第二节 生物进化和生物多样性
学习目标
1.描述生物多样性的概念；
2.识别生物多样性的三个层次；
3.说出三个层次的多样性的关系；
4.概述生物多样性与进化的关系。
学习重点
1.生物进化的主要方向
2.生物多样性产生的原因
生物进化的基本历程
1.几个主要进化事件
（1）真核细胞出现在_____________________；
（2）海洋澡类植物繁盛于_____________________和_____________________ ；
（3）恐龙繁盛于_____________________ ，绝迹于_____________________；
（4）亚热带森林繁盛于第三纪的_____________________ ；
（5）现代人类出现于第四纪的_____________________ 。
2.进化的方向
（1）由单细胞到______________；
（2）由_____________到复杂；
（3）由水生到 ____________；
（4）由___________ 到高级。
二、生物进化与生物多样性的形成
（一）生物多样性简介
1.生物多样性包括_____________、_____________、_____________。
2.遗传多样性：主要是指______________________________________________。也叫___________，包括_______、_________、_________水平3个层次的多样性。一个物种的_____________越丰富，对环境的适应性就越广，同时反映了物种的 潜力。
3.物种多样性：
①衡量指标：用一个区域的_____________的_____________和_____________来衡量的。
②一般说，一个物种的种群越____，它 ( http: / / www.21cnjy.com )的遗传多样性就越____。一些物种种群的______，可能导致其他物种种群的______，从而使一个地区的物种多样性______。
③物种多样性是生物多样性_____________、_____________的表现。
4.生态系统多样性：
①生态系统包括__________、__________两部分组成。
②生境主要指__________，如______________________等。
③生境多样性是___________________________的基本条件。
5.生物多样性三个层次的关系：一个物种有 ( http: / / www.21cnjy.com )其独特的____________。一般说一个物种的种群越___，它的遗传多样性就越______。遗传多样性导致了______多样性，物种多样性与多种多样的_________构成了__________________。
（二）生物多样性形成
1.一个物种的种群的生存条件 ( http: / / www.21cnjy.com )发生了变化，他的命运__________，__________，__________，这决定于它的 。
2. 越丰富，当生存条件改变后， 的可能性越大。
3.生物的进化除了受到无机环境的影响，还要受到 的影响。与其他生物相互选择，协同进化。
4.现在地球上的所有生物都起源于 。
5.五界系统
（1）分类依据
根据__________的结构特征和____________________的基本差异；
（2）内容
__________、__________、__________、植物界和动物界；
（3）意义
①显示了生命发展史的三大阶段：__________阶段、__________阶段和__________阶段；
②显示了进化的三大方向：
进行__________的植物，为自然界的生产者；
分解和吸收有机物的真菌等，为自然界的__________；
摄食有机物的动物，为自然界的__________等。
补充：保护生物多样性就是在生态系统、物种和基因三个水平上采取保护战略和保护措施.主要有：
1.就地保护，即建立自然保护区。
2.迁地保护，如建立遗传资源种质库、植物基因库，以及野生动物园和植物园及水族馆等。
3.制定必要的法规，对生物多样性造成重大损失的活动进行打击和控制。
学习检测：
1.狼和鹿通过捕食与被捕食的关系,奔跑的速度都比原来快了，这是因为二者 （ ）
A.能量交流 B.相互竞争
C.趋同进化 D.相互选择
2.真核生物的出现在生物进化历史上具有重要的意义，这主要表现在（ ）
①结构和功能更加完善 ②出现有丝分裂，为有性生殖的产生奠定基础 ③通过有性生殖实现了基因重组，推动了生物进化
A.①② B. ①③
C.②③ D. ①②③
3.蒲公英的种子像“小伞”；窃衣的种子、果实上有刺；飞猴有“翅膀”，这些说明了（ ）
a.遗传和变异 b.地理隔离 c.生存斗争 d.生物的适应性
4.地球上出现需氧型生物，自养型生物，真核生物的先后顺序依次为（ ）
A.需氧型生物，自养型生物，真核生物
B.自养型生物，需氧型生物，真核生物
C.自养型生物，真核生物，需氧型生物
D.需氧型生物，真核生物，自养型生物
5.下列叙述中不正确的一项是（ ）
A.一个物种的形成或灭绝，会影响到其他若干物种的进化
B.物种之间的共同进化都是通过物种之间的生存斗争实现的
C.生物多样性的形成过程，也就是新物种不断形成的过程
D.捕食者的存在有利于增加物种的多样性
6.有性生殖的出现加快了生物进化的步伐，原因是有性生殖（ ）
A.能产生大量后代 B.产生的后代成活率较高
C.能出现更多的突变类型 D.使基因重组产生更多变异类型
