第01章-演化的自然-2019-2020学年九年级科学章节知识框架思维导图(浙教版)(下册)

第1节人类对宇宙的认识古代人的宇宙观远古时代，由于科学技术水平的局限，人们只能凭直观感觉，对宇宙进行想象和推测，创造了许多关于天地形成的神话传说。盘古开天辟地在天地开辟之前,宇宙不过是混沌的一团气,里面没有光,没有声音。盘古这个创始者就孕育其中，当他长大后,发现周围混沌不清，就用一把神斧猛砍，把这一团混沌气劈了开来，轻的气往上浮就成了天，重的气往下沉就成了地。盘古死后,身体的各个部分成为天地间的万物。欧洲的上帝创世在欧洲神话中，上帝创造了宇宙以及其中的万物，天体的运行也是上帝安排好的。从地心说到日心说公元前６世纪，人类文明进入了理性思考时代，在此期间出现了很多关于宇宙起源的说法。盖天说出现时间中国战国时期主要内容天圆如张盖，地方如棋盘影响摆脱了神话的影响，但远没有揭示宇宙的本质地心说创立人和时间公元２世纪，希腊科学家托勒密在亚里士多德等前人对宇宙的认识的基础上，运用数学方法，创立了“地心说”。主要内容地球处于宇宙中心静止不动日、月、行星和恒星等所有天体都围绕着地球在各自的圆形轨道上运转，恒星位于最外面的天球上日、月、行星和恒星等之间的相对位置保持不变，同时作为一个整体在天空中转动影响得到了占统治地位的教廷的竭力支持。到了１６世纪，“地心说”不仅成了禁锢人们思想的工具，而且也阻碍了天文学的发展。日心说提出背景科学家们经过仔细观测，发现行星运行规律与托勒密的宇宙体系并不吻合。提出依据哥白尼在不同的时间、不同的距离从地球上观察行星，发现每一颗行星运行情况都不相同，而且发现日地距离始终不变。创立人和时间16世纪，波兰天文学家哥白尼依据大量精确的观测资料，在他的不朽名著《天体运行论》中系统地提出了“日心说”。主要内容太阳是宇宙的中心地球和行星是绕太阳做圆周运动的，月球围绕着地球转动最外层的恒星天球则与地心说并无本质区别影响“日心说”阐明了天体运行的规律，为人类认识太阳系，进而认识地球的起源奠定了基础。“日心说”挑战了长期以来居于统治地位的“地心说”，使神权统治的根基产生了动摇，因此遭到了教会势力的残酷镇压。学说的推广哥白尼提出的“日心说”，差不多经过一个世纪才被人们接受.其间，伽利略利用自制的天文望远镜，发现了可以支持日心说的天文现象，日心说才逐渐得到认可。现代宇宙学说20第1节人类对宇宙的认识古代人的宇宙观7从地心说到日心说33现代宇宙学说美国天文学家哈勃的研究发现内容所有的星系都在远离我们而去星系离我们越远，它的退行速度越快星系间的距离在不断扩大重大意义宇宙中星系间的距离在不断扩大，说明宇宙处在不断的膨胀之中。如果能将时间倒退,宇宙中的星系之间的距离必然缩小，最终会聚在一个点上.这为大爆炸宇宙论提供了最有力的证据大爆炸宇宙论内容宇宙起源于一次大爆炸大约137亿年前,我们所处的宇宙全部以粒子的形式、极高的温度、极大的密度，被挤压在一个“原始火球”中。宇宙就是在这个大火球的爆炸中诞生的。大爆炸使物质四散出击,宇宙空间不断膨胀，温度也相应下降，后来相继出现在宇宙中的所有星系、恒星、行星乃至生命，都是在这种不断膨胀冷却的过程中逐渐形成的。意义大爆炸宇宙论是目前被人们广为接受的一种宇宙起源学说。它很好地解释了星系间的距离不断扩大，宇宙在不断膨胀的原因。不足大爆炸宇宙论也遇到了不少的疑难问题。如膨胀后的宇宙会不会坍缩?为什么宇宙在空间中的大尺度上会如此均匀?为什么早期宇宙会有如此高的温度?第2节太阳系的形成和恒星的演化太阳系的形成太阳系的构成中心天体：太阳（太阳系中唯一一颗恒星）绕太阳运动的八颗行星由近及远依次为：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星太阳系中行星运动的共同特点同向性太阳系的行星绕日公转的方向和太阳自转的方向一致共面性行星绕日公转的轨道平面大多接近于同一平面太阳系形成学说“康德—拉普拉斯星云说”星云是由气体和尘埃物质组成的巨大云雾状天体，直径大多可达十几光年主要内容太阳系是一块星云收缩形成的。