資源簡介

《第四節(jié) 生物進化的原因》教案
教學(xué)目標：
知識目標：
1、了解人工選擇的過程和條件。
2、了解英國曼徹斯特地區(qū)的兩種樺尺蛾的數(shù)量隨環(huán)境的變化而改變的事例
3、概述自然選擇學(xué)說，形成生物進化的基本觀點。
能力目標：
1、通過觀察原雞的進化，培養(yǎng)學(xué)生觀察能力，分析處理資料的能力。
2、通過觀察有關(guān)樺尺蛾數(shù)量變化情況的資料分析，培養(yǎng)學(xué)生的信息分析和綜合能力。
情感態(tài)度與價值觀目標：
1、通過環(huán)境的變化可以導(dǎo)致生物進化的事實，對學(xué)生進行潛移默化的環(huán)保教育
2、介紹達爾文鍥而不舍、歷盡艱辛創(chuàng)立生物進化論的事跡，培養(yǎng)學(xué)生嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度，塑造學(xué)生獻身科學(xué)事業(yè)的美好心靈。
教學(xué)重難點：
1、重點：了解人工選擇的過程和條件，了解英國曼徹斯特地區(qū)的兩種樺尺蛾的數(shù)量隨環(huán)境的變化而改變的事列。
2、難點：概述自然選擇學(xué)說，形成生物進化的基本觀點。
教學(xué)過程：
教師：通過上節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們知道生物進化的過程中，不斷有新物種的產(chǎn)生和老物種的滅絕。這是為什么呢？推動生物不斷進化的原因是什么呢？對于這些問題，人們提出了各種不同的解釋。從18世紀后期開始有很多人探討此問題。首次提出系統(tǒng)進化學(xué)說的是19世紀初的拉馬克，他提出用進廢退和獲得性遺傳的法則。半個世紀后，即1859年，科學(xué)的生物進化論誕生了，主要代表是達爾文提出自然選擇的學(xué)說，關(guān)于他及他的學(xué)說我們下節(jié)課學(xué)習(xí)。最終發(fā)展成現(xiàn)代的科學(xué)形態(tài)是在孟德爾的遺傳學(xué)創(chuàng)立之后。今天，我們學(xué)習(xí)生物進化的原因，主要是以這三位生物學(xué)家提出的觀點為依據(jù)的。借著前人的“肩膀”，我們通過下面一個實例來分析生物進化的原因。
最先科學(xué)地解釋了生物進化的原因的是英國的博物學(xué)家達爾文。
討論：達爾文是怎樣提出科學(xué)的進化理論的？
(1)從小熱愛自然，喜歡觀察并不斷地提出問題。
(2)科學(xué)考察，發(fā)現(xiàn)許多與“上帝造物論”不一致的問題。
(3)觀察研究人工選擇。
(4)提出自然選擇理論。
對于來自各方面對進化學(xué)說的攻擊，達爾文持有什么態(tài)度？
1、人工選擇：
利用掛圖向?qū)W生介紹達爾文對飼養(yǎng)動物(家鴿和家雞)和栽培植物(甘藍)的研究工作。介紹時需要解釋什么是品種？品種是怎樣獲得的？
達爾文認為，在不同的飼養(yǎng)或栽培條件下，原始祖先產(chǎn)生了許多變異，人們根據(jù)各自的愛好對不同的變異個體進行選擇。經(jīng)過若干年的選擇使所選擇的性狀積累加強，最后選育出不同的品種。
人工選擇是根據(jù)人類的需求和愛好，經(jīng)過不斷的選擇形成生物新品種。
達爾文由人工選擇的實例聯(lián)想到自然界中各種生物物種的形成。在自然界中的生物進化，選擇作用是怎樣進行的？
2、自然選擇：
教師：提出問題與學(xué)生討論自然選擇是怎樣進行的。
(l)自然界中大多數(shù)生物有很強的繁殖能力。
例：1株1年生的植物只產(chǎn)生兩粒種子，20年后會有多少后代？
大象壽命一般在100歲。一對大象一生可生6只小象， 740～750年后一對大象的后代可以達到1900萬頭。
這樣的現(xiàn)象稱為過度繁殖。
提問：過度繁殖會帶來什么問題？
(2)生物的生存需要一定的條件，即要保證生物必需的食物和生存的空間。生物生存的空間和食物是有限的。
提問：為了生存，生物在這個有限的生存條件下會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？
生物之間為了獲得生存所需要的食物和空間而進行的斗爭，稱為生存競爭。
(3)生存競爭總有勝敗。什么類型的生物在生存競爭中容易取勝或者失敗呢？
實例：曼徹斯特的樺尺蛾
很多進化現(xiàn)象由于需要歷經(jīng)漫長的時間而沒有辦法被人類觀察到，可是也有些進化現(xiàn)象在比較短的時間就發(fā)生了明顯的變化。英國曼徹斯特的樺尺蛾就是這樣的例子。
