【教學(xué)方案】第三節(jié)生物進(jìn)化的原因第1課時(shí)示范教案1-副本

第三節(jié)生物進(jìn)化的原因（第1課時(shí)）一、教學(xué)目標(biāo)1．了解英國曼徹斯特地區(qū)的兩種樺尺蠖的數(shù)量隨環(huán)境變化而改變的事例。2．模擬保護(hù)色的形成過程，分析生物進(jìn)化的原因。二、教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn)重點(diǎn)：1．模擬保護(hù)色的形成過程的探究實(shí)驗(yàn)。2．通過摸摸你實(shí)驗(yàn)分析生物進(jìn)化的原因難點(diǎn)：由模擬保護(hù)色的形成過程，分析生物進(jìn)化的原因。三、教學(xué)準(zhǔn)備教師準(zhǔn)備模擬保護(hù)色形成的器具；收集新物種形成、保護(hù)色形成的相關(guān)視頻、圖片等。四、相關(guān)資源《【教學(xué)實(shí)驗(yàn)】模擬保護(hù)色的形成過程》視頻資源，【教學(xué)圖片】樺尺蛾棲息在沒有污染的樹干上（左）和被黑煙污染的樹干上（右）、歷年采集的樺尺蛾數(shù)量變化情況等系列圖片資源，《【生物世界】家雞的人工選育》知識(shí)卡片資源，《【生物世界】金魚的人工選育》知識(shí)卡片資源。五、教學(xué)過程【課堂引入】在生物漫長(zhǎng)的進(jìn)化過程中，為什么有些生物種類會(huì)絕滅呢？新的生物種類又是怎樣形成的呢？推動(dòng)生物不斷進(jìn)化的原因是什么呢？對(duì)于這些問題，人們提出了各種不同的解釋。今天我們就來通過自己的分析作出合理的解釋。【新知講解】（一）分析生物進(jìn)化的一個(gè)實(shí)例展示圖片資源：【教學(xué)圖片】樺尺蛾棲息在沒有污染的樹干上（左）和被黑煙污染的樹干上（右）。這是一個(gè)真實(shí)的事例。18世紀(jì)的英國曼徹斯特地區(qū)，林木蔥蘢，空氣清新。那里的森林中生活著一種樺尺蛾（其幼蟲被稱為樺尺蠖），它們夜間活動(dòng)，白天棲息在長(zhǎng)滿地衣的樹干上。1850年，一些生物學(xué)家來這里考察，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)樺尺蛾的體色是淺色的，只有少數(shù)是深色的，這些深色樺尺蛾是淺色樺尺蛾在自然條件下的變異類型。100年以后，也就是1950年，曼徹斯特已經(jīng)變成了一個(gè)工業(yè)城市。這里工廠林立，煙霧彌漫，工廠排出的煤煙殺死了地衣，結(jié)果使樹皮裸露并被熏成黑褐色。這時(shí)候，又有一些生物學(xué)家到這里考察，使他們驚訝的是，這里的深色樺尺蛾變成了常見類型，而淺色的樺尺蛾卻成了少數(shù)。這是什么原因呢？展示圖片：【教學(xué)圖片】歷年采集的樺尺蛾數(shù)量變化情況?？茖W(xué)家做了這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)：他們先把數(shù)量相等的淺色樺尺蛾和深色樺尺蛾同時(shí)放到樹干上，然后用望遠(yuǎn)鏡觀察樹干上所發(fā)生的情況。一群愛吃樺尺蛾的鳥兒飛過之后，他們發(fā)現(xiàn)，淺色樺尺蛾所剩無幾，而大部分深色樺尺蛾卻逃過了這場(chǎng)災(zāi)難。講解：樺尺蛾停在樹干上時(shí)，翅膀是張開的，我們不難設(shè)想，翅膀應(yīng)該起到某種偽裝作用，才能避免被天敵（鳥類）捕食。在非工業(yè)化地區(qū)的森林中，樹干長(zhǎng)滿淺色的苔蘚，長(zhǎng)著灰色斑點(diǎn)翅膀的樺尺蛾，在這種樹干上不容易被發(fā)現(xiàn)，而黑色翅膀的樺尺蛾則容易被發(fā)現(xiàn)。