資源簡介

第三節 生物進化的原因（教學設計）
年級 八年級 課時規劃 1課時
課題 第三節 生物進化的原因
教學目標 一、知識與能力： 1.模擬保護色的形成過程，分析生物進化的原因。 2.概述自然選擇學說的主要內容。 二、過程與方法： 1.通過模擬探究實驗培養學生的分析思維能力，提高學生的科學探究能力。 2.運用自然選擇學說解釋有關實例。 三、情感態度與價值觀： 1.認同生物進化的基本觀點，初步形成進化觀念。 2.通過閱讀達爾文提出進化論的過程，認同科學探索需要嚴謹的科學態度、正確的科學方法和堅持不懈的科學精神。
教材分析 《生物進化的原因》是人教版教材八年級上冊第七單元第三章第二節的內容。是生物進化的核心內容。生物進化的原因，目前普遍被接受的觀點是達爾文的自然選擇學說，其核心是適者生存，不適者被淘汰。先從英國曼徹斯特地區兩種樺尺蛾的數量隨環境的變化而改變的實例入手，引導學生理性分析，讓學生對環境影響生物的生存留有鮮明的印象。然后，再通過模擬保護色的形成過程的探究活動，讓學生親身感受環境的改變在保護色的選擇和形成中的作用。最后，教材全面地聞述了達爾文的自然選擇學說的主要內容，讓學生比較深刻地認識到生物進化的過程和根本原因。
教學重難點 重點： 1．模擬保護色的形成過程，分析生物進化的原因。 2.概述自然選擇學說的內容。 難點： 1.分析生物進化的原因。 2.運用自然選擇學說解釋相關實例。
教學過程
教學 內容 教師活動 學生活動
引入 新課 進入情景，引發思考，調動學習的積極性，激發參與學習活動的意向，導入新課: 在某個經常刮大風的海島上，有許多無翅和殘翅的昆蟲。請分析，在這個海島上，為什么無翅和殘翅的昆蟲特別多？ 這是自然選擇的結果。由于這些海島上經常刮大風，那些有翅能飛但翅不夠強大的昆蟲，就常常被大風吹到海里，因而生存和繁殖后代的機會較少。而無翅或殘翅的昆蟲，由于不能飛翔，就不容易被風吹到海里，生存和繁殖后代的機會就多。經過一段時間的自然選擇，島上無翅或殘翅的昆蟲就會特別多。 情境導入，激發熱情
新課 教學 一、分析生物進化的一個實例 分析生物進化的一個實例 啟發學生的思考合作探究樺尺蛾的體色與環境的關系： 1：樺尺蛾體色變化的原因是什么？ 2：深色樺尺蛾是被煤煙熏黑的嗎？ 3：為什么100年后深色樺尺蛾變成了常見類型，而淺色的樺尺蛾卻成了少數的主要原因？ 回答1：樺尺蛾的顏色改變是環境改變造成的。 回答2：樺尺蛾本來就有深色和淺色兩種，這是變異的結果。 回答3：不同顏色的樺尺蛾在天敵面前，存活的機會是不同的。 總結：引起曼徹斯特兩種樺尺蛾數量變化的原因是什么呢？ 被污染的環境，使得淺色型樺尺蛾容易被鳥類捕食而處于劣勢，黑色型樺尺蛾具有保護色而處于優勢。周圍環境變化，環境和鳥對樺尺蛾的選擇作用。 讓學生帶著疑問，閱讀課本的資料，提高了學習的效率，同時初步認識了生物進化的原因，為后面的內容學習作好鋪墊。 模擬保護色的形成過程 生物具有的與環境非常相似的體色叫保護色。自然界中利用保護色捕食或防御敵害的實例有很多，通過多媒體展示雷鳥、變色龍等體色隨環境而變化，不同環境中的枯葉蝶、菜青蟲、青蛙等的體色對比。 動物的保護色是如何形成的呢？并進行討論 在第一代和第五代中，分別是哪種顏色的“幸存者”最多，這與彩色的紙的顏色有什么關系？ 答：第一代中，小紙片“幸存者”最多的是藍色；第五代中，小紙片“幸存者”最多的是藍色，這說明了背景顏色應為藍色。 2. 第一代和第二代之間的“幸存者”的數目有什么變化？第一代和第五代間又有什么變化？ 答：第二代“幸存者”的顏色有了分化，有些顏色的“幸存者”明顯多于其他顏色的數量，有的顏色沒有了“幸存者”。到了第五代僅剩一種顏色的幸存者。 3.比較第一代和第五代的“幸存者”，是否所有顏色都有“幸存者？為什么？ 答：比較第一代和第五代的“幸存者”，在群體中不再出現的顏色是橙色、綠色、黃色和紅色，原因是這幾種顏色在藍色的“環境”中較為顯眼，相比較藍色而言，這幾種不同于背景的顏色更容易被發現。 通過上面的模擬實驗，你能推測保護色的形成過程嗎？從中你能簡單分析生物進化的原因嗎？ 答：保護色的形成過程是由于原來的不同體色變異的生物中具有與環境顏色相近的變異個體比較容易存活下來，而這樣的個體一代代積累著這種變異，從而形成保護色。當環境發生變化時，不利變異被不斷淘汰掉，有利的變異逐漸積累，導致生物朝著一定的方向進化。 結合圖片增加學生的感性認識，使學生認識到保護色對動物避敵和覓食的有利方面。激發學生形成保護環境的觀念。 閱讀課本上相關內容，思考并分析原因，回答老師提出的問題，共同學習新知。 （分析理解進化實例原因） （分析理解保護色的作用）
