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1、晨鸟教育 Earlybird 第四节 地球的演化【热点链接】中新网北京 2020 年 4 月 4 日电 记者从中国科学院古脊椎动物与古人类研究所(中科院古脊椎所)获悉，该所对中国发现的第一具较完整的翼龙化石骨架魏氏准噶尔翼龙的颚区研究获得新进展：发现准噶尔翼龙在颚区的主要特征变化集中在翼骨的形态上，并通过喙、牙齿等相关研究，进一步佐证准噶尔翼龙具有挖掘捕食泥沙中贝壳类食物等生活习性。研究化石的主要意义有哪些？提示 研究地质年代；推测古地理环境；研究生物进化等。课程标准 学业质量标准 核心素养定位 运用地质年代表等资料，简要描述地球的演化历程。水平 1：观察影像、化石、景观图，认识地层和化石及其
2、关系；运用地质年代表，说明地质年代的划分。水平 2：观察地层示意图，说明其特征；根据地质资料，描述地球演化的阶段性。水平 3：根据相关资料，对比地质事件的异同，归纳地球演化史，说明地层和化石的意义。水平 4：根据图表资料，探讨古地理环境，探讨地理环境与生命的起源和发展的关系。人地协调观：通过探讨生命演化与地理环境的关系，认识人类与地理环境协调发展的必然性。综合思维：分析地层、化石与古地理环境的关系，说明地理环境变迁与生物进化的关系。地理实践力：观察地层和化石，说明其特征和古地理环境；考察学校附近地质环境。一 地层和化石 1.地层(1)概念：地层是地壳上部呈带状展布的 01 层状岩石或 02 堆
3、积物。晨鸟教育 Earlybird(2)意义：记录 03 地球历史的“书页”。2化石(1)概念：地层中的化石，多数是古生物的 04 遗体，如贝壳、骨骼等；少数是古生物活动的 05 遗迹，如足印、粪便等。(2)意义：不同时代的地层一般含有 06 不同的化石，而相同时代的地层往往保存着 07 相同或近似的化石。这样，我们就可以根据地层中保存下来的化石，来确定地层的 08 时代和 09 顺序。3根据地层组成物质的性质和化石特征，可以追溯地层沉积时的 10 环境特征。1.判断正误。(1)地层是地球演化历史的物质记录。()(2)古生物都能保存下来成为化石。()2下列地层或化石指示浅海环境的是()A红色岩
4、层 B黑色页岩 C珊瑚化石 D破碎的贝壳 答案 C 解析 珊瑚生长在温暖的浅海，故珊瑚化石指示清澈温暖的浅海环境。3研究地层和化石有什么意义？提示 地壳在发展过程中形成了各个地层，地层中还保存有化石。通过研究地层和化石，可以恢复地球历史，确定地质年代。另外，研究地层还可以重塑古地理环境。二 地球的演化史 1.前寒武纪的生物演化 时期 生物演化 冥古宙 01 初生地球阶段，地球经历了复杂而有序的发育与变化 晨鸟教育 Earlybird 太古宙 出现 02 最原始的生物 元古宙 除 03 单细胞生物外，还出现了藻类、海绵等低等的 04 多细胞生物 2.显生宙时期的生物演化 时期 生物演化 古生代
5、早期 海生 05 无脊椎动物空前繁盛 中期 出现了 06 脊椎动物鱼类 后期 一部分鱼类逐渐演化成 07 两栖类，动物从海洋向 08 陆地发展 中后期 09 蕨类植物繁生 中生代 10 爬行动物盛行，恐龙繁生；空中出现 11 始祖鸟，爬行动物的一支开始向鸟类发展；12 裸子植物迅速发展 新生代 13 哺乳动物和 14 被子植物大发展，出现 15 灵长类；第四纪出现了 16 人类，是生物演化史上的重大飞跃 3两次全球性生物灭绝时期 时间 灭绝生物 古生代末期 60%以上的 17 海生无脊椎动物种类灭绝，脊椎动物中的 18 原始鱼类和古老的 19 两栖类也全部灭绝，20 蕨类植物明显衰退 中生代末
