1、第二节生物进化的历程课题生物进化的历程课型新授课课时安排1 课时教学目标知识与技能1.概述生物进化的主要历程。2.举例说出研究生物进化的方法。3.列举生物进化的证据。过程与方法1.在讨论生物进化证据的过程中,锻炼学生比较和分析的方法和技能。2.在总结生物进化历程的过程中,培养学生归纳总结的能力。情感态度与价值观1.在学习研究生物进化方法的同时感受科考工作的意义和科考工作者的艰辛。2.感受生物进化历程的漫长。教学重点1.概述生物进化的主要历程。2.研究生物进化的方法。教学难点概述生物进化的主要历程。教学方法自主学习、合作、探究。教学过程教师活动学生活动设计意图一、导入新课展示郑氏始孔子鸟复原图。
2、讲述:图中的动物你一定很陌生吧!它生活在距今约 1.31 亿年前,像鸟,但翅膀上还长着爪子。 没有人亲眼见过这种动物,科学家是用什么方法来研究它的?它可能是由什么动物进化来的?科学家根据化石,运用比较的方法来研究郑氏始孔子鸟。它可能是由古代爬行类进化来的。分析完成问题。引入新课。二、探究新知探究一、学习研究生物进化的方法1.研究生物进化的证据(1)地层中的化石提示了生物的进化顺序。知道什么是化图文介绍什么是化石:化石是古生物的遗体、遗物和遗迹,由于某种原因被埋藏在地层中,经过若干万年的复杂变化形成的。化石的分类:化石一般可以分为两类,一类是由生物的遗体直接形成的,这类化石常常是植物或动物身体的
3、坚硬部分,如植物的茎干,动物的骨骼、贝壳等;有的则是完整的生物体,如琥珀里的昆虫、寒武纪时代的三叶虫化石等。另一类则是由生物的生活痕迹或遗物形成的,如恐龙的脚印、恐龙蛋和粪便等。化石是研究生物进化的重要证据:尽管地球在历史演变过程中没有文字记载,却留下了许多特有的印记。如果把地层比作一部记载地球演化历程的史册,那么化石就如同各地层中的特殊文字,记载着生物进化的历史,是研究生物进化最直接的证据。不同地层中生物的特点:研究发现,不同地层中埋藏着不同类型的生物化石,形成晚的地层中的化石生物与现代生物的结构比较相似,形成早的地层中的化石生物则与现代生物的结构差别较大。在越古老的地层中形成化石的生物结构
4、越简单、分类地位越低等、水生生物越多;在越晚近的地层中形成化石的生物结构越复杂、分类地位越高等、陆生生石。了解化石的分类。知道化石是研究生物进化的重要证据。化石。图文介绍化石的分类。图文介绍化石是研究生物进化的重要证据。物越多。后来经过许多科学家进一步研究发现,地球上各种生物并非是在同一时期出现的,而是有早有晚,它们有的一直繁衍下来,有的却灭绝了。各类生物化石在地层中按照一定顺序出现的事实证明,现在各种各样的生物是经过漫长的年代逐渐进化而来的。科学家通过对化石的研究发现,鱼类的化石在比较古老的地层中就出现了,两栖类、爬行类、鸟类和哺乳类则依次在更为晚近的地层中才出现。巧记:地层中的化石特点地层
5、形成有早晚,化石形成有特点;地层越深越简单,地质年代越久远;由深到浅变复杂,生物进化是必然;化石证据最直接,学好进化也不难。点拨:高等生物的化石不可能出现在较古老的地层中,但是低等生物的化石既可能出现在较古老的地层中,也可能出现在较晚近的地层中。(2)比较不同生物细胞色素 c 中差异氨基酸的数目,推测生物之间的亲缘关系。细胞色素 c。细胞色素 c 是生物细胞中与细胞呼吸有关的一种蛋白质,由多种氨基酸按照不同的序列构成,进化速度比较缓慢。 据科学家推算,细胞色素 c 的氨基酸顺序每 200 万年才发生 1%的改变。因此,测定不同生物细胞色素 c 中氨基酸的组成和顺序的差异为研究生物进化提供了重要
