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1第一编《古生物学》教案一、《古生物学》教学要点第一章绪论化石的定义、古生物学的含义及研究内容；化石形成的一般条件、石化作用过程；化石埋藏学；化石记录的不完备性；化石保存类型：实体化石、模铸化石、遗迹化石、化学化石（分子化石）。化石研究的一般方法：化石的采集、化石描述和鉴定、化石一般应用；化石记录的不完备性、形态功能分析、现实主义原理、化石组合。生物学的分类单位及辅助分类单位；物种定义和古生物种的特点；分类的原则和方法；古生物的命名法则：单名法、二名法、优先律，拉丁语缩写词cf.,aff.,sp.,nov.,indet.的含义；生物的主要分类体系。古生物学与演化、古生物学与环境。第二章古生物学研究的意义古生物是确定相对地质年代的主要根据，古生物是划分和对比地层的主要依据，古生物是识别古代生物世界的窗口，古生物为生命的起源和演化研究提供直接的证据，古生物是重建古环境、古地理和古气候的可靠依据，古生物学与地质年代（生物地层学、生态地层学）、古生物学与矿产、古生物学与全球构造、古生物学与人类发展等的一般关系及规律。古生物可作为解释地质构造问题的证据，古生物是验证大陆漂移的佐证，古生物能为地球物理和天文学研究提供有价值的资料，古生物在沉积岩和沉积矿产的成因研究中有着广泛的应用，古生物的发展历史为人类提供了保护地球的借鉴，古生物学是宣传辩证唯物主义的重要武器，中国有能力为地质古生物学研究作出国际领先的贡献。第三章古无脊椎动物无脊椎动物的一般特征。原生动物门：一般特征；蜓目的一般特征、研究方法、主要基本构造、生态及其地质意义。腔肠动物门：一般特征，两种体型及生活方式；珊瑚纲一般特征、珊瑚骨骼的形成过程及其与软体的关系；珊瑚纲的分类；四射珊瑚亚纲，四射珊瑚骨骼基本构造地史分布。横板珊瑚亚纲：一般特征，外形，联接构造，横板、泡沫板及隔壁，地史分布。珊瑚的生态及其地质意义；珊瑚的年轮。软体动物门：一般特征及分类概况；腹足纲一般特征、硬体构造、地史分布；双壳纲一般特征、基本构造、壳的定向，分类、生态演化及地史分布；头足纲一般特征、分类及外壳类的基本构造，内壳类的一般特征；头足纲的生态及地史分布。节肢动物门：一般特征及分类概况；三叶虫纲一般特征及背甲构造构造、腹面构造概况、球接类三叶虫的基本构造及定向，三叶虫的生态、演化及各地史时期（∈1、∈2－3、O、S－P）特征；三叶虫的主要生态特征和地史分布。腕足动物门：一般特征及软体构造；腕足动物外形、定向和度量；硬体构造；与双壳纲硬体的主要区别；腕足动物分类、生态和地史分布概况。笔石动物：半索动物门的主要特征；笔石纲概述、笔石的骨骼构造、发育方式，笔石动物的生态、地史分布、和演化趋向。第四章古脊椎动物脊索动物门的主要特征和分类及起源，脊椎动物亚门的特征及分类；鱼形超纲：鱼形动物的一般特征，鳍、鳞和尾鳍类型；无颌纲、盾皮纲、软骨鱼纲和硬骨鱼钢的一般特征及地史分布；鱼的演化及陆生四足动物的起源。四足超纲：两栖纲：一般特征、地史分布和起源。爬行钢：一般特征、羊膜卵、颞颥孔，“恐龙“的含义，爬行纲的起源和地史分布。鸟纲：一般特征、起源和地史分布。哺乳纲：一般特征、牙齿种类、臼齿类型及其与习性关系，哺乳纲分类概况，人类的起源和发展，哺乳纲的起源。脊椎动物的主要进化事件。第五章古植物学2概述：分类概况、器官属和形态属。低等植物：一般特征，轮藻和叠层石的一般特征及地质意义。高等植物的一般特征及根、茎、叶的主要形态和结构特征；植物的繁殖和生殖器官。石松纲的一般特征、鳞木叶座结构，地史分布、生态环境、起源和演化。节蕨纲的一般特征、地史分布、生态环境、起源和演化。真蕨纲的一般特征，蕨叶结构（羽状复叶，小羽片，间小羽片、羽轴，生殖叶和营养叶），地史分布、生态环境及演化。裸子植物的一般特征、种子蕨纲、苏铁纲、银杏纲、松柏纲的一般特征、生态环境、起源和演化。被子植物门的一般特征及地史分布。植物界演化的主要阶段。