5.1丰富多样的现存物种来自共同祖先 教案（高中生物浙科版（2019）必修第二册）

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1、5.1丰富多样的现存物种来自共同祖先教学目标1.尝试通过化石记录、比较解剖学和胚胎学等事实，说明当今生物具有共同的祖先。2尝试通过细胞生物学和分子生物学知识，说明当今生物在新陈代谢、DNA的结构与功能等方面具有许多共同特征。核心素养1.能够基于证据和逻辑，认同生物是不断进化的，各种生物来自共同的祖先；理解结构与功能相适应，理解生物适应的普遍性和相对性。(生命观念)2分析不同类型的证据，探讨地球上现存的丰富多样的物种是由共同祖先长期进化形成的。(生命观念、科学思维)一、现在的生物是进化而来的1“特创论”思想形形色色的生物物种是由上帝分别创造的；它们是天生完美的，一经创造出来不会再发生改变；不同物

2、种之间没有亲缘关系。2拉马克的观点1809年，法国博物学家拉马克提出地球上的所有生物都不是神创造的，而是由更古老的生物进化来的，生物各种适应性特征的形成是由于“用进废退”和“获得性遗传”。3达尔文的进化论(1)物种物种是生物分类的基本单位，同一物种的个体之间能互相交配并产生有生育能力的后代，不同物种的个体之间则不能互相交配，或者在交配后不能产生有生育能力的后代，它们彼此之间存在着生殖隔离。(2)达尔文的进化论物种是可变的，所有生物是由共同的祖先进化而来的。地球上所有生物都由一种或几种原始生命形式转变而来。生命一旦产生，就会在完全自然的情况下，慢慢地发生改变，衍生出各种不同的生物，而且这些物种间

3、的差异还将传给下一代。在这个过程中，如果一些个体产生了有利于自身生存的变异，它们就会比那些不具备有利变异的个体生存能力更强，从而繁殖更多后代。这样一来，有利的性状就不可避免地通过“自然选择”随着时间逐代累积起来。达尔文曾经驯化了植物、鸽子和狗，经过短短几个世代人工选择性育种，它们在体型上都发生了巨大变异。在自然状态下，随着时间的推移，由于自然选择等因素的作用，种群可以发生变化。达尔文将进化称为“带有变异的传代”。进化使一个物种演变为另一个物种。同一物种的不同种群生活在不同的环境中，可以发生不同的变化来适应各自的环境，种群之间发生性状的分歧，一个物种可以发展出多个物种，一种类型可以发展出多种类型

4、。彼此不同而又相似的物种，由一个祖先物种发展而来，遗传的力量使它们保持某种结构和功能的统一模式。二、生物具有许多共同的特征，多重证据表明当今生物具有共同祖先1人体结构和功能与大猿是十分相似的。人身体上的每一块骨骼，大猩猩身体上都有，只是大小比例有所不同。将人的骨骼和黑猩猩、猩猩、长臂猿的骨骼相比也是如此。这说明人、黑猩猩、大猩猩、猩猩、长臂猿在结构和功能上有统一的模式。2人的手臂、猫的前肢、鲸的前鳍和蝙蝠的翼手，它们的外形和功能各不相同，却有着相似的结构模式，它们都是由同样类型的骨骼组成，有相似的肌肉和血管。在胚胎阶段，它们都是从相同的组织发育而来。这说明所有脊椎动物之间存在着统一性。3动物、

5、植物、真菌等都是由真核细胞组成，它们的细胞结构十分相似。面对一组动物的、植物的或真菌的细胞中内质网的电镜照片，即使是一位有经验的细胞学家也无法分辨出它们。统一的细胞模式将动物、植物、真菌和众多的原生生物联系在一起。这说明所有真核生物之间存在着统一性。4真核生物和原核生物的细胞是由相同类型的分子所组成，在分子层次上存在着高度统一性。无论在真核细胞还是在原核细胞中，DNA、RNA、蛋白质等生物大分子的结构单体是相同的，连接方式也是相同的，在细胞中的作用也是相似的。DNA是遗传信息的载体，蛋白质可充当酶的角色，而RNA是“二传手”，将DNA的遗传信息传递给蛋白质，包括人在内的所有生物只用一套基本的遗