7.下图可用达尔文的什么理论来解释（ ）
( http: / / www.21cnjy.com )
A.过度繁殖 B.生存斗争 C.遗传变异 D.适者生存
8.在生物进化过程中，可以定向积累微小有利变异的是（ ）
A.定向的变异和自然选择 B.生存斗争和自然选择
C.自然选择和适者生存 D.自然选择和遗传
9.虫媒花与为其传粉的昆虫间表现出了惊人的相互适应，这一现象产生的原因是（ ）
A.长期相互选择的结果 B.定向变异的结果
C.偶然相遇的结果 D.用进废退的结果
10.在生物的进化历程中，捕食者与被捕食者之间的关系是（ ）
A.不利于被捕食者，使被捕食者数量减少
B.对二者均不利，双方最终都趋向消亡
C.二者得失相当，和平共处
D.对两者均有利，共同进化
11.对生物多样性描述，不正确一项是（ ）
A.基因多样性 B.物种多样性
C.种群多样性 D.生态系统多样性
12.最早登陆的主要生物类群是（ ）
A.苔藓植物 B.蕨类植物 C.两栖动物 D.爬行动物
13.活着的生物约有200多万种，但是每年都有新种被发现。近年来在深海中.海底3000米的深海热泉孔周围，都发现了以前没有记载的生物。这就说明，生物界的物种还待人们去继续发现。请根据以上材料分析：
（1）从分子水平看，生物的性状具有多样性的直接原因是_________，根本原因是________________。
（2）从遗传水平看，生物 ( http: / / www.21cnjy.com )新性状的出现主要是由于_________的结果，而进行有性生殖的生物，后代的不同表现型主要是由于_________的结果。
（3）从进化角度看，生物物种的多样性主要是由于_____________________。
（4）现代生物学研究表明，通过_________技术也可以定向创造出动植物的新品种和微生物的新类型。
学习检测参考答案：
1.D 2.D 3.D 4.B 5.D 6.D 7.B 8.D 9.A 10.D 11.C 12.A
13.（1）蛋白质多样性 DNA的多样性 （2）基因突变 基因重组 （3）环境的多样性及变异、选择、遗传、隔离综合作用的结果 （4）现代生物工程第二课时 分子进化的中性学说和现代生物进化理论发展的意义
教学过程
导入新课
师：我们已经学习了自然选择学 ( http: / / www.21cnjy.com )说，知道了它是进化论的中心内容，一百多年来，自然选择学说已被人们广泛接受，也是生物进化长河中的一座明亮的灯塔，但是随着科学技术和人类对自身认识的不断发展，自然选择学说也面临着严峻的挑战。
课件展示：
（1）1984年在云南澄江发现了闻名于世的澄 ( http: / / www.21cnjy.com )江动物化石群。澄江动物化石群向人们展示了各种各样的生物，在寒武纪呈大爆发式的出现，动物的演化要比今天快得多，动物新的构造模式或许能在“一夜间”产生，无需经历长期的地理隔离和生殖隔离。
（2）日本生物学家木村资生发现，生物的变异 ( http: / / www.21cnjy.com )一般是中性的，即变异对生物个体来说，既无害也无利。此外，由于一个氨基酸分子一般有多个遗传密码，例如，当遗传密码由CUU变为CUA时，它所决定的氨基酸仍是亮氨酸，因此，当碱基发生突变以后，对生物性状的影响十分微弱。
师：分析上述资料，结合所学的知识，指出以上观点与自然选择是否矛盾？你认为到底哪个是正确的？
学生活动：分小组讨论，自由交流。
生甲：我认为自然选择是正确的，因为像澄江动物化石群毕竟少见，仅仅是个特例而已，还不足以撼动自然选择学说。
生乙：我认为都正确，因为目前人们对生物进化理论的研究是仁者见仁，智者见智的格局，只要有证据两者皆可以存在。
学生讨论：……
师：（1）达尔文的自然选择学说认为生物的进化 ( http: / / www.21cnjy.com )是渐变式的、缓慢的，物种是可变的，新物种产生，旧物种消灭，世界不是静止的，而是进化的。在他的《物种起源》中写道“同一纲内一切生物的亲缘关系常常可以用一株大树来表示，绿色的和出芽的枝，可以代表生存的物种；过去年代所生的枝桠，可以代表那长期的、先后继承灭绝物种，它的许多已毁灭和脱落的枝条，充塞了地壳，它的不断的美丽的分枝，遮盖了大地……”
（2）继达尔文以后先后出现了现 ( http: / / www.21cnjy.com )代达尔文主义、新达尔文主义、中性学说等等理论。众所周知，目前我们生物学研究已经进入了分子研究阶段，随着分子生物学的日益发展，原有的进化理论已经不能满足科研的需要。木村资生的“中性突变进化理论”就是分子进化理论方面的代表，我们今天就来学习现代进化理论的又一学说——分子进化的中性学说。
推进新课
板书：
二、分子进化的中性学说
课件展示：
木村资生的生平简介（图片）
师：“中性学说”的主要观点是什么？学生活动：阅读书本内容并归纳。
生：“中性学说”认为生物进化的主导因素不是自 ( http: / / www.21cnjy.com )然选择，而是中性突变的随机固定；每种生物的信息大分子都有一定的进化速率；DNA分子产生的突变大部分对生物的生存既无利也无害，是中性的，当这些随机漂变的突变经过日积月累积少成多，就会使同种生物的不同种类间出现巨大的差异，形成不同的物种。
板书：
（一）生物进化是中性突变的随机固定