先形成的是太阳，然后，剩余的星云物质进一步收缩演化，形成地球等行星依据只有太阳和太阳系的行星形成于同一个旋转的星云云盘，太阳的自转方向和太阳系的行星的公转方向才会一致；形成太阳系的行星的物质来源于同一个扁平的星云云盘，才导致太阳系的行星的公转轨道几乎位于同一平面上。“灾变说”“灾变说”认为地球等行星的物质是因为某种偶然的巨变（如另一颗恒星接近太阳或与太阳相撞）而从太阳中分离出来的。恒星的演化过程诞生恒星演化开始于星云。星云内部散布着稠密核（引力中心），吸引大量周围物质成长核心物质不断增多，温度持续升高，当核心收缩到类似于太阳大小时，形成原恒星。成熟原恒星不断收缩，其内部温度和压力升到相当高的温度，引发氢燃烧，成为主序星衰老、死亡恒星燃料不断消耗，恒星走向消亡太阳未来的演化过程21总结1总述恒星是在相对小的体积内积聚大量的气体而构成的。恒星的演化就是一颗恒星诞生、成长、成熟到衰老、死亡的过程，是一个十分缓慢的过程。第2节太阳系的形成和恒星的演化太阳系的形成20恒星的演化过程8太阳未来的演化过程太阳目前的状态（成年阶段）太阳靠内部的氢核聚变发出光和热，这一阶段的太阳大约可以维持100亿年的稳定状态。太阳的未来（晚年阶段，大约50亿年后）“红巨星“阶段太阳中心缺少足够的氢时，太阳的球核将开始收缩，太阳外层的氢继续变成氦星体急剧扩大，变成红色，形成红巨星红巨星不断地把外层物质抛向太空，在星体周围形成行星状星云“白矮星“阶段形成行星状星云后，它的核聚变过程中形成的一些物质将进入星际介质参与再循环球核进一步收缩，形成体积极小、密度很高的白矮星“黑矮星“阶段最后慢慢“熄灭”，形成一颗看不见的黑矮星，最终变成星云的一部分，进入新的循环大质量恒星的演化质量小于0.8太阳质量的恒星，会因自然的原因死亡，因为这类恒星的寿命大于140亿年，至今宇宙中还没有一颗耗尽了热核燃料补给的小恒星。所有质量小于８倍太阳质量的恒星最终会演化为红巨星。大于８倍太阳质量的大质量恒星晚年演变体积会急剧变大，形成超红巨星，随后爆发成超新星超新星爆炸形成体积很小、密度极大的中子星质量更大的恒星爆炸总结总述1形成密度非常巨大、引力强大的黑洞第3节地球的演化和生命的起源地球的演化地球的演化离不开宇宙，也离不开最基本的物质。正是由于宇宙中的各种有利条件和物质的发展变化，地球才能一步步地成长演化，如今地球仍处在不停的演化之中。地球的形成地球形成的时间太阳系在大约50亿年前诞生后，大约经过了5亿年，地球开始形成。地球的年龄约为46亿年地球形成的过程地球是由原始的太阳星云坍缩、凝聚形成的受到陨石轰击、地球不断收缩，地球的温度不断升高地球内部出现熔融现象，在地球自转、重力作用下，物质分异外部密度大的物质和元素向内下沉，内部较轻的物质上升，形成地核、地幔和地壳等结构原始地球地球形成初期的特点是一个由岩浆构成的炽热的球地球初期的演化岩浆喷发喷发出来的熔岩流经过冷却、凝固，形成固态的地壳原始大气（主要是水蒸气、二氧化碳）经过温度下降、水蒸气凝结、汇流，形成原始海洋在太古代开始出现原始生命，但此时期的化石很少，目前已知的最早的生命痕迹，其生存年代大约在38亿年前。地壳的演变和生物的进化科学家通过对地球地层和化石的研究，逐步揭示了地球在25亿年前至今发生的变化。生命的起源40第3节地球的演化和生命的起源地球的演化21生命的起源由于原始生命的诞生没有直接的证据来证明，也无法重现，因此，科学家只能通过模拟、实验、推测等方法，提出各种假说来解释生命的诞生，其中主要有自然发生假说、化学进化假说、宇宙胚种假说。