高一生物大单元整体学程：生物的进化

高一生物大单元整体学习学程第十一单元生物的进化班级：__________小组：__________姓名：__________第十一单元生物的进化用进化理论解释生物的适应性和多样性一、单元概述随着科学的发展，人们对生物进化的认识不断深入，形成了以自然选择学说为核心的现代生物进化理论。本单元主要围绕以自然选择学说为核心的现代生物进化理论，较为深入地指出生物进化的实质是种群基因频率在环境的选择作用下的定向改变，反映了生物与环境在大时空尺度下的发展变化和对立统一，生物进化的过程实际上是生物与生物、生物与无机环境协同进化的过程；生物多样性是协同进化的结果；关于生物进化的原因，目前仍存在着不同的观点。生物进化理论仍然在发展。本单元围绕“生物的多样性和适应性是怎样形成的”核心问题展开，运用观察、比较、归纳等科学研究方法，体会科学理论在争论中向前发展。通过本单元的学习，可以深入了解生物进化的证据和理论，从宏观角度理解生命的延续与发展，进一步形成生物进化观念和辩证唯物主义世界观。能够运用进化与适应观参与抗生素滥用等社会议题的讨论。本单元的学习还能够增进对人与自然关系的认识，建立人与自然和谐共生的观念，提高保护生物多样性的意识。二、单元要素（一）单元内容标准概念4生物的多样性和适应性是进化的结果4.1地球上的现存物种丰富多样,它们来自共同祖先4.1.1尝试通过化石记录、比较解剖学和胚胎学等事实,说明当今生物具有共同的祖先4.1.2尝试通过细胞生物学和分子生物学等知识,说明当今生物在新陈代谢、DNA的结构与功能等方面具有许多共同特征4.2适应是自然选择的结果4.2.1举例说明种群内的某些可遗传变异将赋予个体在特定环境中的生存和繁殖优势4.2.2阐明具有优势性状的个体在种群中所占比例将会增加4.2.3说明自然选择促进生物更好地适应特定的生存环境4.2.4概述现代生物进化理论以自然选择学说为核心,为地球上的生命进化史提供了科学的解释4.2.5阐述变异、选择和隔离可导致新物种形成（二）单元学习任务1.概念建构——生物进化的原因、种群基因频率、自然选择和变异2.研究方法——生物进化论、现代生物进化理论模型、科学史探究实验证据3.实践应用——解释生物进化的原因、举例说明生物多样性是协同进化的结果（三）单元学习目标1.围绕进化理论发展的历史，基于证据和逻辑，认同生物是不断进化的，构建本单元思维导图，通过比较化石和当今生物体上的进化证据，说明当今生物是由共同祖先进化而来，说出对生物进化原因的不同解释。2.举例说明自然选择和变异是适应形成的必要条件，以现代生物进化理论模型说明物种形成的三个关键环节，运用进化观阐明耐药菌的形成过程，学会用种群的基因频率解释生物进化。3.运用生物进化理论解释现存生物适应性和多样性的成因，重构生物进化思想。基于生物多样性成因的分析，认同自然界的各种生物和生态系统协同进化，不断发展。（四）单元学习计划学习阶段主要学习任务学时安排整体感知构建思维导图梳理生物起源和进化的证据和理论解释，比较不同进化理论的内容，认同进化理论在发展。1探究建构列举并比较教材中的进化证据，说明当今生物是由共同祖先进化而来。尝试用不同的进化理论解释适应的形成。分析生物进化的实质，学会用种群的基因频率解释生物进化。构建加拉帕格斯群岛地雀的进化过程模型，说明物种形成的三个关键环节，总结现代生物进化理论的主要内容。2应用迁移应用现代生物进化理论分析耐药菌的形成，通过实验探究抗生素使用对耐药性的影响，从而认识抗生物滥用的危害，对科学使用抗生素提出合理建议。1重构拓展以生物的进化过程为主线，重构单元体系。用进化和适应观解释生物现象，分析人与自然的关系，参与生物多样性的保护。2学习资源学习阶段资源类别资源分层整体感知《人是由什么动物进化而来的》视频资源《孟德尔给达尔文写过信吗》文档资源TT探究建构《生物有的共同祖先的证据》资源《遗传平衡定律》文档资源《加拉帕格斯群岛的地雀》视频资源TAB应用迁移《超级细菌和抗生素滥用》视频资源T重构拓展《生物多样性》视频资源；《协同进化与生物多样性》文档资源TT（六）单元学习目标追求三、单元内容（一）整体感知生物的进化人类对生物起源与进化的研究进化论也在进化地球上本来没有生命。