师：（1）20世纪60年代 ( http: / / www.21cnjy.com )以后，随着分子生物学的发展，以日本学者木村资生为首的科学家提出了“中性突变进化理论”。他们认为进化的主导因素不应该是由自然选择决定的，而是一些既无利也无害的突变随机固定的。当这些随机漂变的突变，经过日积月累积少成多，就使同种生物的不同种群间出现巨大的差异，形成不同的物种。当中性突变积累导致生物性状出现差异之后，自然选择才会发生作用而导致表现型的进化。木村资生认为在表现型水平上达尔文的自然选择起主导作用，而在分子水平上起主导作用的则是随机的遗传漂变。中性学说一提出，就引起了强烈的争论，为生物进化理论的探索开辟了新领域。
（2）木村资生认为每一种生物信息大分子都有一定的进化速率，这是中性学说中生物分子进化的重要特点。
板书：
（二）每种生物的信息大分子都有一定的进化速率
师：什么是分子进化速率？
学生活动：阅读课本P99“积极思维”，计算分子进化速率。
生：分子进化速率是指核酸或蛋白质等生物大分子在进化过程中碱基或氨基酸发生置换的频度。
师：那么，我们该如何来计算分子进化速率呢？
生：分子进化速率的计算公式为Raa＝Kaa/2T，其中，T表示分歧年数，Kaa＝－2.3lg （1－x）其中x表示α链氨基酸差异比例。
师：根据科学家的实验，将7种动物和人的血红蛋白α链氨基酸差异与分歧时间的关系列成一幅图表。
课件展示：
7种动物和人的血红蛋白α链氨基酸差异与分歧时间的关系。
师：从图上你能否读出人和鲨鱼的分歧年数？是多少？
生：人和鲨鱼的分歧年数为4.2×108 年。
师：按照木村资生的“中性学说”，你能算出和木村资生一样的分子进化速率吗？
学生板演：Raa＝Kaa/ ( http: / / www.21cnjy.com )2T，Kaa＝－2.3lg（1－x）；Raa＝－2.3lg（1－0.532） /2×4.2×108＝0.9×10－9
师：分子进化速率通常用每年每个氨基酸 ( http: / / www.21cnjy.com )座位的替换率来表示，公式为Raa＝Kaa/2T，T为比较的两个蛋白质之间从共同的祖先分歧开始的年数，2T为进化时间，Kaa是比较的两个蛋白质之间的每个氨基酸座位替换的平均数。如果知道了用来比较的两个物种的分歧年数和蛋白质氨基酸的差异，就可以算出该蛋白质的进化速率。从图上我们可以直接读取人和鲨鱼的分歧年数为4.2×108年。而人的血红蛋白α链氨基酸差异比例x为53.2%。根据公式Raa＝Kaa/2T，Kaa＝－2.3lg（1－x），即可得Raa＝－2.3lg（1－0.532） /2×4.2×108＝0.9×10－9 。
学生活动：学生分小组自选任意两种生物计算分子进化速率并进行小组间交流。
师：生共同总结：（1）通过学习我们已经知 ( http: / / www.21cnjy.com )道“中性学说”是从分子水平来研究进化规律，为以后的科学家通过对进化过程各个阶段的生物进行系统地比较DNA测序打下了基础，也使人类因将揭开生命35亿年的进化史的面纱而激动不已。
（2）科学家还发现常常是功能上重要的分子或分子部分进化速率低。
（3）“中性学说”认为在DNA分子 ( http: / / www.21cnjy.com )水平上产生的突变大部分是中性的，对生物的生存既无利也无害，当这些随机漂变的突变不断积累，就会使同种生物的不同种群间出现巨大的差异，形成不同的物种，那么，“中性学说”与自然选择学说矛盾吗？
板书：
（三）中性学说和自然选择学说的关系
师：中性突变是指不影响蛋白质功能的 ( http: / / www.21cnjy.com )突变，无利无害。那么，按照这一学说，自然选择是不会发生作用的，只有通过突变的漂移固定，导致生物形态和生理上出现差异之后，自然选择才发生作用。因为达尔文的自然选择学说揭示的是表现型、种群进化的规律，通过自然选择淘汰不利变异，保留有利变异，即适者生存，使生物进化。而中性学说是通过随机固定决定保留和淘汰。有人就认为中性突变进化学说是对达尔文学说的否定，其实不然，达尔文注意到了变异的有害性和有利性，而中性学说注意的是中性突变，两者并不矛盾，更不对立，只是各自的侧重点不同，一个侧重于个体、群体即宏观水平，另一个侧重于分子即微观水平，二者互相补充，更好地解释了生物进化的现象及本质。
板书：
三、现代生物进化理论发展的意义
师：在生物进化理论的发展中出现过哪些重要理论？
生：拉马克主义、达尔文主义、现代达尔文主义、中性学说等等。
课件展示：
（1）进化理论的确立 18世 ( http: / / www.21cnjy.com )纪法国博物学家布丰早期赞成物种不变的观点，但他不同意林奈那种注重微小差异的人为分类方法。后来他根据对地球历史和化石资料的研究，才认为生活条件的改变会反映到生物的结构上，他一生讨论了大量生物进化的问题，使进化成为科学研究的对象，推动了进化思想的发展。自他以后涌现出了像达尔文、拉马克、华莱士、魏斯曼等著名的进化理论的研究者。
（2）进化论在20世纪的发展 1 ( http: / / www.21cnjy.com )859年达尔文的《物种起源》出版后，他所建立的以自然选择为核心的进化论经过一段争论之后较快地被同时代的许多生物学家所接受，并在科学上不断得到补充。如1937年，杜布赞斯基的《遗传学与物种起源》一书出版，发展了达尔文的进化学说，因此又称为“现代达尔文主义”。50年代分子遗传学兴起至1978年明确形成现代综合进化论，彻底否定获得性遗传，强调进化的渐进性，认为进化是群体现象，并重新肯定自然选择的压倒一切的重要性。在综合进化论盛行30～40年以后，分子进化的中性学说崛起，为生物进化理论的发展开辟了一个新的探索领域。
师：现代进化理论的发展对人类认识生命现象有何意义？
学生活动：小组讨论，交流，自由发言。
