第六單元生命的延續(xù)和發(fā)展第三章生物的進(jìn)化第二節(jié)生物進(jìn)化的歷程精彩導(dǎo)入赫氏近鳥(niǎo)龍化石及復(fù)原圖任務(wù)一：比較研究生物進(jìn)化的地質(zhì)學(xué)證據(jù)——化石資料1

地球上很多地方存在沉積巖，表明地球的形成是一個(gè)不斷積累的過(guò)程。通過(guò)峽谷兩側(cè)的巖壁，我們可以看到沉積巖一層疊著一層。其中靠近峽谷頂部的沉積巖形成得最晚，是“年輕”的巖層，越靠近峽谷的底部，巖層越古老。地層中埋藏著古生物的化石，化石是古生物在地球上生活過(guò)的直接證據(jù)?？铸埖墓趋阑?遺體)恐龍蛋化石(遺物)恐龍的腳印化石(生活痕跡)任務(wù)一：比較研究生物進(jìn)化的地質(zhì)學(xué)證據(jù)——化石資料2遼寧地區(qū)發(fā)現(xiàn)的中生代帶羽毛恐龍和原始鳥(niǎo)類(lèi)的化石，是鳥(niǎo)類(lèi)起源研究的重大突破。赫氏近鳥(niǎo)龍是一種生活在約1.6億年前侏羅紀(jì)晚期的獸腳類(lèi)恐龍，也是迄今發(fā)現(xiàn)最早的長(zhǎng)羽毛的物種之一。赫氏近鳥(niǎo)龍化石顯示其身體骨架與恐龍非常接近，骨架周?chē)星逦挠鹈『?，長(zhǎng)有四個(gè)翅膀，后肢發(fā)達(dá)，猜測(cè)其善跑不善飛。2010年，科研人員通過(guò)羽毛印痕中的黑色素體的形態(tài)，確定赫氏近鳥(niǎo)龍冠部呈紅褐色，身披黑白灰相間的羽毛。任務(wù)一：比較研究生物進(jìn)化的地質(zhì)學(xué)證據(jù)——化石資料3顧氏小盜龍是目前發(fā)現(xiàn)的第一批會(huì)“飛”的恐龍。顧氏小盜龍生活在大約1.25億年之前的早白堊世，身長(zhǎng)不到1米，四肢和尾巴都覆蓋著羽毛。科學(xué)家推測(cè)，它們利用四肢覆蓋的羽毛，可以從一棵樹(shù)滑翔到另外一棵樹(shù)，這有點(diǎn)兒類(lèi)似于今天鼯鼠的“飛行”方式。顧氏小盜龍化石及復(fù)原圖任務(wù)一：比較研究生物進(jìn)化的地質(zhì)學(xué)證據(jù)——化石資料419世紀(jì)中晚期，科學(xué)家在德國(guó)巴伐利亞的石灰?guī)r地層中首次發(fā)現(xiàn)生活在約1.5億年前的始祖鳥(niǎo)化石。出土的化石顯示，始祖鳥(niǎo)的腳與現(xiàn)代鳥(niǎo)類(lèi)大不相同，更接近獸腳類(lèi)恐龍。最明顯的特征是它的第二個(gè)腳趾可以過(guò)度伸展，與小盜龍等恐龍的腳部幾乎一樣。此外，始祖鳥(niǎo)的腳趾不像大部分現(xiàn)代鳥(niǎo)類(lèi)的腳趾那樣可以對(duì)握，這表明始祖鳥(niǎo)不像現(xiàn)代鳥(niǎo)類(lèi)那樣擁有能攀住樹(shù)枝的腳趾，因而不會(huì)在樹(shù)枝上棲息。始祖鳥(niǎo)化石及復(fù)原圖任務(wù)一：比較研究生物進(jìn)化的地質(zhì)學(xué)證據(jù)——化石資料5我國(guó)發(fā)現(xiàn)的更接近現(xiàn)代鳥(niǎo)類(lèi)的物種，如圣賢孔子鳥(niǎo)、鄭氏始孔子鳥(niǎo)，給鳥(niǎo)類(lèi)的起源提供了強(qiáng)有力的證據(jù)?？鬃峪B(niǎo)類(lèi)是生活在1.31億~1.2億年前的原始鳥(niǎo)類(lèi)?？鬃峪B(niǎo)的骨骼結(jié)構(gòu)保留了部分爬行動(dòng)物的特征，如“手指”。恐龍和孔子鳥(niǎo)的前肢末端都可以明顯地看到3根“手指”，而鴿子則僅可看到1根。其次，孔子鳥(niǎo)的喙部出現(xiàn)了現(xiàn)代鳥(niǎo)類(lèi)的特征。