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《现存物种来自共同的祖先》教学设计
课题
第一节
现存物种来自共同的祖先
单元
第五章
学科
生物
年级
高一
学习目标与核心素养
尝试通过化石、比较解剖学和胚胎学等事实，说明当今生物具有共同的祖先。尝试通过细胞生物学和分子生物学等知识，说明当今生物在新陈代谢、DNA
的结构与功能等方面具有许多共同特征，能够从生命观念的角度认识生物的统一性。基于不同类型生物进化的事实证据，运用归纳与概括，演绎与推理的科学思维方法，阐释生命进化的现象及规律。树立生物进化的观点，形成拒绝速信和伪科学的责任意识。1.文化基础：通过细胞生物学和分子生物学等知识，阐释生命进化的现象及规律。2.自主发展：说明当今生物在新陈代谢、DNA
的结构与功能等方面具有许多共同特征，能够从生命观念的角度认识生物的统一性。3.社会参与：树立生物进化的观点，形成拒绝速信和伪科学的责任意识。
重点
通过化石、细胞生物学和分子生物学等知识，阐释生命进化的现象及规律。
难点
通过化石、细胞生物学和分子生物学等知识，阐释生命进化的现象及规律。
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课
观看视频《生物进化》
课前查阅资料，了解生物进化过程，提出问题，分析问题。
讨论生物进化过程，初步了解生物来自共同的祖先，激发学生的学习兴趣。
讲授新课
在北京林业大学的校园内有一处利用硅化木制作的景观。硅化木由远古树木埋入地下，经长期硅化过程形成，它们虽然是化石，但是树木的纹理依然清晰可辨、栩栩如生，具有珍贵的科研和观赏价值。从硅化木挺拔的姿态，我们隐约可以看出，这棵曾经生长的大树，经历了一场地震或火山爆发，被埋在地层中千百万年，成为现在的模样。唐代著名诗人陆龟蒙就有诗句∶
"东阳多名山，金华为最大。其间绕古松，往往化为石。”提出问题1.除了化石证据，还有哪些证据能说明现存生物源自共同的祖先?2.这些灭绝的物种和现存物种之间究竟有着怎样的联系?3.令我们不解的是∶在已经发现的大量生物化石中为什么许多物种都已灭绝?一、解剖学、胚胎学及化石证据生命历史无法倒转历史的车轮，去直接观察生物进化的历程，却可以通过对__________、_______________、____________以及分子生物学等学科的研究，进行________________和__________________。资料探究：生物起源于共同祖先的例证【资料
1】
人的手臂、猫的前肢、鲸的鳍、蝙蝠的翼手功能不尽相同，其外部形态也有显著差异。对这些结构进行解剖，骨骼构造，同时发现它们还有相似的肌肉和血管。分析讨论1.观察骨骼部分，找出它们的共同之处，并用绘图的方法构建模型。不同生物的前肢有相同的骨骼组成能否说明这些生物源自共同的祖先?为什么?提示：1.在研究脊椎动物的进化过程中，发现人的手臂、猫的前肢、鲸的鳍、蝙蝠的翼手，其____________________。2.虽然这些器官的___________不尽相同，但它们的_____________和_____________彼此相同，可以看出它们是从同一个"模型"进化而来的，这些具有共同来源的结构被称为同源器官。3.由于______________不同，这些生物向______________，导致_________外形上并不相似，____________上也有差别。【资料
2】
鱼、龟、鸟、人这
4种生物的成体存在着很大的差异，而观察其胚胎发育的过程，却发现它们在某个时期都经历了相似的发育阶段。分析讨论2.资料
2所示
4
种脊椎动物的早期胚胎发育有什么共同特点?这说明了什么?提示：脊椎动物的个体发育都是由_________开始的，说明高等动物起源于原始的______________。2.人和鱼类、爬行类、鸟类在___________过程中都有鳃裂和尾出现，说明不同种类的脊椎动物继承了来自_____________的相同发育程序，才具有一个彼此相似的_________阶段。【
资料
3】
利用放射性同位素'c
等以恒定速率衰变的特点，可以测定化石的绝对年龄。按绝对年龄排序的化石，呈现了不同生物在地球上出现的先后顺序
，并显示出在每个阶段都会有新的物种出现。分析讨论
3.地层中的化石呈现了脊椎动物出现的大致顺序，从中能发现哪些进化规律?提示：1.通过化石记录可以推断出最早出现的真核生物是_____________，最早出现的脊椎动物是___________，后来依次出现了________、爬行类（包括恐龙）、鸟类和哺乳类，一直到人类的出现。2.化石不仅提供了生物在地球上出现的_______________，也清楚地反映了早期___________和__________的历史，揭示了生物是由__________、_______________逐渐进化来的。3.同时也可以推测，现今的生命个体是由____________进化来的。二、细胞生物学和分子生物学证据1.19