在工業(yè)化地區(qū)，樹干上的苔蘚被黑色的煤煙取代了，情形恰好相反，灰色樺尺蛾容易被天敵發(fā)現(xiàn)，而黑色樺尺蛾不容易被天敵發(fā)現(xiàn)。盡管人們不能重復(fù)樺尺蛾體色變化的整個(gè)過程，但我們可以設(shè)法進(jìn)行模擬。下面的模擬探究有助于你對(duì)這一現(xiàn)象的理解。講解：圖中雷鳥的體色與周圍環(huán)境的色彩非常相似，人們把這種體色稱為保護(hù)色。許多動(dòng)物都具有保護(hù)色，你可以舉出一些例子嗎？具有保護(hù)色的動(dòng)物不易被其他動(dòng)物所發(fā)現(xiàn)，這對(duì)它躲避敵害或者捕食獵物是十分有利的。那么，動(dòng)物的這種保護(hù)色是怎樣形成的呢？播放視頻：【教學(xué)實(shí)驗(yàn)】模擬保護(hù)色的形成過程。（上圖為素材庫中《【教學(xué)實(shí)驗(yàn)】模擬保護(hù)色的形成過程》視頻截圖）提出問題：動(dòng)物的保護(hù)色是怎樣形成的？作出假設(shè)：制訂計(jì)劃：1．準(zhǔn)備一塊面積為0.8米×0.8米的彩色紙（或布）和100張各種顏色的小紙片（小紙片的顏色代表某種動(dòng)物不同體色的變異類型）。2．以小組為單位，5~6個(gè)同學(xué)為一組，推舉一人為組長(zhǎng)。3．組長(zhǎng)在桌子上展開彩紙，作為生物的“生活環(huán)境”，并檢查小紙片，記下紙片的顏色和數(shù)量。4．組長(zhǎng)是監(jiān)督人，其他同學(xué)都是“捕食者”，他們的“獵物”是小紙片，組長(zhǎng)時(shí)刻注意“捕食者”取出的“獵物”數(shù)和剩下的“獵物”數(shù)。5．“捕食者”事先背對(duì)桌子，組長(zhǎng)將小紙片均勻地撒在彩紙上，小紙片不要粘在一起。6．小紙片是“捕食者”的“獵物”，彩紙的背景是“捕食者”的生活環(huán)境?！安妒痴摺泵哭D(zhuǎn)向桌子一次，快速選一張小紙片（只用眼睛判定它的位置），把它拿出來放在另一只手中，然后繼續(xù)轉(zhuǎn)身選取，直到大彩紙上只剩下25張小紙片，組長(zhǎng)通知不再選擇時(shí)為止。注意：“捕食者”不要特意尋找某種顏色的小紙片。7．統(tǒng)計(jì)“幸存者”中各種顏色的小紙片的數(shù)目。8．假設(shè)每個(gè)“幸存者”都產(chǎn)生3個(gè)后代，而且體色與自己的相同。在每個(gè)“幸存者”下面放上3個(gè)從老師那兒拿來的備用小紙片。9．將“幸存者”和它們的后代充分混合，重復(fù)上面的第4~8步，重復(fù)至少4次。每輪開始記錄各種顏色的小紙片的數(shù)目。實(shí)施計(jì)劃：第一代第二代第三代第四代第五代紙片的顏色開始數(shù)目幸存數(shù)目開始數(shù)目幸存數(shù)目開始數(shù)目幸存數(shù)目開始數(shù)目幸存數(shù)目開始數(shù)目幸存數(shù)目得出結(jié)論：保護(hù)色的形成過程是與環(huán)境顏色相適應(yīng)的結(jié)果。也就是適者生存。體表顏色與環(huán)節(jié)顏色相似的動(dòng)物能更好地生存下來，一代一代下去，就逐漸形成了與環(huán)境顏色一致的保護(hù)色。討論1．在第一代和第五代中，分別是哪種顏色的“幸存者”最多？這與彩紙的顏色有什么關(guān)系？講解：與彩紙的顏色相同或相近的“幸存者”最多。討論2．第一代和第二代之間“幸存者”的數(shù)目有什么變化？第一代和第五代之間又有什么變化？講解：第一代和第二代之間與彩紙顏色差別較大的“幸存者”的數(shù)目不斷減少。第一代和第五代之間與彩紙顏色差別較大的“幸存者”的數(shù)目減少到零。討論3．比較第一代和第五代的“幸存者”，是否所有顏色都有“幸存者”？為什么？講解：不是。