师：（1）杜布赞斯基曾经说过“若无进 ( http: / / www.21cnjy.com )化之光，生物科学将毫无意义”，以此证明生物进化的重要性，人们对于进化思想的认识来源于实践，取决于生产力发展的水平，同时现代生物进化理论引导人们用科学的视野去观察社会、用先进的工具研究生命现象，促进生物科学的发展。
（2）生物进化理论的形成和发展离不开 ( http: / / www.21cnjy.com )生物学各分支学科的发展，如细胞学、分类学、植物学、动物学、生理学、比较解剖学、古生物学、胚胎学、遗传学和分子生物学等，这些学科都是从各个不同的侧面研究生命运动及其规律性的，而进化生物学正是这些学科研究成果的概括和总结，具有高度的综合性。正如迈尔所说：“进化论是生物学最大的统一理论”。
（3）在进化理论的框架下，分子生物 ( http: / / www.21cnjy.com )学、遗传学、形态学和行为学等不同层次的研究结果得到了统一。这种发展使进化理论对其他生物学科的发展产生更大的影响，使人们对生命现象乃至社会现象有更完整的理解。
师：我们在第四章中已经学习了杂交育种的相关知识，想一想，现代进化理论对于动植物育种有什么指导意义？
生：现代生物进化理论指导着现代农业生 ( http: / / www.21cnjy.com )产中的动植物育种。首先，动植物的改良需要以进化论为依据，不仅选育的类型要符合人类生产的需要，还要考虑其抗逆性。其次，育种也是采用人工选择加速自然选择进程的方法。
师：综观生态系统进化发展的历史，你能看出哪些明显趋势？
学生活动：分小组讨论，自由回答。
生甲：随着生物的进化，物种越来越多，生态系统越来越复杂。
生乙：生物活动的区间越来越大，从海洋到陆地和空中。
生丙生物越来越高等，生态系统空间越来越少。
……
课堂小结
从生态系统的演化历程可以看出，演化 ( http: / / www.21cnjy.com )中的环境是不可逆的，环境的变化是生态系统演化的主要驱动力。随着人类文明的发展，人类对自然界的影响力将会越来越大。因此，人类应该充分认识和利用生态系统演化的历史和规律，使生态系统向着有利于人类社会进步的方向发展。
板书设计
二、分子进化的中性学说
（一）生物进化是中性突变的随机应用
（二）每种生物的信息大分子都有一定的进化速率
（三）中性学说与自然选择的关系
三、现代生物进化理论发展的意义
活动探究
探究题目：为什么有些生物 ( http: / / www.21cnjy.com )被称为“活化石”？这是人们历来就很关注的话题。活动主题：以学习小组为单位收集有关物种发展的新资料，举办关于“活化石”的研讨会。
给活动的组织者与交流者几点 ( http: / / www.21cnjy.com )建议：（1）我们一定要本着“求是唯真、崇文扬善、创新臻美”的态度去做科学，注意每一个细节，以使我们第一次的研究成果经得起别人的推敲。
（2）我们要从“小”处做“大科学”，不要从“大”处做“小科学”。
（3）充分应用现代各种媒体的资源，通过报刊、网站等途径收集进化生物学研究者近年来的研究成果。
（4）相关的网站有：生命驿站 http：//803./biozlcn
中国科普博览 http：///gb/lives/paleontology
natureasia http：//www./ch第五章 生物的进化
本章规划
1.本章内容组成
本章内容由两节组成：“生物进化理论的发展”、“生物进化和生物多样性”。
第一节介绍了现代生物进化理论的主要内容： ( http: / / www.21cnjy.com )包括现代达尔文主义的主要观点、分子进化的中性学说、现代生物进化理论发展的意义，并以此来分析生物进化观点对人们思想观点的影响。其中，现代达尔文主义的主要观点部分，主要介绍了基因频率、基因库、遗传漂变的概念、影响物种形成的因素，以及基因频率、基因型频率的计算方法，这些知识是学习生物多样性的基础。
第二节介绍了生物进化的基本历程、生物进化与 ( http: / / www.21cnjy.com )生物多样性的形成之间的关系，以及生物五界分类系统。本节着重介绍了五界分类系统的分类依据以及五界系统的特征及其典型代表生物。
2.本章教材地位
本章教材在学生学习了遗传的分子基础、基因突 ( http: / / www.21cnjy.com )变和基因重组的基础上，讲述了生物进化理论的发展以及生物进化和生物多样性，促进学生对生物进化实质以及对新物种的形成的理解，树立“若无进化之光，生物学毫无道理”的观点。
本章第一节的生物进化理论是 ( http: / / www.21cnjy.com )对第二节的进化理论的创立和完善的内容相联系；P107-108表Ⅱ生物的五界系统中五界生物的特征、类别以及代表生物部分内容是建立在必修课本第一册、第二册已学内容的基础上，所以教学过程中教师可指导学生联系以前的旧知识，构成新的知识结构。
3.本章在技能培养与情感、态度与价值观引导方面的作用
通过对地球上生命的起源问题的探讨，培养 ( http: / / www.21cnjy.com )学生树立正确的世界观、人生观和科学观。通过对生物进化理论是如何一步步发展至今天的成就的学习，可以培养学生树立在科学研究中对现有结论提出质疑或存在争议都是正常的、大胆的怀疑是科学进步的动力的观点，从而培养学生良好的生物科学素养。
在本章中将通过引导学生感受科学家聪 ( http: / / www.21cnjy.com )慧的头脑与睿智的目光，以及他们坚定不移的科学态度，不迷信、不武断、敢于挑战权威、勇于承认错误的科学品质通过学习，体会为生命起源学说所经历的学术上的斗争；体会在无法亲身验证实验结果的情况下，科学推测的重要作用及其魅力，将使学生感受生命的美，体验发现之美，从而尊重生命、尊重科学推测，理解理论是在不断怀疑、不断探求中螺旋式完善。