6、依据。一般来说,生物间细胞色素 c 的氨基酸的组成和顺序差异越大,亲缘关系越远;生物间细胞色素 c 的氨基酸的组成和顺序差异越小,亲缘关系越近。几种生物与人的细胞色素 c 的氨基酸组成的差异。物种黑猩猩马 果蝇 小麦 向日葵差异氨基酸数目012273538注:数字表示相应物种的细胞色素 c 与人的细胞知道不同地层中生物的特点。阅读资料比较不同生物细胞色素c 中差异氨基酸的数目,推测生物之间的亲缘关系。得出分析结果,知道化石证据的图文介绍不同地层中生物的特点。通过资料引导比较不同生物细胞色素 c 中氨基酸的差异,推测生物之间的亲缘关系。指导分析结果,图文介绍化石证据的分析研究。色素 c 不同的氨
7、基酸数目。从表中可以看出,人与黑猩猩的细胞色素 c 的差异氨基酸数目最小,与马的则大一些,而与果蝇、小麦、向日葵的更大,由此可以推测,人与黑猩猩的亲缘关系最近,与马次之,与果蝇、小麦、向日葵的亲缘关系则较远。(3)除此之外,还可以比较动物胚胎的形成和发育。 例如,高等动物的胚胎发育都是从一个受精卵开始的,这说明高等动物起源于低等的单细胞生物。在研究不同地层中生物的特点时,科学家采用了比较的研究方法,即比较不同类型动物的化石在地层中出现的顺序,从而判断动物的进化顺序。利用组成生物体的一些重要物质的差异,来比较生物之间的亲缘关系。科学家在研究上述生物进化问题时都采用了比较的方法。根据资料,对生物进
8、化的历程可以作出如下的推测:生物是不断进化的,而且它们之间存在一定的亲缘关系。鱼类、两栖类、爬行类、鸟类和哺乳类的进化顺序为:鱼类两栖类爬行类鸟类和哺乳类。2.生物进化的其他证据(1)郑氏始孔子鸟化石。20052006 年,科学家在河北丰宁县的一片湖边林地考察时,发现一件属于恐龙时代的新鸟类化石,并命名为郑氏始孔子鸟。 它是孔子鸟类中已知最原始的代表,生活在距今约 1.31 亿年前。孔子鸟类群是现今发现的最早具有角质喙而没有牙齿的原始鸟类。分析研究。注意:鸟类是由古代的爬行类进化而来的,现在的爬行类已经无法再进化成鸟类了。郑氏始孔子鸟化石的特征:科学家研究发现,这种动物既具有鸟类的一些特征,如
9、前肢变成翼、 具有羽毛等;又具有爬行类的一些特征,如前肢的末端有爪等。推测:鸟类可能是由爬行类进化来的,郑氏始孔子鸟是爬行类向鸟类进化的过渡类型。(2)生物体形态结构的比较。通过比较生物体形态结构的特点,可以帮助我们追溯生物进化的过程。马的前肢、 鹰的翅膀和蝙蝠的前肢骨骼的比较。通过对马的前肢、鹰的翅膀和蝙蝠的前肢骨骼的比较,发现它们的外形虽差别很大,但它们骨骼的组成和排列是相似的,都是由肱骨、 前臂骨(尺骨、桡骨)、腕骨、掌骨、指骨等组成的,各部分骨和动物身体的相对位置相同。推测:通过对马的前肢、 鹰的翅膀和蝙蝠的前肢骨骼的比较,可以推测马、 鹰和蝙蝠是由共同的祖先进化而来的。拓展:同源器官
10、同源器官是指起源相同,结构和部位相似,而形态和功能不同的器官。如一些脊椎动物的前肢鸟的翼、蝙蝠的前肢、鲸的鳍、马的前肢以及人的上肢等。同源器官是在胚胎发育上从相同的胚胎原基以相似的过程发育而来的。同源器官的存在证明凡是具有同源器官的生物,都是由共同的祖先进化来的。 只是在进化过程中,同源器官适应不同的生活环境,逐渐出现了形态和功能上的不尝试根据生物体形态结构进行比较。根据同源器官进行比较。知道研究生物进图文介绍根据生物体形态结构的比较。图文介绍同源器官。介绍研究生物进同。3.研究生物进化的方法比较法(1)概念。比较是指根据一定的标准,把彼此有某种联系的事物加以对比,确定它们的相同和不同之处。