6、期 盛极一时的 21 恐龙灭绝，海洋中 50%以上的 22 无脊椎动物种类灭绝 1判断正误。(1)在中生代地层中可能发现恐龙化石。()(2)古生代早期出现了森林生态系统。()2.下列生物中，出现最早的是()A爬行类 B鸟类 C两栖类 D鱼类 晨鸟教育 Earlybird 答案 D 解析 爬行动物和鸟类出现于中生代；古生代后期出现两栖类动物；古生代中期出现鱼类。3生物灭绝说明了什么？提示 在环境演变过程中，出现了一些不利于生物生存的环境，导致了某些生物物种的衰退和灭绝。生物灭绝说明了整体环境的演变对某一自然地理要素变化的影响。主题探究 地层和化石 材料一 科学家往往从连续性好的深海沉积岩芯、冰芯
7、、黄土、树木年轮以及考古遗迹、文献资料等信息源中获取反映不同时期、不同地区环境特征的信息，依此推测过去的全球气候变化。材料二 长江上游涪陵段河道中白鹤梁上的石鱼题刻(见右图)记载了公元 764年以来 72 个枯水年份的水位。材料三 地质学家认为，在距今约 2.8 亿年的二叠纪，南极洲作为古冈瓦纳大陆的一部分，位于南半球的中纬度地带，当时气候温暖潮湿，植物繁盛。据此探究下列问题：(1)如何确定地层的相对年代？(2)推测长江上游地区气候变化的依据是什么？(3)如何确定地质历史时期南极洲的气候变化？成果展示(1)地层层序律是确定地层相对年代的基本方法。未经过构造运动晨鸟教育 Earlybird 改造
8、的层状岩层大多为水平岩层，下老上新。(2)由材料可知，该图记载了公元 764 年以来长江上游涪陵段河道 72 个枯水年份的水位变化，据此可推测上游地区的降水变化状况。(3)大量煤田在南极洲被发现，说明地质历史时期南极洲分布有大量繁茂的植物，繁茂的植物反映了当时气候温暖湿润，而现在的南极洲则是冰天雪地，气候寒冷。1形成化石的条件(1)生物本身具有硬壳、骨骼等不易毁坏的硬体部分容易形成化石。只有在特殊条件下，硬体和软体才能一起被保存下来。例如：密封于琥珀内的昆虫化石，栩栩如生；在西伯利亚和阿拉斯加发现的保存在冻土中的猛犸，皮毛血肉俱存。(2)生物死亡后必须尽快地被沉积物所掩埋，这样才能避免腐烂或被
9、其他动物所吞食。(3)埋藏下来的生物遗体必须经石化(如矿物质的充填或交代作用、植物的炭化作用等)才能形成化石。2地层和化石的研究意义(1)研究地层的岩石类型为沉积岩。(2)沉积岩的两大特征：层理构造，含有化石。(3)典型化石反映不同时代的地层，如含三叶虫、大羽羊齿化石的地层为古生代地层，含恐龙化石的地层为中生代地层。(4)根据地层组成物质的性质和化石特征，可以推知沉积时的环境特征。珊瑚礁组成的石灰岩反映了温暖湿润的浅海环境，含有植物化石的含煤地层反映了湿热的森林环境。地层是地壳发展过程中形成的各种成层岩石的总称。完成(1)(2)题。晨鸟教育 Earlybird (1)研究古地理环境的主要依据是
