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第四节地球的演化课标阐释激趣诱思1.结合资料,分析地层、化石及其特点。(地理实践力)2.通过化石推断地层年龄和古地理环境。(地理实践力和综合思维)3.掌握地球的演化史,通过生物进化理解地理环境整体性规律。(综合思维)2019年4月18日,国家自然资源部专家、天津古生物化石专家齐聚于天津蓟州铁岭子村,为京津冀首个“化石村”揭牌,该村也因此成为全国第20个“化石村”。这些叠层石化石,距今有10亿到8亿年的历史,被称为记录地质演化的“万卷史书”,十分宝贵。化石是如何形成的?为什么它被称为记录地质演化的“万卷史书”?自主预习自我检测地球的年龄约为46亿年,在这漫长的历史中,地球经历了缓慢的演化和剧烈的突变。一、地层和化石1.地层地壳上部呈带状展布的层状岩石或堆积物。地层是记录地球历史的“书页”。2.化石(1)概念:地层中古生物的遗体或古生物活动的遗迹。(2)特点:生物是从简单到复杂、从低级向高级不断地进化的。不同时代的地层一般含有不同的化石,而相同时代的地层往往保存着相同或近似的化石。我们可以根据地层中保存下来的化石确定地层的时代和顺序。自主预习自我检测3.应用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环境特征。红色的岩层指示氧化环境,黑色页岩并含黄铁矿指示还原环境;珊瑚化石指示清澈温暖的浅海环境,破碎的贝壳指示滨海环境。自主预习自我检测链接生活2019年4月25日,来自阿尔伯塔大学和耶鲁大学的古生物学家在哥伦比亚的安第斯山脉发现了70多个螃蟹化石标本,Callichimaeraperplexa是一种生活在9000万年至9500万年前的螃蟹,但它不像现代的螃蟹。研究这些化石,发现它们看起来像幼虫的眼睛、虾的嘴、青蛙蟹的爪子和龙虾的甲壳,这个区域在白垩纪时期是浅海。这些螃蟹化石是如何形成的?提示:死亡后遗体迅速被沉积物掩埋,后来经石化而形成。自主预习自我检测二、地球的演化史地质年代:地壳中不同地质时代地层的具体形成时间和顺序。根据地层顺序、生物演化阶段、地壳运动和岩石年龄等将地球历史划分为冥古宙、太古宙、元古宙和显生宙。宙下分出代,代下分出纪。1.前寒武纪(1)时间:古生代寒武纪以前,大约经历了40亿年。(2)划分:冥古宙、太古宙、元古宙。(3)冥古宙:初生地球阶段。自主预习自我检测(4)太古宙①海陆变化:地球上是一片广阔海洋,没有宽广的大陆;岩浆活动剧烈,火山喷发频繁;是形成铁矿的重要时代。②生物进化:早期没有生命现象,中期出现最原始的生物。从无生命到有生命,是生物演化史上的一次飞跃。(5)元古宙①海陆变化:现在陆地的位置大部被海洋所占据,地壳运动剧烈;晚期出现若干大片陆地。②生物进化:海水中的生命活动明显增强,出现单细胞生物及藻类和海绵等低等多细胞生物。从单细胞到多细胞,从原核生物到真核生物,标志着地球进入一个生命大发展的阶段。自主预习自我检测2.显生宙(1)时间:寒武纪以来的时期。(2)划分:古生代、中生代、新生代。(3)古生代①海陆变化:地壳剧烈变动;许多地方反复上升和下沉。中后期陆地面积大大增加,欧亚大陆和北美大陆的雏形基本形成,我国东北、华北抬升成陆地。②生物进化:古生代早期,海生无脊椎动物空前繁盛,出现三叶虫、珊瑚等;中期,出现脊椎动物——鱼类;后期,演化成两栖类,动物从海洋向陆地发展。中后期,蕨类植物繁生。古生代后期是重要的造煤时期。末期,60%以上的海生无脊椎动物种类灭绝了,脊椎动物中的原始鱼类和古老的两栖类全部灭绝,蕨类植物明显衰退。自主预习自我检测(4)中生代①海陆变化:陆地面积空前扩大;环太平洋地带地壳运动剧烈,形成高大山系,带来丰富的金属矿产。②生物进化:爬行动物盛行,恐龙繁生;出现始祖鸟。裸子植物迅速发展,主要的代表植物是苏铁纲、银杏纲、松杉纲;中生代是一个重要的造煤时期。