11、通过比较各个事物的特征,把握事物之间的内在联系,认识事物的本质。点拨:常用的比较法有两种:横向比较法,是根据同一标准对同一时期的不同对象进行比较的方法;纵向比较法,是对同一对象在不同时期的特点进行比较的方法。(2)比较法在研究生物进化中的应用。比较法是研究生物进化时常用的方法。 例如,对不同种类生物的形态结构、 基因和蛋白质(如细胞色素 c)进行比较,以及对现在生物种类的横向比较等,可以推断生物进化的大致历程等。化的方法比较法。化的方法比较法。探究二、生物进化的大致历程1.动植物进化历程树原始生命在地球上出现以后,就缓慢地向前进化。地球上最早出现的生物是原核生物,后来才出现了真核生物,而形形色
12、色的植物和动物都是真核生物。 概括地说,原始的原核生物由于营养方式的不同,一部分进化成为有叶绿素的原始藻类,另一部分进化成为没有叶绿素的原始单细胞动物,这些原始藻类和原始单细胞动物就分别进化成各种各样的植物和动物。科学家根据对地层中化石的研究、 生物的亲缘关系和进化关系,绘制出了动植物进化历程树。总结:原始生命的进化了解进化树。介绍进化树。2.植物进化的大致历程生活在海洋中的原始藻类植物,经过极其漫长的年代,逐渐进化成为适应陆地生活的原始苔藓植物和蕨类植物,使原来的不毛之地披上了绿装。 但是,它们的生殖还都需要有水的环境,不能真正适应陆地生活。后来,一部分原始的蕨类植物进化成为原始的种子植物,
13、原始的种子植物包括原始的裸子植物和原始的被子植物,它们的生殖完全脱离了水的限制,更加适应陆地生活,并逐渐发展为陆地上最占优势的物种。植物的进化历程如图所示:巧记:植物进化历程藻类植物最原始,进化过程分两支;一支苔藓较矮小,一支蕨类长得高;生活环境也变化,水生过渡到陆生;种子植物蕨类来,裸子、被子再分开。注意:(1)原始蕨类植物是由原始藻类植物进化来的,而不是由原始苔藓植物进化来的。(2)原始裸子植物和原始被子植物都是由原始蕨类植物进化来的,而不是原始裸子植物进化为原始被子植物。3.动物进化的大致历程(1)无脊椎动物进化的大致历程:知道植物进化的大致历程。视频介绍植物进化的大致历程。生活在海洋中
14、的原始单细胞动物,经过极其漫长的年代,逐渐进化成为种类繁多的原始无脊椎动物,包括原始腔肠动物、原始扁形动物、原始线形动物、原始环节动物、原始软体动物等,这几类动物的结构越来越复杂,但是,它们大都需要生活在有水的环境中。后来发展到了原始的节肢动物,它们有外骨骼和分节的足,如昆虫等,对陆地环境的适应能力较强,生殖过程脱离了水的限制。(2)脊椎动物进化的大致历程:地球上最早出现的脊椎动物是原始的鱼类。经过极其漫长的年代,某些鱼类进化成为原始的两栖类,某些两栖类进化成为原始的爬行类,某些爬行类又进化成为原始的鸟类和原始的哺乳类。各类动物的结构逐渐变得复杂,生活环境逐渐由水中移到陆地上,最终完全适应了陆
15、地生活。 脊椎动物的大致进化历程如图所示:注意:在脊椎动物的进化历程中,原始爬行类的一支进化成为原始鸟类,另一支进化成为原始哺乳类,进化关系并非原始爬行类原始鸟类原始哺乳类。巧记:脊椎动物的进化历程无脊椎动物进化成,低等鱼儿在水中,水陆过渡属两栖,爬行动物真陆生,鸟儿主宰蓝天下,哺乳地面来纵横。4.生物进化的总体趋势一般来说,生物进化的总体趋势从形态结构上是由简单到复杂,从进化水平上是由低等到高等,从知道无脊椎动物进化的大致历程。知道脊椎动物进化的大致历程。归纳生物进化的总体趋势。视频介绍动物进化的大致历程。引导归纳生物进化的总体趋势。生活环境上是由水生到陆生。在漫长的进化过程中,既有新的生物
16、种类产生,也有一些生物种类灭绝。各种生物在进化过程中逐渐形成了适应各自环境的形态结构和生活习性。注意:体型的大小不是生物进化的趋势。5.生物进化历程的继续探索关于生物进化的历程,目前还有很多问题没有弄清楚,化石方面的证据也不是很全面。不过,随着新的研究手段的应用和新证据的发现,人们对生物进化历程的认识将越来越接近历史原貌,人们对生物进化的认识将不断丰富和深入,如我国发现了许多关于生物进化的新证据:继 “辽宁古果”“中华古果”和“十字里海果”之后,在辽宁西部又发现了我国迄今已知最早的“第 4 朵花”“李氏果”,它生活在距今 1.25 亿年前,与现在的被子植物有着直接的进化联系。知道人们对生物进化