本章共设置了4个“积极思维”、3个 ( http: / / www.21cnjy.com )“知识海洋”、3个“评价指南”、2个“继续探究”，2个“拓展视野”，1个“走近职业”。在对这些内容的学习中，教师要合理运用数学策略引导学生积极思维，认真探究。
第二节通过“积极思维”活动一“地质年代划分和 ( http: / / www.21cnjy.com )主要进化事件”，引导学生沿着科学家探索的途径认识理解不同地质年代发生的一些主要进化事件，了解生物进化的主要历程以及总结归纳生物进化的顺序，并会动手制作进化历程的树形图。
通过分析各地质年代中既有许 ( http: / / www.21cnjy.com )多物种相继灭绝，又有许多新的物种不断产生，使学生理解正是由于这种新旧物种的交替，才构成了轰轰烈烈的生物进化发展史，通过“积极思维”活动二“生物进化与生物多样性的关系”，组织学生讨论分析事实1和2，从具体事例抽象得出生物多样性的形成与生物进化的必然联系，为了研究的方便，科学家又将生物进行了分类。
另外，本章含有14幅图片 ( http: / / www.21cnjy.com )，3个图群，4张表格，通过课堂教学的合理利用，可以培养学生正确的读图、识图能力，使学生能图文结合进行有效学习教师要根据图的特点，采用合适的教学策略帮助学生理解、培养学生比较分析的能力。
本章教学重点：
1.现代达尔文主义的主要观点。
2.基因频率、基因型频率、物种的形成。
3.生物进化的基本历程。
4.生物多样性的形成。
5.通过积极思维等教学活动培养学生的读图、析图能力。
本章教学难点：
1.基因频率的概念。
2.隔离的概念和类型，以及物种形成的方式。
3.基因频率的概念和计算方法。
4.生物进化的基本历程。
5.生物多样性的形成。
本章课时安排：
共计5课时
课题题目 课时安排
生物进化理论的发展 2课时
生物进化和生物多样性 3课时
第一节 生物进化理论的发展
从容说课
本节着重介绍了生物进化理论的发展与完善。本节的主要内容为现代达尔文主义、分子进化的中性学说、现代生物进化理论发展的意义。
关于“现代达尔文主义”部分，主要通过介 ( http: / / www.21cnjy.com )绍“现代达尔文主义”的主要观点，介绍了生物进化的实质是种群在长时期有遗传组成上的变化，这种变化主要体现为基因频率和基因型频率的改变，即生物进化的过程实质上是种群基因频率发生变化的过程。
关于“分子进化的中性学说”部分，主要介绍了“分子进化的中性学说”的观点，并让学生认识到生物进化理论仍在不断完善，从而培养学生正确的科学观。
关于“现代生物进化理论发展”部分，主要介绍了进化理论不断发展、完善的历程，并以此来分析生物进化观点对人们思想观点的影响。
在学习第一章第二节“生物科学的学习过程 ( http: / / www.21cnjy.com )”已经对达尔文的进化理论及中性学说有了初步了解，通过本节的学习，学生可以进一步了解现代达尔文主义对达尔文进化论的补充和完善，并理解随着研究上的越来越深入，仍然存在着这样那样的争议。通过培养学生在科学研究中对现有结论提出质疑或存在争议都是正常的、大胆的怀疑是科学进步的动力的观点从而培养学生良好的生物科学素养。本节活动较多，有助于促进学生分析问题、解决问题和处理数据信息等能力的提高。
本节共设置了3个“积极思维”、1个 ( http: / / www.21cnjy.com )“评价指南”、 1个“继续探究”、 1个“拓展视野”、1个“走近职业”。教师可根据各种活动特点，合理运用教学策略，组织学生开展活动另外，本章有两张重要的表格：人类MN血型的基因型频率和基因频率表、未污染区和污染区桦尺蛾实验的结果统计表；图片7张，图群一个：由于人类的过度活动而濒临灭绝的珍稀动植物。教师可根据图的特点合理展示图片，图文结合，帮助学生理解相关知识。
教学重点
1.现代达尔文主义的主要观点。
2.基因频率、基因型频率、物种的形成。
教学难点
基因频率、基因型频率、物种的形成。
教具准备
生物起源和生物进化理论的多媒体课件，教师：搜集与本课有关的文字及图片资料。
课时安排
2课时
三维目标
1.现代生物进化理论的主要内容。
2.基因频率，遗传漂变，物种的概念。
3.学会基因频率、基因型频率的计算方法。
4.生物进化观点对人们思想观点的影响。
5.讨论“生命是如何起源的”，生物进化理论的发展与完善，形成对资料的分析能力、初步具备科学推测的能力。
6.经历“根据地质年代及代表性生物”的课 ( http: / / www.21cnjy.com )题研究，初步形成“动手做科学”的能力、课题研究意识、信息的收集与甄别的能力、批判性学习的能力、交流与交往的能力。
7.通过学习，树立生物进化、物种可变的观点，并且树立生物的进化是内因（遗传和变异）与外因（环境的变化）共同作用的结果。
8.通过探讨生命的起源和进化问题，树立科学的世界观、人生观和科学观，并学习达尔文、杜布赞斯基等科学家的不断怀疑、不断探求的精神
第一课时 现代达尔文主义
教学过程
导入新课
师：通过初中的学习，你已经知道，大约 ( http: / / www.21cnjy.com )400多万年前，地球上还没有人类。人类的原始祖先——森林古猿，还在莽莽森林中风餐露宿，与兽共舞。几亿年前乃至几十亿年前，地球上的生物都是怎样的呢？最原始的生命又是怎样出现的呢？
师：这个问题的答案能否通过亲自观察来获得？目前我们已知的关于生命的起源的学说有哪些？
学生活动：分小组讨论，请一名学生回答，其他组员补充。
生：关于生命的起源的学说有神创论、自然产生说、宇生说、化学起源说等等。