6、传密码，在生物遗传这个基本过程中，我们看到了整个生物界高度的统一性。5化石也为生物来自共同的祖先提供了直接证据。有些化石把两个大的生物类群连系起来。始祖鸟将鸟类和爬行类，特别是和恐龙联系起来，证明鸟类是由恐龙的一支进化而来的。6胚胎学也为所有生物来自共同祖先提供了有力证据。所有脊椎动物的胚胎，在其发育的早期都有这样的一个阶段：有一个相当大的尾，有鳃裂，脑子很小。在成年鱼中仍然保留了鳃，而在其他脊椎动物成体中，鳃消失了。动物的个体发育是按规定的途径一步一步完成的，延续了系统发育的过程，使它们具有一个相似的早期胚胎发育阶段，这是所有脊椎动物从共同祖先进化而来的一个有力的证据。判断对错(正确的打“”

7、，错误的打“”)1拉马克提出了物种是可变的。()答案与解析：达尔文提出了物种是可变的。2北京巴儿狗、德国猎犬是两个物种。()答案与解析：同一个物种。3人和鱼的胚胎发育经历了有鳃裂及有尾的阶段，这个证据支持了达尔文的共同由来学说。 ()答案与解析：4通过化石可以了解已经绝灭的生物的形态结构特点，推测其行为特点。 ()答案与解析：达尔文自然选择学说与拉马克进化学说1达尔文自然选择学说与拉马克进化学说的比较比较项目达尔文自然选择学说拉马克进化学说区别变异变异是不定向的，本来就有的，环境和生物的意愿都不能决定生物变异的方向变异是定向的，环境和动物的意愿可以决定变异的方向适应环境有利变异适者生存；不利变

8、异不适者被淘汰环境和动物的意愿决定变异，且都适应环境进化方向自然选择决定生物自身决定联系均承认生物非神所造，而是由更古老的生物进化而来，即由简单复杂、低等高等进化而来，且生物进化都是“渐变”的结果2.自然选择的对象、因素、手段及结果(1)自然选择(定向选择)的对象直接对象是生物的性状。间接对象是相关的基因型。根本对象是与性状相对应的基因。(2)自然选择的因素：外界环境(环境不是诱变因素而是选择因素)，包括无机环境和生物环境。(3)自然选择的手段：生存斗争(包括生物与环境、生物与生物之间的斗争)。(4)进化的内因：遗传和变异。生物的变异是不定向的，其中变异可分为有利变异和不利变异。遗传的作用：使

9、生物微小的有利变异得以积累加强，从而形成适应特定环境的生物新类型。(5)自然选择的结果：适者生存，不适者被淘汰。一般外界环境条件变化越剧烈，选择越频繁，生物进化速度就越快。合作探究：下图表示达尔文对现代长颈鹿进化形成过程的解释，请据图回答下列问题：(1)长颈鹿祖先的颈和前肢的长短有差异吗？由此说明什么问题？答案与解析：有差异。说明变异是不定向的。(2)在旱季缺乏青草的时期，颈和前肢长短不同的个体生存机会相等吗？由此说明什么问题？答案与解析：生存机会不相等，颈和前肢长些的个体，在生存斗争中容易得到食物，从而得以生存并繁殖，食物在决定长颈鹿变异个体的生存和淘汰过程中，起到了选择作用。(3)请分别利

10、用拉马克和达尔文的进化观点，解释长颈鹿脖子长的原因。答案与解析：拉马克观点解释：拉马克认为，长颈鹿在旱季缺乏青草的时期就会用它的长脖子去吃高处的树叶，这样长期“使用”它的脖子，久而久之就更长了(用进废退)，然后遗传给了下一代(获得性遗传)。达尔文观点解释：在缺乏青草的干旱时期，那些颈部和四肢都较长的个体会有较多的机会吃到高处的树叶，能够生存下来，并繁殖后代，而那些颈部和四肢较短的个体则无法得到足够的食物，不容易生存下来，也无法繁殖后代，所以颈部和四肢较短的长颈鹿逐渐被淘汰。(4)通过对长颈鹿的进化历程的分析，能否解释达尔文自然选择学说中遗传变异和自然选择的关系？答案与解析：变异是不定向的，自然

