初二生物学(北京版)-复习课 三江之源-生物的天堂（四）-1教案

教案教学基本信息课题三江之源——生物的天堂（四）学科生物学段：初中年级八年级教材书名：生物学出版社：北京出版社出版日期：2015年1月教学设计参与人员姓名单位设计者实施者指导者课件制作者其他参与者教学目标及教学重点、难点一、教学目标1、知识目标（1）列举生物进化的证据（2）阐述生物进化的过程（3）解释生物进化的结果与意义2、能力目标（1）依据图表、文字等信息材料分析生物的进化过程（2）运用进化与适应观解释牦牛的适应性的形成3、情感态度价值观（1）认同生物多样性的价值，形成保护自然的责任意识二、教学重难点：1、教学重点：生物的进化与适应观2、教学难点：从进化与适应观的角度阐述生物多样性的形成教学过程(表格描述)教学环节主要教学活动设置意图引入延续“三江源”地区生物多样性探索保持单元教学的整体性和学习思维的延续性环节一——生物进化的证据一、地质学、化石记录、解剖学、胚胎学和分子生物学等从不同方面为生物进化理论提供了证据1.地质学和化石为生物进化提供了来自远古的证据；材料1：西藏始攀鲈，距今已有2500万年了。通过电子显微镜观察到它的鳃腔内长有和现代攀鲈类似的，如花朵一般的迷鳃，迷鳃的功能与肺类似，可以直接呼吸空气中的氧气，但是迷鳃挤占了鳃腔很大的空间，使用于水中呼吸的鳃大大萎缩，所以攀鲈必须经常将头伸出水面，吞吐空气，否则它们就会因缺氧而“晕厥”。対化石的研究发现西藏始攀鲈迷鳃的发育程度更接近于现代攀鲈中的亚洲攀鲈，说明西藏始攀鲈具有类似于现代攀鲈的生理特征与生态习性，由于攀鲈生活在温暖湿润的环境中，科学家推测那时青藏高原的环境与今天的环境截然不同。2.胚胎学展示着系统的快速演进；材料2：胚胎学展示着生命系统的快速演进。胚胎在发育早期都会出现鳃裂和尾，比如人、蛇、鸡和猫等等，脊椎动物在胚胎发育早期都有彼此相似的阶段，但是随着发育的进行，短短的时间内，差异便产生了，我们可以看到胚胎发育后期的样子已经截然不同，整个变化似乎演示着生物进化的过程，也支持了脊椎动物有共同祖先的观点，所以说胚胎学也为进化理论提供了证据。3.解剖学让我们在比较中发现更多的佐证；材料3：据图中人的上肢和鲸鱼、猫、蝙蝠的前肢，虽然外形不同，执行的功能也不同，比如鲸的前肢适于游泳，蝙蝠的前肢适于飞翔，但内部骨的基本结构相同，我们从上向下看，都由肱（gong）骨、桡(rao)骨、尺骨、腕骨、掌骨和指骨构成。也就是说这些器官具有共同的演化起源，现在形态结构的差异是适应不同环境的结果。所以说解剖学通过比较结构，为进化理论提供了证据。4.分子生物学提供更充分的现代证据材料4：随着科学技术的不断发展，研究的逐步深入，分子生物学的研究为进化理论提供更充分的现代证据。我们一起来看一下这个表格，它显示了六种生物同一基因之间的差异，这六种生物分别是家牦牛、野牦牛、美洲野牛、欧洲野牛、普通牛和亚洲水牛，名字中都带有牛字，其实他们都属于牛科，但是所研究的这个基因依然存在差异，那么，同学们，这种差异说明了什么？对的，这种差异可以说明不同种生物亲缘关系的远近，差异越小，亲缘关系越近，差异越大，亲缘关系越远。数据分析：推测家牦牛和谁亲缘关系最近从证据开始，形成认知逻辑链条。分析和解读化石证据，得到直接的证据；分析胚胎学证据，得到更多证据支持从直观的比较研究中获得进化佐证了解科技前沿研究对生物进化的解释指导学生对新证据的应用和解读过渡下面我们就以高原之舟-牦牛为例，探讨生物进化的过程环节二——生物进化的过程从目前发现的牦牛化石考证，野牦牛和家牦牛都是距今三百多万年前分布在欧亚大陆东北部的原始牦牛的后代。