資源簡介

6、1 生物有共同祖先的證據
學習目標 核心素養
1.嘗試通過化石記錄、比較解剖學和胚胎學等事實，說明當今生物具有共同的祖先。 2.嘗試通過細胞生物學和分子生物學等知識，說明當今生物在新陳代謝、DNA的結構與功能等方面具有許多共同特征。 認同化石是生物進化的最可靠證據之一；根據化石在地殼中的分布規律，揭示生物進化由低等到高等、由低級到高級的順序； 根據解剖學和胚胎學的相關證據，論證生物具有共同的祖先； 理解適應性的形成是自然選擇的結果，并能闡明自然選擇形成了生物的多樣性與統一性。
基礎知識梳理：（閱讀教材，完成下列填空，在教材相應位置進行標注后，識記相關內容）
一、地層中陳列的證據——化石
1．達爾文的生物進化論主要的兩大學說
(1)共同由來學說：地球上所有的生物都是由原始的 進化來的。
(2)自然選擇學說：揭示了 的機制，解釋了 和 的原因。
2．化石
(1)概念：化石是指通過自然作用保存在地層中的古代生物遺體、遺物或生活痕跡 等。
(2)作用：利用化石可以確定地球上曾經生活過的生物的種類及其形態、結構、行為等特征。因此，化石是研究生物進化 、 的證據。
(3)分布：大部分化石發現于 的地層中。
(4)結論：大量化石證據，證實了生物是由 經過漫長的地質年代逐漸進化而來的，而且還揭示出生物由 、由 、由 的進化順序。
二、當今生物體上進化的印跡——其他方面的證據
1．比較解剖學的證據
研究比較脊椎動物的 的形態和結構，可以為這些生物是否有共同祖先尋找證據。
2．胚胎學證據
胚胎學是指研究動植物 和 的學科。比較不同動物以及人的胚胎發育過程，也可以看到進化的蛛絲馬跡。
3．細胞和分子水平的證據
當今生物有許多共同的特征，比如都有能進行代謝、生長和增殖的細胞，細胞有共同的
等，這是對生物有共同祖先這一論點的有力支持。不同生物的DNA和蛋白質等生物大分子的共同點，提示人們當今生物有著 ，其差異的大小則揭示了當今生物種類 ，以及它們在 上出現的順序。
4．總結
化石為研究生物進化提供了 ，比較解剖學和胚胎學以及細胞和分子水平
的研究，都給生物進化論提供了有力的支持。這些證據互為補充、相互印證，有力地支持了達爾文的 ，進而為解釋適應和物種的形成提供了堅實的基礎。
學習目標一：什么是化石？化石在古生物學中的研究意義是什么？P101思考討論
學習目標二：P102思考討論 從比較解剖學的角度可以說明什么問題？人的鰓裂和尾的消失是通過細胞的什么過程而發生的？脊椎動物在胚胎發育早期都有彼此相似的階段，這可以說明什么觀點？
學習目標三：P103思考討論 除了思考討論中所說的幾點外，從細胞和分子水平上看，你還能發現當今生物具有哪些共同的特征？
學習目標四：自學檢測：1到10題為單選題，11到14題為不定項選擇題，選全得5分，選對但不全得3分，選錯得0分，共70分）
1．大量的證據證實了地球上所有的生物都是由共同的祖先進化而來的。下列說法錯誤的是（ ）
A．越早形成的地層中形成化石的生物越簡單、越低等
B．人和魚發育早期都出現鰓裂和尾，屬于胚胎學的證據
C．人和黑猩猩的細胞色素C的氨基酸序列相同，屬于細胞水平的證據
D．鯨的鰭與貓的前肢骨骼的結構相似，屬于比較解剖學的證據
2．下圖展示了人和大猩猩的骨骼，人身體上的每一塊骨骼在大猩猩身體上都有，只是大小比例有所不同。這一事實為人和其他脊椎動物具有共同祖先的觀點提供了（　　）
A．化石的證據 B．胚胎學的證據
C．比較解剖學的證據 D．分子水平的證據
3．陸生脊椎動物起源于原始共同祖先的胚胎學證據是（　　）
A．胚胎發育都從受精卵開始
B．具有同源器官
C．胚胎發育都離不開水
D．胚胎發育早期都有鰓裂和尾
