72 u3

單元三

單 元 3 演 化

3-1

地層中的化石

P.93

3-2

生物如何發生演化

P.105

3-3

生物的演化

P.122

92

演化

單元三

3-1

演化

地層中的化石

【導論】 當我們到博物館參觀各種化石時，可能見到過去已絕種的生物，如恐龍；也可能 見到早期的人類，如北京人。這些化石代表著生活於過去的生物體，因此若將這些化 石和類似的現生生物體做比較，它們間的性狀有些相同，有些相似，有些則截然不同！ 假如我們認為過去的某一物種(例如北京人)與現生物種(例如現代人)，有祖先和 後代的關係，則可意味著：地球上的生物，在過去漫長的時間裡，一直在改變；這種 改變稱為生物演化。

生物演化的化石證據（最有力而直接的證據） 1.化石： 常見的化石是生活於過去的生物體的_____部份，如動物的骨骼、牙齒、硬殼， 植物的細胞壁、葉、樹幹等，經由石化作用而形成化石 (1)形成化石、發現化石→機率____。 (2)化石僅能代表遠古時代極少部分生物種類。 (3)化石多不完整→但仍可說明生物演化的過程。

93

單元三

演化

2.化石形成的過程： (1)生物死後在腐爛前迅速被掩埋。 (2)泥沙不斷的堆積。 (3)長時間生物的遺骸被地層中的礦物質取代(石化作用) ，形成化石。 (4)經地殼的變動，化石露出地表而被挖掘出來。 3.化石形成的條件： (1)有____的部分。 (2)死後____被掩埋。 (3)極___的時間埋在地層中。 4.化石的形成環境： （生物體的堅硬部分→可形成化石，化石多見於_____岩） 西伯利亞的猛瑪象（長毛象）在冰層中不易受微生物腐化分解。 冰層中 生物遺骸易被風化、吞食、腐化分解→不易形成化石。 陸地上 生物遺骸迅速被沉積物覆蓋→減緩腐化分解速度→易形成化石。 水 底 小型生物陷入松脂、樹脂中→硬化後形成化石。 琥 珀 火山灰、瀝青→迅速掩埋覆蓋→可形成化石。 火山灰 痕跡化石 (1)動物在泥地上活動所留下的腳印、爬痕。 （生痕化石） (2)動物停棲的巢穴。

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單元三

演化

5.活化石： (1)指演化上非常原始的種類，這些活化石生物的構造和在地層中幾千萬年前祖先 的化石十分接近。 (2)例如：腔棘魚、銀杏、鸚鵡螺。

1938 年發現腔棘魚

1. 古代的生物死亡後，下列何者比較不易形成化石？ (A)始祖鳥的骨骼 (B)蕨類植物的細胞壁 (C)猛瑪象的牙齒 (D)恐龍的肌肉 2. 化石是古代生物的遺體、遺跡或排泄物，下列何者可稱為化石？ (A)埋藏在冰凍土層中的長毛象 (B)岩層中的水晶 (C)海邊螃蟹死後的硬殼 (D)被太陽晒乾的蛇

95

單元三

演化

化石與地層的關係 1. 生物學家經由化石出土時，它在地層中所處的岩層位置，可瞭解該化石所代表 生物體的生存年代。 2. 化石年代的決定： 愈年輕地層的化石 上層較新 →生物的種類較___、形態及構造均較複雜。 相對年代 愈古老地層的化石 下層古老 →生物的種類較___、形態及構造均較簡單。 測定三萬年以內的岩石（C14→N14：半衰期 5730 年）。 絕對年代 碳 14 法 測定六萬年以內的岩石（C14→C12：半衰期 5600 年） 。 （放射性 測定三萬～百萬年之間的岩石。 定年法） 鉀氬法 （K40→Ar40：半衰期 13 億年）

3.化石可推測當時的氣候概況與地殼變動。 a.有珊瑚化石出現的地層，當時的沉積環境是熱帶且溫暖清澈的淺海海域。 b.西伯利亞冰原挖出的大象化石，全身有長毛，可推論當時的氣候較寒冷。 c.台灣東北角海岸的岩層表面有海膽化石出露，可以佐證台灣島曾經抬升。 d.在喜馬拉雅山中出現了大量的海洋生物菊石的化石，可證明造山運動。

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單元三

演化

4.相隔兩地的地層是否有關係，可藉地層中所含化石群來斷定。如果不同地區的 地層發現相似的化石群，則可斷定兩地的地層為相同年代形成。

地質學家調兩地的地層，發現如圖之化石，下列兩地地層的配對，何者是同一地質年代？

(A) 甲－Ⅱ (B) 甲－Ⅲ (C) 乙－Ⅰ (D) 乙－Ⅱ

97

單元三

演化

利用化石推測生物演化： 一系列完整的化石最能說明該特定類別生物的演化過程。 在北美洲，古生物 學家曾挖掘到一系列馬的化石。 根據這些化石系列，我們可以發現： 1.馬在演化過程中，前肢的趾由四趾變為單趾。 2.體型由小漸漸變大。 3.科學家根據馬腳趾的變化，更進而推測： a.早期的馬生活在叢林中，所以長有適合抓地慢走的四趾。 b.後來由於逐漸遷移至草原，因而演化成適合跳躍奔跑的單趾。

98

單元三

(

演化

)1.附圖為某地的地層剖面示意圖，其中地層甲、乙、丙分別含有珊瑚、恐龍牙齒、馬骨化石， 且甲、乙之間有一層火山噴出時在陸地地表堆積形成的火山灰。依據此處地層與化石所做 的推論，下列何者合理？ (A)火山灰的形成年代有可能是中生代 (B)馬在過去可能曾經 是恐龍獵食的對象 (C)珊瑚因為火山灰的覆蓋而在地球上消失 (D)此地共有三種化石， 表示其生存環境相同