自然发生假说概述在古代,有人提出生物是由非生命物质自然产生的，如“腐草为萤”“腐肉生蛆”等巴斯德实验实验操作及现象煮沸的肉汤装入曲颈瓶中，静置一年，肉汤没有腐败，即肉汤中无微生物打断“鹅颈”，静置，不久肉汤腐败，即肉汤中产生了微生物实验结论空气中的微生物能够使肉汤腐败，而不是肉汤腐败产生了微生物巴斯德实验说明此说法是错误的化学进化假说假说的提出提出者和时间20世纪20年代，俄国奥巴林和印度霍尔丹两位生物化学家各自提出了化学进化假说内容认为最初的原始生命是由原始地球上的非生命物质通过化学作用，逐步由简单到复杂，经过一个极漫长的自然演化过程而形成的米勒的模拟实验模拟的环境条件原始大气甲烷、氨气、水蒸气、氢气等能量闪电、紫外线、宇宙射线等场所原始海洋实验结果合成了一些氨基酸、有机酸和尿素等实验结论无机小分子物质通过化学反应合成有机小分子物质是完全有可能的，即原始生命物质可以在没有生命的自然条件下产生生命起源的过程化学进化假说是目前被广泛接受的一种生命起源假说在紫外线、闪电、热能和宇宙射线的激发下，原始大气中的各种无机小分子物质相互作用而形成有机小分子物质，这些有机小分子物质随着雨水汇入热汤似的原始海洋。在原始海洋中，有机小分子物质经过长期演变，最终形成最简单的原始生命。宇宙胚种假说证据1959年9月，人们在落到澳大利亚的一颗陨石中发现了多种氨基酸和有机物。推测原始生命物质也有可能来自外星球第4节生命的进化化石告诉我们什么生物来源的两种主要观点神创论生物都是由神创造的进化论现存的生物是在原始生命诞生后，在长达数十亿年的漫长年代里通过演变形成的。现在进化论已普遍被人们所接受。化石：生物进化的有力证据概念在地层中保留下来的古代生物的遗体、遗物、遗迹分类遗体化石由生物的遗体形成的化石遗物化石由动物的粪便和蛋等遗物形成的化石遗迹化石由动物在沙地或泥地上爬过的痕迹和留下的足印等形成的化石形成过程（以动物化石为例）当动物死后落入水底时，动物尸体上的肌肉开始腐烂，露出骨骼水带来了泥土和沙子，掩埋了这些骨骼，水渗透进骨骼中，将无机盐沉淀在里面，就形成了化石沙或泥土继续堆积，慢慢地形成沉积物，如石灰岩等，化石就会保存在岩石中某些岩石层在地壳变化时冒出水面，在风和水地长期侵蚀下，露出了化石生物演化通过对大量各类化石的研究，古生物学家认为自然界中的生物不断进行着由简单到复杂、由低等到高等的缓慢演变，称之为生物演化大量的各类化石是研究对象由简单到复杂，由低等到高等的缓慢演变是演化规律确定生物亲缘关系的方法过去通过观察化石生物的形态结构特征来推测生物间的亲缘关系将来通过分析比较某些古生物遗体和古生物化石的DNA和蛋白质的差异，来推测其相互间的亲缘关系进化论的演变布丰的直线进化论法国博物学家布丰最早较为系统地阐明了生物是如何进化的。内容物种是可变的，生物是直线式进化的，即现在活着的物种是从今天已经不存在的物种演变而来的。物种进化的原因物种的生活环境发生了改变，特别是气候和食物的变化。意义阐明了生物是进化的，物种是可变的，且认为物种改变的原因是其生活环境的改变。拉马克的“用进废退”学说内容物种是进化的现存的生物，包括人类都是由其他物种变化而来的，现在存活的生物都有各自的祖先。用进废退生物体经常使用的器官会变得发达，不经常使用的器官会逐渐退化。获得性遗传后天获得的性状是可以遗传的。物种进化原因生物本身存在着一种由低级向高级发展的力量意义不仅坚持物种是可变的，而且把生物的性状和遗传相联系。达尔文进化论———自然选择学说22生物进化的主要历程11总述大量事实证明，生物是进化的，但进化论研究者在回答生物进化的原因是什么时，出现了不同的观点。第4节生命的进化化石告诉我们什么29进化论的演变布丰的直线进化论7拉马克的“用进废退”学说11达尔文进化论———自然选择学说主要内容过度繁殖各种生物都具有很强的繁殖能力，能产生很多的后代，远远超过环境的承受能力。这是自然选择的基本条件。生存斗争在自然界中，很多因素影响生物的生存，如气候的变化、捕食者的捕食以及与同类竞争配偶和食物等，生物之间为了生存而进行着竞争。这是自然选择的手段、途径和动力，也是生物进化的外在因素。遗传变异达尔文认为生物之间都存在差异，同种个体之间并不都一样，这种差异在一定条件下会产生不同的结果，即有的能适应环境，有利于生存并通过繁殖遗传给后代；有的则不能适应环境。这是生物进化的内在因素。适者生存适应环境的个体生存下来，不适应环境的个体被淘汰。生物进化的根本原因基因突变和自然选