10、()A文字记载 B考古资料 C标本与化石 D地层和化石(2)与对应的地层是()A甲 B乙 C丙 D丁 科学思维 地层和化石的判断 类题透析 思路点拨 影响 01 地层和化石是地球历史的记录。研究古地理环境的主要依据是 02地层和化石。研究 意义 相同的地层往往含有相同或近似的03 化石。与含有相同化石的地层为 04丙。答案(1)D(2)C 主题探究 地球的演化史 古生代属于显生宙，上一个时代是元古宙，下一个代是中生代。古生代包括了寒武纪、奥陶纪、志留纪、泥盆纪、石炭纪、二叠纪。泥盆纪、石炭纪、二叠纪又合称晚古生代。动物群以海生无脊椎动物中的三叶虫、软体动物和棘皮动物最繁盛。在奥陶纪、志留纪、泥
11、盆纪、石炭纪，相继出现低等鱼类、古两栖类和古爬行类动物。鱼类在泥盆纪达于全盛。石炭纪和二叠纪，昆虫和两栖类繁盛。古植物以海生藻类为主。据此探究下列问题：(1)海洋无脊椎动物发展的时代是哪一时期？晨鸟教育 Earlybird(2)哪一时期是地质史上重要的成煤期？(3)地球生命史上最大的物种灭绝事件发生在哪一时期？成果展示(1)古生代早期是海洋无脊椎动物发展的时代。(2)古生代后期是地质史上重要的成煤期。(3)地球生命史上最大的物种灭绝事件发生在古生代末期。地球演化史的对比研究 地质 年代 地理环 境变迁 植物进化 动物进化 矿产 前寒 武纪 大气层、海洋和陆地慢慢形成，氧气逐渐增多 冥古宙出现有
12、机质，无生命的迹象；太古宙出现蓝藻等原核生物；元古宙蓝藻大爆发，出现真核生物和多细胞生物 重要成矿时期(铁、金、镍、铬 等)古生代 地壳运动剧烈；海陆格局多次变迁，形成联合古陆；海洋缩小，陆地扩大 早古生代，陆地上出现低等植物 早古生代，海洋无脊椎动物发展的时代，空前繁盛，出现三叶虫、笔石、鹦鹉螺等 重要的 成煤 时期 晚古生代，裸子植物开始出现，蕨类植物繁盛 晚古生代，脊椎动物发展的时代，鱼类大量繁衍，鱼类两栖类 爬行动物 古生代末期，发生了地球生命史上最大的晨鸟教育 Earlybird 物种灭绝事件 中生代 板块运动剧烈，联合古陆开始解体，各大陆向现在的位置漂移 裸子植物极度兴盛“爬行动物
13、的时代”；爬行动物的一支向鸟类进化；出现小型哺乳动物 主要的 成煤期 包括恐龙在内的物种灭绝事件成为中生代结束的标志 新生代 联合古陆最终解体，形成现代海陆格局；地壳运动剧烈，形成现代地势起伏的基本面貌；出现数次冷暖交替变化 被子植物高度繁盛 哺乳动物快速发展；第四纪出现了人类 读生物出现以来地球大气中的 CO2、O2含量变化示意图，完成(1)(2)题。(1)在地质历史时期，出现最早的是()A蓝藻 B蕨类植物 C裸子植物 D被子植物(2)地球上生物出现后()晨鸟教育 Earlybird ACO2的含量一直下降 BO2的含量一直上升 CO2和 CO2含量保持稳定 DO2和 CO2含量变化呈正相关
14、 科学思维 生物进化与地理环境的变迁的判断 类题透析 思路点拨 生物 进化 01 前寒武纪，出现了低等植物。02 蓝藻出现在前寒武纪。环境 变化 植物具有光合作用，可吸收03 CO2，释放 04 O2。真核生物出现以后，O2迅速 05 增多，后期 06 缓慢增多；CO2先增加，后呈波动减少的趋势。答案(1)A(2)B 教材活动巧点拨 教材第 29 页探究 思路点拨 1.化石是保存在地层中的地质时期的生物遗体、遗骸及其活动的遗迹等的总称。形成化石的主要条件是：生物的遗体、遗骸、遗迹等在未腐烂时被沉积物所埋没，隔断了与大气的接触，经过长时间炭化或被其他物质置换、填充逐渐演变而成。2生物总是从低级到