对于生命的起源和生物进化的问题，很久以来就吸引着人们去探求，这个过程中各种争论不断，在各种理论的交锋中,进化理论本身也在“进化”。你能找出哪些证据来证明进化论也在进化吗？【学习目标】1.研读教材，搜集进化论的相关资料，了解变异与进化的关系，认同生物是不断进化的。2.结合生物进化理论的历史，说出科学史上影响较大的进化理论和科学家。3.基于证据和逻辑，梳理进化理论发展的历史，初步建构生物进化的体系。学习活动1：变异与进化的关系再深入通过上一单元对变异的探究，我们明确了基因在传递过程中的变化，这与本单元的生物进化有何联系？学习活动2：了解进化理论的发展历程关于生物进化的解释一直存在着各种理论的交锋，结合教材或自己搜集资源，了解生物进化理论的历史，写出科学史上对生物进化的研究影响较大的科学家和主要理论。学习活动3：初步构建本单元的思维导图梳理进化理论发展的历史，基于证据和逻辑，认同生物是不断进化的，初步构建本单元的知识体系。（二）探究建构生物的进化——构建生物进化解释模型生物进化的本质进化论是生物科学的核心理论，也是生物科学中最大的统一理论，伴随着科学的发展和人类认识水平的提高，进化论经历了一个由推论到验证、由定性到定量的发展过程。随着科学的迅速发展，对于生物进化的研究逐渐深入到了分子水平，对生物进化的解释逐渐触及本质。进化论在不断地发展过程中与基因频率有着怎样的联系呢？【学习目标】1.通过比较化石和当今生物体上的进化证据，阐明当今生物是由共同祖先进化而来的。2.结合长颈鹿的进化实例，用不同的进化理论解释适应的形成。用数学方法讨论基因频率变化的必然性，构建加拉帕格斯群岛地雀的进化过程模型，说明物种形成的三个关键环节。3.总结现代生物进化理论的主要内容，认同自然界的各种生物和生态系统协同进化，不断发展。学习活动4：寻找生物有共同祖先的证据达尔文在《物种起源》一书中明确提出，地球上的当今生物都是由共同祖先进化来的，人和猿有共同的祖先。达尔文列举了大量的证据来论证自己的理论，现代生物学的研究成果也支持达尔文的观点。结合教材或自己搜集资源，列举生物有共同祖先的证据并进行分析。学习活动5：用自然选择学说解释长颈鹿的进化生物有共同祖先，那现存生物的多样性和适应性是如何形成的呢？达尔文随贝格尔号进行了为期五年的环球科学考察，沿途观察、收集各种动植物标本、化石记录。经过大量的观察、研究，并通过合理推理提出自然选择学说，对生物的进化和适应的形成作出了合理的解释。1.阐述达尔文自然选择学说解释模型，概括适应形成的必要条件。2.如图为长颈鹿进化示意图，请用自己的话概括适应是如何形成的。学习活动6：用数学方法探究改变种群基因频率的因素英国的曼彻斯特地区有一种桦尺蛾。它们夜间活动，白天栖息在树干上。19世纪时，曼彻斯特地区的树干上长满了浅色的地衣，桦尺蛾几乎都是浅色型的。后来，随着工业的发展，工厂排出的煤烟使地衣不能生存，结果树皮裸露并被熏成黑褐色。到了20世纪中叶，黑色型的桦尺蛾却成了常见类型。杂交实验表明，桦尺蛾的体色受一对等位基因S和s控制，黑色（S）对浅色（s）是显性的。1.假设一个桦尺蛾种群中基因型为SS、Ss、ss的个体数分别是10、20、70。且该种群满足以下五个条件：①昆虫种群非常大；②所有的雌雄个体间都能自由交配并产生后代；③没有迁入和迁出；④不同翅色的个体生存和繁殖的机会是均等的；⑤基因S和s都不产生突变。①SS、Ss、ss的基因型频率分别是多少？S、s的基因频率分别是多少？②请用棋盘法计算F1中SS、Ss、ss三种基因型的频率各是多少？③F1种群S、s的基因频率各是多少？想一想子二代、子三代以及若干代以后，种群的基因频率会同子一代一样吗？2.第一只黑色桦尺蛾可能是如何出现的？桦尺蛾种群中S基因的频率为什么越来越高？小结：影响种群基因频率变化的因素？生物进化的实质？【拓展提升】1.高秆小麦（DD）与矮秆小麦（dd）杂交后，再经过多次自交，其后代种群中基因型为DD的个体占72%，基因型为Dd的个体占8%，基因型为dd的个体占20%，那么基因D的频率是？2.已知人的褐色(A)对蓝色(a)是显性。在一个有30000人的群体中，蓝眼的有3600人，褐眼的有26400人，其中纯体12000人。那么，在这个人群中A、a基因频率和AA、Aa、aa基因型频率是多少？3.某工厂有男女职工各200人，对他们进行调查时发现，女性色盲基因携带者为15人，患者为5人，男性患者为11人，那么这个群体中色盲基因的频率为多少？4.据调查，某校高中学生关于某性状基因型的比例为XBXB(42.32%)、XBXb(7.36%)、XbXb(0.32%)、XBY(46%)、XbY(4%)，则该地区XB和Xb的基因频率分别是(