中生代末期,恐龙和海洋中50%以上的无脊椎动物种类灭绝。(5)新生代①海陆变化:发生了一次规模巨大的造山运动,现在世界上的许多高山是在这次运动中造成的,由此形成现代地貌格局及海陆分布。②生物进化:哺乳动物和被子植物大发展;出现灵长类。③气候:寒冷;进入第四纪大冰期。④出现了人类,是生物演化史上的重大飞跃。自主预习自我检测链接生活万年冰洞位于山西宁武县城西50千米的地方,海拔2300米。此洞形成在新生代第四纪冰川期,到今天300万年,所以叫万年冰洞。洞内大大小小的景致玲珑剔透,婀娜多姿,雄伟壮丽,无不令人惊叹,堪称一个冰的世界。新生代时期地球上生物进化情况是怎样的?提示:哺乳类动物和被子植物大发展,出现灵长类,后来出现人类。自主预习自我检测1.判断题(1)化石只是地层中存在的古生物遗体。()(2)红色岩层指示还原环境。()(3)元古宙时期出现了藻类、海绵等低等的多细胞生物。()(4)古生代早期海生无脊椎动物繁盛且出现了两栖类。()(5)新生代形成了现代的海陆分布格局。()答案:(1)×(2)×(3)√(4)×(5)√自主预习自我检测2.选择题(1)关于化石的说法正确的是()A.同一地层中化石基本相同B.不同地层中化石相同C.化石不能用来确认地层时代D.化石只是古生物遗体解析:相同时代地层常保存着相同或近似的化石。答案:A自主预习自我检测(2)关于地层沉积环境的叙述错误的是()A.红色指示氧化环境B.黑色含黄铁矿指示还原环境C.珊瑚指示温暖深海环境D.贝壳指示滨海环境解析:珊瑚生长在温暖浅海环境。答案:C(3)古生代发生了()A.华北、华南抬升B.出现鱼类和鸟类C.出现两栖类后来又灭绝了D.蕨类植物一直繁盛解析:古生代后期出现了两栖类,到了末期又灭绝了。答案:C自主预习自我检测(4)地球历史上规模巨大的造山运动发生在()A.古生代早期B.古生代后期C.中生代D.新生代解析:地球历史上规模巨大的造山运动发生在新生代。答案:D(5)出现灵长类的是()A.古生代B.中生代C.元古宙D.新生代解析:哺乳动物和被子植物及灵长类都出现在新生代。答案:D探究一探究二当堂检测化石问题探究2019年3月15日深圳第一花遗址陈列馆展示了大鹏半岛从晚三叠纪到早白垩纪一亿多年的地质演化史,还展示有经典的角石系列、海百合系列等精品化石,对应着地球演化时期主要的生命足迹和地质变迁。“深圳第一花遗址陈列馆科普教育基地”揭牌,可以更好地普及科学知识、弘扬科学精神,在全社会推动形成讲科学、爱科学、学科学、用科学的良好气氛。探究一探究二当堂检测结合材料探究:(1)地层中的化石主要是指什么?提示:地层中的化石多数是古生物的遗迹,少数是古生物活动的遗迹。(2)推理含丰富植物化石的煤层所形成的古地理环境。提示:温暖湿润的陆地环境。探究一探究二当堂检测名师精讲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,硬体和软体才能一齐被保存下来。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。探究一探究二当堂检测温馨提示:不难看出,一个动物群或某些生物由于不同原因而导致死亡时,首先形成死亡群。死亡群中一部分或大部分尸体经搬运或仍在原地堆积形成尸积群。尸积群中未被有机和无机条件破坏而保留下来的硬体被沉积物掩埋的就叫埋藏群,被搬到远离原来生物生活地区的叫异地埋藏,否则叫原地埋藏。被埋藏的生物遗骸或遗迹在成岩过程中和以后未被破坏而保存下来的就构成了一个化石群。由此又可以看出,能形成化石的只是当时生物群的一小部分,而每一化石群的组成可能是很复杂的。探究一探究二当堂检测2.化石在地质学上有着重要的意义(1)有些化石,其特征显著、延续时间较短而分布范围较广,并且数量多而较易发现,常常可以作为划分对比地层的重要依据。这些化石被称为标准化石。(2)不同的生物或生物组合中,有些对生活环境、生存的自然地理条件有较严格的要求。