新教材浙科版高中生物必修2學(xué)案第5章第1節(jié)豐富多樣的現(xiàn)存物種來(lái)自共同祖先

第一節(jié)豐富多樣的現(xiàn)存物種來(lái)自共同祖先課標(biāo)內(nèi)容要求核心素養(yǎng)對(duì)接1.嘗試通過(guò)化石記錄、比較解剖學(xué)和胚胎學(xué)等事實(shí)，說(shuō)明當(dāng)今生物具有共同的祖先。2．嘗試通過(guò)細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)知識(shí)，說(shuō)明當(dāng)今生物在新陳代謝、DNA的結(jié)構(gòu)與功能等方面具有許多共同特征。1.能夠基于證據(jù)和邏輯，認(rèn)同生物是不斷進(jìn)化的，各種生物來(lái)自共同的祖先；理解結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)，理解生物適應(yīng)的普遍性和相對(duì)性。(生命觀念)2．分析不同類型的證據(jù)，探討地球上現(xiàn)存的豐富多樣的物種是由共同祖先長(zhǎng)期進(jìn)化形成的。(生命觀念、科學(xué)思維)一、現(xiàn)在的生物是進(jìn)化而來(lái)的1．“特創(chuàng)論”思想形形色色的生物物種是由上帝分別創(chuàng)造的；它們是天生完美的，一經(jīng)創(chuàng)造出來(lái)不會(huì)再發(fā)生改變；不同物種之間沒(méi)有親緣關(guān)系。2．拉馬克的觀點(diǎn)1809年，法國(guó)博物學(xué)家拉馬克提出地球上的所有生物都不是神創(chuàng)造的，而是由更古老的生物進(jìn)化來(lái)的，生物各種適應(yīng)性特征的形成是由于“用進(jìn)廢退”和“獲得性遺傳”。3．達(dá)爾文的進(jìn)化論(1)物種物種是生物分類的基本單位，同一物種的個(gè)體之間能互相交配并產(chǎn)生有生育能力的后代，不同物種的個(gè)體之間則不能互相交配，或者在交配后不能產(chǎn)生有生育能力的后代，它們彼此之間存在著生殖隔離。(2)達(dá)爾文的進(jìn)化論物種是可變的，所有生物是由共同的祖先進(jìn)化而來(lái)的。地球上所有生物都由一種或幾種原始生命形式轉(zhuǎn)變而來(lái)。生命一旦產(chǎn)生，就會(huì)在完全自然的情況下，慢慢地發(fā)生改變，衍生出各種不同的生物，而且這些物種間的差異還將傳給下一代。在這個(gè)過(guò)程中，如果一些個(gè)體產(chǎn)生了有利于自身生存的變異，它們就會(huì)比那些不具備有利變異的個(gè)體生存能力更強(qiáng)，從而繁殖更多后代。這樣一來(lái)，有利的性狀就不可避免地通過(guò)“自然選擇”隨著時(shí)間逐代累積起來(lái)。達(dá)爾文曾經(jīng)馴化了植物、鴿子和狗，經(jīng)過(guò)短短幾個(gè)世代人工選擇性育種，它們?cè)隗w型上都發(fā)生了巨大變異。在自然狀態(tài)下，隨著時(shí)間的推移，由于自然選擇等因素的作用，種群可以發(fā)生變化。達(dá)爾文將進(jìn)化稱為“帶有變異的傳代”。進(jìn)化使一個(gè)物種演變?yōu)榱硪粋€(gè)物種。同一物種的不同種群生活在不同的環(huán)境中，可以發(fā)生不同的變化來(lái)適應(yīng)各自的環(huán)境，種群之間發(fā)生性狀的分歧，一個(gè)物種可以發(fā)展出多個(gè)物種，一種類型可以發(fā)展出多種類型。彼此不同而又相似的物種，由一個(gè)祖先物種發(fā)展而來(lái)，遺傳的力量使它們保持某種結(jié)構(gòu)和功能的統(tǒng)一模式。二、生物具有許多共同的特征，多重證據(jù)表明當(dāng)今生物具有共同祖先1．人體結(jié)構(gòu)和功能與大猿是十分相似的。人身體上的每一塊骨骼，大猩猩身體上都有，只是大小比例有所不同。將人的骨骼和黑猩猩、猩猩、長(zhǎng)臂猿的骨骼相比也是如此。這說(shuō)明人、黑猩猩、大猩猩、猩猩、長(zhǎng)臂猿在結(jié)構(gòu)和功能上有統(tǒng)一的模式。2．