第二节 生物进化的历程(第1课时)
一、教学目标
1.概述生物进化的历程。
2.举例说出研究生物进化的方法。
3.列举生物进化的证据。
二、教学重点及难点
重点:概述生物进化的主要历程。
难点:概述生物进化的主要历程。
三、教学准备
教师收集有关生物进化证据的相关视频、图片等。
四、相关资源
不同地层中的生物化石、孔子鸟化石和复原示意图系列图片资源、比较解剖学的进化证据、分子生物学的进化证据、胚胎学的进化证据、化石的形成过程等知识卡片资源、《【情境素材】生物进化的历程》视频资源、《【知识解析】马的进化》视频资源。
五、教学过程
播放视频:【情境素材】生物进化的历程。
生物进化的历程是久远的,没有人能够亲历生物进化的几十亿年的历史。那么,科学家是怎样研究生物进化历程的呢?
【新知讲解】
(一)学习研究生物进化的方法
1.化石比较法
化石是生物的遗体、遗物(如卵、粪便等)或生活痕迹(如动物的脚印、爬迹等),由于种种原因被埋藏在地层中,经过若干万年的复杂变化而逐渐形成的。
展示图片:如三叶虫化石、辽宁古果化石、恐龙足迹化石、孔子鸟化石、恐龙蛋化石、硅化木等。
展示知识卡片:【生物世界】化石的形成过程。
引导学生分析资料:
资料1:
科学家通过对化石的研究发现,鱼类的化石在比较古老的地层中就出现了,两栖类、爬行类和哺乳类则依次在更为晚近的地层中才出现。
师生共同分析总结:
(1)科学家在比较不同的化石时,采用的方法:比较不同类型动物的化石在地层中出现的顺序。
(2)可以推测进化顺序是:鱼类→两栖类→爬行类→哺乳类。
展示图片:郑氏始孔子鸟化石及其复原图。
郑氏始孔子鸟具有角质喙,牙齿退化,有翅膀,翅上有爪,尾羽黑色和褐色。既像鸟,又像爬行动物。
由此推断,鸟类可能是由爬行动物进化来的。
2.比较蛋白质分子差异的方法
资料2:
通过对不同种类生物的基因和蛋白质(如细胞色素c,见下表)进行比较,可以知道这些生物之间亲缘关系的远近。
一些生物的细胞色素c的氨基酸比较
物种 黑猩猩 马 果蝇 小麦 向日葵 酵母菌
差异氨基酸数目 0 12 27 35 38 44
注:数字表示相应物种的细胞色素c与人的细胞色素c不同的氨基酸数目。
师生共同分析总结:
(1)资料2中科学家采用的方法:比较生物之间细胞色素c的差异。
(2)可以推测:差异越小亲缘关系越近。
3.比较解剖学方法
展示图片:马的前肢、鹰的翅膀和蝙蝠的前肢比较图。
三者外形差别很大,但也有许多共同的特征:骨骼的排列是相似的。
师生共同总结:说明它们可能由共同的祖先进化而来。
讨论:
讨论1.上述三个研究方法有什么共同之处?
讲解:都采用了比较的方法。
讨论2.你能对生物进化的历程作出怎样的推测?