世纪，施莱登（M.Schleiden）和施旺（T.Schwann）发现动物和植物都由________组成。2.细胞还拥有一些相同的______________，不同细胞中_______________的结构也非常相似。3.虽然真核细胞和原核细胞的__________差别比较显著，但也存在着______________，例如，它们都有质膜、细胞质、核糖体等结构。4.具有细胞结构的生物在细胞代谢过程中都需要________________，都需____________为生命活动供能，也都具有细胞分裂、分化、衰老等_____________________。5.不同细胞在__________过程中的共性，说明在细胞水平上生物具有某些__________。（二）分子水平1.从分子水平对生物进化的研究表明，在________和_______________中，保留着大量的进化信息。2.在进行有氧呼吸的真核生物中都存在着一种功能______________细胞色素
C，它是由
104个氨基酸组成的。3.比较不同生物的细胞色素C的_________________，发现其中
35个位置上的_______________。这说明不同生物的细胞色素C的结构具有明显的_______________。4.对所有生物遗传物质的研究发现，其___________________相似;遗传信息在复制、转录和翻译的过程中都严格遵循__________________原则;翻译过程基本使用同一套______________等。5.整个生物界遗传信息的___________具有相同的模式。6.同源异形基因（homeotic
gene）人们最早在果蝇
DNA
中发现了一类决定果蝇体节形成的发育基因，后来发现在小鼠和人体中也存在着功能相同的这类基因。无脊椎动物果蝇与脊椎动物小鼠在分类学上差异巨大，比较它们的同源异形基因，却发现都含有一段相同的
DNA
序列，而且在生命漫长的进化过程中一直没有发生明显改变。这种高度保守性暗示，同源异形基因的原始版本在生命史的早期就已经出现。目前科学家已经发现许多生物体内都存在___________，这反映了进化史的一个核心∶
多样性中包含着________________，生物具有某些___________________。综上所述，来自_______________、脊椎动物的_________________、________________研究，以及
______________等各个方面的事实和证据，构成了__________________，显示出地球上的各种生物之间存在着或近或远的_____________，这些证据之间相互补充、相互印证，说明丰富多样的生物界蕴含着深刻的________，生物来自________________。三、学业检测与巩固练习1.始祖鸟化石到现在总共发现12具，均在德国发现。化石显示它既像鸟类又有爬行类的特征。目前，学术界普遍认可始祖鸟是一种早期的基础恐爪龙类。发现于我国辽宁的热河鸟和孔子鸟的化石显示，这两者更接近现代鸟类，被归类于鸟纲，这为鸟类起源增添了最新的证据。（1）这些化石在生物进化的研究中有什么作用?提示：化石是证明生物进化的最重要的证据，对发掘的一些生物化石进行比较，可以发现生物之间的亲缘关系.（2）除化石外，生物学家还通过哪些研究方法，找到了生物具有共同特征的证据?
提示：来自化石记录、脊椎动物的结构解剖比较、早期胚胎发育研究，以及
DNA
和蛋白质序列分析等各个方面的事实和证据，构成了完整的证据链。2.
绿头鸭、琵嘴鸭、绿翅鸭和斑嘴鸭都是野生鸭类，它们常常在同一栖息地生活。绿头鸭的
ND2
基因长度为
1041bp，另外几种鸭与绿头鸭
ND2
基因的同源性比较如下表;（1）如表数据属于进化证据中的______________证据。（2）根据表中数据分析，与绿头鸭进化关系最近的是_________，判断的依据是__________。
【学习活动一】学生阅读课本112—114，带着问题，阅读课文，回答问题。小组讨论资料，分析相关问题。【学习活动二】学生阅读P115-116，分组讨论，从细胞生物学和分子生物学中获取证据，证明生物来自共同祖先。根据所学，完成相关练习
带着问题，通过阅读，了解生物进化基本材料，培养学生获取信息的能力，加深学生对概念的认识，激发学生的科学研究的兴趣。分析资料，证明生物起源于共同祖先，提高学生归纳能力。通过阅读，分组辩论，引导学生认识到要基于科学可靠的证据，以及合乎逻辑的推理判断，来看生物来自共同祖先。回顾旧知，巩固和应用所学知识。
课堂小结