(

【101.基測】

)2.假設某一地層依照組成的岩石性質不同，由下至上分為甲、乙、丙、丁四層，且該地的地 層並未發生上下翻轉。以下為四個地層的描述： 一、石灰岩位在頁岩的上層 二、在砂岩中發現三葉蟲的化石

【102.基測】

三、在頁岩中發現馬的腳印化石 四、有一層是中生代沉積的火山灰地層 根據上述內容判斷，下列四個地層及其所對應的岩石性質，何者較符合？ (A)地層甲是砂岩，地層丁是頁岩 (B)地層乙是火山灰地層，地層甲是砂岩 (C)地層丙是頁岩，地層乙是石灰岩 (

(D)地層丁是石灰岩，地層丙是火山灰地層

)3.阿達發現生活於數百萬年前的原始人類遺跡，其中包含殘缺不全的原始人類骨骼化石，還 有用恐龍牙齒化石和象牙所做成的裝飾品。若已知象牙是新生代的大象象牙，則下列對此 地原始人類、恐龍、大象之間關係的敘述，何者最合理？ (A)恐龍與大象曾經生活在同一年代 (B)恐龍是因為原始人類的活動而滅絕 (C)原始人類曾經獵捕恐龍以及大象為食 (D)原始人類撿到在地層中的恐龍牙齒化石

(

【103.會考】

)4.三葉蟲有許多不同的種類，圖為甲、乙、丙、丁四種三 葉蟲的生存年代，圖中黑色長條代表該三葉蟲生存的地 質年代範圍。若有某地層是在寒武紀時沉積形成，且含 有三葉蟲化石，則下列對此地層的推論何者最合理？ 【106.會考】 (A)只會有甲種的三葉蟲化石 (B)只會有乙種的三葉蟲化石 (C)不會有丙種的三葉蟲化石 (D)不會有丁種的三葉蟲化石 紀為代之下更細分的年代單位 99

單元三

ANS: 1.ABDC

100

演化

單元三

演化

_____1.溪頭的銀杏樹是化石。 _____2.肌肉組織容易形成化石。 _____3.化石可由岩層中的位置可推測生物的生存年代。 _____4.將化石復原，可窺見生物身上的斑紋和保護色。 _____5.以化石岩層位置推斷其生存年代，愈古老的在愈下層。 _____6.三葉蟲化石因數量多，且在中生代的岩層中廣泛分布，可當指標性化石。 _____7.新生代的指標性化石為鳥類、哺乳類、被子植物。 _____8.在同ㄧ岩層找到兩種生物的化石，表示兩種生物生活在相同的年代，且食性、身體結構及血 緣關係相近。 _____9.若有煤層，表示此處曾為海洋沉積環境 。 _____10.藍綠菌是地球上目前發現最早的生物化石，但藍綠菌並非地球上最原始的生物。 ANS: 1. X X O X O 6. X O X X O

一、單選題： ( )1. 透過對化石的觀察，可以了解下列哪些議題？(甲)古生物當時所生活的環境；(乙)各個時 代古生物所出現的種類；(丙)古生物生存的確切年分；(丁)古生物所在岩層的先後次序； (

( ( (

( (

(戊)古生物生存的相對年代。 (A)甲乙丙丁 (B)乙丙丁戊 (C)乙丁戊 (D)甲乙丁戊 )2. 有關化石的敘述，下列何者正確？ (A)動物活動所遺留下的痕跡無法形成化石 (B)鸚 鵡螺因壽命很長故稱為活化石 (C)今日所燃燒的煤炭是古代植物形成的化石 (D)由化 石證據可知藍菌為最早出現的生物 )3. 下列 4 種，哪些是化石？(甲)水晶；(乙)恐龍蛋；(丙)恐龍的腳印；(丁)海邊撿到的貝殼。 (A)甲丁 (B)甲丙 (C)乙丙 (D)乙丁 )4. 下列何者不屬於化石？ (A)三葉蟲的爬痕 (B)溪頭的神木 (C)冰層中遺體保存完整 的長毛象 (D)恐龍的排泄物 )5. 下列有關化石的敘述，何者不正確？ (A)可以做為演化的證據 (B)只有動物的骨骼才 會形成化石 (C)化石的形成需要很久的時間 (D)生物的足跡或排泄物如被保留下來亦 可形成化石 )6. 由出土的一系列馬的化石推測，下列何者正確？ (A)體型由大變小 (B)單趾適合捉地 慢行 (C)生存環境由叢林移向草原 (D)四趾適合快速奔跑 )7. 下列何項證據不能用來推斷演化？ (A)比較生物化石的重量 (C)和現行生物種間之相關性 (D)化石的地理分布關係

101

(B)分析化石的形態變化

單元三

(

( ( (

演化

)8. 以下可被視作化石的是：(甲)古生物所遺留下的石化骨骼；(乙)古細菌遺留於岩石中的細 胞壁痕跡；(丙)古生物所遺留生存過的洞穴；(丁)恐龍的糞便。 (A)甲乙 (B)甲乙丙 (C)甲乙丙丁 (D)乙丙 )9. 下列何處比較容易發現化石？ (A)陽明山小油坑火山口附近 (B)墾丁國家公園的沉積 岩地層中 (C)澎湖的玄武岩地層中 (D)金門的花岡岩地層中 )10. 只由化石無法得知下列何項？ (A)生存年代 (B)生活環境 (C)演化過程 (D)最原始 的祖先物種 )11. 古代樹木死亡倒下，樹幹長時間覆蓋在地層中形成化石後，其重量比現在任何同粗細的 樹幹都重了許多，主要原因最可能為下列何者？ (A)古代的樹木品種特殊，樹幹的結 構比較結實 (B)樹幹埋在地層中吸收了大量的水分而增加重量 (C)樹幹中寄生了大量

