資源簡介

第三節
生物進化的原因
一、教學分析
《生物進化的原因》是《生物的進化》一章的最后一課，前面兩課對生命的起源、生物進化的歷程等作了淺層次的探討，本課在前幾課的基礎上，通過對樺尺蠖、長頸鹿等動物的進化過程進行具體分析，讓學生進一步體會生物與生物之間、生物與環境之間存在的相互作用與平衡關系，分析環境的變化給生物帶來的影響，以達到課程標準的要求。本節課的難點在于保護色的形成過程以及自然選擇學說，而本節教學過程中設計了模擬保護色的形成和模擬生存斗爭兩個探究活動和概念落實狀況的檢測。
二、教學目標
1、知識目標：
通過模擬探究保護色形成的過程，使學生能從感性上升到理性的層面上去分析生物進化的原因。
2、技能目標：
①通過模擬保護色的形成過程和模擬生存斗爭兩個探究活動，培養學生的
動手實踐能力和提高學生分析數據的能力；
②通過模擬探究實驗，提高學生的科學素養。
3、情感目標：
①通過模擬探究保護色的形成過程和模擬探究生存斗爭，加強學生的環保
意識，培養學生團結合作的精神；
②通過學習生物對環境的適應，激發學生熱愛大自然，認識保護生物多樣
性的重要性。
三、教學重點和難點
通過模擬探究保護色形成的過程和模擬探究生存斗爭，使學生能從感性上升到理性的層面上去分析生物進化的原因。
四、教學準備
學生：學生分成9個小組，搜集有關的保護色、警戒色、擬態等與環境相適應的各種形態特征和生理結構的圖片或文本資料。
教師：準備實驗材料；搜集資料制作多媒體課件
教學環境：網絡教室
五、教學過程
1、導入新課
教師展示枯葉蝶、尺蠖、雷=鳥等照片，提問：這些生物為什么會與其生活環境如此相似？那么帶著問題我們進入今天的新課——生物進化的原因。
2、活動一：眼力大比拼，質疑提問
教師展示不同顏色樹干上的樺尺蛾圖片：誰能又快又準地數出樺尺蛾的數目？
樹干上不同顏色的樺尺蛾數量一樣嗎？學生交流后，教師說明以上分別展示了1850年和1950年英國曼徹斯特樺尺蛾的體色，并介紹樺尺蛾體色的變化情況，然后提出疑問：樺尺蛾深淺樺尺蛾深淺不同的體色有什么意義？根據該現象你能提出相關的生物學問題嗎？在學生回答的基礎上說明樺尺蛾體色是生物進化結果并確定主題：保護色的形成——體色變化之謎。
3、活動二：模擬探究保護色的形成
教師提供探究所需實驗材料：黑白小紙片各50張，黑色、白色大卡紙各一張，實驗記錄表一張，秒表。提出探究問題指導：
（1）你用什么顏色的紙片代表淺色的樺尺蛾，數量多少合適？有什么顏色的卡紙模擬樹干？
（2）從食物鏈的角度分析，影響它們生存的因素有什么？如何模擬？
（3）模擬捕食過程中如何盡量減小主觀意識的影響？
（4）幾百年間它們可以繁殖若干代，如何模擬？
學生討論制定探究方案，讓學生上去展示討論出來的實驗方案，不完整的話讓其他同學補充，最終形成比較完善的探究方案：
分組：6人一組
組長：1名，組織、計時、發令。
督察：1名，監督、補充幸存者后代（每個幸存者產生2個后代）
捕食者：2名（要隨機捕食，每代捕食20秒，每轉向桌子一次捕食1個獵物（小紙片），把它拿出來放在另一只手中，然后繼續轉身選取，組長通知不再選擇時為止。
統計員：1名，統計數目報給記錄員。
記錄員：1名，記錄每代開始數和幸存者數,填入記錄表
活動完成后教師幫助學生在理解探究活動意義的基礎上逐步構建概念：
（1）不同色的小紙片代表不同體色的樺尺蛾，生物的什么生命現象導致了樺尺蛾有體色不同的個體？樺尺蛾的體色是否屬于可遺傳的性狀？
（2）從統計數據來看，幸存樺尺蛾的體色有什么規律？
（3）推測樺尺蛾保護色的形成過程，由實驗結果可以得出什么結論？
上述問題的設計引導學生交流達成共識：生物的變異現象使得樺尺蛾有不同的體色，體色是可以遺傳的，和背景顏色相同或相似的獵物不容易被捕食，可見鳥在樺尺蛾的進化過程起到選擇的作用，決定了進化的方向。生存下來的個體性狀通過多代的繁衍積累形成，形成保護色。
4、拓展延伸
除了保護色，動物的警戒色和擬態也有助于生物的生存。
生物的這些現象實際是可以用達爾文的自然選擇學說去解釋的。自然選擇學說——適者生存，不適者被淘汰。
（1）過度繁殖：如果每頭雌象一生（30-60歲）產仔6頭，每頭活到100歲，750年后總數可達到1900萬頭。因此，按照理論上的計算，即使是繁殖不是很快的動植物，也會在不太長的時期內產生的后代而占滿整個地球。但事實上，幾萬年來，象的數目也從沒有增加到那樣多，自然界里很多生物的繁殖能力都遠遠超過了象的繁殖能力，但各種生物的數量在一定的時期內都保持相對的穩定狀態，這是為什么呢？
5、活動三：模擬探究生存斗爭（小游戲——搶扁豆）
教師提出游戲規則：
（1）6人一組，1人組織，1人記錄，4人為捕食者。
（2）第一次兩人作為捕食者參與扁豆游戲，第二次四人參與，記下搶的扁豆數于表2；（注：每人每次只能取一粒放在另一手上）
（3）每人至少“吃”六粒扁豆才能生存下來。
蠶豆數
1號
2號
3號
4號
生存數
2人組
4人組
本探究活動的目的是讓學生體驗并理解同種個體之間存在生存斗爭，不同數量的個體存在時，競爭的結果不同。為此設計如下探究指導：
（1）扁豆模擬什么？不同組的成員數量模擬什么？2人組合4人組捕食者生存個體數有什么區別？說明什么問題？
（2）為什么有點能搶6粒以上？說明生存斗爭中水容易獲勝？
在以上探究的基礎上可引導學生建構以下概念：代表生命自然界中的生物為了獲得足夠的食物要進行生存斗爭；變異會是生物出現多種多樣的個體，這些個體中適應能力強的個體會在生存競爭中生存下來，既適者生存，適應環境的優良的性狀會通過遺傳逐漸積累。
在這樣兩個探究活動的基礎上，學生基本形成梁自然選擇學生中的核心概念：遺傳和變異、過度繁殖、生存斗爭、適者生存。
6、應用分析、深入了解進化
為檢測學生對自然選擇學說核心內容的理解程度，設計兩個應用實例分析：
（1）出示長頸鹿的進化示意圖，請能利用自然選擇學說解釋長頸鹿進化的過程嗎？
（2）展示現在曼徹斯特地區的景象，推測自19世紀以來，樺尺蛾的體色發生了怎樣的變化？從中受到哪些啟示？
通過分析幫助學生進一步認識“遺傳和變異”是生物進化的基礎，環境的改變是生物進化的外在動力，環境改變影響了生物進化的方向。生物的不斷進化使其適應環境的能力增強，自然界呈現勃勃生機。環境會影響生物的生存，唯有保護好環境才能保護多姿多彩的生命，我們的家園更加美麗。

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