新課 教學 二、自然選擇機會均等 展示長頸鹿進化示意圖 引導學生分析，長頸鹿進化成長脖子的過程及原因。 最開始，長頸鹿有長脖子、短脖子、中脖子，食物和生存空間很充足，后來由于長頸鹿過度繁殖，并且地質環境變化，食物減少，進行生存斗爭，短脖子的長頸鹿沒有食物，被淘汰，長脖子的長頸鹿存活，適者生存，并且將長脖子的基因遺傳給下一代，但是長脖子長頸鹿的后代不一定是長脖子，也可能生出短脖子，代代積累，最終進化成了現在長頸鹿的模樣。理解生物進化是一個漫長且連續的過程。 總結達爾文的自然選擇學說 主要內容是：過度繁殖、生存斗爭、遺傳和變異、適者生存。 1.遺傳和變異是自然選擇的內因。遺傳能使生物保持物種的穩定性和連續性，變異使物種向前發展進化。 2.過度繁殖產生的大量個體，不僅提供了更多的變異，為自然選擇提供更多的選擇材料，而且還加劇了生存斗爭。 3.變異一般是不定向的，而自然選擇是定向的，決定著生物進化的方向。 4.自然選擇的物質基礎是遺傳和變異；動力是生存斗爭；結果是適者生存;遺傳和變異是生物進化的內因；環境的變化是生物進化的外因。 師生互動， 共同學習 (以學生為主進行小結，提高學生科學思維、語言表達能力。)
課堂練習 一、選擇題 1．下列敘述不符合達爾文進化論觀點的是（ ） A．枯葉蝶酷似枯葉，不易被天敵發現，是自然選擇的結果 B．兔的保護色和鷹敏銳的視力是它們長期相互選擇的結果 C．長頸鹿經常努力伸長頸去吃樹上的葉子，因此頸變得很長 D．長期使用抗生素會導致細菌的抗藥性越來越強，是抗生素對細菌選擇的結果 【答案】C 【分析】達爾文的自然選擇學說，是生物進化論的核心內容。自然選擇學說的主要內容是：過度繁殖、生存斗爭、遺傳和變異、適者生存。①過度繁殖：地球上的生物普遍具有很強的繁殖能力，能產生很多后代。②生存斗爭：自然界中生物賴以生存的生活條件（包括食物和生存空間等）是有限的。因此，生物要生存下去，就要進行生存斗爭。③遺傳和變異：遺傳和變異是生物界中普遍存在的現象。生物個體既能保持親本的遺傳性狀，又會出現變異。出現有利變異的個體容易在生存斗爭中獲勝，并將這些變異遺傳下去；出現不利變異的個體則容易被淘汰。④適者生存：生存斗爭的結果是適應環境的生物（或個體）生存下來并繁殖后代，不適應環境的生物被淘汰，這就是適者生存。 【詳解】A．首先枯葉蝶的體色存在著變異。有的與環境相似，有的與環境差別較大。敵害來臨時，體色與環境差別較大的枯葉蝶容易被發現而吃掉，這叫不適者被淘汰；體色與環境相似的枯葉蝶，不容易被發現而活下來，這叫適者生存。活下來的枯葉蝶繁殖的后代，有的體色與環境一致似枯葉，有的與環境還有差別。敵害再來時，又把體色與環境還有差別的枯葉蝶吃掉，而體色似枯葉的枯葉蝶活下來。這樣經過若干代的反復選擇，最終活下來的枯葉蝶似枯葉，不易被天敵發現。因此這是自然選擇的結果，A正確。 B．具有保護色變異的野兔在與鷹的生存斗爭過程中更容易生存下去，而具有銳利視覺變異的鷹在與野兔的生存斗爭中更容易捕獲到野兔，在長期的相互選擇中，形成了野兔的保護色和鷹銳利的視覺，是它們長期相互選擇的結果，B正確。 C．生物界普遍存在變異，古代的長頸鹿存在著頸長和頸短、前肢長和前肢短的變異，這些變異是可以遺傳的，前肢和頸長的能夠吃到高處的樹葉，就容易生存下去，并且繁殖后代；前肢和頸短的個體，吃不到高處的樹葉，當環境改變食物缺少時，就會因吃不到足夠的樹葉而導致營養不良，體質虛弱，本身活下來的可能性很小，留下后代的就會更小，經過許多代以后，前肢和頸短的長頸鹿就被淘汰了，這樣，長頸鹿一代代的進化下去，就成了今天我們看到的長頸鹿。