17、历程的继续探索。图文介绍人们对生物进化历程的继续探索。探究三、评价证据与假说(有关恐龙灭绝的原因)1.假说假说是根据已知的科学事实和科学原理,对所研究的自然现象及其规律性提出的推测和说明。任何一种科学理论在未得到验证之前都属于假说,它们的正确性有待于进一步搜集证据进行检验。2.证据在一些生物进化的研究中,科学家往往根据已有的证据提出某种假说,然后搜集证据进一步证明假说。找到的证据,有的支持假说,有的却并不支持假说。3.评价证据与假说举例科学家在地层中发现了很多恐龙化石,对恐龙化知道什么是假说和证据。介绍假说和证据。石的研究和其他资料表明,恐龙曾经作为地球上的“霸主”达 1 亿多年,但是,它们却
18、在距今 6000多万年前神秘地灭绝了。关于恐龙灭绝的真正原因,自古以来众说纷纭。 下面是科学家提出的两种假说。(1)假说 A内容:在 6000 多万年前,一颗小行星、 陨石或彗星撞击了地球,引起了海啸、火山爆发,导致恐龙迅速灭绝。支持的证据:在墨西哥,人们发现了一个 6000 多万年前由一颗直径近 10 千米的小行星撞击地球造成的大坑。大的行星和陨石撞击地球会造成尘埃飞扬,遮天蔽日,导致生物大量死亡。恐龙灭绝的时间相对较短。恐龙的化石常常是集中出现,表明它们可能是同时大批地死亡的。其中,证据的支持力度较大。(2)假说 B内容:恐龙是逐渐消亡的,灭绝原因是不能适应当时的环境变化。支持的证据:在造
19、成墨西哥大陨石坑的小行星撞击地球事件之后,恐龙还生存了几十万年。有人发现,在某一批 70 个恐龙蛋的化石中,只有 1 个有胚胎,这表明这批恐龙蛋的受精率比较低。根据材料评价证据与假说。引导根据材料评价证据与假说。三、课堂小结学生自主回顾本节所学所得。使本节课所学知识形成知识网。四、当堂演练1.化石记录显示,在越古老的地层里成为化石的生物(A)A.越简单、低等,水生的越多B.越复杂、高等,水生的越多C.越简单、低等,陆生的越多D.越复杂、高等,陆生的越多2.下列关于比较法的说法中,不正确的是 (D)A.比较是指根据一定的标准,把彼此有某种联系的事物加以对照B.对各个事物特征的比较,可以把握事物之
20、间的内在联系,认识事物的本质C.对不同生物种类的形态结构进行比较,可以推断它们之间的亲缘关系D.比较可以确定任何事物的相同点和不同点3.下列有关生物进化的叙述中,不正确的是(C)A.始祖鸟可以证明鸟类与爬行类之间存在一定的亲缘关系B.原始大气中有氢气、甲烷等气体,但不存在氧气C.现代人类是由黑猩猩经长期自然选择的过程进化而来D.生物进化的总趋势是由简单到复杂、低等到高等、水生到陆生4.根据郑氏始孔子鸟身体结构跟爬行类、鸟类都有相同之处,经逻辑推理可得出如下结论(A)A.爬行类进化成鸟类B.鸟类进化成爬行类C.爬行类与鸟类有亲缘关系D.生命起源于无机物【课堂反思】从整体上看,本节课通过一系列师生互动、学生互动的教学活动实现预设的教学目标。 在教学过程中,把学生作为学习探究和解决问题的主体,给学生创设主动参与的机会,引导学生参与知识的形成过程;采用多媒体课件拓展了教学的时空,增加了课堂容量;通过资料分析的训练,锻炼了学生的比较能力和表达能力,研究性学习让每个学生都体验到探究的快乐和成功的喜悦。 通过本节课的教学,在明确生物进化历程的基础上,非常自然地向学生进行了保护生命、热爱生物圈的情感态度与价值观教育。