與19世紀(jì)在德國(guó)發(fā)現(xiàn)的始祖鳥(niǎo)相比，孔子鳥(niǎo)的牙齒已完全退化。始祖鳥(niǎo)和爬行動(dòng)物有牙，而孔子鳥(niǎo)和鴿子的喙部為無(wú)牙角質(zhì)喙。這暗示了孔子鳥(niǎo)的食物消化方式可能得到了進(jìn)一步的演化。任務(wù)一：比較研究生物進(jìn)化的地質(zhì)學(xué)證據(jù)——化石孔子鳥(niǎo)化石及復(fù)原圖任務(wù)一：比較研究生物進(jìn)化的地質(zhì)學(xué)證據(jù)——化石恐爪龍、圣賢孔子鳥(niǎo)和鴿子的前肢部分對(duì)比任務(wù)一：比較研究生物進(jìn)化的地質(zhì)學(xué)證據(jù)——化石恐爪龍、始祖鳥(niǎo)、圣賢孔子鳥(niǎo)和鴿子的喙部對(duì)比圖任務(wù)一：比較研究生物進(jìn)化的地質(zhì)學(xué)證據(jù)——化石什么是化石？化石中蘊(yùn)藏了哪些信息？化石是指通過(guò)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。化石記錄了生物的生物學(xué)特征（形態(tài)、結(jié)構(gòu)）信息。任務(wù)二：比較分子生物學(xué)證據(jù)——基因中的“恐龍密碼”資料DNA在化石中的半衰期約為521年，而恐龍滅絕于約6500萬(wàn)年前，因此無(wú)法直接獲取完整的恐龍DNA。一個(gè)古生物研究團(tuán)隊(duì)發(fā)表論文，聲稱(chēng)從一段霸王龍腿骨化石中提取到了膠原蛋白，在對(duì)這些膠原蛋白的氨基酸進(jìn)行測(cè)序并與一些現(xiàn)代物種的氨基酸序列進(jìn)行比較后發(fā)現(xiàn)，相比其他生物，霸王龍的序列與雞、鴕鳥(niǎo)的序列有更高的相似性。氨基酸序列相似程度越高，生物之間的親緣關(guān)系越近。任務(wù)三：綜合比較解剖學(xué)、胚胎學(xué)等證據(jù)，構(gòu)建動(dòng)植物進(jìn)化樹(shù)地層年齡（百萬(wàn)年前）首次出現(xiàn)的生物類(lèi)群（化石）245~144鳥(niǎo)類(lèi)、哺乳類(lèi)360~286爬行類(lèi)408~360昆蟲(chóng)、兩棲類(lèi)505~438魚(yú)類(lèi)700多細(xì)胞生物2100單細(xì)胞真核生物分析圖表，說(shuō)說(shuō)化石提供的另一層信息。你能得出什么結(jié)論？不同地層中化石的示意圖晚期形成地層早期形成地層任務(wù)三：綜合比較解剖學(xué)、胚胎學(xué)等證據(jù)，構(gòu)建動(dòng)植物進(jìn)化樹(shù)化石記錄了生物在地層中出現(xiàn)的年代信息、順序和規(guī)律。在較古老的地層中，埋藏的僅是結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單的生物的化石；在較晚近的地層中，才有結(jié)構(gòu)更復(fù)雜的生物的化石。地層和埋藏于其中的化石，形成了一部生命演化的歷史書(shū)。由脊椎動(dòng)物在地層中出現(xiàn)的先后順序推測(cè)，脊椎動(dòng)物的進(jìn)化關(guān)系為魚(yú)類(lèi)→兩棲動(dòng)物→爬行動(dòng)物→鳥(niǎo)類(lèi)、哺乳動(dòng)物。