第三节生物进化的原因导学练案

第三节 生物进化的原因 学习目标 1 通过模拟保护色的形成过程 分析生物进化的原因 2 能概述自然选择学说 形成生物进化的基本观点 3 通过模拟探究活动 培养模拟探究能力 学习过程 一 自主学习 一 自主学习 学习任务一 通过模拟保护色的形成过程 分析生物进化的原因学习任务一 通过模拟保护色的形成过程 分析生物进化的原因 1 阅读教材第 58 页 思考回答下列问题 桦尺蠖是不是自己会改变体色 在第二次考察时 先前看到的大多数的浅色桦尺蠖哪里去了 深色的桦尺蠖为什么会多起来 成了常见类型 2 阅读教材第 59 61 页 思考回答下列问题 什么是保护色 保护色对于动物的生存有什么作用 学习任务二 学习任务二 能概述自然选择学说 形成生物进化的基本观点 能概述自然选择学说 形成生物进化的基本观点 阅读教材第 62 63 页 思考回答下列问题 3 关于生物进化的原因 人们进行了长期的探索 提出了各种解释 其中被人们普遍 接受的是 二 合作探究二 合作探究 小组交流 模拟探究保护色的形成过程 一 提出问题 二 作出假设 三 制定计划 四 实施计划 五 得出结论 4 通过探究实验回答后面的讨论题 5 达尔文认为 在自然界 各种生物普遍具有很强的繁殖能力 能够产生大量的后代 那为什么 到现在为止物种生存下来的个体数量并没有计算的那么多 而是自然界里各种的 数量在一定时期内都保持相对稳定的状态 请举例说明 6 那些适应新的环境的变异个体是怎样产生的 即生物进化的基础是什么 7 长颈鹿的颈从古到今一直都是这样长的吗 8 短颈的长颈鹿那里去了 是不是颈长长了 变成了现在的长颈鹿 还是被自然所淘 汰了 现在只剩下长颈的长颈鹿了 9 根据长颈鹿进化示意图 组内交流长颈鹿进化历程 理解自然选择学说 二 系统总结二 系统总结 三 尝试应用三 尝试应用 用达尔文的自然选择学说 分析猎豹和羚羊的进化过程 1 古代的猎豹和羚羊的种群中都存在不同种类的个体 有的跑得快 有的跑得慢 这说明生物具有 的特性 它为猎豹和羚羊的进化提供了原始的 2 在长期的生存斗争中 跑得快的猎豹能够得到食物就容易 跑得慢的猎 豹得不到食物 就会被自然 3 同样 跑得快的羚羊不会被猎豹追上 而跑得慢的羚羊就成了猎豹的食物 因此 猎豹和羚羊在进化的过程中起到了相互 作用 4 现存的猎豹和羚羊都是跑得很快的 这是 的结果 四 反馈检测四 反馈检测 1 自然界中生物进化的外在原因是 A 人工选择 B 天敌的影响 C 环境的改变 D 温度的改变 2 下列哪项不是动物保护色的含义 A 使动物容易躲避敌害 B 有利于动物捕食猎物 C 能保护动物的皮肤的美丽 D 动物的体色与周围环境相似 3 达尔文认为 生物产生了变异以后 决定其生存或淘汰的是 A 自然选择 B 遗传因素 C 繁殖能力 D 食物多少 4 公鹿往往用鹿角作为争夺配偶的武器 按达尔文的观点 现代公鹿鹿角发达的原因 是 A 变异朝着有利于生殖的方向发展的结果 B 繁衍后代的需要 C 代代经常作用的结果 D 鹿角不发达的个体被淘汰 鹿角发达的个体被保留的结果 5 图二为长颈鹿进化示意图 据图回答 1 图 说明古代长颈鹿祖先的个体之间颈长存在着 2 图 说明地球环境变得干旱 缺乏青草时 的个体容易获得食物而 生存下来 那么 长颈的变异是 短颈的变异是 3 图 说明 的个体能生存下来 并繁殖后代 的个 体被淘汰掉 食物在决定长颈鹿变异个体的生存和淘汰过程中 起到了 作用 4 从长颈鹿的进化过程看 颈长的变异是由于 改变而引起的 颈 长的变异个体能逐渐保留下来 说明这样的个体是与环境的变化 的 现代的 长颈鹿是通过长期的 和 逐代积累形成的 5 自然界中的生物 通过激烈的 生存下来 被淘汰掉 这就是 四 反馈检测 1 C 2 C 3 B 4 A 5 1 差异 2 颈长 有利的 不利的 3 颈长 颈短 选 择的 4 环境的 相适应 自然选择 遗传 5 生存斗争 