7.3.3 生物进化的原因教案

《生物进化的原因》教学设计
概述：
“生物进化的原因”是人教社生物学第七单元第三章第三节。本节所需课时为2课时，本课时为第一课时；生物进化的原因是本节章的重点内容，主要是通过模拟保护色的形成过程，分析生物进化的原因。
一、教材分析：?
本课主要是通过英国曼彻斯特地区的两种桦尺蠖的数量随环境的变化而改变的真实事例和学生通过模拟保护色的形成过程的探究活动，分析生物进化的原因（内因和外因），概述达尔文自然选择学说的内容，解释长颈鹿等生物进化的原因和历程，并对学生进行环境保护教育。
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二、教学策略选择与设计：
1． 以视频、游戏等方式进行教学，激发学习兴趣。
2． 为中考备考争取复习时间，把2课时的内容合为1课时。
本节课是以“跨越式”教学理念作指导，“跨越式”生物教学旨在以信息技术与生物教学的整合为基础，以创新性教学设计为途径，充分发挥学生学习的自主性，抓住学生学习生物学科的关健期，使学生的生物素养得到跨越式的发展。本节课教学过程以两种方式呈现：一是学生自主阅读英国曼彻地区的两种桦尺蠖的数量随环境的改变而改变的真实事例并分析其变化原因；二是学生通过模拟保护色的形成过程的探究活动，从感性上认识生物进化的过程和原因。另外，在分析完曼彻斯特殊地区的两种桦尺蠖的数量变化的事例后，让学生阅读和分析几个相关的问题，这些问题不仅能强化环境的变化可以导致生物进化的事实，而且可以对学生进行潜移默化的环保教育。整个教学过程以网络作为教学媒体，教师恰到好和处地把握住主导作用，激发学生的学习兴趣，使学生积极参与探究实验活动，科学地分析实验结果，主动获取知识。
三、学习者特征分析：
1、该班学生具有较强的收集、整理、分析资源信息的能力，能熟练操作与教学有关的电脑平台，能够根据教学思路和要求，准确找到所需资源的位置。
2、学生学完生物的生殖发育以及遗传和变异后，对生命的起源和生物进化的相关问题很感兴趣，如“究竟先有鸡蛋还是先有鸡呢？”等相关问题，学生对这类有关“生物进化的过程及原因”的问题，在日常生活中通过各种媒体已具有了一定的零散的、感性的认识，但还欠缺整体、科学、理性的认识。
四、学习目标
知识目标
1、模拟保护色的形成过程，分析生物进化的原因。
2、概述自然选择学说主要内容，形成生物进化的基本观点。
能力目标
尝试分析实验数据，并对实验数据做出合理解释。
运用自然选择学说解释有关实例。
情感目标
通过对生物进化事例的分析，使学生形成环保意识，以及环保的重要意义。
认同生物进化的基本观点。
3、通过对达尔文的故事的学习，认同科学探索需要严谨的科学态度、正确的科学方法和坚持不懈科学精神。
教学过程：
（一）问题引入，启发思考
教师：通过上节课的学习，我们知道生物进化的过程中，不断有新物种的产生和老物种的灭绝。为什么有些生物种类会绝灭？新的生物种类又是怎样产生的呢？推动生物不断进化的原因是什么呢？
教师打开投影片
投影片：“恐龙灭绝”和“生物进化树”两组图片，并板书：第三节　生物进化的原因。
注：三个问题的提出，给学生以思维的冲击和震动，要求学生用1分钟时间思考问题，让他们就自己已有的知识贮量在脑海里形成雏形的解释，但并不要求即时做出回答，从而激起学生的学习欲望。顺势导入新课。
(二)桦尺蠖工业黑化的原因
