第2節 生物的進化一、背景分析本節選自義務教育教科書生物學（北師大版）八（下）第二十一章第二節第3課時。本節內容是為深入理解生物進化的原因而服務的，之前學生已經學習了生命的發生以及在發展過程中在一代又一代的發生著改變，即生物進化。而生物為什么會進化就是本節課要解決的問題。學生對于同一祖先的地雀進化成了喙的大小、形狀各不相同的13種地雀會產生質疑。在這種強烈的探究愿望的驅使下，學生通過模擬實驗，分析對比，與教師間的互動，教師的點撥等，逐漸建構相關概念。八年級學生已經具備一定的分析能力，動手能力較強，所以通過模擬實驗培養學生的觀察能力、分析能力、探究能力，并激發學生對生命科學研究的濃厚興趣。二、教學目標1.知識目標（1）簡述達爾文的自然選擇學說的主要內容；（2）形成生物進化的基本觀點。2.能力目標通過模擬實驗，養成發現問題，分析問題以及解決問題的能力3.情感態度與價值觀目標學生在實驗過程中，養成膽大心細，實事求是的科學態度。三、教學重難點1教學重點：（1）自然選擇學說的主要內容；（2）利用自然選擇學說解釋生物進化的原因。2教學難點：自然選擇學說的主要內容。四、設計思路本節實驗課不僅僅是讓學生進行程序化的模擬實驗，更重要的是讓學生帶著思考自然選擇學說的具體內容，自然選擇學說觀點的應用，完善生物進化原因的理解。為此，本節課通過學生回憶達爾文環球航行圖中觀察到的地雀進化為線索，利用模擬實驗分析出自然選擇學說的具體內容，然后再用自然選擇學說的觀點解釋地雀進化的原因，最后，通過長頸鹿和樺尺蛾進化原因的分析，加深自然選擇學說的理解應用。五、教學準備1.黃豆、鑷子、夾子、解剖針、湯匙、紙杯、解剖盤、秒表。2.多媒體課件。六、教學流程直接引入，明確學習目標。地雀的進化為背景，模擬豆豆鳥進化，引出自然選擇學說內容、結果利用自然選擇學說的觀點，解釋長頸鹿和樺尺蛾的進化。自然選擇學說的內容和自然選擇學說的結果。設計實驗方案，模擬被食者的自然選擇過程。新課導入探索新知拓展延伸歸納整理概括提煉七、教學過程教學環節教師活動學生活動設計意圖新 課 導入【講述】同學們，在上節課的學習中我們了解了達爾文提出自然選擇學說的過程。【提問】那自然選擇學說的具體內容是什么呢？如何運用自然選擇學說的觀點解釋生物進化的原因？這節課就讓我們一起走進達爾文的自然選擇學說。傾聽、思考開門見山引入課題，學生明確學習內容。探索新知【提問】（展示地雀進化圖）這是達爾文航行中途徑加拉帕戈斯群島時看到的一種小鳥，大家還記得它叫什么名字嗎？【講述】達爾文注意到，群島上棲息著13種地雀，每一種地雀的喙形和大小都與它所吃的食物相適應，而這些小鳥的共同祖先是從南美洲遷來的，為什么同一個祖先的地雀能進化成13個不同的品種呢？下面我們就通過實驗來探究其中的原因。【講述】故事背景是這樣的：在一個遙遠的星球上曾有4種“豆豆鳥”，它們長相近似，但喙的大小和形狀不同。“豆豆鳥”以豆子為食。先前生存的3種“豆豆鳥”，它們的喙分別像夾子、鑷子和解剖針；后來出現了新類型，其喙形與湯匙類似。4種“豆豆鳥”生活在一起會發生什么故事呢？【講述】我們要用到的材料器具有這樣一些。