6.4协同进化与生物多样性的形成教学设计高一下学期生物人教版必修2

课时教学设计第6课时教学设计设计者学校年级高一年级课题第4节协同进化与生物多样性的形成课型新授课R章/单元复习课□专题复习课□习题/试卷讲评课□学科实践活动课□其他□教学内容分析本节内容位于高中生物学必修2《遗传与进化》的第6章生物的进化中的第4节，主要包括协同进化、生物多样性的形成、生物进化理论在发展，从生态系统的层面阐述了生物与生物之间，生物与无机环境之间相互作用、相互影响共同形成生物多样性的结果。运用进化和适应观，说明通过漫长的协同进化过程，地球上不仅出现了千姿百态的物种，丰富多彩的基因库，而且形成了多种多样的生态系统。教材还列举了大量典型的实例来解释协同进化的概念，收集大量的资料和图片分析生物多样性的形成过程，通过对生物进化历程示意图的观察，提取信息了解生物进化的过程，进而明确生物多样性形成的原因。关于生物进化理论在发展的内容,需要了解更多的生物进化历程的相关知识，如“寒武纪大爆发”事件，提出更多生物进化的探究课题，并强调生物进化理论其他理论一样不会停滞不前，而是在不断发展。鼓励学生在今后的学习中努力做到敢于质疑、勇于探索、尊重证据、崇尚理性。学情分析在学本节课之前，学生在初中阶段已经学习了生物进化的内容，而且在本章的前几节内容中也了解生物进化的化石证据和达尔文自然选择学说的要点，对突变和基因重组、自然选择、隔离等对新物种的形成和生物进化的作用有了深刻的认识，但是对达尔文自然选择学说的局限性尚不清楚。所以需要学生通过查阅资料，列举的大量实例和收集的事实证据、图片等丰富自己的知识面。有的学生可能通过媒体或科普书刊，对进化领域出现的不同观点有所了解，在教学中，可以鼓励这些同学积极发言，参与课堂讨论。学习目标确定课程标准的要求是：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，根据上述要求和建议，本节课教学目标确定如下：1.生命观念：初步运用进化与适应观、结构与功能观，阐明协同进化的概念并举实例，概述生物多样性及其形成的过程。2.理性思维：运用分析与综合的方法将奇蹄类动物的起源和马的进化趋势的情境中提取有关进化的信息，分析生物多样性的形成，掌握知识脉络；概述以自然选择学说为核心的现代进化生物理论的要点，认同其在现有生物进化理论中的主流和核心地位。3.科学探究：根据化石证据，探究生物多样性的形成漫长的进化历程，总结生物多样性的形成是协同进化的结果；通过了解现代生物进化理论存在的争论和疑点，认同科学理论是在不断发展的。4.社会责任：明确保护生物多样性刻不容缓的现状，保护环境、人与自然和谐相处。学习重难点学习重点：1．协同进化与生物多样性的关系。2．现代生物进化理论的要点。学习难点：现代生物进化理论中的不同观点和未解决的问题。任务实施过程学习任务教师活动学生活动教学意图情境导入。阅读情境，小组讨论（限时2分钟）提出问题：1.河流和山脉在其中起到了什么作用？2.气候对种群1和2有什么影响？在不同气候中，种群1和2所食的草类有何差别？同时引出本节课马与食物的协同进化。由材料可以得出：物种的进化、生物多样性的形成离不开所生存的环境它们之间有什么具体联系呢？我们进入今天的课程——协同进化与生物多样性的形成学生观察图片，并互相讨论，回答问题。1.河流和山脉起到地理隔离的作用，导致种群1、2与亲代种群之间不能发生基因交流。2.例如干燥气候区域的草长得坚硬，刺比较多，马对其咀嚼需要更坚硬的牙齿；湿润气候区域的草长的比较柔软，叶片宽大，耐涝不耐旱，马的牙齿固然不需要非常坚硬来磨碎食物。总结：在不同的环境下条件下，种群1、2承受不同的选择压力，经自然选择，适应环境的个体被保留，不适应环境的个体被淘汰，种群1、2也会出现不同的突变和基因重组，种群1、2基因库的差异越来越大，最终导致生殖隔离。解决上节课的遗留问题，并创设情境。通过实例，引起学生的阅读兴趣。初步运用进化与适应观、结构与功能观，阐明协同进化的概念并举实例。教师通过PPT展示狮子捕食斑马的实例，让学生小组分析讨论：（限时3分钟）（1）在斑马种群中生存下来的是哪一类型个体，为什么？