6.4 协同进化与生物多样性的形成（教学设计）-【上好课】高一生物同步高效课堂（人教版2019必修2）

6.4《协同进化与生物多样性的形成》教学设计 学科 生物 年级册别 高一 共1课时 教材 必修二 授课类型 新授课 第1课时 教材分析 本节课是第六章的最后一节内容，也是必修2最后一节内容。本节包括“协同进化”“生物多样性的形成”和“生物进化理论在发展”三部分内容。物种的形成并不是孤立进行的，不同物种之间、生物与无机环境之间是在相互影响中协同进化的。协同进化的结果不仅形成物种多样性，还形成基因多样性和生态系统多样性。关于物种之间的协同进化，教材通过植物与其传粉昆虫的协同进化、捕食者与被捕食者的协同进化两个实例来说明，并且指出捕食者的存在客观上有利于被捕食者种群的发展，有利于增加物种多样性，这对于培养学生的辩证思维具有重要意义。关于生物多样性的形成，教材首先指出生物多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性，接着讲述了生物进化的几个重要阶段。本节第三部分简单介绍了中性学说和间断平衡说，让学生认识到在进化论领域至今仍有不同观点，生物进化理论仍在不断发展，同时再次强调以自然选择学说为核心的进化理论的重要地位。 本节内容是在上一节基础上的扩展和深化。 学情分析 1、性格特点：高一学生充满好奇心与新鲜感，对未知的事物充满探索欲。 2、学习能力：本节课的授课对象是高一年级学生，具有一定的观察和认知能力，分析思维的目的性、连续性和逻辑性已初步建立，他们的学习积极性较高，课堂上应该充分调动学生的积极性，引导学生不断思考，体现学生的主体性和教师的主导性。教师在讲解内容时可借助多媒体技术，帮助学生识记和理解。 3、认知水平：学生在上节课学过“现代生物进化理论的由来”等内容。教师在教学时，可以利用学生的知识基础，通过恰当的教学策略，实现知识的迁移，使新知识有效地整合进学生原有的知识网络中使学生头脑中的知识体系得到丰富和发展。在教学时要予以重视，使学生感受到科学知识与社会的密切联系，所学知识在现实生活中有用武之地。 教学目标 知识目标 1. 举例说明协同进化，理解协同进化和生物多样性的概念。 2. 概述以自然选择学说为核心的现代生物进化理论的要点，认同其在现代生物进化理论中的主流和核心地位。 3. 通过实例分析，理解生物与无机环境之间的相互作用对生物进化的影响。 4. 了解生物多样性的形成过程及其重要性。 素养目标 1. 培养学生保护生物多样性的意识。 2. 通过讨论和交流，培养学生团队合作和批判性思维能力。 3. 通过实验探究，培养学生的科学探究能力和实践能力。 4. 通过总结和拓展，帮助学生形成系统的知识体系，培养他们的环保意识。 教学重点、难点 重点 1. 协同进化的概念及其在生物进化中的作用。 2. 生物多样性的形成过程及其重要性。 3. 以自然选择学说为核心的现代生物进化理论的要点。 难点 1. 理解不同物种之间的协同进化关系。 2. 探究生物多样性的形成机制。 3. 通过实例分析，理解生物与无机环境之间的相互作用对生物进化的影响。 教学方法与准备 教学方法 议题式教学法、情境探究法、合作探究法 教具准备 多媒体课件、生物进化模型、实验材料 教学环节 教师活动 学生活动 情境导入 【兰花与蛾类昆虫】 播放视频： 总结并导入：达尔文曾发现一种兰花长着细长的花距，其底部储存着花蜜。达尔文推测，这种花的形成绝不是偶然的，肯定存在这样的昆虫，它们生有同样细长的吸管似的口器，可以从花距中吸到花蜜。大约50年以后，研究人员果然发现了这样的蛾类昆虫。 提问：1.达尔文作出上述推测的理由是什么？ 讲解：理由是兰花的生殖离不开昆虫传粉。 如果没有与这种兰花结构相适应的传粉昆虫，这种兰花就难以完成传粉受精，这个物种也就不存在了。 提问：2.如果后来未发现这样的蛾类昆虫，是否说明达尔文的推测是错误的？ 讲解：如果后来未发现这样的蛾类昆虫，达尔文的推测就仅仅是一种猜想，不能被证实。当然，未发现这样的蛾类昆虫，不等于这样的昆虫一定不存在，因此并不能说明达尔文的推测一定是错误的。 观看视频 认真听讲解 协同进化 【自主学习】 提问：请同学阅读分析以下资料并回答相关问题 【资料1】动物学家对非洲大草原奥兰治河两岸的羚羊群进行过研究，发现东岸羚羊群的繁殖能力比西岸强，奔跑速度也比西岸的快。为何两岸的羚羊差异如此之大？研究发现，原来东岸羚羊附近生活着一个狼群。 提问：1.