分析生物进化的实例
完成下列自主探究
学生先看资料：（资料内容）
18世纪的英国曼彻斯特地区，山清水秀，绿树成荫，那里的森林及农田生活着一种桦尺蠖（huà），其成虫是一种飞蛾，其名为椒花蛾。它们夜间活动，白天休止，通常栖息在有地衣覆盖的树干和石块上。到1848年，有关椒花蛾的报道都是浅色的。直到1850年在英国工业中心曼彻斯特才第一次报道有黑色型突变。随着英国工业化的日益扩大，烟尘和废气开始污染工业城市和近郊，使地衣不能生长而树皮裸露，椒花蛾栖息的背景由浅色地衣变为深色树干，于是黑色椒花蛾逐渐增加，在曼彻斯特达到90%以上，而在未受污染的农业区主要仍是浅色型。科学家们做了这样一个实验：他们先数量相等的浅色的桦尺蠖和深色的桦尺蠖同时放到树干上，然后用望远镜观察到树干上所发生的情况。一群爱吃桦尺蠖的鸟儿飞过之后，他们发现，浅色桦尺蠖所剩无几，而大部分深色桦尺蠖却逃过了这场灾难。
多媒体课件：（有关内容）讨论题：
1、黑色桦尺蠖怎么出现的以及它的出现对于后代的生存有何意义？
2、黑色桦尺蠖的数量由少数逐渐变为多数，而浅色桦尺蠖数量的减少，主要是受什么的影响？
3、请你试着解释桦尺蠖体色变化的原因？你从中受到哪些启发？
板书：一、分析生物进化的原因
注：学生讨论后回答。
学生1：黑色桦尺蠖的出现属于自然变异的结果，在环境改变的情况下这种突变对其后代的生存是有利的。
学生2：黑色桦尺蠖数量逐渐增加，由少数变为常见类型，主要受环境的影响，一方面工厂排出的烟煤杀死了地衣，使树皮变黑；另一方面桦尺蠖的天敌决定桦尺蠖的不同颜色的数量。
学生3：桦尺蠖体色变化是由于体内的遗传物质发生变异，而且变异的性状传给后代；并且是在外界环境变化及天敌的影响下，变异个体逐渐增加的结果。我认为：工厂排放出的煤烟是导致桦尺蠖颜色改变的关键，说到底是环境污染迫使生物性状发生改变。所以，在工业高度发达的今天，更应注重环境保护，减少工业“三废”对环境的污染。
注：都是对作答的同学给予鼓励性、赞赏性的评价，可倾听多数同学的回答，直到满意的答复。
教师：通过对桦尺蠖体色变化的分析，我们知道了“遗传和变异”是桦尺蠖体色变化的基础，而环境的改变是它体色变化的外在动力。如果要使英国曼彻斯特地区的浅色桦尺蠖又重新恢复为常见类型，你认为该怎样做？
学生：我们应关掉曼彻斯特周围的工厂，保持桦尺蠖生活区域内清洁的空气，保持天敌的数目不变。这样浅色桦尺蠖便成为常见类型。
教师：由桦尺蠖体色变化的分析，我们可推想生物圈中不同种类生物的进化原因，是否与这一事例相类似呢？
学生：是。
（三）“保护色”的概念学习
在了解了“桦尺蠖工业黑化的原因”后，让学生观察“冬雷鸟”、“夏雷鸟”和“几种不同环境中的蛙”等具有保护色的动物图片。引导学生归纳出保护色的概念及意义。使学生认识到保护色不仅有利于动物避敌和觅食，还能启迪我们人类的智慧，造福人类社会。从而激发学生对大自然的热爱，进一步认识到保护生物多样性的重要性。
（四）模拟探究保护色形成的过程
教师打开投影片：让学生观察“冬雷鸟”、“夏雷鸟”和“几种不同环境中的蛙”等具有保护色的动物图片。引导学生归纳出保护色的概念及意义。
学生1：动物外表颜色与周围环境相类似，这种颜色叫保护色。自然界里有许多生物就是靠保护色避过敌人，在生存竞争当中保存自己的。
动物这种保护色是如何形成的？接下来我们模拟保护色的形成过程来探究保护色是如何形成的。