人的手臂、貓的前肢、鯨的前鰭和蝙蝠的翼手，它們的外形和功能各不相同，卻有著相似的結(jié)構(gòu)模式，它們都是由同樣類型的骨骼組成，有相似的肌肉和血管。在胚胎階段，它們都是從相同的組織發(fā)育而來(lái)。這說(shuō)明所有脊椎動(dòng)物之間存在著統(tǒng)一性。3．動(dòng)物、植物、真菌等都是由真核細(xì)胞組成，它們的細(xì)胞結(jié)構(gòu)十分相似。面對(duì)一組動(dòng)物的、植物的或真菌的細(xì)胞中內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的電鏡照片，即使是一位有經(jīng)驗(yàn)的細(xì)胞學(xué)家也無(wú)法分辨出它們。統(tǒng)一的細(xì)胞模式將動(dòng)物、植物、真菌和眾多的原生生物聯(lián)系在一起。這說(shuō)明所有真核生物之間存在著統(tǒng)一性。4．真核生物和原核生物的細(xì)胞是由相同類型的分子所組成，在分子層次上存在著高度統(tǒng)一性。無(wú)論在真核細(xì)胞還是在原核細(xì)胞中，DNA、RNA、蛋白質(zhì)等生物大分子的結(jié)構(gòu)單體是相同的，連接方式也是相同的，在細(xì)胞中的作用也是相似的。DNA是遺傳信息的載體，蛋白質(zhì)可充當(dāng)酶的角色，而RNA是“二傳手”，將DNA的遺傳信息傳遞給蛋白質(zhì)，包括人在內(nèi)的所有生物只用一套基本的遺傳密碼，在生物遺傳這個(gè)基本過(guò)程中，我們看到了整個(gè)生物界高度的統(tǒng)一性。5．化石也為生物來(lái)自共同的祖先提供了直接證據(jù)。有些化石把兩個(gè)大的生物類群連系起來(lái)。始祖鳥(niǎo)將鳥(niǎo)類和爬行類，特別是和恐龍聯(lián)系起來(lái)，證明鳥(niǎo)類是由恐龍的一支進(jìn)化而來(lái)的。6．胚胎學(xué)也為所有生物來(lái)自共同祖先提供了有力證據(jù)。所有脊椎動(dòng)物的胚胎，在其發(fā)育的早期都有這樣的一個(gè)階段：有一個(gè)相當(dāng)大的尾，有鰓裂，腦子很小。在成年魚(yú)中仍然保留了鰓，而在其他脊椎動(dòng)物成體中，鰓消失了。動(dòng)物的個(gè)體發(fā)育是按規(guī)定的途徑一步一步完成的，延續(xù)了系統(tǒng)發(fā)育的過(guò)程，使它們具有一個(gè)相似的早期胚胎發(fā)育階段，這是所有脊椎動(dòng)物從共同祖先進(jìn)化而來(lái)的一個(gè)有力的證據(jù)。判斷對(duì)錯(cuò)(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)1．拉馬克提出了物種是可變的。 ()提示：×達(dá)爾文提出了物種是可變的。2．北京巴兒狗、德國(guó)獵犬是兩個(gè)物種。 ()提示：×同一個(gè)物種。3．人和魚(yú)的胚胎發(fā)育經(jīng)歷了有鰓裂及有尾的階段，這個(gè)證據(jù)支持了達(dá)爾文的共同由來(lái)學(xué)說(shuō)。 ()提示：√4．通過(guò)化石可以了解已經(jīng)絕滅的生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，推測(cè)其行為特點(diǎn)。 ()提示：√達(dá)爾文自然選擇學(xué)說(shuō)與拉馬克進(jìn)化學(xué)說(shuō)1．達(dá)爾文自然選擇學(xué)說(shuō)與拉馬克進(jìn)化學(xué)說(shuō)的比較比較項(xiàng)目達(dá)爾文自然選擇學(xué)說(shuō)拉馬克進(jìn)化學(xué)說(shuō)區(qū)別變異變異是不定向的，本來(lái)就有的，環(huán)境和生物的意愿都不能決定生物變異的方向變異是定向的，環(huán)境和動(dòng)物的意愿可以決定變異的方向適應(yīng)環(huán)境有利變異→適者生存；不利變異→不適者被淘汰環(huán)境和動(dòng)物的意愿決定變異，且都適應(yīng)環(huán)境進(jìn)化方向自然選擇決定生物自身決定聯(lián)系均承認(rèn)生物非神所造，而是由更古老的生物進(jìn)化而來(lái)，即由簡(jiǎn)單→復(fù)雜、低等→高等進(jìn)化而來(lái)，且生物進(jìn)化都是“漸變”的結(jié)果2.