第六章生命的起源与生物的进化生命起源的三个阶段；原核细胞和真核细胞；生物演化的线索和主要谱系；生物进化的主要规律：全面进化与退化、适应与特化、适应辐射与趋同、渐变与突变、个体发育与系统发生、重演律、集群绝灭与复苏、器官相关定律、生物进化的不可逆性；微进化与宏进化；成种作用与成种模式；分子系统学与分子系统树。二、《古生物学》详细教案第一章古老而充满活力的学科—古生物学一.古生物学(Palaeontology)及其内容1．古生物学概念古生物学，一门地质学与生物学相结合的边缘学科，是研究地质时期中生命的科学。她的永恒研究主题是生命的起源和演化。她是认识生物和地球发展的最可靠的依据、现代地质科学的重要支柱，在化石能源（石油、天然气、煤）及矿产资源的勘探与开发中有着广泛的应用，对控制生态平衡和保护人类的家园—地球，正起着越来越重要的借鉴和指导作用，也是进化论和唯物主义自然观创立与发展的科学依据。古生物学是研究地史时期中的生物及其发展的科学。它所研究的范围不仅包括在地史时期中曾经生活过的各类生物，也包括各地质时代所保存的与生物有关的资料。现今地球上的生物，已被描述和鉴定过的大约有250万种，其中动物约占200万种，植物约占34万种，微生物约占4万种。除病毒等不具细胞结构以外，生物体都是由细胞组成的，其中只有一个细胞组成的为单细胞生物，其余的则为多细胞生物，这些生物是由地史时期的生物不断演化和发展而来的。2．古生物学的分支学科古生物学和现代生物学(biology)一样，可以分为研究古代动物的古动物学(Palaeozoology)和研究古代植物的古植物学(Palaeobotany)。古动物学又分为古无脊椎动物学和古脊椎动物学。需要在显微镜下研究的微小化石的古生物学为微体古生物学，其中研究古代孢子与花粉的学问叫古孢粉学，个体特别微小(一般小于10微米)、通常要在电子显微镜下进行观察研究的特小化石的科学又称超微古生物学。3．古生物学研究的内容现代古生物学研究内容非常广泛，涉及到地球科学、生物学、人文学、物理学、化学、数学等各学科的知识和问题，不仅研究古代生物的系统分类(分类学)和地质(层)分布规律(生物地层学)，更多的还研究古代生物的埋葬的过程或化石形成的机理(埋葬学)，古代生物的地理分布格局及其控制因素(古生物地理学)，古代生物与它们所生活的无机和有机环境之间的关系(古生态学)，古代生物与古代气候的关系(古气候学)，古代生物的活动痕迹(古遗迹学)，古代生物的病理现象(古病理学)，古代生物体的3化学成分、性质和构造及各地质时代生物有机物的演变规律(古生物化学)，化石中残留的有机物的分子结构和遗传信息(如氨基酸及脱氧核糖核酸)(DNA)等(分子古生物学)，古代生物骨骼无机和有机的组成及其形成机理(生物矿物学)，古代生物的生理机能、适应和功能形态(功能形态学)；模拟古代生物，如恐龙、翼龙、头足类、褪类等身体的优异结构和机能，来建造或改进工程技术设备，或对工程技术设备，如钻头、飞机机翼、桥梁、潜艇等的设计提供有益的借鉴(古仿生学)。近几十年来，为了获得更多的矿产资源，特别是寻找石油资源，必须进行深部地质钻探，在有限的岩芯标本中要得知地层的地质年代和研究其沉积环境，微体古生物学的研究越来越重要了。当研究古生物与其所处的环境关系时，就产生了古生态学。对有历史记载前的人类的研究也属于古生物学范畴，称古人类学。现代海洋地质工作的深入发展，又为古生物学的研究开辟了新的领域。二.古生物学的研究对象古生物学研究地史时期的生物，其具体对象是发现于各时代地层中的化石(fossil)，保存在岩石中的远古时期（—般指全新世，距今一万年以前）生物的遗体、遗迹和死亡后分解的有机物分子。化石是指保存在各个地史时期岩层中的生物遗体和遗迹。严格地说，化石必须反映一定的生物特征，如某种形状，大小，结构或纹饰等，足以说明自然界中生物存在的情况，因此在地层中的一般的矿质结核以及硬锰矿的树枝状结晶等无机产物不能视为化石;同时化石还必须是保存在岩层中地史时期的生物遗体和遗迹，而埋藏在现代沉积物中的生物遗体就不能称作化石。