讲解:生物是不断进化的,而且它们之间存在一定的亲缘关系。
讲解比较法:
科学家们通过对不同年代化石的纵向比较,以及对现存生物种类的横向比较等方法,推断出了生物进化的大致过程。在生物学研究中常常用到比较的方法。比较是根据一定的标准,把彼此有某种联系的事物加以对比,确定它们的相同和不同之处。
播放视频:【知识解析】马的进化。
典型例题
例1.下列叙述中,错误的是( )
①化石是研究生物进化的唯一证据
②在越古老的地壳中,成为化石的生物越低等
③在越新近的地壳中,陆生生物的化石越多
④在越新近的地壳中,成为化石的生物越低等
A.①② B.③④ C.②③ D.①④
答案:D
解析:在研究生物的进化的过程中,化石是重要的证据。越古老的地层中,形成化石的生物越简单、低等、水生生物较多。越新近的地层中,形成化石的生物越复杂、高等、陆生生物较多。①化石是研究地球上生物进化的最主要、最可靠的证据,错误;②越古老的地层,成为化石的生物越简单、越低等,正确;③在越新近的地壳中,陆生生物的化石越多,正确;④在越新近的地壳中,成为化石的生物越高等,错误。
例2.下列不能作为生物进化证据的是( )
A.形态和结构 B.蛋白质的结构
C.地层中早期人类的脚印 D.外形和功能
答案:D
解析:ABC都可以作为生物进化的证据,D外形和功能不是生物进化的证据。
例3.如图是未被破坏的地层示意图,图中表明两个地层中曾发掘出物种A和物种B的化石。下列关于物种A、B的关系的叙述,正确的是( )
A.物种B比物种A结构复杂
B.物种A的出现早于物种B
C.在Ⅰ层内能找到物种A的化石
D.在Ⅱ层内可能找到物种B的化石
答案:D
解析:图中的地层是按照地质年代由古老到晚近的顺序划分的,物种B位于古老的地层,而物种A位于较晚的地层,物种A形成的时间比物种B要晚,因此物种A比物种B的结构更复杂、更高等,物种B出现早于物种A,AB错误;物种B位于古老的地层,而物种A位于较晚的地层,物种B的出现早于物种A,因此在Ⅱ层内可能找到物种B的化石,在I层内不能找到物种A的化石。C错误,D正确。
六、课堂小结
研究生物进化的方法:
1.化石比较法
2.比较蛋白质分子差异的方法(分子生物学)
3.比较解剖学
比较:根据一定的标准,把彼此有某种联系的事物加以对比,确定它们的相同之处和不同之处。
1第二节 生物进化的历程(第2课时)
一、教学目标
1.概述生物进化的历程。
2.举例说出研究生物进化的方法。
3.列举生物进化的证据。
二、教学重点及难点
重点:概述生物进化的主要历程。
难点:概述生物进化的主要历程。
三、教学准备
教师收集植物、动物进化大致历程的相关视频、图片等。
四、相关资源
《【生物世界】植物的进化》视频资源、《【知识探究】地球上的生命史》交互动画资源、《【知识解析】生物进化的历程(微课)》视频资源、《【教学图片】生物进化树》图片资源、《【教学实验】观察生物进化树》视频资源。
五、教学过程
【课堂引入】从地球上最初的生命形式到现在形形色色的生物,究竟经历了哪些进化环节呢?
【新知讲解】
(二)生物进化的大致历程
地球上最早出现的生物是原核生物,后来才出现了真核生物,现在形形色色的植物和动物都是真核生物。
展示教材第59页动植物的大致进化历程图,指导学生根据已有的知识完成拼图游戏。
播放视频:【观察生物进化树】。
1.植物的进化历程
讲解:最先出现的是原始藻类植物,然后出现原始苔藓植物和原始蕨类植物,原始蕨类植物出现分支,进化出原始裸子植物和被子植物。
2.动物的进化历程
讲解:地球上最早出现的是原始单细胞动物,然后出现了原始无脊椎动物,包括腔肠动物、扁形动物、线形动物、软体动物、环节动物和棘皮动物。然后依次出现了原始节肢动物、古代鱼类、原始两栖类、原始爬行类,从原始的爬行类分为两支,一支进化为原始的哺乳类,另一支进化为原始的鸟类。
总结:一般来说,生物进化的总体趋势,是由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生的。
(三)评价证据与假说(有关恐龙绝灭的原因)
提问:在生物进化的历程中,只有物种的产生,没有绝灭吗?
讲解:在漫长的进化过程中,既有新的生物种类产生,也有一些生物种类绝灭。各种生物在进化过程中形成了各自适应环境的形态结构和生活习性。
展示恐龙化石和恐龙的图片。
提问:恐龙曾经作为地球上的“霸主”达一亿多年,但是,它们却在距今约有六千万年前神秘地绝灭了。恐龙究竟为什么会绝灭呢?