适应者 不适应者 自然选 择 第三节 生物进化的原因 一 教学目标一 教学目标 1 模拟保护色的形成过程 分析生物进化的原因 2 概述自然选择学说 形成生物进化的基本观点 二 教学策略二 教学策略 生物进化的原因是本章的重点内容 又安排了学生的探究活动 因此 建议本节课安排 2 课时 关于分析生物进化的原因这部分内容 教材以两种方式呈现 一是英国曼彻斯特地区的两种桦尺蠖 的数量随环境的变化而改变的真实事例 二是学生通过模拟保护色的形成过程的探究活动 从感性上认识 生物进化的过程和原因 学生通过探究活动 能够初步认识到 遗传和变异是生物进化的基础 环境的改 变是生物进化的外在动力 生物只有适应不断变化的环境才能生存和繁衍 另外 在分析完曼彻斯特地区 的两种桦尺蠖的数量变化的事例后 教师可以让学生分析练习中的第一道题 这道题不仅能强化环境的变 化可以导致生物进化的事实 而且可以对学生进行潜移默化的环保教育 在组织学生开展模拟保护色的形成过程的探究活动时 为保证实验活动的成功 教师应让学生注意 以下几个方面 1 进行探究活动时 全组同学要严肃认真 相互配合 统一听从组长的指挥 要有条不紊 忙而不 乱 2 彩色布料最好采用单一颜色的布料 以利于结果的分析 如果一时找不到合适的布料 也可以用 彩纸代替 3 彩色小纸片的选择应多样化 其中之一最好与彩色布料的颜色一致或相近 4 要注意提醒学生 实验时一定要把自己想像成 捕食者 在选取彩色小纸片时 不要事先观察 小纸片的位置 一定不要特意寻找某一种颜色的小纸片 5 要及时记录小纸片的数量 并进行分析 如果条件具备 本探究活动也可以组织学生在户外进行 具体步骤如下 1 选取一块草地 面积不要过大 以便操作 2 将学生分成两组 一组在草地上放置事先制好的各种小纸片 注意应该有与草地颜色一致或相近 的小纸片 另一组作为 捕食者 在草地上寻找小纸片 3 及时统计小纸片的数量 为下一步实验做准备 关于对自然选择这部分内容的理解和学习 建议教师可以先从课后的科学家的故事 达尔文和他的 进化思想 的学习开始 让学生理解到 自然选择学说的形成是达尔文尊重客观事实 热爱科学 献身科 学的结果 与他的勤奋努力和细心观察是分不开的 这样既可以让学生受到思想上的教育 对自然选择学 说有一定的了解 同时 又可以激发学生的学习兴趣 为下面进一步的学习打下基础 在自然选择学说内 容的教学过程中 教师应注意运用日常生活中的常见事例来帮助学生理解 例如 在理解生物都有很强的 繁殖能力 能够产生大量的后代时 教师可以展示一个基本的数学推理事例 象是一种繁殖很慢的动物 但是如果每一头雌象一生 30 90 岁 产仔 6 头 每头活到 100 岁 而且都能进行繁殖 那么到 750 年 以后 一对象的后代就可达到 1 900 万头 又如 一只猫一年可繁殖 1 胎 假如每胎 4 只 雌雄各半 小 猫一年后性成熟又能繁殖小猫 问四年后一只猫的后代有多少只 假定生的小猫全部成活 并都有生育 能力 在理解生物之间的生存斗争时 教师可以以一个鸡群中的公鸡与公鸡 母鸡与母鸡的斗争为例 以此说明生存斗争是时刻存在的 等等 在自然选择学说内容的教学过程中 教师应使学生形成以下认识 1 生物在繁衍的过程中 会不断地产生变异 其中的许多变异是能够遗传的 这些不断发生的变异 是生物进化的基础 2 生物在生存过程中 既要与自然环境进行斗争 又要与其他生物进行斗争 3 在生存斗争中 具有有利变异的个体容易生存下来 适者生存 具有不利变异的个体则被淘汰 这便是自然选择 4 自然选择是一个长期并且连续的过程 只有经过许多代的选择 逐渐积累有利变异 才能形成新 的物种 5 自然选择使不断变化的生物适应于不断变化的环境 所以生物永远在发展进化的过程之中 不会 停止在一个水平上 本节练习的 2 3 4 题 都是应用自然选择学说来解释人为和自然现象的题目 具有一定的难度 第 5 题 是为了培养学生的发散和求异思维而特意设置的 