自然選擇的對(duì)象、因素、手段及結(jié)果(1)自然選擇(定向選擇)的對(duì)象①直接對(duì)象是生物的性狀。②間接對(duì)象是相關(guān)的基因型。③根本對(duì)象是與性狀相對(duì)應(yīng)的基因。(2)自然選擇的因素：外界環(huán)境(環(huán)境不是誘變因素而是選擇因素)，包括無(wú)機(jī)環(huán)境和生物環(huán)境。(3)自然選擇的手段：生存斗爭(zhēng)(包括生物與環(huán)境、生物與生物之間的斗爭(zhēng))。(4)進(jìn)化的內(nèi)因：遺傳和變異。①生物的變異是不定向的，其中變異可分為有利變異和不利變異。②遺傳的作用：使生物微小的有利變異得以積累加強(qiáng)，從而形成適應(yīng)特定環(huán)境的生物新類型。(5)自然選擇的結(jié)果：適者生存，不適者被淘汰。一般外界環(huán)境條件變化越劇烈，選擇越頻繁，生物進(jìn)化速度就越快。合作探究：下圖表示達(dá)爾文對(duì)現(xiàn)代長(zhǎng)頸鹿進(jìn)化形成過(guò)程的解釋，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題：(1)長(zhǎng)頸鹿祖先的頸和前肢的長(zhǎng)短有差異嗎？由此說(shuō)明什么問(wèn)題？提示：有差異。說(shuō)明變異是不定向的。(2)在旱季缺乏青草的時(shí)期，頸和前肢長(zhǎng)短不同的個(gè)體生存機(jī)會(huì)相等嗎？由此說(shuō)明什么問(wèn)題？提示：生存機(jī)會(huì)不相等，頸和前肢長(zhǎng)些的個(gè)體，在生存斗爭(zhēng)中容易得到食物，從而得以生存并繁殖，食物在決定長(zhǎng)頸鹿變異個(gè)體的生存和淘汰過(guò)程中，起到了選擇作用。(3)請(qǐng)分別利用拉馬克和達(dá)爾文的進(jìn)化觀點(diǎn)，解釋長(zhǎng)頸鹿脖子長(zhǎng)的原因。提示：拉馬克觀點(diǎn)解釋：拉馬克認(rèn)為，長(zhǎng)頸鹿在旱季缺乏青草的時(shí)期就會(huì)用它的長(zhǎng)脖子去吃高處的樹(shù)葉，這樣長(zhǎng)期“使用”它的脖子，久而久之就更長(zhǎng)了(用進(jìn)廢退)，然后遺傳給了下一代(獲得性遺傳)。達(dá)爾文觀點(diǎn)解釋：在缺乏青草的干旱時(shí)期，那些頸部和四肢都較長(zhǎng)的個(gè)體會(huì)有較多的機(jī)會(huì)吃到高處的樹(shù)葉，能夠生存下來(lái)，并繁殖后代，而那些頸部和四肢較短的個(gè)體則無(wú)法得到足夠的食物，不容易生存下來(lái)，也無(wú)法繁殖后代，所以頸部和四肢較短的長(zhǎng)頸鹿逐漸被淘汰。(4)通過(guò)對(duì)長(zhǎng)頸鹿的進(jìn)化歷程的分析，能否解釋達(dá)爾文自然選擇學(xué)說(shuō)中遺傳變異和自然選擇的關(guān)系？提示：變異是不定向的，自然選擇的直接對(duì)象是生物的變異性狀，定向篩選出有利變異和不利變異，通過(guò)遺傳使生物微小的有利變異得以積累加強(qiáng)。1．下列關(guān)于達(dá)爾文學(xué)說(shuō)和拉馬克學(xué)說(shuō)的區(qū)別，正確的是()A．達(dá)爾文學(xué)說(shuō)認(rèn)為環(huán)境的作用可以引起不定向的變異B．拉馬克學(xué)說(shuō)認(rèn)為不定向的變異是由動(dòng)物的意愿決定的C.達(dá)爾文學(xué)說(shuō)認(rèn)為變異后就能適應(yīng)環(huán)境D．拉馬克學(xué)說(shuō)認(rèn)為生物通過(guò)變異適應(yīng)環(huán)境D[達(dá)爾文學(xué)說(shuō)認(rèn)為生物進(jìn)化是環(huán)境選擇的結(jié)果，A錯(cuò)誤；拉馬克學(xué)說(shuō)認(rèn)為動(dòng)物的變異是由動(dòng)物本身的意愿決定的，沒(méi)有說(shuō)變異是不定向的，B錯(cuò)誤；達(dá)爾文學(xué)說(shuō)認(rèn)為適應(yīng)環(huán)境的變異是有利變異，不適應(yīng)環(huán)境的變異是有害變異，并不是變異后就能適應(yīng)環(huán)境，C錯(cuò)誤；環(huán)境變化直接導(dǎo)致變異的發(fā)生以適應(yīng)新的環(huán)境，屬于拉馬克的進(jìn)化觀點(diǎn)，D正確。]