18世紀的英國曼徹斯特地區(qū)，山清水秀，綠樹成蔭，那里的森林及農(nóng)田生活著一種樺尺蠖(ｈｕò)，其成蟲是一種飛蛾，其名為椒花蛾。它們夜間活動，白天休止，通常棲息在有地衣覆蓋的樹干和石塊上。到1848年，有關(guān)椒花蛾的報道都是淺色的。直到1850年在英國工業(yè)中心曼徹斯特才第一次報道有黑色型突變。隨著英國工業(yè)化的日益擴大，煙塵和廢氣開始污染工業(yè)城市和近郊，使地衣不能生長而樹皮裸露，椒花蛾棲息的背景由淺色地衣變?yōu)樯钌珮涓桑谑呛谏坊ǘ曛饾u增加，在曼徹斯特達到90%以上，而在未受污染的農(nóng)業(yè)區(qū)主要仍是淺色型。科學(xué)家們做了這樣一個實驗：他們先把數(shù)量相等的淺色的樺尺蠖和深色的樺尺蠖同時放到樹干上，然后用望遠鏡觀察到樹干上所發(fā)生的情況。一群愛吃樺尺蠖的鳥兒飛過之后，他們發(fā)現(xiàn)，淺色樺尺蠖所剩無幾，而大部分深色樺尺蠖卻逃過了這場災(zāi)難。
討論題：
1.黑色樺尺蠖的出現(xiàn)對于后代的生存有何意義？
2.黑色樺尺蠖的數(shù)量由少數(shù)逐漸變?yōu)槎鄶?shù)，而淺色樺尺蠖數(shù)量的減少，主要是受什么的影響？
3.請你試著解釋樺尺蠖體色變化的原因？你從中受到哪些啟發(fā)？
學(xué)生1：黑色樺尺蠖的出現(xiàn)屬于自然變異的結(jié)果，在環(huán)境改變的情況下這種突變對其后代的生存是有利的。
學(xué)生2：黑色樺尺蠖數(shù)量逐漸增加，由少數(shù)變?yōu)槌Ｒ婎愋停饕墉h(huán)境的影響，一方面工廠排出的煙煤殺死了地衣，使樹皮變黑；另一方面樺尺蠖的天敵決定樺尺蠖的不同顏色的數(shù)量。
學(xué)生3：樺尺蠖體色變化是由于體內(nèi)的遺傳物質(zhì)發(fā)生變異，而且變異的性狀傳給了后代；并且是在外界環(huán)境變化及天敵的影響下，變異個體逐漸增加的結(jié)果。我認為：工廠排放出的煤煙是導(dǎo)致樺尺蠖顏色改變的關(guān)鍵，說到底是環(huán)境污染迫使生物性狀發(fā)生改變。所以，在工業(yè)高度發(fā)達的今天， 更應(yīng)注重環(huán)境保護，減少工業(yè)“三廢”對環(huán)境的污染。
注：教師對作答的同學(xué)給予鼓勵性、贊賞性的評價，可傾聽多數(shù)同學(xué)的回答，直到較滿意的答復(fù)。
教師：通過對樺尺蠖體色變化的分析，我們知道了“遺傳和變異”是樺尺蠖體色變化的基礎(chǔ)，而環(huán)境的改變是它體色變化的外在動力。如果要使英國曼徹斯特地區(qū)的淺色的樺尺蠖又重新恢復(fù)為常見類型，你認為該怎樣做？
學(xué)生：我們應(yīng)關(guān)掉曼徹斯特周圍的工廠，保持樺尺蠖生活區(qū)域內(nèi)清潔的空氣，保持天敵的數(shù)目不變。這樣淺色樺尺蠖便成為常見類型。
教師：由樺尺蠖體色變化的分析，我們可推想生物圈中不同種類生物的進化原因，是否與這一事例相類似呢？
學(xué)生：是。
教師：在人們對樺尺蛾的觀察中也證明了這一點。(閱讀課本58頁)樺尺蛾從淺色品種變成深色品種，也是一種進化。這種進化是什么原因造成的呢？
學(xué)生：樺尺蛾的顏色改變是環(huán)境污染造成的。
教師：樺尺蛾的顏色改變是環(huán)境污染直接引發(fā)的嗎？由于煤煙，一只淺色的樺尺蛾會被熏黑，變成深色的樺尺蛾嗎？
學(xué)生：不是，樺尺蛾本來就有深色和淺色兩種。
教師：我們把同一種生物，有不同顏色(性狀)的現(xiàn)象叫做什么？
學(xué)生：變異。
教師：不同顏色的樺尺蛾在天敵面前，存活的機會是不同的。我們把樺尺蛾和天敵的斗爭叫做生存斗爭；而天敵對樺尺蛾的選擇就是一種自然選擇。
教師：你能總結(jié)出自然選擇學(xué)說的要點嗎？
學(xué)生：必須有生存斗爭；必須能繁殖；要有有利變異和不利變異，不利變異被淘汰
教師：同學(xué)們總結(jié)的非常全面。那么，自然選擇和我們通常講“用進廢退”的學(xué)說有什么不同嗎？
學(xué)生：自然選擇學(xué)說認為生物存在有利變異和不利變異，但“用進廢退”認為生物原來都是一樣的。
小結(jié)：自然界中的生物，通過激烈的生存競爭，適應(yīng)環(huán)境的生存下來，不適應(yīng)環(huán)境的被淘汰，這就是自然選擇。適者生存，不適者被淘汰，所以目前在地球上生活的各種生物大多是適應(yīng)環(huán)境的。自然界的環(huán)境有各種類型，不同類型的環(huán)境對生物的差異進行選擇，形成了適應(yīng)不同環(huán)境的生物，同時，也產(chǎn)生了生物的多樣性。
教師：那些生存斗爭的勝者是不是一定是“強者”呢？
學(xué)生：海島上常有大風(fēng)，所以翅膀殘缺的不會飛，反而不會被風(fēng)吹走，是有利變異。
教師：可見，自然界的生物，通過激烈的生存斗爭，適應(yīng)者生存下來，不適應(yīng)者被淘汰掉，這就是自然選擇。生物通過遺傳、變異和自然選擇不斷進化。
教師：生物進化的歷程是否已經(jīng)完成？如果還在進行，我們?yōu)槭裁床灰装l(fā)現(xiàn)生物的進化？
自然選擇的進程十分緩慢。生物界的豐富多彩是經(jīng)過許多億年的選擇形成的。

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