图中展示的是国家一级文物，牦牛头骨的化石，这个头骨化石曾经也来到过北京，它距今已经大约有4.5万年了。后来，由于地壳（qiao）运动、气候变迁，原始牦牛开始南移，到达青藏高原，经历了严酷的自然选择之后，最终适应了高寒低氧环境而延续下来，进化成现代的野牦牛。从图中可以看到现代野牦牛躯干壮硕，长毛厚实，其实它的心肺功能还非常强健。当时和牦牛一同生活着的还有披毛犀，但是披毛犀在环境变迁过程中由于不适应已经灭绝了，现在只能见到他们的化石。研究表明，现在的家牦牛是五千多年前，由我国古羌人在藏北羌塘等地区，将捕获的野牦牛人工驯化而来的。现在的家牦牛起源于我国的西藏。应该说现在的家牦牛和野牦牛，都是同一祖先的后代。牦牛与藏民生活息息相关，从衣食住行到经济文化等各个方面都离不开牦牛。人们根据自身的需求，人工定向地选育驯化牦牛。牦牛群中90％以上的牦牛都有大而尖利的牛角。角是防狼自我保护的武器，也代表了争夺配偶时的话语权，因而更适应自然环境，在自然选择过程中被保留下来，在牦牛群中占主导地位。但天性好斗的牦牛因为打斗造成的伤亡时有发生，各种养殖设施在角的顶撞下更是不堪一击。牧民希望养殖更温顺、更易管理、生长更好的无角牦牛。研究发现，牦牛的有角与无角这对相对性状，由一对等位基因控制，用字母A/a表示。两只无角牦牛杂交，后代生出一只有角牦牛，那么在这对相对性状中谁是显性性状？我们一起来分析，两只无角牦牛的后代中出现了有角牦牛，可以知道有角基因在亲本中是存在的，但是并未表现出来。因此判断出有角是隐性性状，无角是显性性状。思考，它们能否生出无角牦牛？为什么？在实际的繁育过程中，我们最好选择什么样的牦牛亲本来繁育无角牦牛呢？为了确定无角公牦牛的是不是纯合子，用这只无角公牦牛与多只无角母牦牛杂交，如何判断这只无角公牦牛是不是纯合子呢？那如果子代出现有角牦牛，请你判断一下这只亲本公牦牛的基因组成。梳理无角牦牛的选育过程：牦牛群体内本身就存在无角变异，只是数量比较少，经过一代代的人工选择保留合适的无角牦牛，淘汰有角牦牛，使控制无角性状的A基因在群体内的比例越来越高，最后得到可以稳定遗传的无角牦牛。从遗传变异的本质出发，引导学生分析进化的过程。将自然选择与人工选择相结合，形成生物进化完整的过程性理解结合基因与性状的关系，说明生物进化的过程过渡生物进化的内因来自生物自身的遗传和变异，外因是自然选择或人工选择，内因外因共同作用才有了生物适应环境的特征，或适应人类需求的特征，这就是进化的过程，进化的方向由选择来决定。环节三——生物进化的结果牦牛能在海拔3500m以上的地区生活自如，这些地区的氧分压比海平面的低35%以上，那么牦牛是如何适应低氧环境的呢？资料1.生活于高原低氧环境中的牦牛的肺脏比普通牛发育好，肺脏重量大，更发达，这是经过长期自然选择的结果，牦牛肺脏对低氧环境显现出了良好的适应性。（1）肺泡数量多，表面积大；肺泡壁极薄，只由一层细胞构成；肺泡外面缠绕着丰富的毛细血管网；（2）分析：（3）已知肺泡隔内有弹性纤维，弹性纤维有利于维持肺脏良好的弹性回缩，有效促进肺内气体的排出，据此分析，高原牦牛比平原黄牛的肺泡隔內的弹性纤维谁更发达？对了，应该是高原牦牛的更发达。电镜下观察他们弹性纤维的切片，如图所示，我们可以看到高原牦牛的确比平原黄牛的更明显。（4）肺泡外面缠绕着丰富的毛细血管，光镜下观察比较高原牦牛和平原黄牛肺泡外毛细血管的丰富程度，高原牦牛更丰富。很明显，更为丰富的毛细血管，使肺内血液供应更丰富，更有利于高原牦牛获得氧，增强对低氧环境的适应能力。资料2.牦牛具有发达的心脏，适应在低氧环境中生活。那么牦牛的红细胞数目、血红蛋白和肌红蛋白的含量又会发生怎样的变化呢？