生物的进化_生物的进化过程

其他范文 时间:2020-02-29 00:52:22 收藏本文下载本文
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第五节

生物的进化

【教材分析】

本节主要介绍生物进化思想的形成及进化理论的演变过程,教科书设计时力图利用科学史的素材以探究的方式呈现生物进化思想和进化理论的形成过程。通过学习使学生了解化石的形成过程。更重要是树立生物进化的思想,另一方面也应让学生懂得一种假说的提出需要证据的支持,而随着新证据的不断发现,原先被认为正确的假说会不断得到修正和补充,甚至被否定。【教学目标】 知识目标:

1、能列举生物的形态、结构和功能与环境的适应。

2、说出化石形成的过程,列举生物演化的证据。

3、区分神创论与进化论,例举生物进化现象,比较拉马克与达尔文进化观点的异同。

4、了解达尔文进化论的主要观点,运用自然选择理论解释自然界中的生物进化现象。技能和方法目标:通过观察书本中的各种图,提高学生的读图能力 情感目标:

通过了解科学家对古化石的研究,感受科学家严谨的作风和认真、仔细、耐心的态度 【教学方法】讨论法,观察法

【教学准备】课件

寻找有关的资料 【教学过程】

复习引人

1、生命是如何起源的?

2、自然界中生物的种类多种多样,原始生命如何演变成形态、结构和功能不同的各种生物?

让我们沿着历史的长河来关注、了解生物进化的问题。

新课学习

一、是谁设计了生物

【讨论】每种生物都以自己独特的形态结构在大自然中占据一席之地,比如:鱼类具有鳃、鳍和流线型身体,适于在水中自由游动;能否再举例?

鼓励学生从保护色、拟态、捕食消化、呼吸、繁殖、防御敌害等角度列举动物和植物与环境相适应(例如:鸟类的双重呼吸;牛的反刍胃;蜘蛛织网捕食;毒蛇的毒腺;仙人掌的叶刺;庞大的植物根系等)

【读图】图1-

24、1-

25、1-26中,动物的体色、植物花的颜色有什么作用?说明了什么? 【设问】生物都有着与其所处环境相适应的复杂而精巧的形态结构,是谁对生物体作了如此合理的设计呢?很早人们就在关注和思考这个问题。也提出了不同的说法。

1、神创论

【阅读】18世纪英国神学家的描述,神学家的观点是什么?

神(上帝)创造了生物,最初创造了多少种生物,现在就有多少种生物,而且这些生物都是一次出现的,彼此间没有任何亲缘关系。

【思考】是否有科学证据支持神学家的推论?为什么当初大部分人会相信神创论?

在不同的时代对科学有不同的认识是受科技发展水平的制约。科学技术推动了时代进 1 步和文明发展,也让人们更好认识自然。

【设问】:考古学家们是通过怎样的研究来推测古代的人类文明?

(通过挖掘对各地挖掘出来的古代钱币,石器等文物进行分析研究,从而推测人类的文明)【设问】:目前我们生活的地球上还存在能真实记录古代生物形态结构信息的证据吗?

古生物的化石

人们在寻找证据完善假说,考古学家通过对化石和遗传物质的研究,发现神学家的推论不可靠,生物有起源、发展、变化的进化过程,而不是一开始就有现在存在的各种生物。所以现在人们普遍接受生物进化论的观点。

【过渡】古代的生物与现在的生物不同,发生了进化,或者已经灭绝,科学家是如何寻找生物起源、发展、变化的进化过程?

生物进化的有力证据是——动植物化石。它真实记录了古代生物的形态结构,放映出当时的生活环境。

2、化石是生物进化的最有力证据 【读图】图1-28 了解化石的形成。

①化石分为两类,一类是由生物的遗体直接形成的,这些化石常常是植物或动物身体的坚硬部分,例如:植物的茎干,动物的骨骼、贝壳等,有的是完整的生物体,如湖泊里的昆虫,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和遗物形成的,如恐龙的脚印、恐龙蛋和粪便等。所以说,化石是古代生物的遗体、遗迹或遗物。

化石的形成经过千万年的历史,遗体化石是动植物腐烂后,有机物分解,泥沙沉积在体内(骨骼)内,天长地久,泥沙变成了岩石,无机盐沉淀在里面形成了化石。在越古老的地层中,挖掘出的化石所代表的生物,结构越简单,分类的地位越低等;在距今越近的地层中,挖掘出的化石所代表的生物,结构越复杂,分类的地位越高等。

【设问】挖掘到生物的化石,科学家如何研究?