资料1中两种生物的关系是？ 讲解：种间关系：捕食 提问：2.捕食者的存在是否对被捕食者有害无益？ 讲解：捕食者吃掉的多是老、病弱或年幼个体，客观上促进羚羊种群发展。 提问：3.捕食者是否可以“高枕无忧”？ 讲解：不可以，只有动作敏捷、跑得快的捕食者才能获得食物；反之，则被淘汰。 总结：捕食者与被捕食者之间是双向选择，共同进化 【资料2】生长在古巴热带雨林的一种藤本植物蜜囊花，其花朵上方的叶片能够回应蝙蝠发出的回声。特化的叶子呈勺子状， 蝙蝠接收到回声后便可在吸食香甜的花蜜的同时帮助植物传粉。这种蜜囊花科藤本植物利用的是专门特化的叶子指引蝙蝠。可称之为“勺子功”。 提问：1.资料2中两种生物的关系是？ 讲解：种间关系：互利共生 提问：2.这种蜜囊花科藤本植物叶子的进化对自身和蝙蝠有什么意义？ 讲解：利用蝙蝠完成传粉，同时为蝙蝠提供了食物。 总结：不同物种之间在相互影响，共同进化 【资料3】在裸岩上，地衣首先定居，分泌的有机酸加速岩石风化形成土壤，使得土壤颗粒和有机物逐渐增多。在此基础上，苔藓便能生长起来，苔藓的生长会进一步使岩石分解，土层加厚，有机物增多，土壤中微生物的群落也越来越丰富。 【资料4】地球上的原始大气中是没有氧气的，因此，最早出现的生物都是厌氧的；最早的光合生物的出现，使得原始大气中有了氧气，为好氧生物的出现创造了前提条件。氧气的产生也促进臭氧及臭氧层的形成，臭氧层吸收了大量紫外线，为陆生生物的出现创造了条件。 提问：1.由资料3和资料4可知生物与无机环境相互作用，这对生物和环境的多样性有何影响？ 讲解：生物种类越来越多，基因库越来越丰富，环境越来越复杂多样。 提问：2.综合以上四则资料，请说说什么是协同进化？协同进化有什么意义？ 讲解：不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，这就是协同进化。 意义：通过漫长的协同进化过程，地球上不仅出现了千姿百态的物种，丰富多彩的基因库，而且形成了多种多样的生态系统。 讲解：收割理论 美国生态学家斯坦利提出：捕食者往往捕食个体数量多的物种，这样就会避免出现一种或少数几种生物在生态系统中占绝对优势的局面，为其他物种的形成腾出空间。 【特别提醒】 (1)同种生物之间的相互影响不属于协同进化。 (2)物种之间的协同进化并不都是通过物种之间的生存斗争实现的,也可通过种间互助实现。 (3)捕食者的存在有利于增加物种多样性。 (4)无机环境的选择作用可定向改变种群的基因频率，导致生物朝着一定方向进化；生物的进化反过来又会影响无机环境。 互动回答问题 认真听讲解 互动回答问题 认真听讲解 互动回答问题 认真听讲解 认真听讲解 认真听讲解 生物多样性的形成 过渡：通过漫长的协同进化过程，地球上不仅出现了千姿百态的物种，而且形成了多种多样的生态系统。 【生物多样性内容】 讲解：生物多样性包含三个方面的内容：基因多样性、物种多样性、生态系统多样性 基因多样性（遗传多样性）：生物种群之内和种群之间的遗传结构的变异；遗传多样性是生物进化的基础，它决定了物种多样性。 物种多样性：一定区域内物种的丰富程度（物种的数目及分布情况），是生物多样性的关键。 生态系统多样性：生态系统结构和功能的多样性以及生态过程的多样性。物种的多样性和生活环境的多样性构成了生态系统的多样性。 【生物多样性原因】 生物多样性的形成是协同进化的结果。（生物多样性的形成是多种多样的环境对生物不定向变异进行定向选择的结果(自然选择的结果)。） 【生物多样性之间的关系】 【地球演化】 播放视频： 过渡：通过视频我们对地球的演化历程有了大致的印象，并归纳出一个生物进化时间表： 讲解：46亿年前，地球形成，那时地球还没有生命；38多亿年前出现了最早的生物：古细菌（单细胞原核/无性繁殖：分裂）；20多亿年前真核细胞出现，真核生物出现（前寒武纪）后，有性生殖出现，实现了基因重组，增强了生物变异的多样性，进化速度加快，多细胞植物和动物的种类不断增多。6多亿年前多细胞生物出现。 讲解： 结构上的进化：单细胞生物→多细胞生物；原核细胞→真核细胞 生殖上的进化：无性生殖→有性生殖 生物通过有性生殖实现了基因重组，增强了生物变异的多样性。 代谢上的进化：异养厌氧→自养需氧 生态系统结构的进化：两极生态系统（生产者和分解者）→三极生态系统（生产者、分解者和消费者） 讲解：大约四亿年前，由于造山运动使海洋缩小，一些海洋植物开始适应陆地生活，形成原始陆生植物，主要是蕨类植物，随后出现了适应陆地生活的动物——原始的两栖类。 