引导学生分析以下两个假说及证据:
假说A:有些科学家认为,大约在六千多万年前,一颗小行星、陨石或彗星撞击了地球,引起了海啸、火山爆发,导致恐龙迅速绝灭。
假说B:有的科学家根据另一些证据,提出了不同的看法——恐龙是逐渐消亡的,绝灭原因是不能适应当时的环境变化。
以下所列的一些证据,有的可能支持假说A,有的可能支持假说B。
1.在墨西哥,人们发现了一个六千多万年前由一颗直径近10千米的小行星撞击地球造成的大坑。大的行星和陨石撞击地球会造成尘埃飞扬,遮天蔽日,导致生物大量死亡。
2.恐龙灭绝的时间相对较短。
3.恐龙的化石常常是集中出现,表明它们可能是同时大批地死亡的。
4.在造成墨西哥大陨石坑的小行星撞击地球事件之后,恐龙还生存了几十万年。
5.有人发现,在某一批70个恐龙蛋的化石中,只有1个有胚胎,这表明这批恐龙蛋的受精率比较低。
6.化石证据显示,在绝灭之前一段时期的恐龙,骨骼出现变形,蛋壳变得很薄,因此卵中的胚胎容易受到威胁。
支持假说A和支持假说B的证据分别有哪些?你对各证据对假说支持的力度是怎样评价的?你更倾向于支持哪种假说?
讲解:支持假说A的有:1、2、3;支持假说B的有:4、5、6。支持假说A的证据中,证据1的支持力度最大;支持假说B的证据中,证据4的支持力度最大。
需要注意的是,关于生物进化的历程,目前还有很多问题没有弄清楚,化石方面的证据也不是很全面。不过,随着新的研究手段的应用和新证据的发现,人们对生物进化过程的认识将越来越接近历史原貌。我国也发现了许多关于生物进化的新证据,可见人们对生物进化的认识还将不断地丰富和深入。
2011年,英国《自然》杂志以封面文章报道:继“辽宁古果”“中华古果”和“十字里海果”之后,在辽宁西部又发现了我国迄今已知最早的“第4朵花”——“李氏果”,它生活在距今1.25亿年前,与现存被子植物有着直接的进化联系。
典型例题
例1.对生物进化历程的叙述,错误的是( )
A.由简单到复杂 B.由水生到陆生
C.由低等到高等 D.由恒温到变温
答案:D
解析:生物进化的总体趋势是从简单到复杂,从低等到高等,从水生到陆生。
例2.下列关于动物进化的主要历程的叙述中,错误的是( )
A.原始的单细胞动物进化为原始的无脊椎动物
B.原始的爬行类进化为原始的两栖类
C.原始的鱼类进化为原始的两栖类
D.原始的爬行类进化为原始的哺乳类
答案:B
解析:脊椎动物进化的大致历程可表示为原始鱼类→原始两栖类→原始爬行类→原始鸟类和原始哺乳类。A中原始的单细胞动物→无脊椎动物→脊椎动物,A正确;B中原始的爬行类进化为原始的两栖类,顺序颠倒了,B错误;C中原始的鱼类进化为原始的两栖类,C正确;D中原始的鸟类和哺乳类都是由原始的爬行类进化来的,D正确。
例3.如图生物“进化树”形象而简明地表示出生物进化的主要历程,下列叙述正确的是( )
A.②代表的是爬行类动物
B.③代表的植物无根茎叶的分化
C.丹顶鹤由扬子鳄直接进化而来
D.生物进化遵循从水生到陆生、低等到高等、简单到复杂的趋势
答案:D
解析:②比鱼类高等,比爬行动物低等,因此代表的是两栖类动物,A错误;③裸子植物有根、茎、叶的分化,B错误;鸟类是由古代爬行动物进化来的,但是不能判断丹顶鹤由扬子鳄直接进化而来,C错误;生物进化的总体趋势是从简单到复杂,从低等到高等,从水生到陆生,D正确。
六、课堂小结
讲解:本节课我们学习了生物进化的大致历程,知道了研究生物进化的方法。(建议使用思维导图:【知识解析】《生物进化的历程》小结)
播放视频:【知识解析】生物进化的主要历程(微课)。
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