資源簡介

《生物進化的原因》教學設計
概述：
“生物進化的原因”是人教社生物學第七單元第三章第三節。本節所需課時為2課時，本課時為第一課時；生物進化的原因是本節章的重點內容，主要是通過模擬保護色的形成過程，分析生物進化的原因。
一、教材分析：?
本課主要是通過英國曼徹斯特地區的兩種樺尺蠖的數量隨環境的變化而改變的真實事例和學生通過模擬保護色的形成過程的探究活動，分析生物進化的原因（內因和外因），概述達爾文自然選擇學說的內容，解釋長頸鹿等生物進化的原因和歷程，并對學生進行環境保護教育。
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二、教學策略選擇與設計：
1． 以視頻、游戲等方式進行教學，激發學習興趣。
2． 為中考備考爭取復習時間，把2課時的內容合為1課時。
本節課是以“跨越式”教學理念作指導，“跨越式”生物教學旨在以信息技術與生物教學的整合為基礎，以創新性教學設計為途徑，充分發揮學生學習的自主性，抓住學生學習生物學科的關健期，使學生的生物素養得到跨越式的發展。本節課教學過程以兩種方式呈現：一是學生自主閱讀英國曼徹地區的兩種樺尺蠖的數量隨環境的改變而改變的真實事例并分析其變化原因；二是學生通過模擬保護色的形成過程的探究活動，從感性上認識生物進化的過程和原因。另外，在分析完曼徹斯特殊地區的兩種樺尺蠖的數量變化的事例后，讓學生閱讀和分析幾個相關的問題，這些問題不僅能強化環境的變化可以導致生物進化的事實，而且可以對學生進行潛移默化的環保教育。整個教學過程以網絡作為教學媒體，教師恰到好和處地把握住主導作用，激發學生的學習興趣，使學生積極參與探究實驗活動，科學地分析實驗結果，主動獲取知識。
三、學習者特征分析：
1、該班學生具有較強的收集、整理、分析資源信息的能力，能熟練操作與教學有關的電腦平臺，能夠根據教學思路和要求，準確找到所需資源的位置。
2、學生學完生物的生殖發育以及遺傳和變異后，對生命的起源和生物進化的相關問題很感興趣，如“究竟先有雞蛋還是先有雞呢？”等相關問題，學生對這類有關“生物進化的過程及原因”的問題，在日常生活中通過各種媒體已具有了一定的零散的、感性的認識，但還欠缺整體、科學、理性的認識。
四、學習目標
知識目標
1、模擬保護色的形成過程，分析生物進化的原因。
2、概述自然選擇學說主要內容，形成生物進化的基本觀點。
能力目標
嘗試分析實驗數據，并對實驗數據做出合理解釋。
運用自然選擇學說解釋有關實例。
情感目標
通過對生物進化事例的分析，使學生形成環保意識，以及環保的重要意義。
認同生物進化的基本觀點。
3、通過對達爾文的故事的學習，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科學精神。
教學過程：
（一）問題引入，啟發思考
教師：通過上節課的學習，我們知道生物進化的過程中，不斷有新物種的產生和老物種的滅絕。為什么有些生物種類會絕滅？新的生物種類又是怎樣產生的呢？推動生物不斷進化的原因是什么呢？
教師打開投影片
投影片：“恐龍滅絕”和“生物進化樹”兩組圖片，并板書：第三節　生物進化的原因。
注：三個問題的提出，給學生以思維的沖擊和震動，要求學生用1分鐘時間思考問題，讓他們就自己已有的知識貯量在腦海里形成雛形的解釋，但并不要求即時做出回答，從而激起學生的學習欲望。順勢導入新課。
(二)樺尺蠖工業黑化的原因
分析生物進化的實例
完成下列自主探究
學生先看資料：（資料內容）
18世紀的英國曼徹斯特地區，山清水秀，綠樹成蔭，那里的森林及農田生活著一種樺尺蠖（huà），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，有關椒花蛾的報道都是淺色的。直到1850年在英國工業中心曼徹斯特才第一次報道有黑色型突變。隨著英國工業化的日益擴大，煙塵和廢氣開始污染工業城市和近郊，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為深色樹干，于是黑色椒花蛾逐漸增加，在曼徹斯特達到90%以上，而在未受污染的農業區主要仍是淺色型?？茖W家們做了這樣一個實驗：他們先數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生的情況。一群愛吃樺尺蠖的鳥兒飛過之后，他們發現，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難。
多媒體課件：（有關內容）討論題：
1、黑色樺尺蠖怎么出現的以及它的出現對于后代的生存有何意義？