4．下列關于生物進化證據的敘述，正確的是（　　）
A．化石就是保存在地殼中的古地質年代的動植物的遺體
B．蝙蝠的翼手和人的手結構的相似性可以說明兩種生物由共同祖先演化而來
C．比較人和其他脊椎動物的胚胎發育過程可知人和其他脊椎動物之間存在血緣關系
D．現存的不同生物之間親緣關系越近，其DNA序列和蛋白質中氨基酸序列相似度越高
5．智齒是用來咀嚼粗食纖維樹根樹皮這類食物的，隨著人類的食物越來越精細，逐漸不需要它。人類下顎體積逐漸變小，頜骨上幾乎沒有智齒的生長空間，上顎也沒有了對咬牙。人體內殘留了智齒，這可以作為生物進化哪方面的證據（ ）
A．化石證據 B．比較解剖學證據 C．胚胎學證據 D．生物遺傳方面的證據
6．達爾文列舉了大量的證據證明自己的生物進化理論。后來，隨著研究的深入，人們又發現了許多支持達爾文生物進化理論的新證據。下列關于生物進化證據的分析，錯誤的是（ ）
A．脊椎動物早期胚胎發育過程都彼此相似，支持脊椎動物具有共同的祖先
B．比較蝙蝠的翼、鯨的鰭、貓的前肢和人的上肢，為生物進化提供了胚胎學證據
C．利用化石可確定古生物的形態、結構等特征，化石為研究進化提供了最直接的證據
D．人類和類人猿DNA堿基序列高度接近，說明人和類人猿有共同的祖先，親緣關系很近
7．下列能揭示生物由低等到高等進化規律的證據中，最可靠的是（ ）
A．各類化石在地層里按一定順序出現的事實
B．所有高等生物的胚胎發育都從一個受精卵開始
C．對脊椎動物胚胎發育的比較
D．對器官的形態、結構、功能的研究比較
8．比較解剖學、胚胎學和分子生物學都為生物進化提供了證據。下列有關生物進化的論述中，不合理的是（　　）
A．胚胎學和解剖學的研究為生物進化提供了直接證據
B．通過比較不同生物的形態結構，可推斷它們之間的親緣關系
C．彼此不同而相似的物種，由一個共同祖先發展而來
D．蛋白質和DNA都是大分子物質，都可為生物進化的研究提供證據
9．“露西”是一具發現于東非大裂谷地帶的化石標本，其骨骼化石上肢骨與黑猩猩的相似，下肢骨與現代人類接近。下列關于生物進化的敘述，錯誤的是（ ）
A．東非大裂谷地帶“露西”化石的發現為人和猿具有共同祖先提供了證據
B．生命活動所需能量主要來自細胞呼吸，屬于生物進化細胞水平的證據：
C．鯨的鰭和蝙蝠的翼外形和功能差異顯著，不能為二者有共同祖先提供證據
D．生物的遺體、遺物或生活痕跡形成的化石是研究生物進化最直接、最重要的證據
10．2022年諾貝爾生理學或醫學獎授予斯萬特·帕博，以表彰他在已滅絕古人類基因組和人類進化研 究方面所做出的貢獻。他從化石中提取、測序并繪制了尼安德特人基因組草圖，發現生活在非洲之外的現代人體內都有1%-4%的尼安德特人基因。下列有關敘述錯誤的是（ ）
A．在非洲之外的現代人的直系祖先曾經和尼安德特人發生過基因交流
B．非洲人不具有上述1%-4%的尼安德特人基因，說明他們沒有共同的祖先
C．化石是保存在地殼中的古地質年代的動植物的遺體，是研究生物進化的直接證據
D．測定現代人類和已滅絕古代人類基因的核苷酸序列，是生物進化的分子水平證據
11．（不定項）下列屬于生物進化中生物化學證據的是（ ）
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的氨基酸組成有差異
D．不同生物DNA中堿基的種類和含量
12．（不定項）下列有關生物有共同祖先證據的敘述，正確的是（ ）
A．鯨的鰭和貓的前肢骨骼結構相似，支持現有的脊椎動物有共同的原始祖先的觀點
B．大量的化石證據證實了生物是由原始的共同祖先經過漫長的地質年代進化而來
C．脊椎動物在胚胎發育早期有鰓裂和尾，支持人和其他脊椎動物有共同祖先的觀點