其目的是避免学生认识的局限性 使学生认识 到变异是不定向的 并不都是有利的 以及生物对自然环境的适应是多方面的 教师应注意加强引导 在本节的教学过程中 还应注意以下问题 1 动物的保护色只是动物在适应环境的过程中所表现出来的一个方面 是自然环境对动物进行选择 的一个方面 还有其他的方面 例如警戒色 拟态等也是自然选择的结果 因此 在教学过程中 教师应 引导学生认识到自然选择形成适应的多样性 避免学生形成只有那些具有保护色的动物才是与环境相适应 的 才能生存的观点 2 对自然选择内容的教学 不宜要求过细过深 只要求学生认识到前面提到的 5 点即可 三 参考答案三 参考答案 练习练习 1 治理环境 减少工厂排出的煤烟 使曼彻斯特地区的自然环境尽量恢复正常并得到保护 2 这是因为人工选择的结果 与自然选择相比 人们根据自己的需要和爱好有目的的选择可以加快 生物演变的历程 缩短生物演变的时间 3 这是自然选择的结果 由于这些海岛上经常刮大风 那些有翅能飞但翅膀不够强大的昆虫 就常 常被大风吹到海里 因而生存和繁殖后代的机会较少 而无翅或残翅的昆虫 由于不能飞翔 就不容易被 风吹到海里 因而生存和繁殖后代的机会就多 经过一段时间的自然选择之后 岛上无翅的昆虫就特别多 4 在青霉素刚被使用的时候 能够杀死大多数类型的细菌 但少数细菌由于变异而具有抵抗青霉素 的特性 不能被青霉素杀死而生存下来 并将这些特性遗传给下一代 因此 下一代就有更多的具有抗药 性的个体 经过青霉素的长期选择 使得有的细菌已不再受其的影响了 四 背景资料四 背景资料 达尔文的自然选择学说达尔文的自然选择学说 达尔文的自然选择学说 其主要内容有四点 过度繁殖 生存斗争 也叫生存竞争 遗传和变异 适者生存 过度繁殖 达尔文发现 地球上的各种生物普遍具有很强的繁殖能力 都有依照几何比率增长的倾 向 达尔文指出 象是一种繁殖很慢的动物 但是如果每一头雌象一生 30 90 岁 产仔 6 头 每头活 到 100 岁 而且都能进行繁殖的话 那么到 750 年以后 一对象的后代就可达到 1 900 万头 因此 按照 理论上的计算 就是繁殖不是很快的动 植物 也会在不太长的时期内产生大量的后代而占满整个地球 但事实上 几万年来 象的数量也从没有增加到那样多 自然界里很多生物的繁殖能力都远远超过了象的 繁殖能力 但各种生物的数量在一定的时期内都保持相对的稳定状态 这是为什么呢 达尔文因此想到了 生存斗争 生存斗争 生物的繁殖能力是如此强大 但事实上 每种生物的后代能够生存下来的却很少 这是 什么原因呢 达尔文认为 这主要是繁殖过度引起的生存斗争的缘故 任何一种生物在生活过程中都必须 为生存而斗争 生存斗争包括生物与无机环境之间的斗争 生物种内的斗争 如为食物 配偶和栖息地等 的斗争 以及生物种间的斗争 由于生存斗争 导致生物大量死亡 结果只有少量个体生存下来 但在生 存斗争中 什么样的个体能够获胜并生存下去呢 达尔文用遗传和变异来进行解释 遗传和变异 达尔文认为一切生物都具有产生变异的特性 引起变异的根本原因是环境条件的改变 在生物产生的各种变异中 有的可以遗传 有的不能够遗传 但哪些变异可以遗传呢 达尔文用适者生存 来进行解释 适者生存 达尔文认为 在生存斗争中 具有有利变异的个体 容易在生存斗争中获胜而生存下去 反之 具有不利变异的个体 则容易在生存斗争中失败而死亡 这就是说 凡是生存下来的生物都是适应 环境的 而被淘汰的生物都是对环境不适应的 这就是适者生存 达尔文把在生存斗争中 适者生存 不 适者被淘汰的过程叫做自然选择 达尔文认为 自然选择过程是一个长期的 缓慢的 连续的过程 由于 生存斗争不断地进行 因而自然选择也是不断地进行 通过一代代的生存环境的选择作用 物种变异被定 向地向着一个方向积累 于是性状逐渐和原来的祖先不同了 这样 新的物种就形成了 由于生物所在的 环境是多种多样的 因此 生物适应环境的方式也是多种多样的 