（2）捕食者的存在是否对斑马有害无益？（3）捕食者是不是就“高枕无忧”呢？总结什么是“精明的捕食者”策略？由此可见，任何一个物种都不是单独进化的。以上实例介绍的协同进化都是在不同中生物之间的，同学们思考一下协同进化还有其他类型吗？学生观察几种动物的关系，思考并回答问题：（1）斑马种群中肌肉发达、动作敏捷的个体，由于动作敏捷、跑得快等不容易被捕食而存活下来。（2）捕食者所吃掉的大多是被捕食者中年老、病弱或年幼的个体，客观上起到了促进种群发展的作用。（3）一般来说，只有动作敏捷、跑得快的捕食者个体才能获得食物，从而生存下来，繁育更多的后代。因此，斑马对捕食者种群的进化也起到了促进作用。捕食者一般不能将所有猎物吃掉，否则自己也无法生存小组讨论结果：展示原始大气氧气含量变化与生物进化之间的关系图，理解生物与无机环境之间也是在互相影响不断进化和发展的。采用问题教学方式，组织学生自学，利用教材文字的说明和提供的事实依据理解协同进化的概念。培养学生观察资料分析资料的能力，让学生理解不同物种之间、生物与环境之间在相互影响中的不断进化和发展。总结协同进化的实质。小结：给协同进化下个定义吗？它具有什么意义呢？协同进化：不同物种之间，生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，这就是协同进化。提高学生总结归纳能力，明确协同进化的易错点。概述生物多样性及其形成的过程。用分析与综合的方法从马的进化趋势的情境中提取有关进化的信息，分析生物多样性的形成，掌握知识脉络。根据化石证据，探究生物多样性的形成漫长的进化历程，总结生物多样性的形成是协同进化的结果。我们再来阅读教材119页，课件展示捕食者在进化中的作用，让学生总结什么是“收割理论”？教师带领学生观看马的进化历程的视频，了解马不同物种的生物多样性，进一步引出多种生物的多样性。观看视频，讨论完成以下问题（限时5分钟）：提出问题：1.马的进化过程中有哪些明显的趋势？2.马的多样性是怎么形成的？3.马和人类之间存在协同进化吗？分析生物多样性的形成过程，在这之后，教师组织学生讨论一下问题（限时5分钟）：1.形成生物多样性的原因是什么？2.最早出现的生物是哪一类生物？它们生活在什么环境中？3.陆生植物和陆生动物的出现谁先谁后？前者为后者提供了什么条件？4.同今天你所看到的地球相比，寒武纪时地球上的生态系统有什么特点？5.恐龙大约是什么时候绝灭的？物种绝灭对生物多样性会产生怎样的影响？总结：生物多样性的形成经历了漫长的进化历程。概括收割理论：捕食者往往捕食个体数量多的物种，这样就会避免出现一种或少数几种生物在生态系统中占绝对优势的局面，为其他物种的形成腾出空间。学生跟随老师的指导，归纳出马的生物多样性的具体体现。小组展示1.体型增大；背部伸直和变硬；侧趾退化，中趾加强；门齿变宽，前臼齿臼齿化；颊齿齿冠增高；眶前面部伸长，脑增大而复杂化。2.马所处的环境、气候、食物等因素的影响，马最终朝向不同的方向发展，总之是长期自然选择、协同进化的结果。3.是认识生物多样性的形成，并且小组之间互相讨论，回答问题：1.长期自然选择、协同进化的结果。2.最早出现的生物是厌氧的单细胞生物，它们生活在原始海洋中。3.先出现植物，后出现动物，否则动物登陆后就会饿死。4.当时陆地上还是一片荒芜，生物都生活在海洋中。5.恐龙是在中生代后期绝灭的。物种绝灭对生物多样性的影响是复杂的，恐龙的绝灭有利于哺乳动物的繁盛。总结：生物多样性的形成经历了漫长的进化历程:46亿年前：地球诞生38亿～37亿年前：诞生最早的原始生命。35亿年前：发现最早的生物化石。35亿～15亿年前：主要是种类不多的蓝藻和细菌。15亿年前：出现真核生物。5.4～5亿年前：海洋无脊椎动物爆发式形成；寒武纪大爆发。4亿年前：海洋植物登陆，形成陆生植物；随后出现陆生动物。之后：裸子植物和被子植物扮演生产者的主角；鸟类、哺乳类成为优势的动物类群。通过收割理论，强调捕食者在进化中的作用，说明协同进化有利于增加物种多样性。让学生体验科学家的探究过程，激发学生学习兴趣，探究兴趣。通过讨论，认识到生物是进化的，认同保护生物多样性的意义。