同的環境

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化來的。在漫長的進化過程中，因為適應不同的環境，逐漸出現了形態和功能的不同。比較解剖學：研究比較脊椎動物的器官、系統的形態和結構。3.胚胎學證據

魚

蠑螈龜

雞

豬牛

兔人例如，人的胚胎在發育早起會出現鰓裂和尾，隨著發育的進行，人的鰓裂和尾漸漸消失。

脊椎動物的胚胎在發育早期都有彼此相似的階段。

這個證據也支持了人和其他脊椎動物有共同的祖先。二、當今生物體上進化的痕跡——其他方面的證據4、細胞和分子水平的證據資料1.已知最古老的化石是大約35億年前的古細菌化石。現在，在海洋、湖泊、土壤等環境中還能發現古細菌，這些古細菌都有細胞壁、細胞膜、細胞質、核糖體和DNA。1、當今生物的細胞在結構上與古細菌有哪些共同點？說明了什么？都有細胞壁、細胞膜、細胞質、核糖體和DNA。細胞結構相同，說明二者有共同祖先。資料2.人與黑猩猩和長臂猿的某段同源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%。2、人和類人猿在DNA堿基序列或基因組方面高度接近說明了什么？說明人、猩猩、長臂猿等類猿人可能有共同祖先。二、當今生物體上進化的印跡—其他方面的證據（三）細胞和分子水平的證據資料3：細胞色素c是細胞中普遍含有的一種蛋白質，約有104個氨基酸，據測算，它的氨基酸序列每2000萬年才發生1%的改變。不同生物與人的細胞色素c氨基酸序列的差異如下表所示。討論2：從表中可以得出什么結論？這些數據是否支持生物有著共同的起源？推論：都普遍含有細胞色素c說明這些生物都有共同的祖先；氨基酸序列差異的大小揭示了不同生物之間親緣關系的遠近，差異越小，表明親緣關系越近。生物名稱黑猩猩獼猴袋鼠金槍魚小麥酵母菌氨基酸差異/個0110213544(1)以細胞色素c氨基酸序列為參照,上述生物中

與人的親緣關系最近。可通過比較各類生物的細胞色素c氨基酸序列的差異來推斷不同生物遺傳物質的差異,依據是_________________________________________。(2)在分子水平上研究不同物種的親緣關系,更直接的方法是用DNA分子雜交技術比較核酸:①提取生物A的細胞色素c基因,加熱,使DNA變為單鏈,記錄變性溫度為TA-A;②提取生物B的細胞色素c基因,加熱,使DNA變為單鏈,記錄變性溫度為TB-B;③在適當條件下,形成雜種雙鏈DNA,記為A-B;然后加熱,記錄變性溫度為TA-B;答案:(1)黑猩猩蛋白質的氨基酸序列是由遺傳物質的核苷酸序列編碼的④計算兩個變性溫度TA-A(或TB-B)與TA-B的差值,記為M。上述步驟中,加熱DNA形成單鏈過程中破壞了DNA分子的

。研究發現,生物A和生物B的親緣關系越遠,計算得到的M值越大,原因是____________________(2)氫鍵生物的親緣關系越遠,DNA中堿基排列順序差異越大,雜種雙鏈DNA形成的氫鍵就越少,熱穩定性越低,M值越大（3）細胞學和分子水平的證據從細胞和分子水平看，當今生物有許多共同的特征：1、都有能進行

的細胞，有共同的

基礎和

基礎等→生物有共同的原始祖先；2、不同生物的

等生物大分子的共同點→當今生物有著共同的原始祖先；但不同生物之間也存在著一定的差異：差異大小揭示了當今生物

的遠近，以及它們在進化史上出現的順序。DNA和蛋白質代謝、生長和增殖親緣關系物質結構1.下列屬生物進化中細胞和分子水平的證據的是（

）A.脊椎動物前肢骨骼排列具有規律性B.生物體內存在某些功能基本消失的器官C.不同種真核生物細胞色素c的氨基酸序列有差異D.地層中保存著古生物的遺體、遺物和生活遺跡C2.生物都有共同的祖先，下列各項不能作為支持這一論點的證據的是()A.所有生物共用一套遺傳密碼B.所有生物都由ATP直接供能C.各種生物的細胞具有基本相同的結構D.所有生物的生命活動都是靠能量驅動的D課堂練習3.通過對生物體內某些物質的分析,可判斷各種生物之間的親緣關系,以下物質可以采用的是 (

)①DNA

②RNA

③蛋白質④核苷酸⑤氨基酸

⑥密碼子⑦堿基A.①③⑥ B.①②③C.①②③④⑤⑥⑦ D.①②③④⑤⑥4.科學家通過比較與現代馬相似的動物的骨骼化石,以及它們的生存時期(如圖所示),認為它們是現代馬的祖先。不能直接從圖中獲得的進化證據是 (

)A.腿骨結構大部分相同B.足趾個數逐漸減少C.中足趾逐漸變得發達D.遺傳物質基本相同BD5.斑馬魚和人類基因有高度相似性,其RP2蛋白與人具有67%的序列一致性,作為模式生物的優勢很突出。科研人員利用斑馬魚作為實驗材料對RP2的生理功能進行了一系列的探索。(1)斑馬魚和人類基因和蛋白質的高度相似,在生物進化理論中可以作為支持__________________________

觀點的證據。

(2)敲除斑馬魚細胞中一條染色體上的RP2基因部分序列,篩選得到突變型A和突變型B2個純合突變品系(均為隱性突變)。對得到的突變基因測序,結果如圖所示。研究者認為,突變型_______(填“A”或“B”)由于在性狀上與野生型差異更大,所以適用于研究該基因的功能。從分子水平分析,差異更大的原因是______________。

答案:(1)生物有共同祖先(2)A突變型A為5個堿基對(非3的倍數)缺失,造成mRNA上的密碼子翻譯錯位,對蛋白質影響較大;而突變型B為12個堿基對(3的倍數)缺失,造成蛋白質中4個氨基酸缺失,對蛋白質影響較小(3)科研人員在另一個純種斑馬魚品系中發現了一尾視網膜色素變性的隱性突變個體,請設計一個雜交實驗,通過一次雜交確定該突變個體是否發生了RP2基因的突變(要求:寫出雜交組合、預期結果及結論):雜交組合:________________________________________。

預期結果及結論:______