2、黑色樺尺蠖的數量由少數逐漸變為多數，而淺色樺尺蠖數量的減少，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？
板書：一、分析生物進化的原因
注：學生討論后回答。
學生1：黑色樺尺蠖的出現屬于自然變異的結果，在環境改變的情況下這種突變對其后代的生存是有利的。
學生2：黑色樺尺蠖數量逐漸增加，由少數變為常見類型，主要受環境的影響，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量。
學生3：樺尺蠖體色變化是由于體內的遺傳物質發生變異，而且變異的性狀傳給后代；并且是在外界環境變化及天敵的影響下，變異個體逐漸增加的結果。我認為：工廠排放出的煤煙是導致樺尺蠖顏色改變的關鍵，說到底是環境污染迫使生物性狀發生改變。所以，在工業高度發達的今天，更應注重環境保護，減少工業“三廢”對環境的污染。
注：都是對作答的同學給予鼓勵性、贊賞性的評價，可傾聽多數同學的回答，直到滿意的答復。
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，而環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的淺色樺尺蠖又重新恢復為常見類型，你認為該怎樣做？
學生：我們應關掉曼徹斯特周圍的工廠，保持樺尺蠖生活區域內清潔的空氣，保持天敵的數目不變。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？
學生：是。
（三）“保護色”的概念學習
在了解了“樺尺蠖工業黑化的原因”后，讓學生觀察“冬雷鳥”、“夏雷鳥”和“幾種不同環境中的蛙”等具有保護色的動物圖片。引導學生歸納出保護色的概念及意義。使學生認識到保護色不僅有利于動物避敵和覓食，還能啟迪我們人類的智慧，造福人類社會。從而激發學生對大自然的熱愛，進一步認識到保護生物多樣性的重要性。
（四）模擬探究保護色形成的過程
教師打開投影片：讓學生觀察“冬雷鳥”、“夏雷鳥”和“幾種不同環境中的蛙”等具有保護色的動物圖片。引導學生歸納出保護色的概念及意義。
學生1：動物外表顏色與周圍環境相類似，這種顏色叫保護色。自然界里有許多生物就是靠保護色避過敵人，在生存競爭當中保存自己的。
動物這種保護色是如何形成的？接下來我們模擬保護色的形成過程來探究保護色是如何形成的。
注：教師在做此實驗前需強調以下注意事項：
1、全班分組，各組員統一聽從組長的指揮。
2、彩紙顏色必須單一，每小組所選顏色可不一樣；彩色應多樣化，但其中之一與彩紙的顏色一致。
3、提醒學生在實驗時一定要把自己想象成“捕食者”，在選取彩色小紙片時，不要事先觀察小紙片的位置，一定不要特意尋找某一種顏色的小紙片。
4、要及時記錄小紙片的數量，并進行分析。
5、分析探究后面的討論題。
模擬實驗并結合視頻，學生進行討論。實驗討論完畢。各小組匯報其探究結果。
學生1：通過5代的篩選，幸存者數量最多的是紅色，因為我們組的布料是紅色的。
學生2：我們組的結果是：藍色數量最多，與布料的顏色一致。
學生3：通過5代篩選，幸存者數量最多的是與布料顏色相近的粉紅色。
……
教師打開投影片：討論2、3、題
學生1：在第一代與第二代之間代表生物多樣性的彩色紙片顏色種類很近。而到了第五代，彩紙片的顏色種類大大減少，只保留與布料顏色相近的幾種。
學生2：我們組黃色在“幸存者”群體中沒有代表。因為我們組所用的布料是紅色的，黃色紙片放在上面對比非常明顯，所以“捕食者”最先將黃色捕捉。
學生3：我認為保護色的形成過程與它的天敵和周圍環境有關系。與環境顏色較接近的就不容易被天敵發現，反之則易被捉住。這樣與環境相適應的生物得以繁衍，它的體色便成了保護色。推動生物進化的動力是環境的改變；遺傳與變異是基礎。
注：教師應針對學生的回答給予客觀、公正、鼓勵性地評價；對回答不完善的同學給以補充。
師生總結結論：動物的保護色是自然選擇的結果。體表顏色與環境顏色相似的動物能更好地生存下來，一代一代繁殖下去， 就逐漸形成了與環境顏色一致的保護色。
（五）生物進化的原因
達爾文及其自然選擇
首先介紹進化論的創始人達爾文的生平及其貝格爾號航行中的趣事及在途中的所見所聞，進而引到其著作《物種起源》中提出的進化理論“過度繁殖，生存斗爭，遺傳和變異，適者生存”。
1、達爾文花費畢生的精力著成了一部巨著是什么？在這部書中他提出了什么樣的進化觀點？
2、通過對達爾文小故事的學習，你受到哪些啟發？
注、學生閱讀完討論后回答。
學生1、達爾文的巨著是《物種起源》；在此書中他提出了自然選擇學說，并認為生物是逐漸進化的。