(

的微生物，使其重量增加 (D)樹幹內的組織被岩層中的微粒礦物置換，使重量增加 )12. 臺灣島約在數百萬年前形成，卻找不到恐龍的化石，其原因是下列哪一項？ (A)化石 埋的太深了，目前尚未找到 (B)化石的數量不多，又遭早期民眾丟棄 (C)臺灣島上的

(

化石因地震、侵蝕因素，在幾十萬年前既已消失 (D)恐龍絕跡後，臺灣島才形成 )13. 一般對活化石的詮釋，是指地球上現存的生物種中仍然保有極為原始的型態，試判斷下 列何者為活化石？ (A)恐龍 (B)水杉 (C)三葉蟲 (D)蜻蜓

(

(

(

)14. 有關馬的演化，下列的排列依出現的先後何者正確？ (A)漸新馬→中新馬→鮮新馬 (B)中新馬→漸新馬→鮮新馬 (C)中新馬→鮮新馬→漸新馬 (D)鮮新馬→中新馬→漸 新馬 )15. 壽山位於高雄市西南區，為南北走向之珊瑚礁質丘陵地，舊稱麒麟山、埋金山、打狗山 或打鼓山，是高雄市的天然地標。其中有許多含有貝類化石的珊瑚礁岩，此現象最合理 的解釋為何？ (A)這些珊瑚是現已滅絕的陸生種珊瑚 (B)這些珊瑚是被海浪沖上來的 (C)這些珊瑚離水登陸生活 (D)這些珊瑚礁岩是由海底上升所形成的 )16. 目前發現的化石中，其年代很少超過 6 億年以上，主要的原因可能是 6 億年前的生物： (A)堅硬部分太少 (B)大部分為海洋生物 (C)種類及數量相當稀少 (D)原已形成的化 石因年代久遠，被風化成土壤消失了

(

)17. 我們無法根據地層中所挖出的化石作出下列哪一項推斷？ (A) 可幫助推測當時的氣候 (B) 將化石復原，可窺見生物身上的斑紋和保護色 (C) 由岩 層中的位置可推測生物的生存年代 (D) 可由身體結構推測生物的食性 )18. 參加地質考察。發現某地的岩層剖面及化石分布如右圖。若

(

當地岩層皆由沉積形成，在此處發現的四種動物化石中， 其生存年代距今最久遠的可能是何者？ (A) 鱷魚 (B) 象 (C) 牛 (D) 海膽 )19. 在發現恐龍的岩層中，卻沒有發現原始人類的化石，主要的

(

原因是什麼？ (A) 原始人的身體構造不易形成化石 (B)原始人全被恐龍獵殺吞食 (C) 恐龍與原始人的 生存年代不同 (D) 恐龍與原始人所需的生活條件不同

102

單元三

(

演化

)20. 在某一地層中發現魚類、貝類及某種爬蟲類的骨骼化石，對此現象的推論如下，其中哪 一項最不可能？

(

(A) 該爬蟲類可能以魚類、貝類為食 (B) 發現的魚類、貝類與該爬蟲類生存年代極為接 近 (C) 發現的魚類、貝類與該爬蟲類的親緣關係極為密切 (D) 該爬蟲類可能和魚類、貝 類都生活在水中 )21. 目前已被發現的生物化石中，很少發現超過 5 億年以上，其主要的原因可能是什麼？

(

(A) 5 億年前陸地上生物種類及數目非常稀少 (B) 5 億年前的生物化石大多數分解成土 壤 (C) 5 億年前的生物體堅硬部分較少，很難形成化石 (D) 5 億年前的生物生活在海底， 無法形成化石 )22. 化石除了能作為地質年代的指標，也能幫助了解古生物當時的生存環境。下列有關化石 的推論，何者錯誤？ (A) 北極冰原中挖出的大象化石，全身長有長毛，可推論當時的氣候較寒冷 (B) 有珊瑚 化石出現的地層，當時的沉積環境是溫暖的淺海海域 (C) 臺灣東北角海岸的岩層表面有

(

海膽化石出露，可以推論臺灣島曾經抬升 (D) 地層中出現三葉蟲的化石，可推論該地層 曾為陸地沉積岩層 )23. 在島上發現同時生存有三趾馬和單趾馬，下列關於這種現象的敘述，何者錯誤？

(

(A) 該海島上的食物豐富，三趾馬與單趾馬彼此沒有競爭 (B) 該海島上沒有馬的掠食 者，所以兩者皆能生存下來 (C) 此兩種馬可以互相交配產生後代，所以兩者皆能生存下 來 (D) 此海島上可能同時具有草原和叢林的環境 )24. 「藍綠菌是地球上目前發現最早的生物化石，但藍綠菌並非地球上最原始的生物」，這

(

(

(

(

一敘述是否正確？ (A) 不對的，因為藍綠菌並非最早發現的生物化石 (B) 對的，因為比藍綠菌更原始的生 物，其化石皆已消失 (C) 不對的，因為藍綠菌是最早的生物化石，故為最原始的生 物 (D) 對的，因為比藍綠菌更原始的生物，可能無法形成化石或尚未被人類發現 )25. 指標化石的條件為何？ (甲)數量多 (乙)特徵明顯 (丙)廣泛分布 (丁)生存年代由古生代至現代。 (A) 甲乙丙丁 (B) 甲乙丙 (C) 甲乙丁 (D) 乙丙丁 )26. 有甲、乙、丙三個地層，甲地層挖出的化石有恐龍、樹蕨、裸子植物；乙地層有犀牛、 大象、斑馬的化石；丙地層挖出三葉蟲、珊瑚、海百合的化石。試排列甲、乙、丙三個 地層年代的先後順序。 (A) 甲乙丙 (B) 乙丙甲 (C) 丙甲乙 (D) 乙甲丙 )27. 下列哪些生物所遺留下來的東西，我們可以稱之為「化石」？ (甲) 恐龍的糞便 (乙) 古生物在岩壁上所留下的爬痕 (丙) 三葉蟲休憩所留下的凹槽 (丁)爺爺年輕所掉落的牙齒 (戊) 始祖鳥的羽毛。 (A) 甲乙丙戊 (B) 僅甲乙丙 (C) 僅甲乙戊 (D) 甲乙丙丁戊 )28. 發現在某一時期的地層中，有極多的高大型植物化石被保存下來，由此他便可以推測當 時的環境情況為何？ (A) 氣候溫暖適合生長 (B) 森林茂盛 (C) 植物演化出高大植物種類 (D) 以上推測皆有 可能 103