11、选择的直接对象是生物的变异性状，定向筛选出有利变异和不利变异，通过遗传使生物微小的有利变异得以积累加强。1下列关于达尔文学说和拉马克学说的区别，正确的是()A达尔文学说认为环境的作用可以引起不定向的变异B拉马克学说认为不定向的变异是由动物的意愿决定的C.达尔文学说认为变异后就能适应环境D拉马克学说认为生物通过变异适应环境D达尔文学说认为生物进化是环境选择的结果，A错误；拉马克学说认为动物的变异是由动物本身的意愿决定的，没有说变异是不定向的，B错误；达尔文学说认为适应环境的变异是有利变异，不适应环境的变异是有害变异，并不是变异后就能适应环境，C错误；环境变化直接导致变异的发生以适应新的环境，属于

12、拉马克的进化观点，D正确。2下列关于生物进化“自然选择”理论的叙述，错误的是()A.各种变异都是自然选择的原材料B有利变异更容易被保存下来C微小变异可以累积成显著变异D自然选择是进化的一个重要动力和机制A生物的变异包括可遗传变异和不可遗传变异，其中只有可遗传变异能够为生物进化提供原材料，A错误；出现有利变异的个体容易在生存斗争中获胜，并将这些变异遗传下去，B正确；微小的有利变异可以通过遗传得到积累，C正确；自然选择是进化的一个重要动力和机制，D正确。生物有共同祖先的证据1化石记录为生物进化理论提供了最直接的证据。在地质历史过程中形成的岩层，就像一部地球生物进化的编年史，年代越久远的生物化石，就

13、保存在越靠下的岩层中，因此，化石在地层中出现的位置可以揭示它们的相对年代。2比较解剖学就是比较不同物种之间的身体构造的学科。物种之间特定的解剖学相似性蕴含着进化史的证据。比较解剖学的研究证实进化是一个重塑的过程。祖先的结构最初可能只适应于某一种功能，但由于发生了改进而产生了新功能。3胚胎学是对生物体发育过程中所出现的结构进行比较的学科，亲缘关系相近的生物体在胚胎发育阶段形态相似，因此也为生物进化提供了重要证据。4随着分子生物学的不断发展，进化研究也进入了分子水平，并建立了一套依赖于核酸、蛋白质序列信息的理论和方法。基因组的海量信息为进化研究提供了有力的帮助。合作探究：1.请结合下图分析：(1)

14、化石在地质层中的分布有何规律？答案与解析：在越早形成的地层里，成为化石的生物越简单，越低等；在越晚形成的地层里，成为化石的生物越复杂，越高等。(2)该图支持达尔文的共同由来学说吗？答案与解析：支持。2请结合下图分析：(1)蝙蝠的翼、鲸的鳍、猫的前肢、人的上肢骨骼是否都有肱骨、桡骨、尺骨、腕骨、掌骨和指骨？其排列顺序一致吗？答案与解析：都有。这些骨的排列顺序相同。(2)这四种前(上)肢骨骼的功能迥异，外形差别也很大，其内部结构模式为什么如此一致？答案与解析：可能因为它们有共同的原始祖先。1蟒蛇外形上没有四肢，但它的体内还保留着后肢骨的残余，说明蟒蛇是起源于有四肢的动物。这属于生物进化的()A胚胎

15、学证据B比较解剖学证据C细胞和分子水平的证据 D化石证据B蟒蛇外形上没有四肢，但它的体内还保留着后肢骨的残余，说明蟒蛇是起源于有四肢的动物，更符合比较解剖学的内容。2根据生命系统的结构层次理论，推测地球上最先出现的生物化石应该是()A单细胞细菌B多细胞水螅C低等多细胞藻类植物 D高等多细胞被子植物A生命系统的最基本的结构层次是细胞，最原始的生命也是具有细胞结构的生物。再根据生物进化的顺序，由低等到高等，由简单到复杂可知，单细胞细菌结构最简单最低等，故选A。小结：1.1809年，法国博物学家拉马克提出地球上的所有生物都不是神创造的，而是由更古老的生物进化来的，生物各种适应性特征的形成是由于“用进