注：教师在做此实验前需强调以下注意事项：
1、全班分组，各组员统一听从组长的指挥。
2、彩纸颜色必须单一，每小组所选颜色可不一样；彩色应多样化，但其中之一与彩纸的颜色一致。
3、提醒学生在实验时一定要把自己想象成“捕食者”，在选取彩色小纸片时，不要事先观察小纸片的位置，一定不要特意寻找某一种颜色的小纸片。
4、要及时记录小纸片的数量，并进行分析。
5、分析探究后面的讨论题。
模拟实验并结合视频，学生进行讨论。实验讨论完毕。各小组汇报其探究结果。
学生1：通过5代的筛选，幸存者数量最多的是红色，因为我们组的布料是红色的。
学生2：我们组的结果是：蓝色数量最多，与布料的颜色一致。
学生3：通过5代筛选，幸存者数量最多的是与布料颜色相近的粉红色。
……
教师打开投影片：讨论2、3、题
学生1：在第一代与第二代之间代表生物多样性的彩色纸片颜色种类很近。而到了第五代，彩纸片的颜色种类大大减少，只保留与布料颜色相近的几种。
学生2：我们组黄色在“幸存者”群体中没有代表。因为我们组所用的布料是红色的，黄色纸片放在上面对比非常明显，所以“捕食者”最先将黄色捕捉。
学生3：我认为保护色的形成过程与它的天敌和周围环境有关系。与环境颜色较接近的就不容易被天敌发现，反之则易被捉住。这样与环境相适应的生物得以繁衍，它的体色便成了保护色。推动生物进化的动力是环境的改变；遗传与变异是基础。
注：教师应针对学生的回答给予客观、公正、鼓励性地评价；对回答不完善的同学给以补充。
师生总结结论：动物的保护色是自然选择的结果。体表颜色与环境颜色相似的动物能更好地生存下来，一代一代繁殖下去， 就逐渐形成了与环境颜色一致的保护色。
（五）生物进化的原因
达尔文及其自然选择
首先介绍进化论的创始人达尔文的生平及其贝格尔号航行中的趣事及在途中的所见所闻，进而引到其著作《物种起源》中提出的进化理论“过度繁殖，生存斗争，遗传和变异，适者生存”。
1、达尔文花费毕生的精力著成了一部巨著是什么？在这部书中他提出了什么样的进化观点？
2、通过对达尔文小故事的学习，你受到哪些启发？
注、学生阅读完讨论后回答。
学生1、达尔文的巨著是《物种起源》；在此书中他提出了自然选择学说，并认为生物是逐渐进化的。
学生2、我们应学习达尔文认真观察、不怕吃苦、勤于思考、勤于实践、不断探索的精神以及尊重客观事实、热爱科学、献身科学的态度和精神。
注、教师对学生的回答给予赞赏性评价。通过第2小题的回答引起学生热爱科学，献身科学情感上的共鸣。
1、你是如何理解生物普遍具有很强的繁殖能力、能够繁殖大量的后代的？
2、生物的繁殖能力是如此强大，但是事实上每种生物的后代能够生存下来的却很少，这是什么原因呢？
3、引起生物变异的根本原因是环境条件的改变。有的变异可以遗传，有的不能够遗传。但哪些变异可以遗传呢？
4、试着概括达尔文的自然选择学说。
5、对于长颈鹿长颈的形成原因，请用自然选择学说解释。
6、在长期使用抗生素过程中，人们还发现原来对疾病很有效的抗生素多次使用后，变得不那么灵验了。这是怎么回事？
注、学生讨论完毕，进行回答。
1、教师展示一个基本的数学推理事例、大象是一种繁殖很慢的动物，但是如果每一头雌象一生(30~90岁)产仔6头，每头活到100岁，而且都能进行繁殖的话，那么到750年以后，一对象的后代就可达到1900万头。因此，按照理论上的计算，就是繁殖不是很快的动物、植物，也会在不太长的时期内产生大量的后代而占满整个地球。可见，生物普遍具有很强的生殖能力。