單元三

(

演化

)29. 下列何者不是活化石？ (A) 銀杏 (B) 鱟 (C) 鱷魚 (D) 腔棘魚 ANS: 1.DCCBB 6.CACBD 11.DDBAD 16.ABDCC

21.CDCDB

26.CADC

二、題組： 1. 科學家發現不同年代有關於馬的形態資料： (1)馬的前腳是如何演化的？ (A)由單趾變 為四趾 (B)由單趾變為雙趾 (C)由四趾 變為雙趾 (D)由四趾變為單趾 (2)承上題，了解馬的演化之主要原因為下列何者？ (A)得到許多同一年代的化石 (B)找到許 多不同種類的馬 (C)挖到許多不同年代馬的化石 (D)找到許多不同年代馬的傳說 (3)承上題，由馬的化石系列，可推知其演化過程為： (A)由叢林生活演化至草原生活，體型 由大漸小 (B)由叢林生活演化至草原生活，體型由小漸大 (C)由草原生活演化至叢林生活， 體型由大漸小

(D)由草原生活演化至叢林生活，體型由小變大

ANS: DCB

2. 山路邊發現一地層(如圖)，試回答下列問題： ( )(1)地層所出露的珊瑚，顯示出什麼訊息？ (A) 當時為淺海環境 (B) 珊瑚與三葉蟲 是同時代的 (C) 當時海裡有珊瑚，陸地上 有蕨類生物 (D) 當時氣候寒冷 ( )(2)相距一公里外村莊的某地層亦找到貝殼化 石，再與圖中地層比較後，村裡的此地層可 能與圖中哪一地層是同時沉積？ (A) 甲 (B) 乙 (C) 丙 (D) 丁 ( )(3)根據發現的地層，下列敘述何者正確？ (A) 甲地層是古生代 (B) 甲乙丙丁代表同 時間，不同海底深度活動的生物 (C) 丁地層離現代最久遠 (D) 此地層全部都是在海洋 中沉積而成 ( )(4)丁地層的植物化石距今約一億年，則下列敘述何者正確？ (A) 比對現今蕨類，可推論蕨類的演化過程 (B) 丙層的珊瑚沉積短於 1 億年 (C) 三葉 蟲生活年代也一億年左右 (D) 植物化石難以保存，因此不可能有 1 億年的時間 ( )(5)已知三葉蟲是一指標化石，則以下推論何者錯誤？ (A) 甲地層屬於海洋沉積環境 (B) 甲地層為古生代 (C) 甲地層有可能為陸地沉 積 (D) 與甲地層同期的地層應也可找到三葉蟲 ANS: ABAAC

104

單元三

3-2

演化

生物如何發生演化

演化論的演進: 絕大部分人都接受『神創說』： 中世紀以前 上帝創造萬物，且每個物種的設計都非常完美， 上帝賦予每種生物有它扮演的獨立角色。 對生物進行有系統的分類→創立『二名法』 林奈 以標本命名，須同時比對多份標本 （18 世紀末） →發現物種會變，個體與個體之間有變異存在。 1809 年，著《動物哲學》→提出『用進廢退說』： 1物種並非固定不變→現存物種都是起源於先前存在的物種。 2生物的生存環境發生變化→生物會修正調整本身的器官來適應 3常用的器官會發育變大→不用的器官會逐漸退化。 拉馬克 4個體的性狀會受環境影響而發生改變。 （19 世紀初） 個體後天獲得的新性狀可以遺傳至子代。 5現代科學家普遍認為： 拉馬克的演化思想（用進廢退說）→沒有科學根據。 拉馬克的貢獻→試圖從機制層面來探討生物演化的過程。

達爾文

1拉馬克的想法→影響了達爾文。 21831 年，跟隨英國海軍『小獵犬號』進行世界自然資源調查。 →首次見到加拉巴哥群島和南美洲大陸的特有生物 →發現加拉巴哥群島的生物與南美洲大陸的特有生物相似 →懷疑加拉巴哥群島的雀鳥和大型陸龜的祖先來自南美洲 31858 年，達爾文&華萊士 於英國倫敦林奈學會中→共同發表有關物種形成的看法 41859 年，著《物種原始》 說明物種演化的機制： 演化非創造，現存所有生物都由其祖先經過長時間演化而來 5根據生物的分佈、形態、行為、化石紀錄→推論演化的事實

拉馬克(1744-1829)

105

單元三

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演化

單元三

演化

加拉巴哥群島的啟示： 1.在智利的內陸高地發現有海洋貝殼化石。 2.在阿根廷目睹宏偉的安地斯山脈沿海岸伸展 啟發  → 達爾文認為在古老的地球上，生物有足夠時間讓後代產生細微的改變， 因此物種不是固定的，而是隨著時間而改變。 3.加拉巴哥群島的陸龜： 1有一種陸龜的龜甲呈圓頂形、短頸，棲息於潮濕地區，以地面草類為食物。 2另一種陸龜的龜甲前端向外展開、長頸，棲息於乾旱地區，以樹狀仙人掌為 食物 啟發  → 達爾文懷疑這二種陸龜可能源自共同祖先，因適應不同環境而演化為 不同形狀和食物習性。