分析：牦牛在生长发育早期又是如何来适应低氧环境的呢？分析：从呼吸到循环牦牛都表现出了极强的适应低氧的特征，为什么会有这些特征呢？其实这些性状都是受基因控制的。这些适应现象在高原动物中普遍存在，比如藏羚羊、藏猪等等，他们既有相同的低氧适应性基因，也有各自所特有的适应性基因。资料3.塔黄淡黄色部分就是它的半透明苞片，它能够吸收紫外线，起到保护的作用，同时还有升温、保温和防水的功能。塔黄一生只开一次花，但是坐果率高达95%以上，它是如何做到的呢？塔黄依赖一种迟眼蕈（xun）蚊为其传粉，雌、雄蕈蚊首先在苞片外交配，之后雌虫进入苞片内，在花间爬行并将卵产入一部分花的子房内。在此过程中，粘在昆虫身上的花粉被传递到柱头上，从而实现传粉。作为传粉的报酬,塔黄提供一部分种子作为幼虫的食物。从牦牛与高原环境之间关系解读：呼吸系统；血液循环的结构与功能特点，体现结构与功能的关系，说明其适应低氧环境的特点对表格数据分析能力培养对实验观察结果的分析对矩形图和折线图进行分析，培养多种信息分析处理能力分析植物的适应性特点过渡生物进化的过程实际上就是生物与生物、生物与无机环境共同进化的过程。适应是生物进化的结果。正因为如此，才有形形色色的环境都生存着种类繁多的生物。他们共同组成多彩的世界，这就是生物多样性。环节四——生物多样性的形成与生态系统自我调节能力生物多样性是生物进化的结果，生物多样性包含生态系统多样性、物种多样性和基因多样性。生物多样性除了对生态系统建成与维护的生态价值之外，还有人类可以利用的经济价值和社会价值。在三江源地区，最突出的就是生态价值。二十世纪末，全球气候变暖、冰川消退，人类过度放牧和乱砍滥伐、捕杀野生动物等等造成的影响越来越严重。“黑土滩”是高山草地严重退化后形成的一种大面积裸地，因其土壤呈黑色，故名“黑土滩”。“黑土滩”是如何形成的呢？资料分析：研究发现，鼠兔等啮齿类动物不喜欢树林和茂密的草地，而喜爱视野宽阔、暴露的环境，因为这样的环境有利于它们及时发现并躲避天敌，增加寻找食物和生存繁殖的机会。分析过度放牧对高原植被造成什么影响？嗯对了，过度放牧会使高原植被遭到破坏。过度放牧和乱砍滥伐又会如何影响鼠兔的数量呢？嗯，对了，牧草被吃了，树木减少了，这样就为鼠兔创造了适宜的生活环境，鼠兔数量会增加。过度放牧、捕杀野生动物（如岩羊、雪豹）等行为对雪豹造成什么影响？我们通过食物网发现，雪豹主要以岩羊、北山羊等野生动物为食，过度放牧导致野生动物缺乏足够的食物而减少，同时对岩羊、北山羊的捕杀，也会使他们数量减少，进而造成雪豹由于缺少食物而减少；另外雪豹直接被捕杀，也会造成雪豹数量减少。进而对鼠兔又产生什么影响呢？鼠兔由于缺少了天敌，它的数量会增加。我们发现“黑土滩”上有很多鼠兔，那能不能说“黑土滩”的形成就是鼠兔之过呢？当然不能这么轻率，其实当我们发现鼠兔数量猛增的时候，实际上就意味着已经出现了生态危机，生态环境遭到了一定程度的破坏，鼠兔实际上也是一种预警动物，给我们人类发出了信号。三江源是长江、黄河和澜沧江的源头。三江源的生态环境能够深刻影响全球的生态环境，保护三江源，保护它的生物多样性与生态环境，将对全球自然环境产生巨大的生态效应，并由此影响到人类的生存与发展。人类要认识自然、顺应自然、与自然和谐相处。总而言之，三江源是大河文明的发祥地，保护三江源的生态功能，就是保护中华文明，使之拥有深远发展的根基。从生物多样性的意义入手，提出问题分析生物与生物、生物与无机环境之间关系，形成整体的进化与适应观跨学科思考，达成价值观的提升小结化石记录解剖学分子水平研究结果适应生物多样性导致通过今天的学习我们知道了