2．下列關(guān)于生物進(jìn)化“自然選擇”理論的敘述，錯(cuò)誤的是()A.各種變異都是自然選擇的原材料B．有利變異更容易被保存下來(lái)C．微小變異可以累積成顯著變異D．自然選擇是進(jìn)化的一個(gè)重要?jiǎng)恿蜋C(jī)制A[生物的變異包括可遺傳變異和不可遺傳變異，其中只有可遺傳變異能夠?yàn)樯镞M(jìn)化提供原材料，A錯(cuò)誤；出現(xiàn)有利變異的個(gè)體容易在生存斗爭(zhēng)中獲勝，并將這些變異遺傳下去，B正確；微小的有利變異可以通過(guò)遺傳得到積累，C正確；自然選擇是進(jìn)化的一個(gè)重要?jiǎng)恿蜋C(jī)制，D正確。]生物有共同祖先的證據(jù)1．化石記錄為生物進(jìn)化理論提供了最直接的證據(jù)。在地質(zhì)歷史過(guò)程中形成的巖層，就像一部地球生物進(jìn)化的編年史，年代越久遠(yuǎn)的生物化石，就保存在越靠下的巖層中，因此，化石在地層中出現(xiàn)的位置可以揭示它們的相對(duì)年代。2．比較解剖學(xué)就是比較不同物種之間的身體構(gòu)造的學(xué)科。物種之間特定的解剖學(xué)相似性蘊(yùn)含著進(jìn)化史的證據(jù)。比較解剖學(xué)的研究證實(shí)進(jìn)化是一個(gè)重塑的過(guò)程。祖先的結(jié)構(gòu)最初可能只適應(yīng)于某一種功能，但由于發(fā)生了改進(jìn)而產(chǎn)生了新功能。3．胚胎學(xué)是對(duì)生物體發(fā)育過(guò)程中所出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較的學(xué)科，親緣關(guān)系相近的生物體在胚胎發(fā)育階段形態(tài)相似，因此也為生物進(jìn)化提供了重要證據(jù)。4．隨著分子生物學(xué)的不斷發(fā)展，進(jìn)化研究也進(jìn)入了分子水平，并建立了一套依賴于核酸、蛋白質(zhì)序列信息的理論和方法?；蚪M的海量信息為進(jìn)化研究提供了有力的幫助。合作探究：1.請(qǐng)結(jié)合下圖分析：(1)化石在地質(zhì)層中的分布有何規(guī)律？提示：在越早形成的地層里，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。(2)該圖支持達(dá)爾文的共同由來(lái)學(xué)說(shuō)嗎？提示：支持。2．請(qǐng)結(jié)合下圖分析：(1)蝙蝠的翼、鯨的鰭、貓的前肢、人的上肢骨骼是否都有肱骨、橈骨、尺骨、腕骨、掌骨和指骨？其排列順序一致嗎？提示：都有。這些骨的排列順序相同。(2)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？提示：可能因?yàn)樗鼈冇泄餐脑甲嫦取?．蟒蛇外形上沒(méi)有四肢，但它的體內(nèi)還保留著后肢骨的殘余，說(shuō)明蟒蛇是起源于有四肢的動(dòng)物。這屬于生物進(jìn)化的()A．胚胎學(xué)證據(jù) B．比較解剖學(xué)證據(jù)C．細(xì)胞和分子水平的證據(jù) D．化石證據(jù)B[蟒蛇外形上沒(méi)有四肢，但它的體內(nèi)還保留著后肢骨的殘余，說(shuō)明蟒蛇是起源于有四肢的動(dòng)物，更符合比較解剖學(xué)的內(nèi)容。]2．根據(jù)生命系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次理論，推測(cè)地球上最先出現(xiàn)的生物化石應(yīng)該是()A．單細(xì)胞細(xì)菌 B．多細(xì)胞水螅C．低等多細(xì)胞藻類植物 D．高等多細(xì)胞被子植物A[生命系統(tǒng)的最基本的結(jié)構(gòu)層次是細(xì)胞，最原始的生命也是具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物。