第二章第二节生物进化的证据和原因 教学目标 1．了解生物进化的主要证据——古生物学的证据。 2．通过对人工选择和自然选择的内容的学习，初步了解生物进化的原因以及生物多样性和适应性形成的原因，进行辩证唯物主义教育。 3．引导学生分析达尔文获得成功的原因，学习达尔文严谨的科学态度以及坚持真理的科学精神。 重点、难点分析 1．生物进化的证据是本小节的教学重点之一。生物进化的证据有很多，其中最可靠最直接的证据是化石。化石是古代生物留下的遗体、遗物或痕迹，是某些生物曾经在地球上生活过的确凿证据，化石是生物进化的主要证据。不同地层中保留了不同的生物化石，分析比较不同地层中的化石可以帮助人们认识生物进化的历程。科学家在研究生物进化时，对不同地质年代地层中的化石结构、生存环境加以比较，并将化石生物与现存生物比较，发现各种不同类型的生物之间的亲缘关系、生存年代和进化历程以及进化的规律。判断化石形成的年代对于研究形成化石的生物的生活年代是极为重要的。科学家在研究化石过程中如何判断化石形成的年代？教师在教学过程中可以向学生简单介绍同位素测定的方法。 生物进化的证据有许多方面，教学过程中应该让学生了解这一点。若有时间教师也可以简单介绍一些其他方面的证据，如胚胎学的证据、比较解剖学的证据。 2．自然选择也是本节的重点，也是一个难点。自然选择是相对人工选择而言的。虽然达尔文环球考察早于他对家养动植物的研究，但是自然选择这个概念是在观察人工选择的基础上提出的。在教学中可以首先向学生介绍人工选择，了解人工选择的方法和意义，帮助学生理解自然选择的过程和意义。 课时安排 本节参考课时数为一课时。 教具准备 投影片（各种各样的生物化石）；挂图：达尔文对饲养动物（家鸽何家鸡）和栽培植物（甘蓝）的研究工作。与进化相关的各种图片。 教学过程设计 【课前准备】学生阅读教材p．146 148阅读材料。 【提出问题，引出新课】 各种生物是经过漫长的时间逐渐进化演变形成的。这一观点已被大多数人所接受。但是我们要问：（1）人类是如何获得这个结论的？研究方法是什么； （2）接受这一观点，需要一定的依据或证据。有什么证据能够证明各种生物是通过进化形成的？ （3）为什么生物会不断发展，原因是什么？即生物是怎样进化的？ 这是这节课我们将要讨论的问题。 一、生物进化的证据： 科学家在研究生物进化时发现生物进化的历程是：由简单到复杂，由低等到高等，由水生到陆生。科学家是如何了解进化的历程的？科学家又是怎样知道地球是曾经生活过什么类型的生物？生物化石可以作为研究地球曾经生活过的生物的材料，通过化石了解生物进化的历程。 我国宋朝的沈括在《梦溪笔谈》中就谈到他在太行山和其他地方看到的动物化石和植物化石。根据太行山山崖上的化石，沈括认为太行山曾经是海滨。 什么是化石？生物化石是指由于某种原因，埋藏在地层中的生物的遗体、遗物或生活痕迹。化石保留了古代生物原有的特点，所以被用来研究古代生物，它们可以直接或间接证明某种生物曾经在地球上生活过。 化石有很多种，有由生物体的坚硬部分形成的遗体化石，如骨骼化石、贝壳化石等；有保存植物叶片痕迹的印痕化石；还有遗迹、遗物化石等。 为什么化石能够说明生物的进化？ 地球的地层形成有早有晚，不同的地层中有不同的生物化石。根据存在于各个地层中的化石，可以判断生物类型和生存的年代。对不同地层中的化石进行分析比较发现： （1）最古老的地层中没有化石。 （2）从大约39亿年前的地层中开始发现生物化石。 （3）越古老的地层中，成为化石的生物越简单、越低等，越晚形成的地层中成为化石的生物越复杂、越高等。 （4）古老的地层中水生生物的化石较多；晚形成的地层中陆生生物的化石较多。 讨论：科学家的这些发现说明了什么问题？ 【小结】（1）通过对化石的研究，我们得知原始地球是没有生命的，生命经历了从无到有的发展过程。（2）根据对化石的研究，我们知道了生物进化经历了由简单到复杂，由低等到高等，由水生到陆生的发展过程。 【提问】生物进化的原因是什么？是什么推动着生物向前发展？ 二、生物进化的原因： 最先科学地解释了生物进化的原因的是英国的博物学家达尔文。 讨论：达尔文是怎样提出科学的进化理论的？（根据学生读过的阅读材料进行讨论） （1）从小热爱自然，喜欢观察并不断地提出问题。 （2）科学考察，发现许多与＂上帝造物论＂不一致的问题。 （3）观察研究人工选择。 （4）提出自然选择理论。 对于来自各方面对进化学说的攻击，达尔文持有什么态度？ 1．人工选择： 利用挂图向学生介绍达尔文对饲养动物（家鸽和家鸡）和栽培植物（甘蓝）的研究工作。介绍时需要解释什么是品种？品种是怎样获得的？ 达尔文认为，在不同的饲养或栽培条件下，原始祖先产生了许多变异，人们根据各自的爱好对不同的变异个体进行选择。经过若干年的选择使所选择的性状积累加强，最后选育出不同的品种。 人工选择是根据人类的需求和爱好，经过不断的选择形成生物新品种。 达尔文由人工选择的实例联想到自然界中各种生物物种的形成。在自然界中的生物进化，选择作用是怎样进行的？ 2．自然选择： 提出问题与学生讨论自然选择是怎样进行的。 （l）自然界中大多数生物有很强的繁殖能力。 例：1株1年生的植物只产生两粒种子，20年后会有多少后代？ 大象寿命一般在100岁。一对大象一生可生6只小象， 740 750年后一对大象的后代可以达到1900万头。 这样的现象称为过度繁殖。 提问：过度繁殖会带来什么问题？ （2）生物的生存需要一定的条件，即要保证生物必需的食物和生存的空间。生物生存的空间和食物是有限的。 提问：为了生存，生物在这个有限的生存条件下会出现什么现象？ 生物之间为了获得生存所需要的食物和空间而进行的斗争，称为生存竞争。 （3）生存竞争总有胜败。什么类型的生物在生存竞争中容易取胜或者失败呢？ 实例：长颈鹿的进化。 （4）长颈鹿的进化过程中，谁在进行选择？ 小结：自然界中的生物，通过激烈的生存竞争，适应环境的生存下来，不适应环境的被淘汰，这就是自然选择。适者生存，不适者被淘汰，所以目前在地球上生活的各种生物大多是适应环境的。自然界的环境有各种类型，不同类型的环境对生物的差异进行选择，形成了适应不同环境的生物，同时，也产生了生物的多样性。 提问：生物进化的历程是否已经完成？如果还在进行，我们为什么不易发现生物的进化？ 自然选择的进程十分缓慢。生物界的丰富多彩是经过许多亿年的选择形成的。 【本课小结】根据人类已经得到的证据可以证明丰富多彩的生物界是通过不断进化形成的。自然选择学说能够较合理的解释生物进化的原因。但是关于生物的进化，到目前为止，还有许多问题不能作出合理的解释，还需要人类不断的研究探索，进行完善。