2、虽然每种动物的繁殖能力很强，但生物赖以生存的食物和空间都是非常有限的，任何生物要生存下去，就得为获取足够的食物和空间而进行生存斗争。由于生存斗争，导致生物大量死亡，结果只有少数个体生存下来。
3、达尔文认为，在自然界中，生物个体都有遗传和变异的特性，只有那些具有有利变异的个体才能在斗争中生存下来，并将这些变异遗传给了下一代；而具有不利变异的个体则容易被淘汰。这就是适者生存，不适者被淘汰的自然法则。
4、达尔文的自然选择学说其主要内容有四点、①过度繁殖；②生存斗争；③遗传和变异；④适者生存。
注、教师对这几位同学的回答给予补充，回答准确的给予肯定、鼓励。同时教师可将第四位同学概括的内容让其板书到黑板上。回答继续进行。
给学生时间，让学生用自然选择学说来解释“长颈鹿的脖子为什么这么长？”， “某海岛上昆虫残翅和无翅较多”的现象。
5、自然选择学说是这样解释的、古代长颈鹿的长颈与短颈可以遗传。当环境发生变化，比如缺乏青草的时候，颈长的可以吃到高处的树叶，就容易生存下来，并且繁衍后代。而颈短长颈鹿的因为吃不到足够的树叶，活下来的可能性就很小，其留下来的后代也更少，经过许多代以后，短颈的就被淘汰。因此我们今天看到的长颈鹿都是颈长的。
6、这是自然选择的结果。由于这些海岛上经常刮大风，那些有翅能飞但翅膀不够强大的昆虫，就常常被大风吹到海里，因而生存和繁殖后代的机会就少。而无翅或残翅的昆虫由于不能飞翔，就不容易被风吹到海里，因而生存和繁殖后代的机会就多。经过一段时间的自然选择之后，岛上无翅的昆虫就特别多。
7、在青霉素刚被使用的时候能够杀死大多数类型的细菌。但少数细菌由于变异而具有抵抗青霉素的特性，不能被青霉素杀死而生存下来，并将这些特性遗传给下一代。因此，下一代就有更多的具有抗药性的个体，经过青霉素的长期选择，使得有的细菌不再受其影响了。
小结
展示《板书设计》，提出问题：在生物漫长的进化过程中，为什么有些生物种类会绝灭？新的生物种类又是怎样形成的呢？推动生物不断进化的原因是什么？
教师总结：环境的改变是生物进化的外因，遗传和变异是生物进化内因，生物只有在适应不断变化的环境才能生存和繁衍。
课后请同学们思考：
?1、生物进化的历程是否已经完成？如果还在进行，我们为什么不易发现生物的进化？
当堂练习
1、澳大利亚东部有一种外形奇特而美丽的琴鸟，它 们大都在冬季繁殖，这样可以避免蛇类等前来偷食它们的卵和雏鸟，这是 ( )
A、对外界刺激作出的反应 B、变异所造成的
C、条件反射造成的 D、自然选择的结果
2、有些岛屿常刮大风，那里的植物一般都很矮小，有很多是贴地蔓生的，这是( )
A、自然选择的结果 B、人工选择的结果
C、异常的自然现象 D、植物发生的突然变化
3.某治疗感冒病的药物疗效很高，几年后
疗效逐渐降低，其根本原因是（　）
A、病毒接触药物以后，慢慢产生抗药性
B、病毒为了适应环境产生了抗药性
C、药物对病毒的抗药性变异进行了定向的选择
D、后来的药量减少，产生抗药性变异。
八、板书设计
第三节 生物进化的原因
一、分析生物进化的原因
1、生物进化的基础：遗传与变异。
2、生物进化的外在动力：环境的改变。
3、生物只有适应不断变化的环境才能生存和繁衍。
二、达尔文和自然选择学说主要内容
过度繁殖、生存竞争、遗传变异、适者生存