16、废退”和“获得性遗传”。2.物种是生物分类的基本单位，同一物种的个体之间能互相交配并产生有生育能力的后代，不同物种的个体之间则不能互相交配，或者在交配后不能产生有生育能力的后代，它们彼此之间存在着生殖隔离。3.达尔文的进化论认为：物种是可变的，所有生物是由共同的祖先进化而来的。物种间的差异还将传给下一代，有利的性状通过“自然选择”随着时间逐代累积起来。4.生物具有许多共同的特征，多重证据表明当今生物具有共同祖先。1下列关于拉马克进化学说的叙述，不正确的是()A拉马克认为，地球上的所有生物是由更古老的生物进化来的B生物适应的形成是由于“用进废退”和“获得性遗传”C器官废而不用，就会造成形态上的退

17、化D“用进废退”获得的性状不可以遗传给后代D拉马克提出了“用进废退”和“获得性遗传”的理论，他认为“用进废退”获得的性状是可以遗传给后代的。2如图以长颈鹿的进化为例说明达尔文的自然选择学说。以下说法不正确的是()A长颈鹿个体之间存在许多性状差异，如颈和前肢的长短不同B生物产生后代的数量往往超过生活环境所能承受的数量，从而引起生存斗争C颈和前肢长些的个体，在生存斗争中容易得到食物，从而得以生存并繁殖D自然选择是定向的，使长颈鹿个体朝着符合人类需要的方向发展D自然选择是定向的，是通过生存斗争来实现的。在自然选择的作用下，长颈鹿发展的方向是适应环境，而不是符合人类需要，故选D。3下列属于生物进化古生

18、物学证据的是()A相关器官的比较B胚胎发育的比较C化石分析 D遗传物质的比较C相关器官的比较是比较解剖学的证据，A错误；胚胎发育的比较属于胚胎学的证据，B错误；化石分析是古生物学证据，C正确；遗传物质的比较属于细胞和分子水平的证据，D错误。4下列属于生物进化中分子生物学证据的是()A脊椎动物前肢骨骼排列具有规律性B生物体内存在某些功能基本消失的器官C不同种真核生物细胞色素c的氨基酸组成有差异D地层中保存着的古生物遗体、遗物或生活遗迹C脊椎动物前肢骨骼排列具有规律性，属于比较解剖学的证据，A错误；同源器官和痕迹器官属于比较解剖学的证据，B错误；不同种真核生物细胞色素c的氨基酸组成有差异，属于分子

19、生物学证据，C正确；地层中保存着的古生物遗体、遗物或生活遗迹，属于化石证据，D错误。5水蚤是一种水生小动物。某兴趣小组的同学用等量的水蚤分别做了如图所示的A、B两组实验：水温的改变是实验的唯一变量，其他条件均相同；水蚤在不同的水温中均为12小时。实验过程和实验现象如图所示。请据图回答下列问题：(1)实验结果表明，多数水蚤生活的最适温度约为_ 。(2)有些水蚤能在20 环境中生活，还有些水蚤能在28 环境中生活，这表明水蚤个体之间存在着_，从而体现了生物的变异一般是_的。温度的改变对水蚤起了_作用，而这种作用是_的。(3)20 环境中生活的水蚤移到28 环境中将会死亡，同时，28 环境中生活的水

20、蚤移到20 环境中也会死亡。这说明当环境条件发生变化时，如果生物缺少_，就要被环境所淘汰。解析：(1)从A、B两组实验可以看出，多数水蚤生活的最适温度约为25 。(2)生物在繁衍后代的过程中会产生变异，这些变异是随机的、不定向的，例如有些水蚤能在20 环境中生活，还有些水蚤能在28 环境中生活；但是温度的选择作用却是定向的，适应某个温度的变异个体能生存，不适应某个温度的变异个体被淘汰。因此这表明水蚤个体之间存在着各种变异类型，从而体现了生物的变异一般是不定向的。温度的改变对水蚤起了选择作用，而这种作用是定向的。(3)生物只有适应环境才能够生存，当环境发生改变时，生物如果没有适应新环境的变异，就会被淘汰。答案：(1)25(2)各种变异类型不定向选择定向(3)适应新环境的变异