4.加拉巴哥群島的雀鳥： （類似南美洲的雀鳥，但在島上演化成為十多種不同雀鳥） 1仙人掌雀鳥→以仙人掌的柔軟組織為食物。 2大型地面雀鳥→嘴部堅硬以核果為食物。 3啄木鳥形雀鳥→嘴部細長彎曲，可鑽取樹中棲息的昆蟲為食物。 啟發  → 達爾文推測這些雀鳥源自南美洲，而在加拉巴哥群島的各個島嶼上 為適應不同生活環境而形成各種不同的雀鳥。

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單元三

演化

達爾文的演化論: 1.出版： 《物種原始》 ，提出『天擇說』。 2.內容： a.由古代地層中所留存的生物化石 可推知古代的物種和現今的物種有很大的不同。 b.生物在演化前必須先產生遺傳性的______。 (1)任一族群中的每個個體之間存有明顯差異（個別差異） 。 (2)個體的部分特徵可遺傳後代。 c.所有物種都有繁殖潛力 能產生____的後代。 (1)過度繁殖：任何物種所產生的眾多後代 超過生存空間和食物供給所能負荷的限度。 (2)沒有任何生物可以控制佔據極大分佈範圍之面積。 d.族群過度增大後，因受限於食物及生存空間等生存條件 導致生存競爭。 (1)族群中體弱或飢餓者 逐漸被自然淘汰。 (2)最適於環境者 才能獲得生存及繁衍後代的機會。 e.______因子會影響個體的存活（適者生存、不適者淘汰） ： 具有適應環境的變異個體 有較高的存活能力。 f.生物演化為漫長時間的連續性漸變→非間斷性或突發性的變化。 g.生物有共同的祖先 同種類的生物來自共同的祖先。 h.演化過程：遺傳變異→過度繁殖→生存競爭→適者生存 3.生物演化必備條件： (1)在同種個體間產生可______的______。 (2)______發揮作用 導致適者生存、不適者淘汰。

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單元三

演化

天擇： 1.原因： (1)族群中的個體具有許多可遺傳的變異，在自然環境中可使個體能不斷的繁殖。 (2)族群逐漸變大後，會受到食物和空間的限制，在個體間出現生存競爭。 2.結果： 適應力強的個體，可以在生存競爭中存活，在族群中的比例逐漸增加，並留下較 多具有和他們相同基因的後代。 3.意義： (1)_____決定生物演化的方向。 (2)天擇_____創造任何新的性狀，只能對已有的性狀加以選擇。 (3)由於自然環境的不斷變動，天擇促使生物演化出不同類型的後代，以適應不同 的環境。 4.天擇的實例：蛾類的顏色： （英國胡椒蛾外表顏色的比例→隨時間及環境而改變） 。 a.在 1848 年以前→白色型佔絕大多數（佔 90%） ，黑色蛾極少（佔 10%）。 b.自 19 世紀開始，工業發展造成污染（環境覆蓋煤灰）。 黑色蛾存活率高

鳥類易捕食白色蛾      → 黑色型佔絕大多數（佔 80%）。 __________扮演天擇的角色。 c.英國於 1956 年制定空氣污染防治法案。污染逐漸受到控制，白色蛾比例逐 漸提高。

環境覆蓋煤灰， 白色蛾成了顯著 目標。

109

單元三

演化

天擇與人擇的比較: 演化論

過程

淘汰 方式

天擇說 先遺傳變異 再經環境淘汰

自然 淘汰

人擇說 先遺傳變異 再經人為淘汰

人為 淘汰

速度 作用生物

實例

竹節蟲的擬態偽裝 自然界 樹蛙的保護色 生物 3細菌的抗藥性 4污染環境中黑蛾多 符合人類 無刺玫瑰花 需求的 無子西瓜、無子葡萄 生物 3基因改良作物

1.(甲)適者生存，不通者淘汰；(乙)食物空間的爭奪；(丙)過度繁殖；(丁)遺傳差異。 請寫出達爾文天擇說發生次序？ (A)丁丙乙甲 (B)丁丙甲乙 (C)甲丙乙丁 (D)甲乙丙丁 2.圖為長頸鹿的族群中，長頸者、短頸者個體所占百分比與時間的關係，下列敘述何者正確？ (A)長頸者的個體百分比增加，是由於天擇的結果 (B)長頸者以無性生殖的方式保留了優 良的性狀 (C)頸的長短是一種無法遺傳的性狀 (D)長頸者因體內所有的基因均為顯性， 所以不會被淘汰

110

單元三

演化

(

)1.下列哪一種情形不屬於天擇的結果？ (A) 綠草叢中綠色的昆蟲特別多 (B) 馬的前肢變為單趾，更適合奔跑 (C) 人的手臂因常打網球，變得較為粗壯 (D) 長頸鹿的脖子長更適合吃高處的樹葉

(

)2.蝗蟲的體色是長期演化的結果，在草地上活動的蝗蟲大多為綠色，而在黃泥地上的蝗蟲大 多為土黃色，形成此種現象最可能的原因為何？ 【91.基測一】 (A) 變異後再經人擇 (B) 變異後再經天擇 (C) 天擇後再經變異 (D`) 人擇後再經變異

(

)3.學力湖近一百年來每一個月的平均水位變化圖，具有下 列何種演化適應的魚類最有可能終年在此環境生存？ 【92.基測二】 (A)需較深的池水生活環境 (B)具流線型身體能快速游動 (C)在淺水的下層泥濘中仍能存活 (D)在環境惡劣時具改變性別的能力

(

)4.生物的演化過程中，當某一族群的個體數過多時，彼此間會互相競爭。發生競爭現象的主 要原因為下列何者﹖ 【93.基測一】 (A)個體間的性狀有差異 (B)不同個體的基因組合不同 (C)個體適應環境的能力各有不同 (D)個體數量超過環境所能提供的最大負荷量