所以 经过自然选择也就形成了生物界 的多样性 达尔文与生物进化论达尔文与生物进化论 查理士 达尔文于 1809 年 2 月 12 日诞生在英国的一个小城镇 希留布里 童年时期的达尔文喜 欢打猎 钓鱼 采集野生植物 捕捉昆虫等野外活动 丰富多彩的大自然使他陶醉 青少年时期的达尔文 由于对学校开设的课程毫无兴趣而成绩很差 但他努力学习自然科学知识 例如 他请叔父讲解温湿度计 的原理 向一位私人教师学习几何学 他还特别喜欢做化学实验等等 正是这些平凡的实践活动 为他将 来从事科学考察奠定了很好的基础 1826 年 达尔文按照父亲的意愿进入爱丁堡大学学习医学 但他对医学不感兴趣 不久就放弃学医 1828 年达尔文的父亲又送他进入剑桥大学学习神学 将来好做一名牧师 在剑桥大学的三年时间里 达 尔文努力地钻研博物学和自然史 还结识了亨斯罗等一批博学的教授学者 并从他们那儿学到了许多自然 科学知识和进行科学考察的技能 1831 年 达尔文大学毕业 同年 亨斯罗教授推荐他以博物学专家的身份去英国贝格尔号军舰进行 环球 5 年的航行考察 达尔文的工作是在还未开发的地区采集动物 植物和岩石样品 在贝格尔号航行的 过程中 达尔文一路都进行了认真的观察和记录 采集到许多珍贵的动 植物和化石标本 正是这次环球 考察 图 10 使达尔文变成了一位生物进化论者 达尔文在晚年回顾这一段经历时说 贝格尔舰的 航行 在我一生中 是极其重要的一件事 它决定了我的整个事业 在考察的过程中 有三类事实使达尔文获得了深刻的印象 促使他逐渐相信物种是可变的 是由其 他物种进化而来的 而不是由上帝创造的 这三类事实是 第一 南美洲的东海岸自北向南 西海岸自南向北的生物类型逐渐地更替 这使他对 神创论 产 生怀疑 想到环境对生物类型的影响 第二 达尔文在南美洲发现了一些古代动物骨骼的化石 其中有一种是古代贫齿目四足兽的化石 从它的结构上看 很接近南美洲的特有动物 犰狳 音 又如 有一种古代动物 它的身 体有大象那么大 从牙齿上看 很象现代啮 音 齿目的动物 从眼睛 耳朵和鼻孔的部位看 很 象现代水生的哺乳动物 儒艮和海牛 这些现象使达尔文感到非常惊奇 并且产生了疑问 为什么现代 的动物与古代动物十分相似 但又不完全相同呢 为什么现代一些动物的特点会集中在古代某一动物的身 上呢 现在的动物是从古代动物发展而来的吗 第三 达尔文发现加拉帕戈斯群岛虽然与南美洲大陆相隔八九百千米 气候也很不相同 但该群岛 的物种都是南美洲类型的 而且 该群岛的大多数物种与南美洲的物种是有一定区别的 通过进一步的研 究 达尔文还发现同一物种在该群岛的各个岛上 都是略有差异的 所有这些现象 使达尔文想到物种可 能是在不断地变化着 1836 年 10 月 贝格尔号 5 年的航行考察结束后 达尔文回到了英国 这时 他不再相信上帝创造 万物的观点 认为神创论解决不了他所观察到的事实 经过长期的思考 分析 学习和研究之后 达尔文 于 1842 年写出了长达 35 页的进化理论的初稿 但他并没有急于发表他的学说 而是在以后的近 17 年中 不断地增加新的证据 用丰富的事实论证他的理论 并把他的理论系统化 1858 年的夏天 达尔文收到 一个叫华莱士的年轻人从马来群岛寄来的论文 并要求达尔文给他的论文做出评价 令达尔文吃惊的是 华莱士在野外工作中 通过辛勤的考察和研究 也形成了 生存竞争 适者生存 的进化思想 当年的 7 月 达尔文将他的自然选择学说的文稿 摘要 连同华莱士的论文一起在林奈学会上发表 1859 年 达 尔文出版了 物种起源 这一划时代的巨著 在 物种起源 一书中 达尔文根据 20 多年来积累的资料 以自然选择学说为中心 从遗传 变异 人工选择 生存斗争和适应等方面论证了物种的起源 该书强调 自然选择在生物进化中所起的重要作用 给神创论以沉重的打击 物种起源 是关于生物进化理论的重 要著作 是生物学研究历史上的新的里程碑 有关长颈鹿的长