1.虽然我们无法倒转历史的车轮，去直接观察生物进化的历程，却可以通过对古生物学、比较解剖学、胚胎学以及分子生物学等学科的研究，进行科学论证和逻辑推理。2.不同细胞在结构或细胞代谢过程中的共性，说明在细胞水平上生物具有某些共同的特征。3.从分子水平对生物进化的研究表明，在核酸的碱基序列和蛋白质的氨基酸序列中，保留着大量的进化信息。4.来自化石记录、脊椎动物的结构解剖比较、早期胚胎发育研究，以及
DNA
和蛋白质序列分析等各个方面的事实和证据，构成了完整的证据链，显示出地球上的各种生物之间存在着或近或远的亲缘关系，这些证据之间相互补充、相互印证，充分说明丰富多样的生物界蕴含着深刻的统一性，生物来自共同祖先。
板书
现存物种来自共同的祖先一、解剖学、胚胎学及化石证据二、细胞生物学和分子生物学证据
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精品试卷·第
2
页
（共
2
页）
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第一节
现存物种来自共同的祖先
沪科版
高中生物
学习目标
尝试通过化石、比较解剖学和胚胎学等事实，说明当今生物具有共同的祖先。
尝试通过细胞生物学和分子生物学等知识，说明当今生物在新陈代谢、DNA
的结构与功能等方面具有许多共同特征，能够从生命观念的角度认识生物的统一性。
基于不同类型生物进化的事实证据，运用归纳与概括，演绎与推理的科学思维方法，阐释生命进化的现象及规律。
1.文化基础：通过细胞生物学和分子生物学等知识，阐释生命进化的现象及规律。
2.自主发展：说明当今生物在新陈代谢、DNA
的结构与功能等方面具有许多共同特征，能够从生命观念的角度认识生物的统一性。
3.社会参与：树立生物进化的观点，形成拒绝速信和伪科学的责任意识。
生物进化
在北京林业大学的校园内有一处利用硅化木制作的景观。硅化木由远古树木埋入地下，经长期硅化过程形成，它们虽然是化石，但是树木的纹理依然清晰可辨、栩栩如生，具有珍贵的科研和观赏价值。从硅化木挺拔的姿态，我们隐约可以看出，这棵曾经生长的大树，经历了一场地震或火山爆发，被埋在地层中千百万年，成为现在的模样。唐代著名诗人陆龟蒙就有诗句∶
"东阳多名山，金华为最大。其间绕古松，往往化为石。”
提出问题
令我们不解的是∶在已经发现的大量生物化石中为什么许多物种都已灭绝?
这些灭绝的物种和现存物种之间究竟有着怎样的联系?
除了化石证据，还有哪些证据能说明现存生物源自共同的祖先?
一、解剖学、胚胎学及化石证据
生命历史无法倒转历史的车轮，去直接观察生物进化的历程，却可以通过对______________、_________________、____________以及分子生物学等学科的研究，进行________________和__________________。
古生物学
比较解剖学
胚胎学
科学论证
逻辑推理
资料探究：生物起源于共同祖先的例证
【资料
1】
人的手臂、猫的前肢、鲸的鳍、蝙蝠的翼手功能不尽相同，其外部形态也有显著差异。对这些结构进行解剖，骨骼构造，同时发现它们还有相似的肌肉和血管。
1.观察骨骼部分，找出它们的共同之处，并用绘图的方法构建模型。不同生物的前肢有相同的骨骼组成能否说明这些生物源自共同的祖先?为什么?
分析讨论
1.在研究脊椎动物的进化过程中，发现人的手臂、猫的前肢、鲸的鳍、蝙蝠的翼手，其_______________________。
提示：
2.虽然这些器官的___________不尽相同，但它们的________________和_________________彼此相同，可以看出它们是从同一个"模型"进化而来的，这些具有共同来源的结构被称为同源器官。
骨骼结构相同
功能
基本结构
发育过程
3.由于______________不同，这些生物向______________________，导致_________________外形上并不相似，____________上也有差别。
生存环境
不同方向进化
同源器官
功能
2.资料
2所示
4
种脊椎动物的早期胚胎发育有什么共同特点?这说明了什么?
【资料
2】
鱼、龟、鸟、人这
4种生物的成体存在着很大的差异，而观察其胚胎发育的过程，却发现它们在某个时期都经历了相似的发育阶段。
分析讨论
2.人和鱼类、爬行类、鸟类在_________________过程中都有鳃裂和尾出现，说明不同种类的脊椎动物继承了来自__________________的相同发育程序，才具有一个彼此相似的___________________阶段。
提示：
1.脊椎动物的个体发育都是由______________开始的，说明高等动物起源于原始的____________________。
受精卵
单细胞生物
胚胎发育
远古共同祖先
胚胎发育
3.地层中的化石呈现了脊椎动物出现的大致顺序，从中能发现哪些进化规律?