)A.60%、8%

B.80%、92%C.78%、92%

D.92%、8%学习活动7：用现代生物进化理论模型解释物种形成加拉帕戈斯群岛上生活着13种地雀。这些地雀的喙差别很大，不同种之间存在生殖隔离。加拉帕戈斯群岛由13个主要岛屿组成。不同岛屿的环境有较大差别，比如岛的低洼地带，布满棘刺状的灌丛，而在只有大岛上才有的高地，则生长着茂密的森林。这些岛屿是500万年前由海底的火山喷发后形成的，比南美洲大陆的形成晚的多。因此可以推测这些地雀的共同祖先来自南美洲大陆，以后在各个岛屿上形成了不同的种群。1.构建加拉帕格斯群岛地雀的进化过程模型，并总结物种形成的必要条件是什么？2.加拉帕戈斯群岛的地雀是说明通过地理隔离形成新物种的著名实例，那么是不是所有新物种的形成都需要经过地理隔离？请举例说明。学习活动8：探究生物多样性的形成分析下列资料，回答问题：资料1：达尔文曾发现一种兰花长着细长的花距，于是他推测一定有一种生有同样细长的吸管式口器的昆虫，能从花距中吸取花蜜，并且帮助其传粉。资料2：你可能在电视上看过猎豹追捕羚羊的镜头，自然选择有利于羚羊种群中肌肉发达、动作敏捷的个体,也有利于豹种群中跑得快的个体。资料3：地球上的原始大气中是没有氧气的，随着早期光合生物的出现，使得原始大气中有了氧气，就为好氧生物的出现创造了条件综合资料分析进化过程中生物与生物、生物与无机环境之间的相互影响，思考协同进化与生物多样性的关系？生物多样性包括哪几个层次？小结：总结现代生物进化理论的主要内容？（三）应用迁移生物的进化用进化观理性分析抗生素使用抗生素滥用的后果抗生素的发明和应用是人类在20世纪医药领域最伟大的成就之一，特别是青霉素的发明和使用，堪称人类同疾病斗争史上的一场革命。青霉素的大量生产，拯救了千百万伤病员。发明抗生素的弗莱明，早在1945年的诺贝尔颁奖典礼上就说过这么一段意味深长的话：“滥用青霉素的无知的人，将在道德上为他人的死负责。因为他的无知带来了耐药性的问题，导致了那些人为之丧命。”据统计,我国每年因抗生素滥用而死亡的人数可达8万人，2050年千万人将死于抗生素滥用死亡人数超过癌症!那么，抗生素的使用对耐药菌的形成具有怎样催生作用？【学习目标】1.回顾达尔文的生物进化论和现代生物进化理论的主要内容，说出生物进化的实质。2.运用现代生物进化理论阐明耐药菌的形成，并尝试设计实验探究“抗生素对细菌的选择作用”。3.用进化和适应观宣传抗生素滥用的危害，形成科学使用抗生素的意识。学习活动9：分析耐药菌的形成与抗生素滥用的关系碳青霉烯类抗生素是治疗重度感染的一类药物。下表为2005-2008年，该类抗生素在某医院住院患者中的人均使用量，以及从患者体内分离得到的某种细菌对该类抗生素的耐药率变化。年份2005200620072008住院患者该类抗生素的人均使用量/g0.0740.120.140.19某种细菌对该类抗生素的耐药率/g2.66.1110.925.51.细菌的耐药性变异是在使用抗生素之前还是之后？细菌耐药率发生了什么变化？2.分析表中数据，说明细菌耐药率的变化与抗生素的使用量之间存在何种关联?3.运用现代生物进化的观点解释耐药菌形成的原因？4.尝试设计实验来探究“抗生素对细菌的选择作用”实验材料：金色葡萄球菌菌株、青霉素、卡那霉素、培养基实验用具：记号笔、滤纸片、直尺、酒精灯、涂布器等培养细菌产生的抑菌圈结合你的实验设计思路，写出预期的实验结果。培养细菌产生的抑菌圈5.滥用抗生素的现象十分普遍。例如，有人生病时觉得去医院很麻烦，就直接吃抗生素。尽管人类不断研发和使用新的抗生素，细菌对新药的耐药性也在不断提高，但随着抗生素的滥用，势必会出现对多种抗生素都能抵抗的“超级细菌”，为预防此种情况的出现，请你