與彩紙顏色差別較大的沒有“幸存者”，因?yàn)槿菀妆弧安妒痴摺卑l(fā)現(xiàn)捕食。討論4．通過上面的模擬實(shí)驗(yàn)，你能推測(cè)保護(hù)色的形成過程嗎？從中你能簡(jiǎn)單分析生物進(jìn)化的原因嗎？講解：一個(gè)物種在很早的時(shí)候，體色有很多種，體色與生活環(huán)境的顏色接近的，不易被捕食者發(fā)現(xiàn)，容易生存下來并繁殖后代。體色與環(huán)境顏色差別較大的，容易被捕食者發(fā)現(xiàn)，活下來的可能性很小，留下來的后代更少。經(jīng)過很多代以后，與環(huán)境顏色差別大的就被淘汰了，與環(huán)境顏色接近的就越來越與環(huán)境顏色相似，最終形成了保護(hù)色。進(jìn)化的原因是：遺傳和變異、環(huán)境的改變。講解：生物進(jìn)化的內(nèi)因：遺傳和變異——為什么能進(jìn)化生物進(jìn)化的外因：環(huán)境的變化——為什么要進(jìn)化生物只有適應(yīng)不斷變化的環(huán)境才能生存與繁衍。典型例題例1．某地山清水秀，后來因燃燒生煤，導(dǎo)致空氣污染。曉東同學(xué)在附近森林調(diào)查某種蛾類的群體數(shù)量，下表是第一至第五年的調(diào)查結(jié)果。由表中數(shù)據(jù)進(jìn)行推論并用實(shí)驗(yàn)法進(jìn)行證明。你能幫曉東同學(xué)從以下選項(xiàng)中提出一個(gè)值得探究且最為合理的問題嗎？（）年份黑色蛾（只）白色蛾（只）第一年4300700第二年4900720第三年4980500第四年3530420第五年6050400A．黑色蛾是否更容易被鳥發(fā)現(xiàn)B．演化的過程對(duì)于白色蛾的生存是否更為不利C．在同一時(shí)間同一地點(diǎn)，兩種體色的蛾是否同時(shí)存在D．白色蛾遇到危險(xiǎn)后其體色是否會(huì)變成黑色答案：B解析：一年到五年的調(diào)查結(jié)果顯示：黑色蛾數(shù)量由少到多，說明黑色蛾在空氣污染區(qū)更容易生存，不易被敵害發(fā)現(xiàn)，這說明黑色蛾對(duì)空氣污染區(qū)的環(huán)境的顏色是適應(yīng)的。而白色蛾的數(shù)量在一年到五年數(shù)量由多到少。針對(duì)白色蛾的數(shù)量減少這種情況，可以提出的問題是：演化的過程對(duì)于白色蛾的生存是否更為不利？例2．1850年前的英國曼徹斯特地區(qū)山清水秀，這里的樺尺蛾大多數(shù)是淺色的，少數(shù)是深色的。工業(yè)污染把樹皮重成了褐色以后，深色的樺尺蛾成了常見類型，淺色的卻成了少數(shù)，造成這種變化的原因是（）A．黑煙將樺尺蛾熏成了深色B．淺色樺尺蛾遷出，深色樺尺蛾遷入C．淺色樺尺蛾變成了深色D．自然選擇的結(jié)果答案：D解析：樺尺蛾在自然條件下產(chǎn)生變異類型，其后代有淺色樺尺蛾和深色樺尺蛾。1850年前樺尺蛾所處的環(huán)境顏色是淺色的，因而灰樺尺蛾的體色是與環(huán)境顏色一致的，是一種不易被敵害發(fā)現(xiàn)的保護(hù)色；工業(yè)污染后使環(huán)境顏色變深，這時(shí)，淺色樺尺蛾的體色就與環(huán)境顏色形成了反差，成了易被敵害發(fā)現(xiàn)的體色，而深色樺尺蛾的體色這時(shí)反而成了保護(hù)色，不易被敵害發(fā)現(xiàn)。因此造成這種變化的原因是自然選擇。六、課堂小結(jié)講解：這節(jié)課我們通過分析樺尺蠖體色的變化嘗試分析生物進(jìn)化的原因，并模擬了保護(hù)色的形成過程。生物進(jìn)化的內(nèi)因：遺傳和變異——為什么能進(jìn)化生物進(jìn)化的外因：環(huán)境的變化——為什么要進(jìn)化生物只有適應(yīng)不斷變化的環(huán)境才能生存與繁衍。保護(hù)