D．不同生物的細胞色素c的氨基酸序列存在差異，不支持生物有共同祖先的觀點
13．（不定項）從微小的酵母菌，到獨木成林的細葉榕；從善于攀援的黑猩猩到人類，不同生物之間具有很大差異。然而在細胞水平和分子水平卻能揭示它們有共同的祖先，下列說法能為“生物有著共同起源”提供證據支持的是（　　）
A．植物、動物、細菌和真菌的細胞內，都是以ATP作為能量“貨幣”的
B．細胞學說中“細胞分裂產生新細胞”的觀點
C．幾乎所有生物幾乎都共用一套遺傳密碼
D．地球上最早出現的生物是自養的
14．（不定項）細胞色素c是廣泛存在于動、植物和微生物中的一種蛋白質，位于線粒體內的電子傳遞鏈中，若缺乏細胞色素c，耗氧量降低，生物出現呼吸作用障礙。若細胞色素c從線粒體釋放到細胞質中后，會激活凋亡程序。細胞色素c的氨基酸序列表現為高度的保守性，下表是多種生物與人類細胞色素c氨基酸序列的差異。下列說法正確的是（　　）
生物 黑猩猩 恒河猴 兔 牛、羊、豬 果蠅 小麥 酵母
差異 0 1 9 10 27 35 45
A．細胞色素c可以作為分子指標來判斷不同種生物親緣關系的遠近
B．細胞色素c氨基酸序列的高度保守性說明生物可能是由共同的祖先進化而來
C．細胞色素c可能位于線粒體的內膜上，參與有氧呼吸第三階段
D．細胞色素c直接控制細胞凋亡
請將選擇題答案填寫到下面表格中：
題號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案
題號 11 12 13 14
答案
學習目標六：15．（30分）細胞色素c是由104個氨基酸組成的蛋白質，經過對其化學結構的測定，各種生物有所不同。若以人的細胞色素c的氨基酸序列作標準，將若干種生物的細胞色素c的氨基酸序列與人相比較，將其差別列表如下：
生物 名稱 黑猩猩 獼猴 袋鼠 馬 響尾蛇 金槍魚 鯊魚 天蠶蛾 小麥 酵母菌
氨基酸差別 0 1 10 12 14 21 23 31 35 44
(1)從表中數據可以看出，生物細胞色素c的氨基酸組成和生物的親緣關系是：親緣關系越近，細胞色素c的氨基酸組成差異越______________。
(2)從表中可知，人和____________的親緣關系最遠，因為兩者的_______________。
(3)黑猩猩和獼猴在形態結構上差別很大，但它們的細胞色素c中的氨基酸數目差別卻不大，這說明二者之間有著________________。
(4)表格從分子生物學的角度為____________提供了證據。
16．（附加題）生物的相似性與相異性體現了生物界的統一性與多樣性，生物某些方面的相似性可作為生物統一性的證據，而生物的相似性可體現在生物體的結構與功能、細胞結構、分子組成等層次上，以下是用于研究相似性的幾組生物。試寫出它們的統一性層次。
（1）人和大猩猩的骨骼標本可用于研究____________層次上的統一性；動物、植物、真菌永久裝片可用于研究____________層次上的統一性；人、酵母菌、細菌形成的細胞勻漿可用于研究____________層次上的統一性。
（2）進化論先驅達爾文通過長期觀察生物的相似性與相異性，揭示了生物界統一性與多樣性的本質：同一物種由于自然選擇等因素作用可演變為另一____________；彼此不同而又相似的物種，遺傳的力量使它們保持____________的統一模式。
第 6章 第1節 生物有共同祖先的證據 學案答案
知識梳理：
共同祖先 生物進化 適應的形成 物種形成 最直接 最重要 沉積巖 原始的共同祖先 簡單到復雜 低等到高等 水生到陸生
器官、系統 胚胎的形成 發育過程 物質基礎和結構基礎 共同的原始祖先 親緣關系的遠近 進化史 直接的證據 共同由來學說