师：很明显生物的起源不能亲自观察到，但 ( http: / / www.21cnjy.com )我们知道地球上的生命的生存需要有机物和能量及其他条件，因此关于生命的起源可以通过有关的研究进行科学推测，科学的推测需要确凿的证据，凭空想象往往是站不住脚的。人类起源于森林古猿，这一结论的获得就有许多化石证据的支持，而在这些证据面前“神创论”不攻自破。科学推测还需要有严密的逻辑，也需要丰富的联想和想象。
课件展示：
（1）地质学研究表明，地球大约 ( http: / / www.21cnjy.com )是在46亿年前形成的，那时候地球的温度很高，地面上的环境与现在完全不同：天空中或赤日炎炎，或电闪雷鸣，地面上火山喷发，熔岩横流。从火山中喷出的气体，如水蒸气、氢气、氨、甲烷、二氧化碳、硫化氢等，构成了原始的大气层。原始大气中没有氧气。
（2）1953年，美国青年学者米勒模拟 ( http: / / www.21cnjy.com )原始地球的条件和大气成分，将水蒸气、氢气、氨、甲烷等气体泵入一个密闭的装置内，通过进行火花放电（模拟闪电），合成多种氨基酸。此外，还有一些学者模拟原始地球的大气成分，在实验室内制成了另一些有机物。
（3）科学研究表明，地球经常受到陨石等的撞 ( http: / / www.21cnjy.com )击。1969年人们发现坠落在澳大利亚启逊镇的陨石中含有并非来自地球的氨基酸。另外，天文学家在星际空间发现了数十种有机物。
师：地球上原始大气的成分与现在大气的成分有什么明显不同？根据米勒及其他学者的实验结果可以对生命的起源作怎样的推测？
生：原始大气中没有氧气，但在 ( http: / / www.21cnjy.com )高温、紫外线以及雷电等自然条件下形成了许多简单的有机物，经过漫长的岁月，大约在地球形成以后的10亿年左右逐渐形成原始的生命。
师：（1）关于地球上生命的起源问题，目 ( http: / / www.21cnjy.com )前还存在着不同的看法。许多学者认为，从原始大气中的无机物到有机物、再到原始生命的出现这一漫长的过程，是在原始地球上进行的。但是从有机物到原始生命这一阶段是怎样进行的，目前还只有一些推测，缺乏充分的实验证据。
（2）也有一些学者根据对宇宙空间中物质的研究，认为原始生命可能来自其他星球。
（3）总之，关于生命起源的问题，科学家 ( http: / / www.21cnjy.com )们还在进行不懈的探索。生命起源和生物进化的谜团一直吸引着科学家们探求的目光，也不断引起全社会的关注，并且随着研究的深入，这样那样的争议纷呈不断。在科学研究中对现有结论提出质疑或存在争论都是正常的，大胆的怀疑是科学进步的动力。
课件展示：
有关生物进化理论的主要学说及内容：
（1）拉马克主义：拉马克，法国博物学家， ( http: / / www.21cnjy.com )进化论一词最初就是由他提出的，与当时占统治地位的物种不变论进行了激烈的斗争。他在《动物哲学》一书中阐述了其进化学说的主要内容：环境对生物体的影响的学说；用进废退和获得性状遗传的学说；生物按等级向上发展的学说。认为生物在环境的直接影响下，习性改变，某些经常使用的器官发达增大；不经常使用的器官逐渐退化。并认为这样获得的后天性状可以遗传给后代，是生物逐渐演化。适应是生物进化的主要过程。
（2）达尔文主义：达尔文主义是人类对生物界认 ( http: / / www.21cnjy.com )识的伟大成就，给特创论（神造说）一沉重打击，在推动现代生物学的进展方面起了巨大的作用。著名的达尔文主义者有英国博物学家赫胥黎（所著《进化论与伦理学及其他论文》的前两章，由严复译成中文《天演论》）、德国博物学家海克尔（提出生物发生的基本规律——重演率）。该理论中有争议的是，过分强调繁殖过剩所引起的生存斗争，不恰当地认为生存斗争是生物进化的决定因素。
（3）新拉马克主义：认为变异是定向的 ( http: / / www.21cnjy.com )，生物通过获得性状的遗传而进化，否认自然选择在生物进化过程中的重要作用。新拉马克主义对生物进化的原因、获得性状遗传机制等问题作了相当深入的研究和论述（这些正是达尔文主义所忽视的）。不足之处在于缺少事实的证明，理论推测较多；在有些问题的认识上有片面性。
（4）新达尔文主义：由德国生物学家魏斯 ( http: / / www.21cnjy.com )曼建立，著名的新达尔文主义者有孟德尔和摩尔根等。新达尔文主义创立了基因论，在研究生物进化的遗传变异机制方面作出重要贡献；引入了骤变进化的概念，对达尔文进化论是一个重要补充；提出种质选择论，强调对遗传变异的选择作用，认为生物的进化是由两性混合所产生的种质差异经自然选择所造成的后果，对达尔文选择原理是一个重要说明。有争议之处在于，新达尔文主义是在个体水平上研究生物进化的，而进化是群体范畴的问题。所以，它在解释生物进化时，在总体上有一定的局限性。
（5）现代达尔文主义：其基本观点就是教材中“现代生物进化理论”的观点。
（6）米丘林学说：
①生物体在生长发育过程中要求一定的生活条件，生活条件对于生物体有主导作用。
②生物体要求一定生活条件的特性就是生物的遗传性。生物体没有特殊的遗传物质和器官，一切生活物质都具有遗传性，遗传性就是活体的本性。
（7）中性学说：教材的“课外读”中有介绍。
师：地球上本来是没有生命的，从出现原始的 ( http: / / www.21cnjy.com )生命到形成今天这样丰富多彩的生物界，是一个漫长的进化过程，杜布赞斯基曾说过：“若无进化之光，生物学毫无道理。”目前对生物进化的解释，人们普遍接受的是达尔文主义。