(

)5.臺南關廟地區盛產鳳梨，有蘋果鳳梨、釋迦鳳梨等品種﹔這些新品種鳳梨的產生，和下列 何者最無關係﹖ 【93.基測二】 (A)天擇 (B)人擇 (C)突變 (D)品種改良

(

)6.試以達爾文的演化觀點及孟德爾的遺傳法則，推論下列何者不利生物的演化？ (Ａ)動物藉生殖行為產生後代 (Ｂ)大自然對生物的選擇作用 (Ｃ)鳥類族群個體間性狀各有差異 (Ｄ)低等生物行斷裂生殖產生新個體

(

)7.捕蚊燈利用蚊蟲的夜行性和趨光性，以發光的燈管引誘後，再以高壓電擊網殺死接觸的蚊 子。老王發現數十年前使用捕蚊燈的效果很好，但是現在誘捕蚊子的效果都不佳。下列何者是 此現象最合理的解釋？ 【97.基測一】 (A)蚊子忍受高壓電的能力一代比一代更好 (B)蚊子是古老的活化石，生存與適應能力特別強 (C)因為連續使用捕蚊燈多年，刺激基因突變，使蚊子產生了負趨光性 (D)原本就存在對捕蚊燈的波長較不敏感的蚊子，存活下來並大量繁衍 111

【90.基測二】

單元三

演化

(

)8.在某一小島上有甲、乙、丙、丁四種鳥類，其鳥嘴長度與個體數量的關係分別如附圖所示 。假設此四種鳥類的鳥嘴長度與食性有關。則依此圖推論，哪兩種鳥最不可能競爭相同的 食物？ (A)甲和乙 (B)乙和丙 (C)丙和丁 (D)甲和丁 【99.基測二】

(

)9. 科學家要研究某揮發性藥劑對老鼠生存及繁衍的影 響，把同齡的 50 隻雄鼠和 50 隻未懷孕雌鼠，飼養 在每天都可穩定釋出此藥劑的房間，連續 100 天記 錄此房間內老鼠的存活個體數，並把所得的數據作 成附圖。下列有關這些老鼠和此藥劑的相關推論， 何者最合理？ 【100.基測二】 (A)此藥劑造成老鼠無法生出子代 (B)老鼠為了生存而對此藥劑產生抵抗力 (C)此藥劑造成 50 隻未懷孕的雌鼠全數死亡 (D)有些老鼠原本就對此藥劑具抵抗力且生出子代

(

)10.將蒼蠅養在甲、乙兩瓶中，甲瓶內有放捕蠅紙，乙瓶內沒放捕蠅紙，其餘實驗條件皆相 同（培養基、有翅和無翅的蒼蠅皆等量、兩瓶皆以棉花塞住……等） 。8 天後，甲瓶內僅 無翅的蒼蠅存活，捕蠅紙上皆是有翅的死蒼蠅，但乙瓶內有翅和無翅的蒼蠅皆存活，如 附圖所示。下列對此實驗的解釋或推論，何者最合理？（註：培養基可提供蒼蠅所需的 足量養分） (A)甲瓶的環境較不利於有翅的蒼蠅生存 (B)乙瓶內有翅的蒼蠅能存活是 因為發生突變 (C)無翅的蒼蠅比有翅的蒼蠅更適合生存於乙瓶 (D)此實驗可推論出若 蒼蠅不常使用翅則翅會退化 【100.基測一】

(

)11.某一棲地上，昆蟲大多隱藏在樹幹裡以躲避天敵。已知生活在此處的某種鳥類，其族群 中具有細長及厚短等不同嘴型的個體，皆以這些昆蟲為食。數百年後，發現此棲地中， 這種鳥類嘴型細長的個體比例明顯增加。若依天擇說解釋此種現象，下列推論何者最合 理？ (A)嘴型厚短者能吃到更多的昆蟲 (B)嘴型細長者是由嘴型厚短者突變而來 (C)嘴型厚短者為了要吃昆蟲而使嘴型愈拉愈長 (D)嘴型細長者的比例增加是受昆蟲棲 所的影響 【98.基測二】 112

單元三

演化

請閱讀下列敘述後，回答 12~13 題： 【98.基測一】 某一地區棲息著一種蛾，身體顏色有淺色和深色兩種；牠們晚上活動，白天在樺樹的樹幹上休息； 此地區中還生存許多鳥類，會捕食這些蛾。在西元 1935 年，此地區建了許多工廠。不斷產生的黑 煙把原先樹幹顏色較淺的樺樹燻黑了。研究員從西元 1910 年開始調查此區淺色蛾和深色蛾的比 例，所得的結果如附表所示。 年代 淺色蛾的比例(％) 深色蛾的比例(％) 1910

93

7

1920

93

7

1930 1940

93 50

7 50

1950

22

78

1960

8

92

(

)12.如果把這地區已被燻黑的樺樹所產生的種子，播種在另一個沒有黑煙汙染的新環境。 下列對於新長出樺樹的敘述，何者正確？ (A)樹幹為黑色，因為其親代樹幹為黑色 (B)樹幹為黑色，因為黑煙使淺色樹幹突變為 黑色 (C)樹幹為淺色，因為黑色樹幹是環境造成並不能遺傳 (D)樹幹為淺色，因為形 成層會長出新組織取代黑色樹幹