自學檢測：
1．C 【詳解】越早形成的地層中，形成化石的生物越簡單、越低等；越晚形成的地層中，形成化石的生物越復雜、越高等，A正確；胚胎學的證據是對比不同生物胚胎的形成和發育過程，人和魚發育早期都出現鰓裂和尾，屬于胚胎學的證據，B正確；人和黑猩猩的細胞色素C的氨基酸序列相同，屬于分子水平的證據，C錯誤；鯨的鰭與貓的前肢骨骼的結構相似，屬于比較解剖學的證據，D正確。
2．C 【詳解】生物進化在比較解剖學上最重要的證據是同源器官，同源器官是指起源相同，結構和部位相似，而形態和功能不同的器官，據圖可知，人身體上的每一塊骨骼在大猩猩身體上都有，這一事實為人和其他脊椎動物具有共同祖先的觀點提供了比較解剖學的證據，C正確，ABD錯誤。
3．D
4．D 【詳解】D、現存的不同生物之間親緣關系越近，其DNA序列和蛋白質中氨基酸序列相似度越高，D正確。
5．B 【詳解】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，人體內的智齒保留情況顯然不屬于化石證據，A錯誤；研究比較脊椎動物的器官、系統的形態和結構，可以為這些生物是否有共同祖先尋找證據，人體內殘留了智齒，可以作為比較解剖學證據，B正確；胚胎學證據是指通過比較不同人的胚胎發育過程，發現進化的蛛絲馬跡，C錯誤；生物遺傳方面的證據是指：不同生物的DNA和蛋白質等生物大分子的共同點，提示人們當今生物有著共同的原始祖先，D錯誤。
6．B 【詳解】A、脊椎動物在胚胎發育早期都有彼此相似的階段，這屬于胚胎學證據，能夠說明脊椎動物可能有共同的祖先，A正確；B、比較蝙蝠的翼、鯨的鰭、貓的前肢和人的上肢，屬于比較解剖學上的證據，B錯誤；C、化石是研究進化最直接的證據，利用化石可確定古生物的形態、結構等特征，C正確；D、DNA堿基序列越接近，說明親緣關系越近，人類和類人猿DNA堿基序列高度接近，說明人和類人猿有共同的祖先，親緣關系很近，D正確。
7．A 【詳解】研究發現，不同的地層中埋藏著不同類型的生物化石：埋藏于較淺地層中的化石與現代生物結構比較相似，埋藏于較深地層中的化石與現代生物結構差別較大，并且越是古老的地層中發掘的生物化石結構越簡單、低等，水生生物的化石越多，越是晚期的地層中發掘的生物化石結構越復雜、高等，陸生生物化石越多，故能揭示生物由低等到高等進化規律的證據中，最可靠的是各類化石在地層里按一定順序出現的事實。
8．A 【詳解】A、胚胎學和解剖學的研究給生物進化理論提供有力的支持，化石為研究生物進化提供直接的證據，A錯誤；B、通過比較不同生物的形態結構，可推斷它們之間的親緣關系，差異大小揭示親緣遠近，B正確；C、彼此不同而相似的物種，由一個共同祖先發展而來，C正確；D、蛋白質和DNA都是大分子物質，都可為生物進化的研究提供證據，不同生物的DNA和蛋白質等生物大分子的共同點，揭示了當今生物有著共同的祖先，D正確。
9．C 【詳解】A、東非大裂谷地帶“露西”的骨骼化石上肢骨與黑猩猩的相似，下肢骨與現代人類接近，是人猿共祖的有力證據，A正確；B、細胞進行生命活動所需要的能量主要來自細胞呼吸，是細胞水平的證據，B正確；C、鯨的鰭和蝙蝠的翼由于適應不同環境，出現了形態和功能上的差異，但內部結構模式一致，為二者有共同祖先提供證據，C錯誤；D、化石主要是由生物遺體的堅硬部分形成的，生物的遺物或生活痕跡也可能形成化石，化石是生物進化最直接、最重要的證據，D正確。