任務(wù)三：綜合比較解剖學(xué)、胚胎學(xué)等證據(jù)，構(gòu)建動(dòng)植物進(jìn)化樹(shù)有了原始的“四肢”，有了類(lèi)似肺的在陸地上呼吸的器官，支持魚(yú)類(lèi)進(jìn)化為兩棲動(dòng)物的觀點(diǎn)肉鰭魚(yú)類(lèi)卵生、哺乳，既具有爬行動(dòng)物的特點(diǎn)，又具有哺乳動(dòng)物的特點(diǎn)，許多研究者認(rèn)為它是古代爬行動(dòng)物向現(xiàn)代哺乳動(dòng)物演化發(fā)展的過(guò)渡類(lèi)型鴨嘴獸任務(wù)三：綜合比較解剖學(xué)、胚胎學(xué)等證據(jù)，構(gòu)建動(dòng)植物進(jìn)化樹(shù)蝙蝠的翼鯨的鰭貓的前肢人的上肢肱骨橈骨尺骨腕骨掌骨指骨資料1任務(wù)三：綜合比較解剖學(xué)、胚胎學(xué)等證據(jù)，構(gòu)建動(dòng)植物進(jìn)化樹(shù)資料2胚胎學(xué)是指研究動(dòng)植物胚胎的形成和發(fā)育過(guò)程的學(xué)科。比較不同動(dòng)物以及人的胚胎發(fā)育過(guò)程，也可以看到進(jìn)化的蛛絲馬跡。例如，人的胚胎在發(fā)育早期會(huì)出現(xiàn)鰓裂和尾（如圖），這與魚(yú)的胚胎在發(fā)育早期出現(xiàn)鰓裂和尾非常相似。只是隨著發(fā)育的進(jìn)行，人的鰓裂和尾消失了，而成年的魚(yú)仍然保留了鰓和尾。不僅如此，脊椎動(dòng)物在胚胎發(fā)育早期都有彼此相似的階段。尾鰓裂任務(wù)三：綜合比較解剖學(xué)、胚胎學(xué)等證據(jù)，構(gòu)建動(dòng)植物進(jìn)化樹(shù)節(jié)肢動(dòng)物哺乳動(dòng)物被子植物生物進(jìn)化的總體趨勢(shì)：由簡(jiǎn)單到復(fù)雜由水生到陸生核心總結(jié)化石是研究生物進(jìn)化最直接、最重要的證據(jù)?；磿r(shí)間順序分布在地層中，在較古老的地層中，埋藏的僅是結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單的生物的化石；在較晚近的地層中，才有結(jié)構(gòu)更復(fù)雜的生物的化石?；梢杂涗浀厍蛏显?jīng)生活過(guò)的生物的種類(lèi)及其形態(tài)、結(jié)構(gòu)、行為等特征。核心總結(jié)生物進(jìn)化的證據(jù)鏈：化石證據(jù)直接但殘缺，分子生物學(xué)證據(jù)精確但間接，比較解剖學(xué)和胚胎學(xué)輔助驗(yàn)證。證據(jù)類(lèi)型特點(diǎn)局限性比較解剖學(xué)通過(guò)同源器官推斷親緣關(guān)系僅反映現(xiàn)存生物的相似性胚胎學(xué)胚胎發(fā)育階段揭示進(jìn)化關(guān)系僅反映早期發(fā)育特征分子生物學(xué)基因或特定蛋白質(zhì)的氨基酸序列揭示親緣關(guān)系依賴(lài)現(xiàn)存生物的DNA等生物分子，無(wú)法研究有些滅絕物種核心總結(jié)綜合多學(xué)科證據(jù)顯示，生物進(jìn)化的整體趨勢(shì)是由簡(jiǎn)單到復(fù)雜、由水生到陸生。課堂評(píng)價(jià)在以下各項(xiàng)中，說(shuō)法正確的是（）①生物進(jìn)化最直接的證據(jù)是胚胎學(xué)②脊椎動(dòng)物的進(jìn)化歷程是魚(yú)類(lèi)→兩棲動(dòng)物→爬行動(dòng)物→鳥(niǎo)類(lèi)→哺乳動(dòng)物③較新的地層中也有較簡(jiǎn)單、較低等的生物化石④兩棲動(dòng)物能證明動(dòng)物進(jìn)化的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)是從水生到陸生⑤生物進(jìn)化的趨