通过小组合作学习，阅读教材，联系所学生物学知识，讨论问题、解决问题，从而培养学生合作意识，发展学生的理性思维，培养学生的自主学习能力和总结归纳能力。通过了解现代生物进化理论存在的争论和疑点，认同科学理论是在不断发展的。明确保护生物多样性，刻不容缓的现状，保护环境、人与自然和谐相处。让学生阅读教材第123—124页，总结生物进化的其他理论或学说，引导学生理解，生物进化理论是不断发展的。展示环境评估报告，呼吁保护生物多样性，刻不容缓。学生总结：以自然选择学说为核心的进化理论已被学术界广泛接受，但还有很多问题不能被解释，生物进化理论是不断发展的活动和任务涵盖。认同生物进化理论是不断发展的。保护保护生物多样性，增强社会责任。提炼本节课的核心内容。总结归纳核心内容，绘制思维导图。提高归纳能力。板书设计特色学习资源分析、技术手段应用说明一、真核细胞是怎样起源的？多细胞生物是何时出现的？真核生物是由原核生物进化而来的，这在学术界已无异议。但是，原核细胞是如何进化成真核细胞的，目前尚无一致的结论，主要有两种观点：直接演化和内共生起源。不少人认为真核生物是通过遗传变异和自然选择逐步地由原核生物演化而来的。他们认为自然界仍存在由原核生物向真核生物过渡的类群，如蓝细菌虽然属于细菌，但能够进行释放氧气的光合作用，具有某些与真核植物细胞共同的色素成分，具有简单的膜结构一囊泡系统。又如，原绿藻具有与绿藻和高等植物相同的色素，含叶绿素和叶绿素b,而没有蓝细菌所特有的藻胆素蛋白，但其细胞结构与蓝细菌相似，属于原核生物。直接演化说的最大难点，在于解释真核细胞内具有双层膜的细胞核和细胞器的起源。内共生学说认为，真核细胞是通过若干不同种类的原核细胞结合共生而形成的。最早提出这一学说的是希梅普(A.F.W.Schimper,18561901)，他于1883年观察到绿藻和高等植物的叶绿体能够自行进行分裂，并发现这些叶绿体在形态上与蓝细菌相似，由此提出叶绿体起源于寄生在细胞内的蓝细菌的说法。后来又有科学家提出线粒体起源于在细胞内共生的细菌。到20世纪60年代，随着电子显微镜技术的发展，人们更深入地观察到叶绿体与蓝细菌结构的相似性，加上在自然界发现的共生现象，越来越多的人支持内共生起源说。但是，这一学说还不能很好地解释细胞核的起源。关于最早的真核生物的化石证据，目前还没有一致的看法。一般认为真核细胞只能出现在大气层中氧含量增加到一定程度之后。这是因为真核细胞进行有氧呼吸，而且不能抵御强烈紫外线的辐射，只有当臭氧层形成以后，真核生物才能生存。目前发现的最早的真核生物化石，是大约形成于19亿年前的一种球形微生物。关于多细胞生物的起源，目前已知比较可信的多细胞植物化石，大约形成于6.5亿年前的寒武纪晚期，多细胞动物的化石记录是从最早的埃迪卡拉生物化石群开始的，在6.35亿~5.41亿年前，也属于前寒武纪晚期，不过对此仍有争论。二、最早登陆的植物和动物哪一类生物最早从海洋移居到陆地上？现在一般认为，蓝细菌是最早移居到陆地上的生物。蓝细菌曾广泛分布于海洋中，现代的蓝细菌生活在淡水和地表，可以在干旱的陆地表面形成披壳。绿藻也可能是最早登陆的生物。随后是真菌和地衣。根据细胞结构和生物化学等方面的相似性，人们推测，可能古生代的某些轮藻（绿藻的类群之一)是现有陆生绿色植物（苔藓、蕨类和种子植物）的祖先。目前已经发现的早期陆生动物化石大多是节肢动物，如昆虫、蜘蛛等，它们出现的年代大约在4亿年之前。大约在泥盆纪晚期，四足的脊椎动物也迁移到陆地环境中。教学反思与改进在本单元教学中，都是基于课程核心素养的目标，用大概念去统筹单元学习内容，用大任务、大情境去启动每一课时学习，为学生提供充分的探究体验的过程，培养其正确价值观、必备品格和关键能力，形成良好的核心素养。具体来看，本节以整体的目标任务为驱动力，依据课程标准，模块一通过具体情境教学让学生深刻理解了“协同进化”的概念，并运用到马的进化的新情境中，培养了学生的观察记忆、概念拓展的能力，分析解决问题，能做出正确判断；模块二对于生物多样性的形成过程，把时间充分交给学生，通过观看视频和解读资料，了解生物进化的历程，采用小组合作的学习