再根據(jù)生物進(jìn)化的順序，由低等到高等，由簡(jiǎn)單到復(fù)雜可知，單細(xì)胞細(xì)菌結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單最低等，故選A。][課堂小結(jié)]知識(shí)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建核心語(yǔ)句背誦1.1809年，法國(guó)博物學(xué)家拉馬克提出地球上的所有生物都不是神創(chuàng)造的，而是由更古老的生物進(jìn)化來(lái)的，生物各種適應(yīng)性特征的形成是由于“用進(jìn)廢退”和“獲得性遺傳”。2.物種是生物分類的基本單位，同一物種的個(gè)體之間能互相交配并產(chǎn)生有生育能力的后代，不同物種的個(gè)體之間則不能互相交配，或者在交配后不能產(chǎn)生有生育能力的后代，它們彼此之間存在著生殖隔離。3.達(dá)爾文的進(jìn)化論認(rèn)為：物種是可變的，所有生物是由共同的祖先進(jìn)化而來(lái)的。物種間的差異還將傳給下一代，有利的性狀通過(guò)“自然選擇”隨著時(shí)間逐代累積起來(lái)。4.生物具有許多共同的特征，多重證據(jù)表明當(dāng)今生物具有共同祖先。1．下列關(guān)于拉馬克進(jìn)化學(xué)說(shuō)的敘述，不正確的是()A．拉馬克認(rèn)為，地球上的所有生物是由更古老的生物進(jìn)化來(lái)的B．生物適應(yīng)的形成是由于“用進(jìn)廢退”和“獲得性遺傳”C．器官?gòu)U而不用，就會(huì)造成形態(tài)上的退化D．“用進(jìn)廢退”獲得的性狀不可以遺傳給后代D[拉馬克提出了“用進(jìn)廢退”和“獲得性遺傳”的理論，他認(rèn)為“用進(jìn)廢退”獲得的性狀是可以遺傳給后代的。]2．如圖以長(zhǎng)頸鹿的進(jìn)化為例說(shuō)明達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說(shuō)。以下說(shuō)法不正確的是()A．長(zhǎng)頸鹿個(gè)體之間存在許多性狀差異，如頸和前肢的長(zhǎng)短不同B．生物產(chǎn)生后代的數(shù)量往往超過(guò)生活環(huán)境所能承受的數(shù)量，從而引起生存斗爭(zhēng)C．頸和前肢長(zhǎng)些的個(gè)體，在生存斗爭(zhēng)中容易得到食物，從而得以生存并繁殖D．自然選擇是定向的，使長(zhǎng)頸鹿個(gè)體朝著符合人類需要的方向發(fā)展D[自然選擇是定向的，是通過(guò)生存斗爭(zhēng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在自然選擇的作用下，長(zhǎng)頸鹿發(fā)展的方向是適應(yīng)環(huán)境，而不是符合人類需要，故選D。]3．下列屬于生物進(jìn)化古生物學(xué)證據(jù)的是()A．相關(guān)器官的比較 B．胚胎發(fā)育的比較C．化石分析 D．遺傳物質(zhì)的比較C[相關(guān)器官的比較是比較解剖學(xué)的證據(jù)，A錯(cuò)誤；胚胎發(fā)育的比較屬于胚胎學(xué)的證據(jù)，B錯(cuò)誤；化石分析是古生物學(xué)證據(jù)，C正確；遺傳物質(zhì)的比較屬于細(xì)胞和分子水平的證據(jù)，D錯(cuò)誤。]4．下列屬于生物進(jìn)化中分子生物學(xué)證據(jù)的是()A．脊椎動(dòng)物前肢骨骼排列具有規(guī)律性B．生物體內(nèi)存在某些功能基本消失的器官C．不同種真核生物細(xì)胞色素c的氨基酸組成有差異D．地層中保存著的古生物遺體、遺物或生活遺跡C[脊椎動(dòng)物前肢骨骼排列具有規(guī)律性，屬于比較解剖學(xué)的證據(jù)，A錯(cuò)誤；同源器官和痕跡器官屬于比較解剖學(xué)的證據(jù)，B錯(cuò)誤；不同種真核生物細(xì)胞色素c的氨基酸組成有差異，屬于分子生物學(xué)證據(jù)，C正確；地層中保存著的古生物遺體、遺物或生活遺跡，屬于化石證據(jù)，D錯(cuò)誤