2.45亿～6600万年前（中生代），裸子植物、被子植物先后扮演生产者主角；鸟类、哺乳类成为优势动物类群。恐龙从出现到繁盛到白恶纪绝灭。复杂多样的陆地生态系统逐渐形成。 提问：从以上的进化历程，同学们能总结出什么特点呢？ 生活环境的进化：水生→陆生 生物的进化历程可概括为： 从原核生物到真核生物， 从无性生殖到有性生殖， 从异养厌氧到自养需氧 由简单到复杂， 由水生到陆生， 由低等到高等。 讲解：（1）人类同其他物种一样，都是大自然的一员，而不是凌驾于其他物种之上的主宰； （2）每个生物身上都凝聚着数十亿年的进化史，生命来之不易，都是亿万年生物的遗传基因与环境相互作用的产物，因此应当珍爱生命、敬畏生命； （3）人与其他生物、与无机环境相互影响，作为一个有机整体不断发展，我们应当保护自然、保护生物多样性，与大自然和谐共处。 互动回答问题 认真听讲解 互动回答问题 认真听讲解 互动回答问题 认真听讲解 认真听讲解 认真听讲解 生物进化理论在发展 【现代生物进化理论】 讲解:现代生物进化理论的核心是自然选择学说。现代生物进化理论的主要内容包括： ①适应是自然选择的结果； ②种群是生物进化的基本单位； ③突变和基因重组提供进化的原材料，自然选择导致种群基因频率的定向改变，进而通过隔离形成新的物种； ④生物进化的过程实际是生物与生物、生物与无机环境协同进化的过程； ⑤生物多样性是协同进化的结果。 过渡：现代生物进化理论的要点，尽管已经被学术界广泛接受，却不意味着生物进化的一切奥秘都真相大白，而是仍存在争论和疑点，下面介绍两种不同的主张 【中性突变理论】 ①主张：大量的基因突变是中性的，自然选择对这些基因突变不起作用，这些基因突变经过长期积累，导致种群间遗传物质出现较大的差别。决定生物进化方向的是中性突变的逐渐积累，而不是自然选择。 比如：眼睛的大小、鼻子的高低、毛发的深浅等，一般情况下很难说对生存有多少影响，但大都被保留下来，显然不存在自然选择的作用。 ②争议：更多学者则认为，基因突变并不都是中性的，有些基因突变反映在个体的性状上，与环境相适应的程度有差异，因此，不能否认自然选择的作用。 【间断平衡学说】 主张：物种形成并不都是渐变的过程，而是物种长期稳定与迅速形成新种交替出现的过程，其原因仍在探索中。 认真听讲解 思考理解 认真听讲解 思考理解 课堂小结 习题巩固 1．甲、乙两物种在某一地区共同生存了上百万年，甲以乙为食。下列叙述错误的是(　　) A．甲、乙的进化可能与该地区环境变化有关 B．物种乙的存在与进化会阻碍物种甲的进化 C．若甲是动物，乙可能是植物，也可能是动物 D．甲基因频率改变可能引起乙基因频率的改变 【答案】 B　 【解析】 根据协同进化的观点，物种乙的存在与进化会促进物种甲的进化，有利于提高生物多样性，B错误。 5.下列叙述中，不符合中性突变学说的是(　　) A．基因突变大多数是中性的，自然选择对它们不起作用 B．中性突变被随机地固定，日积月累、积少成多 C．生物性状的改变大多数是中性的，无利也无害 D．种群间遗传物质出现较大差别是中性突变积累的结果 【答案】　C 【解析】　中性突变学说认为生物基因的突变大多数是中性的，无利也无害，并不是生物性状的改变是中性的，C符合题意。 板书设计 第4节 协同进化与生物多样性的形成 1.协同进化的概念:不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展。 2.协同进化的类型 3.协同进化的结果 4.协同进化的原因 5.生物多样性的形成 (1)内容：遗传多样性(基因多样性)、物种多样性、生态系统多样性 (2)形成原因：生物的进化 (3)研究生物进化历程的主要依据：化石 6.现代生物进化理论对自然界的生命史作出了科学的解释 7.现代生物进化理论是在不断发展的 教学反思 成功之处 1. 通过丰富的实例和资料分析，帮助学生理解抽象的概念，增强了学生的科学思维和探究能力。 2. 通过情境导入和视频展示，激发了学生的学习兴趣，提高了课堂参与度。 3. 通过小组讨论和实验探究，培养了学生的团队合作和批判性思维能力。 不足之处 1. 部分学生对协同进化的概念理解还不够深入，需要在后续的教学中进一步强化。 2. 课堂时间安排较为紧张，部分学生在讨论和实验探究环节的时间不够充分。 3. 个别学生对生物多样性的保护措施理解不够全面，需要在课后进行补充和巩固。 学科网（北京）股份有限公司 $$