【
资料
3】
利用放射性同位素'c
等以恒定速率衰变的特点，可以测定化石的绝对年龄。按绝对年龄排序的化石，呈现了不同生物在地球上出现的先后顺序
，并显示出在每个阶段都会有新的物种出现。
分析讨论
2.化石不仅提供了生物在地球上出现的_______________，也清楚地反映了早期___________________和________________的历史，揭示了生物是由_________________、_____________________逐渐进化来的。
提示：
1.通过化石记录可以推断出最早出现的真核生物是_________________，最早出现的脊椎动物是___________，后来依次出现了_____________、爬行类（包括恐龙）、鸟类和哺乳类，一直到人类的出现。
单细胞生物
鱼类
两栖类
3.同时也可以推测，现今的生命个体是由___________________进化来的。
时间顺序
生命的出现
生物进化
简单到复杂
由低等到高等
单细胞生物
二、细胞生物学和分子生物学证据
1.19
世纪，施莱登（M.Schleiden）和施旺（T.Schwann）发现动物和植物都由____________组成。
2.细胞还拥有一些相同的______________，不同细胞中_______________的结构也非常相似。
细胞
施莱登
施旺
最早显微镜
光学显微镜
电子显微镜
细胞器
相同细胞器
(一）细胞生物学
5.不同细胞在_______________________过程中的共性，说明在细胞水平上生物具有某些_________________。
3.虽然真核细胞和原核细胞的________________差别比较显著，但也存在着______________，例如，它们都有质膜、细胞质、核糖体等结构。
细胞结构
相似性
4.具有细胞结构的生物在细胞代谢过程中都需要________________，都需_________________为生命活动供能，也都具有细胞分裂、分化、衰老等__________________________。
酶的催化
细胞呼吸
共同的生命特征
结构或细胞代谢
共同的特征
（二）分子水平
1.从分子水平对生物进化的研究表明，在_______________________和____________________________中，保留着大量的进化信息。
核酸的碱基序列
蛋白质的氨基酸序列
2.在进行有氧呼吸的真核生物中都存在着一种功能_________________细胞色素
C，它是由
104个氨基酸组成的。
相同的蛋白质
3.比较不同生物的细胞色素C的_________________，发现其中
35个位置上的____________________________。这说明不同生物的细胞色素C的结构具有明显的_______________。
氨基酸序列
氨基酸种类完全相同
一致性
4.对所有生物遗传物质的研究发现，其___________________相似;遗传信息在复制、转录和翻译的过程中都严格遵循__________________原则;翻译过程基本使用同一套______________等。
核酸分子结构
碱基互补配对
密码子
5.整个生物界遗传信息的___________________具有相同的模式。
复制与表达
人们最早在果蝇
DNA
中发现了一类决定果蝇体节形成的发育基因，后来发现在小鼠和人体中也存在着功能相同的这类基因。无脊椎动物果蝇与脊椎动物小鼠在分类学上差异巨大，比较它们的同源异形基因，却发现都含有一段相同的
DNA
序列，而且在生命漫长的进化过程中一直没有发生明显改变。这种高度保守性暗示，同源异形基因的原始版本在生命史的早期就已经出现。
6.同源异形基因（homeotic
gene）
目前科学家已经发现许多生物体内都存在_____________________，这反映了进化史的一个核心∶
多样性中包含着________________，生物具有某些___________________。
同源异形基因
统一性
共同的特征
综上所述，来自_______________、脊椎动物的____________________、__________________研究，以及
_______________________________等各个方面的事实和证据，构成了__________________，显示出地球上的各种生物之间存在着或近或远的_____________，这些证据之间相互补充、相互印证，说明丰富多样的生物界蕴含着深刻的____________，生物来自________________。
化石记录
结构解剖比较
早期胚胎发育
DNA
和蛋白质序列分析
完整的证据链
亲缘关系
统一性
共同祖先
1.始祖鸟化石到现在总共发现12具，均在德国发现。化石显示它既像鸟类又有爬行类的特征。目前，学术界普遍认可始祖鸟是一种早期的基础恐爪龙类。发现于我国辽宁的热河鸟和孔子鸟的化石显示，这两者更接近现代鸟类，被归类于鸟纲，这为鸟类起源增添了最新的证据。
（1）这些化石在生物进化的研究中有什么作用?
（2）除化石外，生物学家还通过哪些研究方法，找到了生物具有共同特征的证据?
提示：化石是证明生物进化的最重要的证据，对发掘的一些生物化石进行比较，可以发现生物之间的亲缘关系.
提示：来自化石记录、脊椎动物的结构解剖比较、早期胚胎发育研究，以及
DNA
和蛋白质序列分析等各个方面的事实和证据，构成了完整的证据链。
三、学业检测与巩固练习
2.
绿头鸭、琵嘴鸭、绿翅鸭和斑嘴鸭都是野生鸭类，它们常常在同一栖息地生活。绿头鸭的
ND2
基因长度为
1041bp，另外几种鸭与绿头鸭
ND2
基因的同源性比较如下表;
（1）如表数据属于进化证据中的______________________证据。
同源异性基因
（2）根据表中数据分析，与绿头鸭进化关系最近的是_______________，判断的依据是__________________________________________。
斑嘴鸭
ND2
基因长度同源性100%
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