研究化石不是一件容易的事情,要利用光谱分析、同位素分析等方法测定出化石生物距今的年代。因为保存下来的化石很少完整,人们必须将各部分按照它们适当的关系重新进行正确的组装,这就要求考古家必须掌握生物的解剖知识,而且要确定未保存下来的结构的位置。最后根据化石复原出当时生物的大小和形状,并根据现代生物的颜色推出复原模型的颜色。【资料】

碳-14不仅存在于大气中,随着生物体的吸收代谢,经过食物链进入活的动物或人体等一切生物体中。由于碳-14一面在生成,一面又以一定的速率在衰变,致使碳-14在自然界中(包括一切生物体内)的含量与稳定的同位素碳-12的含量的相对比值基本保持不变。当生物体死亡后,新陈代谢停止,由于碳-14的不断衰变减少,因此体内碳-14和碳-12含量的相对比值相应不断减少。通过对生物体出土化石中碳-14和碳-12含量的测定,就可以准确算出生物体死亡(即生存)的年代。例如某一生物体出土化石,经测定含碳量为M克(或碳-12的质量),按自然界碳的各种同位素含量的相对比值可计算出,生物体活着时,体内碳-14的质量应为 m克。但实际测得体内碳-14的质量内只有m克的八分之一,根据半衰期可知生物死亡已有了3个5730年了,即已死亡了一万七千二百九十年了。美国放射化学家W.F.利比因发明了放射性测年代的方法,为考古学做出了杰出贡献而荣获1960年诺贝尔化学奖。由于碳-14含量极低,而且半衰期很长,所以用碳-14只能准确测出5~6万年以内的出土文物,对于年代更久远的出土文物,如生活在五十万年以前的周口店北京猿人,利用碳-14测年法是无法测定出来的。

【设问】通过对化石的收集和整理,科学家发现什么?这些发现证明了什么?

发现:①地球上曾出现的生物远比现在多得多,证明了适者生存,不适者被淘汰;②有些生物发生了很大的变化,有些已完全消失,证明了生物在发展变化,沿着从水生到陆生,从简单到复杂,从低等到高等的方向发展;③在陆地和高山发现海洋贝壳化石,证明了地壳在不断运动。

早期的古生物学家对化石生物与现在的生物不相似这现象感到迷惑不解。18世纪时,有许多人认为化石是上帝创造生物时使用的模子,但也有人认为当初的化石生物经过缓慢的演变而成为现在的生物。

【读图】1-2 马的化石。将同类的化石标本按年代先后顺序排列起来进行研究,从中寻找生物变化的规律和证据是常用的方法。

通过对形态结构的分析,了解马的演变过程和生活的环境。理解化石是证明生物进化最直接、可靠的证据。

【阅读】通过对从远古到近代不同地质年代化石的研究,发现生物进化的方向。

无脊椎动物→脊椎动物;

脊椎动物:鱼类→爬行类→哺乳类(现代鸟类和现代爬行类都起源于原始爬行类,两栖类是从从水生到陆生的过渡)

植物:藻类→苔藓→蕨类→裸子植物→被子植物

②生物演化:自然界中的生物不断进行着由简单到复杂,由低等到高等的缓慢演变。【思考】

1、腔棘鱼为什么被称为活化石?形态结构为什么没有多大改变?

腔棘鱼是一种深海怪鱼,不但能呼吸空气,还能用鳍走路,是鱼类向两栖类进化的重要证据,人们以为这种鱼与恐龙同时灭绝,但后来发现了活标本。是由于生活环境长期保持相对稳定。

2、除了化石的证据,你还能列举出哪些生物演化的现象或证据?

`

※比较胚胎学上的证据:鱼、蝾螈、龟、鸡、猪、牛、兔和人,分别属于脊椎动物的各个纲,但它们的胚胎发育都起源于一个受精卵,早期胚胎发育十分相似,都有鳃裂和尾,到了发育晚期,除了鱼,其他动物和人的鳃裂都消失了,人的尾也消失了。说明了脊椎动物和人都是由古代原始的共同祖先进化而来的,这个祖先生活在水中,用鳃呼吸,有尾。

※比较解剖学上的证据:鸟的翼、蝙蝠的翼手、鲸的鳍、马的前肢和人的上肢,从外形和功能上看,它们不相同,但比较它们内部的结构,却基本一致,都由肱骨、桡骨、尺骨、腕骨、掌骨和指骨,各种骨排列的顺序也基本相同。说明它们都是由前肢演化而成的同源器官。具有同源器官的生物都是由共同的原始祖先进化而来的,只是在进化过程,为了适应不同的环境,同源器官出现了形态和功能上的差异。

随着科学的发展,科学家已经开始通过分析比较某些古生物遗体和古生物化石的DNA和蛋白质的差异来推测相互间的亲缘关系,新的证据在不断被发现,原先被认可的各种假说也在不断被修正和完善。【过渡】当人们接受了生物进化的思想,就在思考:生物为什么会进化?即生物进化的原因?我们来了解历史上学者对此的研究。

二、进化论的演变

教学设计:学生通过阅读了解每种思想的观点和模式图。比较各种观点的差异,形成正确的认识。

1、物种不变论:自然界的生物是一成不变的2、布丰的直线式进化思想:物种是可变的,现在活着的种类是从已经不存在的种类演变过来的。气候和食物的变化,可引起生物体的改变。

