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生物进化的原因（第一课时）●教学目标知识目标1．了解英国曼彻斯特地区的两种桦尺蠖的数量随环境变化而改变的事例。2．模拟保护色的形成过程，分析生物进化的原因。能力目标通过对事例的分析，养成运用生物知识分析生活中现象的能力。培养实际操作及动手能力。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。●教学重点1．模拟保护色的形成过程的探究实验。2．通过模拟实验分析生物进化的原因。●教学难点由模拟保护色的形成过程，分析生物进化的原因。●教学方法实验式、启发式、演示式、谈话式。●教具准备1．教师准备：有关英国曼彻斯特地区桦尺蠖颜色变化的图片及资料的多媒体课件；有关保护色的多媒体课件。2．学生准备：彩色布料或彩纸（单色）；彩色小纸片（大量）。●课时安排1课时●教学过程［复习旧课，导入新课］教师：上节课我们学习了生物进化的大致历程，对于生物进化的大致过程我们有了简单的了解，接下来让我们一起复习上节的有关内容。注：教师打开投影片投影片：1．请简单描述动物进化的大致过程。2．请简单描述植物进化的大致过程。3．根据动植物进化的大致过程，试总结生物进化的一般规律。（学生回答）学生1：动物的进化过程是从单细胞动物开始，逐渐进化为腔肠动物、扁形动物、线形动物、软体动物、环节动物、节肢动物、棘皮动物、鱼类、两栖类、爬行类、鸟类，最后到哺乳动物。学生2：植物进化的过程：从蓝藻开始，逐步进化为藻类植物、苔藓植物、蕨类植物、裸子植物，最后出现发达的被子植物。学生3：一般来说，生物进化的总趋势是从简单到复杂，从水生到陆生，从单细胞到多细胞，从低等到高等的。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。注：对学生的回答未完整的，教师可让其他同学完善、补充。最后对全体回答问题的同学给予鼓励性、赞赏性的评价。［讲授新课］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。这是为什么呢？推动生物不断进化的原因是什么呢？对于这些问题，人们提出了各种不同的解释。从18世纪后期开始有很多人探讨此问题。首次提出系统进化学说的是19世纪初的拉马克，他提出用进废退和获得性遗传的法则。半个世纪后，即1859年，科学的生物进化论诞生了，主要代表是达尔文提出自然选择的学说，关于他及他的学说我们下节课学习。最终发展成现代的科学形态是在孟德尔的遗传学创立之后。今天，我们学习生物进化的原因，主要是以这三位生物学家提出的观点为依据的。借着前人的“肩膀”，我们通过下面一个实例来分析生物进化的原因。注：教师播放多媒体课件，并板书。多媒体课件：（有关内容）先播放对照图片，图下为相关资料及讨论题。（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（huò），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：他们先把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。讨论题：1．黑色桦尺蠖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：第三节生物进化的原因一、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了后代；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：教师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，直到较满意的答复。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的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。教师：尽管我们不能重复桦尺蠖体色变化的整个过程，但我们可以设法模拟。模拟探究有助于你对这一现象的理解以及对生物进化原因的直观印象和深层次的理解。在模拟探究之前，我们先了解自然界中几种常见的利用保护色捕食或防御敌害的例子。注：打开多媒体课件（关于雷鸟、变色龙等体色随环境而变化；或者枯叶蝶、菜青虫、青蛙等在不同环境中的体色对比）。教师：图中动物的体色与周围环境的色彩非常相似，这就是保护色。具有保护色的动物不易被其他动物发现，这对它躲避敌害或者捕食猎物是十分有利的。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．不论彩色布料或彩纸颜色必须单一，每小组所选颜色可不一样；彩色小纸片颜色应多样化，但其中之一最好与彩色布料或彩纸的颜色一致或相近。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。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，幸存者数最多的是与布料颜色相近的粉红色。……注：教师引导学生回答讨论2、3、4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接近。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、鼓励性的评价，对回答不完善的同学给以补充。教师：保护色的形成过程是与周围环境相适应的结果。这是自然环境对生物进行选择的一个方面。除了保护色之外你还能举出其他方面的例子吗？学生：有一种蝴蝶，它的翅膀展开很像眼镜蛇体表的花纹，这样它可以避免它的天敌一种鸟的捕食。教师：这是一种警戒色。学生：有一种竹节虫，它的躯体与四肢修长。当爬在竹上，如果不动我们很难发现它。这也许是它存活下来的一个原因。教师：这是一种拟态，模拟与周围相似的物体，不易被其天敌发现。像保护色、拟态、警戒色等都是在生物进化过程中，通过长期的自然选择而逐渐形成的适应性特征。由此，我们可以看出自然选择在生物进化的过程中所起的作用，生物只有适应不断变化的环境才能生存和繁衍。最后，根据本节所学的知识，请大家总结生物进化的原因。注：可以让学生讨论总结。教师补充完善并板书。板书：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。［课堂小结］教师：通过对英国曼彻斯特地区的两种桦尺蠖的数量随环境变化而改变的事例分析，以及模拟保护色的形成过程的探究，初步了解了生物进化的原因。简单地可归纳为两个方面：一是生物进化的动力即环境的改变；二是生物进化的基础即遗传与变异。生物只有适应不断变化的环境，才不会被淘汰，才能得以生存与繁衍。●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。