课件展示：
达尔文的生平介绍、“贝格尔”号战舰的照片以及达尔文的主要进化观点。
师：根据所学知识评价达尔文的进化观点有哪些进步的地方？哪些不足之处？又由谁来完善它？
推进新课
板 书：
第五章 生物的进化
第一节 生物进化理论的发展
一、现代达尔文主义
师：由于受当时科学水平的限制，对于 ( http: / / www.21cnjy.com )遗传和变异的本质以及自然选择对可遗传的变异如何起作用等问题，达尔文还不能作出科学的解释，针对上述问题，以杜布赞斯基为代表的遗传学家提出了新的进化理论——现代达尔文主义。
学生活动：阅读书本“现代达尔文主义”讨论并概括主要内容。
生现代达尔文主义的主要内容有：①种群 ( http: / / www.21cnjy.com )是生物进化的基本单位；②突变和基因重组产生进化的原材料；③自然选择决定生物进化的方向；④隔离导致物种形成。
板 书：
（一）种群是生物进化的基本单位
师：什么是种群？种群具有哪些特征？
生：种群是指生活在同一地点的同种生物的 ( http: / / www.21cnjy.com )一群个体。种群的个体之间具有年龄和性别的差别，但并不是机械地结合在一起。个体之间彼此可以交配，并通过繁殖将自己的基因传递给后代。
师：在一个池塘里的全部鲫鱼、一个池塘中的全部鱼、一片草地上的全部植物、一片草地上的全部蒲公英四个事例中，哪一个属于种群？
生：在一个池塘里的全部鲫鱼、一片草地上的全部蒲公英都属于种群。
师：基因库是一个怎样的概念？
生：一个种群的全部个体所含的全部基因便称之为种群的基因库。
师：进化的实质是什么？
生：（1）种群是指生活在同一地点的同种生物的一群个体。所以，种群既是生物进化的基本单位，也是生物繁殖的基本单位。
（2）种群的个体之间具有年龄和性别的差异，但并不是机械地结合在一起。个体之间彼此可以交配，并通过繁殖将自己的基因传递给后代。
（3）一个种群的全部个体所含有的全部基因称之为种群的基因库。
（4）种群中的个体虽然一代代 ( http: / / www.21cnjy.com )死亡，但基因却在代代相传的过程中保留和发展。因此种群的进化是世世代代种群个体的适应性的累积过程。因为环境的变化是永恒的，所以种群通过某些个体的存活，其适应性特征也在不断变化着。新物种的形成是进化过程中的决定性阶段。物种进化通过种群表现出来，所以种群也是进化单位。进化的实质是种群内基因频率的改变，并因此引起生物类型的逐步演变。
板 书：
（二）突变和基因重组产生进化的原材料
学生阅读课本“积极思维”事实，推测P96表5-1中数据的计算方法。
师：生物进化的原材料是什么？
学生活动：学生交流、回答。
生：生物在繁衍后代的过程中 ( http: / / www.21cnjy.com )，产生了各种各样的可遗传的变异，这些可遗传的变异为生物进化提供了原材料，可遗传的变异主要来源于基因突变、基因重组和染色体变异。
师：什么叫基因频率？如何计算基因频率？
生甲：基因频率是指群体中某一等位基因在该位点上可能出现的比例。
生乙：100个个体的总基因数为100×2＝ ( http: / / www.21cnjy.com )200个；其中LM基因为30×2＋60×1＝120个，LN基因为60×1＋10×2＝80个，那么，LM基因的基因频率为120÷200＝60%，LN基因的基因频率为80÷200＝40%。
师：什么是基因型频率？如何计算基因型频率？
生甲：基因型频率是指某种基因型的个体在群体中所占的比例。
生乙：LMLM：30÷100＝30%；LMLN：60÷100＝60%；LNLN：10÷100＝10%。
师：有没有同学有不同的求解方法？
师：一种是通过基因型计算基因频率，另一种是通 ( http: / / www.21cnjy.com )过基因型频率计算基因频率。即一个等位基因的频率等于它的纯合子频率与杂合子频率之和。例如，基因LM的频率为0.30＋1/2（0.60）＝0.60；基因LN 的频率为0.10＋1/2（0.60）＝0.40。从上述可知，种群中一对等位基因的频率之和等于1（其基因型频率之和也等于1）。文本中提到的基因频率变化，就是指种群中某个等位基因的频率的变化。正是因为基因频率的改变，才导致种群基因库的变迁，所以说，生物进化的实质在于种群基因频率的改变。
师：在基因型频率不变的条件下，预测在一个由1 ( http: / / www.21cnjy.com ) 000个个体组成的群体中和一个由10 000个个体组成的群体中，M、MN、N 3种血型人数变化的趋势怎样？
学生活动：自主计算、小组讨论。
生：在由10 000个个体组成的群体中：M、MN、N 3种血型人数分别为3 000，6 000，1 000。
课件展示：
（1）在一个种群中，某种基因 ( http: / / www.21cnjy.com )的频率为1%，如果这个种群有100万个个体，含这种基因的个体就有成千上万个。如果这个种群只有50个个体，那么就只存在1个个体具有这种基因。在这种情况下，可能会由于这个个体偶然死亡或没有交配，而使这种基因在种群中消失，这种现象叫做遗传漂变。一般种群越小，遗传漂变越显著。
（2）在一个种群里，如果含有A基因的个体比含有a基因的个体更多地迁移到另一个地区，那么，这个种群中A基因和a基因的频率就会发生相应的变化。
师：何谓遗传变异？对物种的性状有哪些影响？
生：遗传是指在遗传物质的控制下， ( http: / / www.21cnjy.com )生物表现出和亲代相类似的性状，生物的主要的遗传物质是DNA；在丰富多彩的生物界中，蕴含着形形色色的变异，主要有基因突变、基因重组和染色体变异，生物表现出和亲代不同的性状。