強調四種不同形狀的工具，模擬 “豆豆鳥”不同的喙；瓷盤中的豆豆模擬自然界中的食物； 紙杯模擬豆豆鳥的胃。【回答】地雀傾聽、思考利用已學內容最為新課學習的線索，這樣能更好的調動學生的積極性，提高學習興趣。明確模擬的情景以及各種器材模擬的對象【講述】 有了這些材料用具我們具體的方法步驟是：1.確定人員分工全班分為4個大組，每大組扮演一種喙形的“豆豆鳥”，并發給相應的取食工具和盛有豆粒的瓷盤。2. 第一代捕食 活動開始時，每組各有4人參加捕食，其余同學監督。在限定的1分鐘時間內，每個“豆豆鳥”利用“喙”從盤中啄取30個豆粒放入紙杯中。啄食足量（30粒）的為存活者，啄食不足（30粒）的為死亡者。3.第二代捕食 第一個回合中啄食不足的“豆豆鳥”被淘汰； 每個存活者有2個后代，被淘汰者可以扮演其他種“豆豆鳥”存活者的后代參加下一輪啄食活動； 第二回合的活動時間是45秒。【提問】大家清楚實驗步驟了嗎？【強調】實驗過程中有兩點溫馨提示：1.手不能直接觸碰瓷盤，只能用“喙”取食。 2.放進紙杯的豆豆才是獲取到的食物。最后請各組將實驗結果記錄在資料上。傾聽、思考明確實驗步驟【回答】清楚了認真實驗利用已經了解的地雀進化為線索，通過模擬實驗探究其中的原因，這樣學生更容易理解，同時也能更好的調動學生的積極性。巡視并指導學生的實驗過程【提問】實驗過程中大家都很認真，那我們的實驗結果如何呢？請各小組的組長回報一下本組的實驗結果。【講述】各個小組出現不同的實驗結果，這些結果能說明什么呢？下面我們來看看實驗分析。【思考1】生存下來的個體最多的是哪種“豆豆鳥”？如果再繁殖一代，且都存活的話，數量是多少？【追問】如果再繁殖幾代呢？這個現象說明了什么？【講述】生物通過繁殖產生了大量的后代，這叫做“過度繁殖”，達爾文發現，地球上的各種生物具有很強的繁殖能力。他以大象為例做了理論上的推算，一頭雌象一生可以產子6頭，750年后，一對大象的后代就達1900萬頭。過度繁殖產生了很多的后代，這些后代都能存活嗎？過度繁殖會帶來什么后果呢？【思考2】哪種“豆豆鳥”最可能被淘汰？為什么？ 【交流】各小組長陳述各組實驗結果【回答】生存下來個體最多的是勺形的“豆豆鳥”第二代一共存活了6只，如果再繁殖一代將有12個后代，加上親代就有18只豆豆鳥。【回答】如果再繁殖后代的數量很多，說明生物的繁殖能力很強，后代很多。傾聽、思考【回答】解剖針形，因為它不容易吃到食物，取食速度太慢。針對模擬實驗的結果做一些針對性的實驗分析，引出自然選擇學說的內容。【講述】啄食太慢的原因是：喙的形狀與食物不適應，造成獲取食物的速度太慢，而實際環境中食物等資源還是有限的，所以生物間會為了生存而發生相互的斗爭。這就是生存斗爭。【過度】在斗爭的過程中，個體間的競爭力一樣嗎？【思考3】每種喙形的“豆豆鳥”所生后代也具有相同的喙形，這體現了遺傳學中的什么現象？同種“豆豆鳥”的后代出現了不同形狀的喙，這體現了遺傳學中的什么現象？【講述】正是由于有遺傳變異的存在，使得生物體能繼承親代的很多性狀，但也有一些細微的差異，這使得個體間競爭力不同。競爭的結果怎樣呢？【思考4】哪種“豆豆鳥” 生存下來的機會最大？為什么？【追問】啄食快體現了喙形與食物的什么關系？