(

)13.已知蝙蝠也會捕食這些淺色蛾和深色蛾，但是牠們不像鳥類用視覺找尋食物，而是利用 聲波定位食物。如果在西元 1940 年，突然此地區鳥類全被蝙蝠所取代。則在西元 1948 年，此地區淺色蛾和深色蛾的比例最可能為下列何者？ (A)淺色蛾 93％，深色蛾 7％ (B)淺色蛾 50％，深色蛾 50％ (C)淺色蛾 29％，深色哦 71％ (D)淺色蛾 22％，深色蛾 78％ )14.甲、乙、丙、丁四種數量相近的鳥類在某島的環境中適應良好，其嘴型示意圖如圖 所示。已知嘴型愈細長，對捕捉昆蟲愈有利；嘴型愈短厚，對啄食種子愈有利。假設此 島的環境發生變化，使得食物來源中的種子大量增加，但昆蟲大量減少，經過一段時間 後，若只考慮食物來源對族群大小的影響，則下列哪一種鳥的族群成長比例可能會最大？ (A)甲 (B)乙 (C)丙 (D)丁 【102.基測】

(

(

)15.某地區棲息著一種蝸牛，不同個體可能具有不同的殼色，但科學家發現此區樹幹上的此 種蝸牛多為深咖啡色殼，而草地上則多為淺黃綠色殼。若以天擇說解釋此現象，下列何 者最合理？ 【103.會考】 (A)在樹幹上的蝸牛容易突變成深咖啡色殼 (B)兩處蝸牛殼色明顯不同是受天敵影響的結果 (C)蝸牛個體的殼色是由出生時環境的顏色決定 (D)不同殼色的蝸牛在草地上被捕食的機率相等

113

單元三

演化

(

)16.某地區樹林中棲息著一種蛾，依身體顏色可分成深色蛾和淺色蛾，其主要的天敵為鳥類。 圖為某段期間內深色蛾及淺色蛾數量變化的示意圖，圖中灰色部分標記為甲、乙兩時期。 若依天擇說解釋甲或乙時期蛾的數量變化，下列何者最合理？ 【104.會考】 (A)在甲時期內鳥類較易發現深色蛾 (B)在甲時期內淺色蛾突變成深色蛾 (C)在乙時期內鳥類的數量逐年下降 (D)在乙時期內環境適合淺色蛾生存

(

)17. 西元 1970 年某果園內白蟲和黑蟲所占的數量比例相同，其後每隔 10 年再次調查，發現 白蟲和黑蟲的比例差距逐漸增大，如表所示。已知白蟲和黑蟲為同種昆蟲，且兩者的數 量總和在各年代間皆相同，若以天擇的概念解釋此果園內白蟲和黑蟲比例的變化，下列 何者最合理？ 【105.會考】 (A)黑蟲在此環境中較白蟲易存活 (B)黑蟲比白蟲較容易被天敵捕捉 (C)白蟲的基因大量發生突變而變成黑蟲 (D)白蟲為了避免被天敵捕捉而變成黑蟲

(

)18. 已知一地區的某種蝸牛其外殼有深色及淺色之分。在此地區無論是陰暗的石頭縫處或明亮 的草地處皆可發現此種蝸牛，且此地區有一種以此蝸牛為食的天敵。阿泰調查了此種蝸牛 在兩處的數量後作圖，並據此推論出該天敵主要是利用視覺捕食蝸牛，下列何者最可能是 他的調查結果？ (A)

(

【106.會考】 (B)

(C)

(D)

)19.某地區的樹林中棲息著一種蛾，依其體色可分成淺色蛾和深色蛾。當此林中的樹被某種真菌感 染後，其樹皮顏色由深色變為淺色，多年以後樹林中淺色蛾的數量比例逐漸增多。根據天擇的 理論，下列何者最可以解釋此區淺色蛾數量的變化？ (A)深色蛾因環境改變而突變為淺色蛾 (B)樹皮顏色改變使淺色蛾比深色蛾存活率高 (C)樹皮顏色改變使深色蛾突變為淺色蛾以躲避天敵 (D)深色蛾吸食被真菌感染的樹皮汁液而突變為淺色蛾 ANS: 1.CBCDA

6.DDCDA

11.DCBCB

114

16.DABB

【107.會考】

單元三

演化

_____1.所有的遺傳變異對生物的生存皆有利。 _____2.發現某地區的蜥蜴皆為白色，是因為蜥蜴為了適應環境而改變自己的膚色 。 _____3.地球上的生物通常先有大規模的滅絕，而後才有適應新環境的生物大繁衍。 _____4.犬的體型及毛的長短變化繁多，這是人擇的結果。 _____5.達爾文比拉馬克更早提出演化的理論 。 _____6.族群個體數量增加過多時，造成生存資源不足而產生競爭。 _____7.若基因不發生變異，生物就不演化。 _____8.基因僅能在自然情況下突變。 _____9.達爾文的天擇說內容：遺傳變異 生存競爭 過度繁殖 適者生存。 _____10.生物演化為漫長時間的連續性漸變。 ANS: 1. X X O O X