15、高级、由简单到复杂不断进化的。生物进化具有不可逆性，又具有阶段性。地质时期的许多种生物，在地球上生活了一段时间后就灭绝了。因此，不同时代的地层一般含有不同的化石，而相同时代的地层中往往保存着相同或近似的化石。这样，就可以根据岩层中的化石来恢复地层顺序，从而确定地质年代。教材第 3031 页活动 晨鸟教育 Earlybird 思路点拨 1.桦树为喜冷耐旱的植物，而现在已退缩到大兴安岭、小兴安岭、长白山区等纬度和海拔均较高的地区，说明辽宁南部近 8 00010 000 年来的气候在变得温暖、湿润。2地层中的化石，有的是陆地或淡水生物，有的属海洋生物。根据岩层的组成物质和化石特征，人们就可以推知沉积
16、时的地理环境。根据孢粉化石的形态可判别母体植物的种属，从而可推测地质时期的植被类型及其相应的气候。教材第 36 页活动 思路点拨 1.(1)图中气温明显低于现代的时期为冰期，在图中共有三次，震旦纪大冰期，距今约 9 亿6 亿年，持续约 3 亿年；晚古生代大冰期，距今约 3.5 亿2.7 亿年，持续约 8 000 万年；第四纪大冰期，距今约 200 万年20 万年，持续约180 万年。(2)分析图中的气温和降水状况可以看出，古生代末期气候寒冷，降水偏多；中生代末期气候温暖，降水偏少。(3)从图中可以看出，全球气候一直处于波动变化之中，冷暖干湿相互交替，变化周期长短不一。总体来看，温暖期较长，寒冷
17、期偏短；湿润期与干旱期相互交替，但新生代以湿润期为主。2人类的生存环境与自然因素和人为因素密切相关，科学家对人类生存环境的研究可在一定程度上减少不利因素的影响，使人类与环境能够可持续发展。核心素养速提升 素养提升 1 人地协调观 在山西某矿区，工人们发现在矿灯照耀下，夹在页岩地层中的煤层乌黑发亮，仔细辨认还能看出苏铁、银杏等裸子植物粗大的树干。完成 12 题。1该煤层形成的地质年代和最繁盛的动物可能是()A古生代 三叶虫 B中生代 恐龙 C新生代 第三纪哺乳类 D新生代 第四纪人类 晨鸟教育 Earlybird 答案 B 解析“苏铁、银杏”等裸子植物繁盛时期是在中生代，恐龙是该地质年代最繁盛的
18、动物，B 项符合题意。2该煤层形成的古地理环境是()A温热的草原地区 B温暖广阔的浅海 C温热的森林地区 D干旱的陆地环境 答案 C 解析 煤炭是由森林经地质作用演变而成，故其形成需要森林植被生长良好，因此对应温暖湿热的气候环境，故 C 项符合题意。素养提升 2 综合思维 读某地地质剖面略图，完成 12 题。1图中属于古生代地层的是()A B C D 答案 A 解析 含三叶虫化石为古生代早期，含鱼类化石为古生代中期，含恐龙化石为中生代，含裸子植物化石为中生代。根据化石的地质年代关系可知，属于古生代地层的是地层，A 项正确。2根据图中化石推测，动物在这一时期经历的演化过程是()A海生无脊椎动物爬行动物脊椎动物 B海生无脊椎动物脊椎动物爬行动物 C爬行动物海生无脊椎动物脊椎动物 D爬行动物脊椎动物海生无脊椎动物 晨鸟教育 Earlybird 答案 B 解析 从动物的进化来看，古生代早期是海生无脊椎动物空前繁盛的时代；古生代中期出现了脊椎动物鱼类；中生代爬行动物盛行，尤其是恐龙繁盛。结合图示化石推测，动物在这一时期经历的演化过程是海生无脊椎动物、脊椎动物、爬行动物的过程。素养提升 3 地理实践力 1在校园周边地区寻找地层，如河边、山区公路沿线，总结地层的特点。2走进博物馆，观察博物馆中的化石，推测其所处的地质年代。3用沙石、泥土等制作地层标本。