因此長頸鹿的長頸和高前肢的形成就是長期自然選擇的結果，C錯誤。 D．首先細菌的抗藥性存在著變異。有的抗藥性強，有的抗藥性弱。使用抗生素時，把抗藥性弱的細菌殺死，這叫不適者被淘汰；抗藥性強的細菌活下來，這叫適者生存。活下來的抗藥性強的細菌，繁殖的后代有的抗藥性強，有的抗藥性弱，在使用抗生素時，又把抗藥性弱的細菌殺死，抗藥性強的細菌活下來。這樣經過抗生素的長期選擇，使得有的細菌已不再受抗生素的影響了。因此人類長期使用抗生素，使細菌的抗藥性不斷增強，這是自然選擇的結果，D正確。 故選C。 二、綜合題 2．下圖是一塊馬鈴薯甲蟲成災區域先后使用兩種殺蟲劑的實驗結果曲線圖，請據圖回答： (1)從圖中可以看到，使用殺蟲劑1消滅甲蟲，效果最好的是第 年，后來隨著年限延長，殺蟲劑效果逐漸 。 (2)用達爾文的自然選擇學說來解釋以上的現象： ①甲蟲具有很強的 能力，能產生大量后代。 ②未使用殺蟲劑1之前，這些后代中就有抗藥性強的個體，也有抗藥性弱的個體，這種現象在遺傳學上被稱為 。 ③當噴施殺蟲劑1時，抗藥性弱的甲蟲被淘汰，抗藥性強的個體生存下來并遺傳給后代，藥物在決定馬鈴薯甲蟲個體的生存或淘汰過程中起到了 作用，從而使甲蟲群體中抗藥性個體的比例越來越多。從這里我們可以看出，生物進化都是 （定向/不定向的） ④從圖中曲線可以看出，使用殺蟲劑1后的第六年，甲蟲適應了具有殺蟲劑1的環境，這種適應的形成是 的結果。 【答案】(1) 3 減弱（降低） (2) 繁殖 變異 選擇 定向 自然選擇 【分析】達爾文把在生存斗爭中，適者生存、不適者被淘汰的過程叫做自然選擇。其主要內容有四點：過度繁殖，生存斗爭（也叫生存競爭），遺傳和變異，適者生存。 【詳解】（1）從圖中可以看到，使用某種殺蟲劑消滅害蟲，開始使用的一至三年效果較好，第三年效果最好，后來隨著年限延長，殺蟲劑效果越來越差。開始使用某種殺蟲劑，對某種害蟲效果顯著，但隨著殺蟲劑的繼續使用，對該種害蟲的效果越來越差，即該種害蟲表現出越來越強的抗藥性，而實驗證明，在未使用農藥前，某些害蟲個體已具有這種抗藥性，后來隨著年限延長，殺蟲劑效果越來越差。 （2）①達爾文認為，生物普遍具有很強的繁殖力，即過度繁殖。所以甲蟲具有很強的繁殖能力，能產生大量后代。 ②生物的親代與子代之間以及子代的個體之間在性狀上的差異叫變異。未使用殺蟲劑1之前，這些后代中就有抗藥性強的個體，也有抗藥性弱的個體，這種現象在遺傳學上被稱為變異。 ③生物的變異有染色體變異，基因突變，基因重組等，這些都是不定向的。但生物進化經長期的自然選擇，其中不利變異被淘汰，有利變異則逐漸積累，導致生物朝著一定的方向進化，生物進化的方向是由自然選擇決定的，是定向的。可見，結合分析可知，藥物在決定馬鈴薯甲蟲個體的生存或淘汰過程中起到了選擇作用，從而使甲蟲群體中抗藥性個體的比例越來越多。從這里我們可以看出，生物進化都是定向。 ④從圖中曲線可以看出，使用殺蟲劑1后的第六年，害蟲適應了具有殺蟲劑的環境，這種適應的形成是自然選擇的結果。當第七年使用殺蟲劑2時，害蟲由于不適應改變了的環境而大量死亡，經過再次積累，新的有利變異重新適應環境。 q
板書設計 第三節 生物進化的原因 一、分析生物進化的實例 1.樺尺蛾的變異 2.保護色 二、自然選擇 1.提出者：達爾文 2.內容：自然界中的生物，通過激烈的生存斗爭，適應者生存，不適應者被淘汰，這就是自然選擇。
課堂 小結 （反思） 在日常生活中對生物進化也有所了解，但對生物為什么會進化還不清楚。其中“自然選擇學說"對學生來說比較抽象，難以理解，要有較強的分析解決問題的能力和抽象思維能力，這對部分學生可能有些困難。所以在教學中，教師應注意多從生活實際出發，通過資料分析、游戲等活動，幫助他們學習本節知識，加強學生的感性認識，使學生進一步理解、掌握。
課后 作業 見（分層作業），達到鞏固訓練，完成教學目標。

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