师：结合课本说一说影响基因频率变化的因素有哪些？
生：影响基因频率发生变化的因素有很多，主要表现在突变、自然选择、迁移等方面。
师：（1）当种群太小时引起的基因频率随机增 ( http: / / www.21cnjy.com )减甚至丢失的现象称为遗传漂变。一般认为，不同种族或不同物种之间的一些非适应性性状的差异是由于遗传漂变造成的。
（2）在自然界中，由于存在突变、基因重组和自然选择等因素，种群的基因频率和基因型频率总是不断变化的。
（3）生物进化的过程实质上就是种群基因 ( http: / / www.21cnjy.com )频率发生变化的过程。在一个大的随机交配的群体中，基因频率和基因型频率在没有个体迁移、突变和选择等条件下，一般不发生变化，严格地讲，在自然界中这样的群体是不存在的。
（4）突变本身是影响基因频率变化的 ( http: / / www.21cnjy.com )原因之一，也为自然选择提供了原材料，自然选择也是种群基因频率改变的一个重要因素，可以改变种群与遗传构成，并最终引起种群个体适应性的进化改变，迁移必然导致基因流动。在迁入个体的比率大，迁入群体某些基因的频率与原群体这些基因的频率之间存在较大差异时，迁移对群体的基因频率有较大的影响。
板 书：
（三）自然选择决定生物进化的方向，使生物向着适应环境的方向发展
课件展示：
“积极思维”桦尺蛾与自然选择
资料一：英国曼彻斯特地区有一种桦 ( http: / / www.21cnjy.com )尺蛾，夜间活动，白天栖息在树干上。在自然条件下，桦尺蛾的体色受一对等位基因S和s控制，黑色（S）对灰色（s）是显性。桦尺蛾也是当地各种食虫鸟的天然食物。
资料二：19世纪中叶以前，桦尺蛾种群中 ( http: / / www.21cnjy.com )S基因的频率很低，约为5%以下。随着英国工业的发展，工厂排出的煤烟使当地的地衣不能生存，导致树皮裸露，并被煤烟熏成褐色。调查表明，20世纪桦尺蛾中S基因的频率却上升到95%以上。
资料三：呈示图片未污染区和污染区的桦尺蛾
师：比较两幅图上的桦尺蛾体色及生活环境的差异。鸟类容易发现哪种体色的桦尺蛾，由什么原因决定？
学生活动：自主观察、小组合作讨论，提出小组意见交流。
师：（1）从桦尺蛾的工业区体色变黑的例子可以看到，桦尺蛾的体色有深有浅，只有当体色与周围环境相协调时，才具有保护色的意义，不易被天敌发现。
（2）环境是不断变化的，变化的环境 ( http: / / www.21cnjy.com )选择生物进化的方向，环境的选择造成了基因频率的定向改变，导致生物朝着一定方向缓慢的进化。由此可见，自然选择决定生物进化的方向。
（3）现代达尔文主义对自然选择有新的 ( http: / / www.21cnjy.com )解释，自然选择可以理解为随机变异（突变）的非随机淘汰与保存，若一个个体产生了有利于生存的可遗传变异，那么决定这种变异的基因必然在群体中逐步扩散，随着原有基因逐步被取代，新的生物类型才可能形成。英国桦尺蛾种群的基因频率在自然选择作用下发生了很大的变化，但是并没有形成新的物种。
板 书：
（四）隔离导致物种的形成
师：那么物种是一个怎样的概念？
生：物种是指分布在一定的自然地域，具有一定的形态结构和生理功能的特征，而且在自然状态下能够相互交配并能生殖出可育后代的一群生物个体。
师：物种是动植物分类系统的基本单位。理 ( http: / / www.21cnjy.com )想的物种限定为能相互交配并产生可育子代的一类生物。不同的物种的个体间，通常不能杂交；若发生杂交则子代不育，物种结构为由个体组成种群，由种群组成亚种，由亚种组成物种。现代达尔文主义者认为在自然界中新物种的形成还需要隔离存在。隔离会扩大差异，阻断基因交流，最终可能形成新的物种。
师：什么是隔离？
生：隔离就是指同一物种不 ( http: / / www.21cnjy.com )同种群间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象，根据地理因素、生殖因素造成的隔离可分为地理隔离和生殖隔离。其中地理隔离是一种主要的隔离方式，如高山、河流、沙漠、海洋等地理障碍，使东北虎、华南虎成为两个不同的虎亚种。
课件展示：
美洲棉尾兔的分布，在美国东部有8个种，而在西部多山地区有23个种。
师：这个事例说明了什么？
生：这说明了多山环境中地理隔离在物种形成中起了重要的作用。
师：生物在不断进化中，不断有新的物种产生，如何判断一个新的物种产生？需要哪些条件？
学生活动：小组讨论，由记录员记录小组意见，小组代表交流。
师：生殖隔离是指不同种群的个体不能 ( http: / / www.21cnjy.com )自由交配或交配后产生不可育后代，如驴和马杂交后代骡不育（多媒体展示图片）。此外动物通过求偶方式的不同、繁殖期的不同，植物通过花期的不同、花的形态结构的变化，使得种间杂交不能完成，这些都属于生殖隔离。生殖隔离一旦产生，不同种群间就不会有基因交流了，这就为新物种的形成奠定了基础。
课堂小结
现代达尔文主义的主要内容 ( http: / / www.21cnjy.com )：种群是生物进化的基本单位，突变和基因重组产生进化原材料，自然选择决定生物进化的方向，使生物朝着适应环境的方向发展，隔离导致物种的形成。
板书设计
第五章 生物的进化
第一节 生物进化理论的发展
一、现代达尔文主义
（一）种群是生物进化的基本单位
（二）突变和基因重组产生进化的原材料
（三）自然选择决定生物进化的方向，使生物向着适应环境的方向发展
（四）隔离导致物种的形成