根据这些生物所形成的化石往往可以相当准确地推断出当时各地的环境条件。这种化石被视为指相化石。以上两种化石也可以笼统称为标志化石。(3)在地层学中可以用来作为划分最小地层单位的生物带的依据的化石称为带化石。(4)有些化石延续时间很长,被称为持久化石,相关的生物叫作进化缓慢型生物。探究一探究二当堂检测(5)古生代四射珊瑚外壁上有反映气候季节变化的生长线。根据古生代珊瑚的生长纹、生长带的数目,可以计算出当时一年的天数、每天的小时数和一年的月数等。这些化石被人们称为古生物钟或化石钟。温馨提示:在以化石来推断古环境和划分对比地层时,必须注意的一个问题是排除次生化石的干扰。次生化石或称衍生化石,指化石形成后,由于地质营力作用,把这些化石从地层中剥离出来,再次沉积到较新地质时代的沉积物中,然后与较新地质时代的生物遗体一起固结成岩。探究一探究二当堂检测典例剖析例1地质学家们在青藏高原科考时,发现了一个非常巨大的棕榈化石,叶柄非常长,接近70厘米,这是在青藏高原的核心地带,这么高的海拔首次发现棕榈化石。全球现生棕榈科植物共有2500多种,主要分布在热带地区,而像青藏高原中部这样的气候环境,棕榈科植物完全不可能存活。阅读材料,完成下列各题。(1)在青藏高原上发现棕榈化石,说明了新生代以来青藏高原地区地壳运动是()A.下降运动B.上升运动C.向低纬运动D.东西方向运动探究一探究二当堂检测(2)由棕榈化石发现可推知古青藏高原地区的气候曾经是()A.寒冷干燥B.寒冷湿润C.炎热干燥D.高温湿润解析:第(1)题,青藏高原上发现棕榈化石,说明了该地区地质史上曾经有过高温湿润的气候,后来地壳上升,才演化成高原气候。第(2)题,从题干可知棕榈科植物需要高温湿润的气候条件。答案:(1)B(2)D探究一探究二当堂检测地球的演化史问题探究近期两位探险家在加拿大发现了位于蒙特利尔熙攘街道之下,延伸好几百米的巨大地下通道,其形成时期可追溯到1.5万年前至地球最后一次冰期。发现该洞穴的LucLeBlanc表示“洞穴的墙壁颇似乳脂软糖和巧克力;有褐色、深褐色,还有赭色,地下洞穴太美了”。探究一探究二当堂检测结合材料探究:(1)该洞穴形成的时代,地球上气候比之前有何变化?提示:变冷。(2)第四纪冰期形成地质时代是哪个?提示:新生代。探究一探究二当堂检测名师精讲地球的演化史根据同位素年龄测定法可知,地球形成约有46亿年的历史了。从其形成到现在,地球的环境发生了巨大的变化。我们可以通过地层的研究认识其环境的演变过程。探究一探究二当堂检测1.海陆的演变(1)太古宙,地球上是一片广阔海洋,没有宽广的大陆;岩浆活动剧烈,火山喷发频繁。(2)元古宙,现在陆地的位置大部被海洋所占据,地壳运动剧烈;晚期出现若干大片陆地。(3)古生代,地壳运动剧烈,中后期陆地面积大大增加,欧亚大陆和北美大陆的雏形基本形成,我国东北、华北抬升成陆地。(4)中生代,陆地面积空前扩大,环太平洋地带地壳运动剧烈,形成高大山系。(5)新生代,发生了规模巨大的造山运动,形成许多高山,现代地貌格局及海陆分布形成。探究一探究二当堂检测2.大气层的演变(1)原始大气:主要成分是二氧化碳、一氧化碳、甲烷和氨,缺少氧气。(2)现代大气:主要成分是氮气和氧气。(3)演变原因:植物通过光合作用,吸收二氧化碳,释放氧气。因此地球上生命的出现和演化与大气中氧气的增多密不可分。3.生物的演化科学家对全球各地的地层和古生物化石进行了对比研究,发现地球演化呈现明显的阶段性。生物的演化呈现出从低级到高级、从简单向复杂进化的特征。如下为不同地质年代的生物演化表:探究一探究二当堂检测探究一探究二当堂检测典例剖析例2地球有悠久的过去,还有漫长的未来。生物的出现和进化只是其中的一小段,而人类的历史更是短暂的一瞬。据此完成下列各题。(1)原始鱼类出现在()A.元古宙B.古生代中期C.古生代后期D.中生代中期(2)含三叶虫化石的地层是()A.古生代地层B.元古宙地层C.中生代地层D.新生代地层(3)和恐龙同时代灭绝的生物物种是()