如距今只有几千年的出土文物，距今2千多年的长沙马王堆古尸等是考古研究的对象，也不能称为化石。三.化石形成的条件地质历史时期不是所有的生物都能够以化石形式保存下来，形成化石要有一定的条件。主要为生物硬体，埋藏环境和时间因素。1.生物硬体生物本身必须具有一定的硬体，如贝壳，骨片及骨骼等，还有一些几丁质物质，以及树木的叶子，根，茎等容易以较稳定的碳形式保存下来。当然，在某种特殊情况下，一些不具硬体的动物也能保存为印痕化石或留下遗迹。2.快速埋藏生物死后能较快的被埋藏，如在海洋，湖泊等水体中沉积物迅速堆积的地方，生物遗体就能较快的被埋藏，在这种条件下，生物遗体形成化石的机会就多。如果生物死后长期暴露在地表，就容易被风化分解。如果长期在水底而未被埋藏，也容易受水动力破坏或为其它动物吞食。3.长时间石化埋藏起来的生物遗体必须经过较长时期的石化过程才能成为化石，如果生物遗体虽然被迅速埋藏了，但在较短时间内又被剥蚀，冲刷暴露出来，仍然不能形成化石。四.化石形成的过程1．矿质充填作用无脊椎动物的硬壳，骨片及其它支撑构造，脊椎动物的骨骼，牙齿等，它们往往都具有一定的孔隙，硬体掩埋日久，地下水携带的矿物质，主要是碳酸钙进行充填，使这些硬体更为致密坚硬。这种化石保留了原来生物硬体的细微构造。2．置换作用生物硬体的原来成分为地下水中所含的矿物质置换，其置换的物质一般为碳酸钙，二氧化硅和黄4铁矿等，可分别称为钙化，硅化和黄铁矿化。3．升馏作用指植物体或硬体含几丁质的动物体，经埋藏分解后，其中所含的氧，氢，氮等易挥发逸散，仅留下碳质薄膜保存为化石，这种作用也称为碳化作用。化石的形成过程一般有以上三种方式。在特殊情况下，由于密封，冷藏，干燥等条件，才能使得整个生物体几乎没有什么变化，而被完整地保存下来。如西伯利亚的猛犸象化石，抚顺煤层中的琥珀。但这些几乎没有什么变化的整体化石，是极为少见的。五.化石的保存类型地层中保存的化石样式很多，主要可分为四类:实体化石，模铸化石，遗迹化石和化学化石(或分子化石)。1.实体化石实体化石是古代生物的遗体本身全部或部分保存下来的化石。主要有两类:(1).未变实体原来生物几乎没有什么变化，完整地保留下来成为化石。(2).变化实体生物遗体经过一定程度的石化作用，全部硬体或部分硬体保存为化石，这一类在所有化石中占绝大多数。2.模铸化石是生物遗体在岩层中留下的各种印痕和复铸物。虽然并非实体本身，但却能反映生物体的主要特征。按其与围岩的关系可分出下列几种:(1).印痕(impression)专指生物死亡后，遗体沉落在松软细密底层上留下的印迹。生物遗体往往遭受破坏而消失。但这种印迹却反映该生物体的主要特征。(2).印模(mold)主要指生物硬体(如贝壳等)在围岩上印压的模。可分外模和内模。它们分别反映原来生物硬体的外表和内部形态及构造特征。其上的纹饰构造与原物表面凹凸相反。(3).核(core)核化石含有整体之意，能反映生物形态，大小，纹饰等特征。核有内核，外核之分。贝壳内的泥砂充填物称为内核，表面就是内模。当贝壳溶解后，其空间再被泥砂所充填，则形成外核。外核表面的形状是由外模反印出来的。(4).铸型(cast)贝壳在沉积物中已形成外模及内核后，壳质又全被溶解，空间被另一种矿质充填，就形成铸型。它与外核的区别在于内部还含有一个内核。3.遗迹化石指保留在岩层中的古生物生活活动的痕迹和遗物。主要是古代生物生活活动时在底质(如沉积物和贝壳)表面或内部留下的各种生物活动的痕迹，它们多属原地埋葬，很少与实体化石同时发现。主要为足迹，爬迹，蛋化石和粪化石等，如高级动物行走时留下的足迹、脚印，低级动物移动时留下的移迹，钻孔生物在石质底质中钻蚀的栖孔和在软底质表面或内部挖掘的潜穴，粪团、粪粒、蛋、卯、珍珠、胃石等生物代谢、排泄、生殖的产物，甚至古人类使用的石器和骨器等遗物，也称遗迹化石。遗5迹化石是分析古地理环境的重要标志。4.化学化石化学化石(或分子化石)是残留在化