6. O O X X O

一、單選題： ( )1. 生物是會逐代發生改變，這個觀念很久以前就被知道，以下有關這個觀念的敘述哪一項 正確？ (A)原本說法紛歧，一直到 20 世紀才有較完整的概念 (B)第一個提出這種觀念 的是達爾文 (C)這種物種的變化稱為演化 (D)演化的發生是因為不同物種之間的差異 造成競爭而形成的 ( )2. 何者不是生存競爭的優勢？ (A)身體形成和環境雷同的保護色 (B)在禽流感盛行後存 活下來的鳥類 (C)夜行獵食者具備極佳的視力 (D)貓熊不常進行交配 ( )3. 長頸鹿的脖子為什麼那麼長呢？ (A)因為為了吃更高的樹葉，而一直伸長脖子才造成 脖子那麼長 (B)因為具有長脖子的個體有較強的競爭優勢，而短脖子個體便被淘汰， 所以繁殖的後代也有較長的脖子 (C)長頸鹿的長脖子與演化無關 (D)以上皆非 ( )4. 竹節蟲的身體外觀及顏色極像竹子的莖，這種免受天敵侵害的保護色及外觀是： (A) 突變後經過人擇 (B)突變後經過天擇 (C)天擇後經過突變 (D)人擇後經過突變 ( )5. 地球上的生物，在經過漫長時間的環境變化後，致使生物本身不斷受影響而改變的過 程，稱之為演化。那麼，下列何者不屬於演化呢？ (A)現代馬的腳趾數比古代馬少 (B) 長頸鹿的脖子愈來愈長 (C)魚類演變成兩生類 (D)毛毛蟲變態成蝴蝶 ( )6. 下列哪一項的形成，不是天擇的結果？ (A)鯨的體型呈流線形，前肢成漿狀，後肢退 化 (B)甜美多汁的玉荷包荔枝 (C)長得像落葉的枯葉蝶 (D)吃青菜的綠色菜蟲 ( )7. 人類依照美學的觀點，將蘭花培育成能開出各式各樣美麗花朵的不同品種，這種「人擇」 的篩選方式，加速了蘭花品種的演化。若將這些培育成的各種蘭花種到森林中適合生長 的地方，使其自然繁衍，則這些蘭花大多數會繁衍茂盛或遭到環境淘汰而滅絕？為什 麼？ (A)會遭到淘汰，因為其遺傳性狀並未經過該處自然環境長期的篩選 (B)會遭到 淘汰，因為這些蘭花都是用無性生殖所培育的品種，適應能力差 (C)會繁衍興盛，因 為是人工培育而成，在自然界中沒有天敵 (D)會繁衍興盛，因為森林中的環境條件比 人工培育處的環境條件更適合植物生長

115

單元三

(

(

( (

( ( (

(

(

(

(

演化

)8. 用某種殺蟲劑撲滅蟑螂，開始使用時效果還不錯，但長期使用後，發現效果愈來愈差。 造成這種現象的最可能原因為何？ (A)蟑螂是活化石，適應力特別強 (B)因為品管不 好，殺蟲劑品質不穩定 (C)殺蟲劑造成蟑螂基因突變，產生抗藥性 (D)能抵抗殺蟲劑 的蟑螂存活下來，且大量繁衍 )9. 2004 年臺大醫院研究發現，臺灣近年抗生素的濫用，讓鮑氏不動桿菌（簡稱 AB 菌）出 現了全抗藥性，現在幾乎沒有任何一種抗生素可以消滅它，病人的死亡率相當高。根據 達爾文的演化論，何者是最可能的原因？ (A)抗生素刺激，使 AB 菌產生具抗藥性的 突變種 (B)抗生素造成選擇作用，使具全抗藥性 AB 菌在族群的比例增大 (C)因為細 菌吸收許多抗生素，使 AB 菌對抗生素的耐受性提高 (D)為降低醫療費用，人類降低 了抗生素的毒性 )10. 耐乾旱的仙人掌類植物，葉成針狀，莖多肉肥厚，這種演化與下列何者有關？(甲)天擇； (乙)人工培育；(丙)環境適應；(丁)人擇。 (A)甲乙 (B)乙丁 (C)甲丙 (D)乙丙 )11. 達爾文所提出的演化觀念在下列敘述中，何者有誤？ (A)同種生物的個體間構造和功 能會存在某些差異 (B)每個同種生物在環境的適應能力上都差不多 (C)族群個體數量 增加過多時，造成生存資源不足而產生競爭 (D)在競爭中適應力強者有較大的機會生 存並繁殖後代 )12. 翡翠樹蛙是臺灣特有的兩生類，綠色的體色和棲地顏色非常相似，稱為保護色。請問保 護色的形成，扮演天擇角色的是： (A)天敵 (B)環境 (C)人類 (D)綠色植物 )13. 生物若要能發生演化，最重要的條件是什麼？ (A)適者生存 (B)過度繁殖 (C)生存競 爭 (D)遺傳變異 )14. 有關達爾文的敘述，何者不正確？ (A)達爾文比拉馬克更早提出演化的理論 (B)達爾 文提出了天擇的理論 (C)達爾文的心得主要在於他進行了全球的環海旅行 (D)達爾文 的著作──物種源始 )15. 「天擇說」中認為生物的演化有以下 4 個步驟：(甲)適應環境者生存，不適應環境者淘 汰；(乙)同種個體過度的繁殖；(丙)同種個體有個別差異；(丁)同種個體間發生生存競爭。 下列敘述何者正確？ (A)演化進行順序為乙→丙→丁→甲 (B)演化的原動力為乙 (C) 長頸鹿有的頸長、有的頸短稱為丙 (D)適應環境者將捕食不適應者而導致其滅絕 )16. 蝗蟲的體色是長期演化的結果，在草地上活動的蝗蟲大多為綠色，而在黃泥地上的蝗蟲 大多為土黃色，形成此種現象最可能的原因為何？ (A)變異後再經人擇 (B)變異後再 經天擇 (C)天擇後再經變異 (D)人擇後再經變異 )17. 某一火山島，原住有數目相近的紅鼠和灰鼠，後來由於火山爆發，火山灰厚厚的覆蓋整 個小島。附表是一位生態學家自 1989 年起調查所得資料，請問：此 地火山爆發，發生的年代約在幾年？ (A) 1989～1991 (B) 1991～1993 (C) 1993～1995 (D) 1995～1997 )18. 如附圖所示為 1910 年至 1950 年北歐某山區針葉樹林內同種的黑、白色蛾在數量上的變 化，請自下列選項選出你認為較合理的解釋： (A)由於白色蛾數量的減少，黑色蛾的 數量應該會愈來愈多 (B)白色蛾數量的減少應該是食物競爭的結果 (C)由圖所表示之 數據可以知道，黑色蛾與白色蛾有不同的天敵 (D) 根據 1910 年至 1950 年的數據，僅能推測該樹林環 境愈來愈不適合白色蛾的生存

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