3、拉马克的“用进废退”进化论:生物进化的原因是生物本身存在着一种由低级向高级发展的力量。①现在存在的生物是由其他物种变化而来;②用进废退:生物体的器官经常使用就会变得发达,而不经常使用就会逐渐退化;③获得性遗传:生物后天获得的性状是可以遗传的;④定向变异:生物的变异一定是沿着适应环境的方向改变的。

例子:长颈鹿的进化。

4、达尔文的进化论:①地球上的一切生物起源于共同的祖先,即生物间存在或近或远的亲缘关系;②生物在产生后代的过程中存在不定向的变异;③在特定的环境条件下,某些变异类型的后代因适应环境而生存下来,另一些变异类型因不适应环境而被淘汰,经过漫长的年代选择,物种发生了进化。

生物进化的根本原因是自然选择。内因是不定向的遗传变异,外因是环境的选择,而不仅仅是环境变化。

例子:长颈鹿的进化。【比较】各种理论及其模型

①物种不变论是错误的。不论布丰、拉马克和还是达尔文都提出了生物进化的思想,布丰是最早提出了生物进化的思想;拉马克最早提出了生物进化的理论。

②布丰的直线式进化思想只是阐述了生物进化的历程,没有解释进化的机制。③拉马克认为活着的种类是从已经不存在的种类演变过来的;布丰认为现在存在的生物是由其他物种变化而来;而达尔文认为生物起源于共同的祖先。

④布丰与拉马克都认为环境变化是生物进化的根本原因。达尔文认为是不定向的遗传变异和环境的选择。

⑤达尔文认为生物的变异是不定性的,只有适应环境的个体(颈和前肢长的长颈鹿)会生存下来,而拉马克认为生物的变异是定性的,生物(一样的长颈鹿)为了适应环境发生变异(颈和前肢变长),两人的观点相反。【小结】说说达尔文的进化论

①生物在繁衍的过程中,会不断产生不定向的变异,其中的许多变异是能够遗传的,这些不断发生的变异是生物进化的基础;

②生物在生存过程中,既要与自然环境进行斗争,又要与其他生物进行斗争,在斗争中,具有有利变异的个体容易生存下来(适者生存);具有不利变异的个体则被淘汰(自然选择);

③自然选择是一个缓慢渐变的过程,只有经过许多代的选择,逐渐积累有利变异,才能形成新的物种;

④达尔文的进化论的不足之处:有时物种存在爆发式产生的现象,并非都是缓慢渐变的。

三、自然选择学说

达尔文进化论的核心是自然选择学说,其主要内容:过度繁殖,生存斗争,遗传和变异,适者生存。【阅读】自然选择学说的证据:始祖鸟化石、中华龙鸟化石: 【区分】始祖鸟(中华龙鸟)和现代鸟、爬行动物的异同。

始祖鸟:有鸟类的特征——具有羽毛和飞翔的翅;有爬行类的特征——具有脊椎骨的长尾,牙齿和翅尖有趾爪。所以始祖鸟是爬行动物进化到鸟类的中间过渡类型。

【提问】根据读图,能否说出始祖鸟起源于哪里?能否说出现代鸟类和现代爬行类的祖先?因为生物的进化是缓慢的,在一种生物向另一种生物进化的过程,存在过渡类型。始祖鸟起源于一种原始爬行类,现代鸟类和现代爬行类的共同祖先——原始爬行类。【探究】桦树尺蛾群体中不同体色个体数量变化的原因 关于地球上生物的主要进化历程,根据目前所掌握的证据,多数古生物学家作出了如下构想: 【观察】P28图1-39 ① 地球初形成时,温度很高,地球上没有生命

② 随着地球温度的下降,地球上出现了大片的海洋。最早的原始上生命出现在海洋中 ③ 水生动物逐渐繁盛,产生了适于水中生活的鱼类

④ 随着地壳的变化,陆地逐渐增多,一些水生动物开始上岸生活,鳍逐渐变化为适合陆地生活的四肢,从而进化为爬行动物

⑤ 随着陆地的进一步增加,陆生植物开始昌盛,爬行动物大量繁衍起来

⑥ 某些爬形动物的上肢逐渐演化为翅,进化为鸟类。另一些爬形动物,则进一步进化为哺乳动物

⑦ 演化为现代生物和人类 【阅读】人类的演化历程

布置作业: 必做作业:课后题

选作作业:收集有关进化论的资料

教后反思:

在学习了地球是如何诞生和演化的知识后,这节课继续来学习地球上的生物是如何进化的。本节主要介绍生物进化思想的形成及进化理论的演变过程,利用科学史的素材以探究的方式呈现生物进化思想和进化理论的形成过程。在课堂上要充分分析课本中提供的各种图形。通过这节内容的学习,一方面要使学生树立生物进化的思想,另一方面让学生懂得一中假说的提出需要证据的支持。而随着新证据的不断发现,原先被认为是正确的假说会不断地得到修正和补充,甚至被否定。

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