10．B 【詳解】A、由題意可知：斯萬特·帕博從化石中提取、測序并繪制了尼安德特人基因組草圖，發現生活在非洲 之外的現代人體內都有1%-4%的尼安德特人基因。說明在非洲之外的現代人的直系祖先曾經和尼安德特人發生過基因交流，A正確；B、非洲人不具有上述1%-4%的尼安德特人基因，說明他們沒有發生基因交流，B錯誤；C、化石是保存在地殼中的古地質年代的動植物的遺體，是研究生物進化的直接證據，C正確；D、測定現代人類和已滅絕古代人類基因的核苷酸序列，是生物進化的分子水平證據，D正確。
11．CD 【詳解】A、脊椎動物前肢骨骼排列具有規律性，屬于比較解剖學證據，A錯誤；B、生物體內存在某些功能基本消失的器官，屬于比較解剖學證據，B錯誤；C、不同種真核生物細胞色素c的氨基酸組成有差異，屬于分子生物學證據，C正確；D、不同生物DNA中堿基的種類和含量，屬于分子生物學證據，D正確；
12．ABC 【詳解】A、鯨的鰭和貓的前肢骨骼結構相似，屬于比較解剖學上的證據，支持現有的脊椎動物有共同的原始祖先的觀點，A正確；B、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、生活痕跡等，化石是研究生物進化最直接、最重要的證據，B正確；C、脊椎動物在胚胎發育早期有鰓裂和尾，屬于胚胎學證據，支持人和其他脊椎動物有共同祖先的觀點，C正確；D、不同生物的細胞色素c的氨基酸序列存在差異，屬于分子水平上的證據，支持生物有共同祖先的觀點，D錯誤。
13．ABC 【詳解】A、植物、動物、細菌和真菌都是以ATP作為能量“貨幣”的，這體現了生物界的統一性，為“生物有著共同起源”提供了證據，A正確；B、細胞學說中“細胞分裂產生新細胞”的觀點，新細胞是由老細胞分裂產生，則溯本追源，所有的細胞毒來源于最初的一個母細胞，體現了生物有著共同起源，B正確；C、幾乎所有生物都共用一套遺傳密碼，說明都是由共同的原始祖先進化而來的，能為生物進化提供證據，C正確；D、地球上最早出現的生物是異養厭氧型的單細胞生物，D錯誤。
14．ABC 【詳解】A、分析題圖可知，不同生物的細胞色素c氨基酸序列有差異，故可以作為分子指標來判斷不同種生物親緣關系的遠近，A正確；B、已知細胞色素c氨基酸序列表現為高度的保守性，說明生物可能是由共同的祖先進化而來，B正確；C、位于線粒體內的電子傳遞鏈（有氧呼吸第三階段）中，細胞色素c可能位于線粒體的內膜上，參與有氧呼吸第三階段，C正確；D、細胞色素c從線粒體釋放到細胞質中后，會激活凋亡程序，間接控制細胞凋亡，D錯誤。
15．(1)小 (2)酵母菌 細胞色素c的氨基酸組成差異最大 (3)共同的祖先 (4)生物進化
【分析】（1）從表中的數據可知：大多數生物都具有由104個氨基酸組成的細胞色素c，這說明這些生物之間都具有一定的親緣關系，細胞色素c的氨基酸組成差異越小，表明它們的親緣關系越近，反之則親緣關系越遠。（2）據表可知，人與酵母菌細胞色素c的氨基酸差異最大，是44個，說明二者的親緣關系最遠。（3）黑猩猩和獼猴在形態結構上差別很大，但它們的細胞色素c中的氨基酸數目差別卻不大，這說明二者之間有著共同的祖先。（4）上述對生物細胞色素c的氨基酸組成比較，是從分子生物學方面為生物進化提供了證據。
16．（附加題）生物體 細胞 生物大分子 物種 結構和功能
【詳解】（1）人和大猩猩的骨骼標本可用于研究生物體層次上的統一性；動物、植物、真菌永久裝片可用于研究細胞層次上的統一性；人、酵母菌、細菌形成的細胞勻漿可用于研究生物大分子層次上的統一性。
（2）進化論先驅達爾文通過長期觀察生物的相似性與相異性，揭示了生物界統一性與多樣性的本質：同一物種由于自然選擇等因素作用可演變為另一物種;彼此不同而又相似的物種，遺傳的力量使它們保持結構和功能的統一模式。

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