為什么針形的“豆豆鳥”最可能被淘汰？【講述1】所以，競爭的結果就是適者生存，不適者被淘汰。【齊答】不一樣【回答】遺傳變異【回答】勺形，因為它們的喙更容易啄食。【回答】適應喙形與食物不適應歸納整理自然選擇學說的內容可以用這16個字來概括：各種生物都存在“過度繁殖”的傾向，過度繁殖會造成生物間的“生存斗爭”，在斗爭中由于“遺傳變異”的存在使得個體間存在個體差異，最后造成競爭的結果是“適者生存”，不適者被淘汰。同一祖先的地雀為什么能進化出不同的品種？其原因是：地雀祖先的喙產生變異，后代個體間出現形狀差異，喙形與食物相適應的個體生存，不適應的個體被淘汰，經過這樣逐代的選擇，就出現了13種地雀。【提問】通過自然選擇1種地雀進化出了13種，這體現了什么特征？每一種地雀的喙形都是和它吃的食物相適應這體現了什么特征？所以，生物的多樣性和適應性都是自然選擇的結果。【回答】多樣性適應性在明確自然選擇學說內容的基礎上，利用自然選擇學生解釋地雀進化的原因，同時引出自然選擇的結果是出現生物的多樣性和適應性拓展延伸【提問】利用自然選擇學說的觀點能很好的解釋地雀進化的原因，那能不能解釋其它生物進化的原因呢？（出示長頸鹿進化過程示意圖）這是長頸鹿的進化過程，生物學家通過化石證據發現最早的長頸鹿頸子并不長，可是為什么今天的長頸鹿都是長頸的呢？【追問】1.長頸鹿是不是由短頸的鹿變來的？2.短頸的鹿哪里去了？【提問】這是樺尺蛾的工業黑化示意圖，在工業化初期環境很好，樺尺蛾種群中黑蛾僅占10%，白蛾占90%，到了工業化后期環境污染加重，樹皮被煤灰覆蓋變成了黑色，樺尺蛾種群進化成了黑蛾占80%，白蛾僅占20%。樺尺蛾進化過程中，1.為什么在工業化初期淺色蛾多，黑色蛾少？ 2.為什么在工業化后期黑色蛾多，淺色蛾少？ 3.工業化后期的黑蛾是怎么來 的？【回答】長頸鹿祖先發生變異，有的頸短，有的頸長。在競爭時頸長生存了下來，頸短的被餓死了。【回答】不是被餓死了【回答】在工業化初期淺色蛾容易和環境形成保護色而存活下來，黑色蛾易被天敵發現而被吃掉。在工業化后期黑蛾容易和環境形成保護色存活下來，淺色蛾被天敵吃掉。黑蛾是被選擇出來再繁殖，數量增多，比例增大。利用長頸鹿以及樺尺蛾的進化過程，加深自然選擇學說的理解及應用概括提煉【提問】這節課通過實驗，模擬了不同喙形地雀的進化過程，在取食過程中地雀是最為捕食者，那請大家想一想如何設計實驗來模擬被食者的自然選擇？【講述】我們可以用不同顏色、大小的豆豆來模擬被食者的個體差異，（出示圖片）這里我用到了紅豆、黑豆、黃豆、綠豆和豌豆。用同一種根據去取食，最后的結果是不一樣的。【提問】大家猜想一下，最可能被淘汰的是哪種豆豆？生存下來機會最大的是哪種？為什么？【講述】（出示圖片）在實際環境中，捕食者和被食者的自然選擇過程是同時存在的，而且還要受到環境以及其它生物的影響，這是一個相當復雜的過程，以后高中的學習中還會給大家解釋，這節課我們就學習到這里。學生根據理解設計相應的實驗【齊答】黃豆黑豆，和環境形成保護色，不容易被天敵發現。八、板書設計第2節 生物的進化生物進化的原因多樣性適應性過度繁殖生存斗爭遺傳變異適者生存結果內容自然選擇學說