學生2、我們應學習達爾文認真觀察、不怕吃苦、勤于思考、勤于實踐、不斷探索的精神以及尊重客觀事實、熱愛科學、獻身科學的態度和精神。
注、教師對學生的回答給予贊賞性評價。通過第2小題的回答引起學生熱愛科學，獻身科學情感上的共鳴。
1、你是如何理解生物普遍具有很強的繁殖能力、能夠繁殖大量的后代的？
2、生物的繁殖能力是如此強大，但是事實上每種生物的后代能夠生存下來的卻很少，這是什么原因呢？
3、引起生物變異的根本原因是環境條件的改變。有的變異可以遺傳，有的不能夠遺傳。但哪些變異可以遺傳呢？
4、試著概括達爾文的自然選擇學說。
5、對于長頸鹿長頸的形成原因，請用自然選擇學說解釋。
6、在長期使用抗生素過程中，人們還發現原來對疾病很有效的抗生素多次使用后，變得不那么靈驗了。這是怎么回事？
注、學生討論完畢，進行回答。
1、教師展示一個基本的數學推理事例、大象是一種繁殖很慢的動物，但是如果每一頭雌象一生(30~90歲)產仔6頭，每頭活到100歲，而且都能進行繁殖的話，那么到750年以后，一對象的后代就可達到1900萬頭。因此，按照理論上的計算，就是繁殖不是很快的動物、植物，也會在不太長的時期內產生大量的后代而占滿整個地球?？梢姡锲毡榫哂泻軓姷纳衬芰?。
2、雖然每種動物的繁殖能力很強，但生物賴以生存的食物和空間都是非常有限的，任何生物要生存下去，就得為獲取足夠的食物和空間而進行生存斗爭。由于生存斗爭，導致生物大量死亡，結果只有少數個體生存下來。
3、達爾文認為，在自然界中，生物個體都有遺傳和變異的特性，只有那些具有有利變異的個體才能在斗爭中生存下來，并將這些變異遺傳給了下一代；而具有不利變異的個體則容易被淘汰。這就是適者生存，不適者被淘汰的自然法則。
4、達爾文的自然選擇學說其主要內容有四點、①過度繁殖；②生存斗爭；③遺傳和變異；④適者生存。
注、教師對這幾位同學的回答給予補充，回答準確的給予肯定、鼓勵。同時教師可將第四位同學概括的內容讓其板書到黑板上。回答繼續進行。
給學生時間，讓學生用自然選擇學說來解釋“長頸鹿的脖子為什么這么長？”， “某海島上昆蟲殘翅和無翅較多”的現象。
5、自然選擇學說是這樣解釋的、古代長頸鹿的長頸與短頸可以遺傳。當環境發生變化，比如缺乏青草的時候，頸長的可以吃到高處的樹葉，就容易生存下來，并且繁衍后代。而頸短長頸鹿的因為吃不到足夠的樹葉，活下來的可能性就很小，其留下來的后代也更少，經過許多代以后，短頸的就被淘汰。因此我們今天看到的長頸鹿都是頸長的。
6、這是自然選擇的結果。由于這些海島上經常刮大風，那些有翅能飛但翅膀不夠強大的昆蟲，就常常被大風吹到海里，因而生存和繁殖后代的機會就少。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，因而生存和繁殖后代的機會就多。經過一段時間的自然選擇之后，島上無翅的昆蟲就特別多。
7、在青霉素剛被使用的時候能夠殺死大多數類型的細菌。但少數細菌由于變異而具有抵抗青霉素的特性，不能被青霉素殺死而生存下來，并將這些特性遺傳給下一代。因此，下一代就有更多的具有抗藥性的個體，經過青霉素的長期選擇，使得有的細菌不再受其影響了。
小結
展示《板書設計》，提出問題：在生物漫長的進化過程中，為什么有些生物種類會絕滅？新的生物種類又是怎樣形成的呢？推動生物不斷進化的原因是什么？
教師總結：環境的改變是生物進化的外因，遺傳和變異是生物進化內因，生物只有在適應不斷變化的環境才能生存和繁衍。
課后請同學們思考：
?1、生物進化的歷程是否已經完成？如果還在進行，我們為什么不易發現生物的進化？
當堂練習
1、澳大利亞東部有一種外形奇特而美麗的琴鳥，它 們大都在冬季繁殖，這樣可以避免蛇類等前來偷食它們的卵和雛鳥，這是 ( )
A、對外界刺激作出的反應 B、變異所造成的
C、條件反射造成的 D、自然選擇的結果
2、有些島嶼常刮大風，那里的植物一般都很矮小，有很多是貼地蔓生的，這是( )
A、自然選擇的結果 B、人工選擇的結果
C、異常的自然現象 D、植物發生的突然變化
3.某治療感冒病的藥物療效很高，幾年后
療效逐漸降低，其根本原因是（?。?
A、病毒接觸藥物以后，慢慢產生抗藥性
B、病毒為了適應環境產生了抗藥性
C、藥物對病毒的抗藥性變異進行了定向的選擇
D、后來的藥量減少，產生抗藥性變異。
八、板書設計
第三節 生物進化的原因
一、分析生物進化的原因
1、生物進化的基礎：遺傳與變異。
2、生物進化的外在動力：環境的改變。
3、生物只有適應不斷變化的環境才能生存和繁衍。
二、達爾文和自然選擇學說主要內容
過度繁殖、生存競爭、遺傳變異、適者生存

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