6.4协同进化与生物多样性的形成教学设计-2024-2025学年高一下学期生物人教版必修2

课题 第6章 第4节 协同进化与生物多样性的形成（1个课时） 时间 2025.5.12 教材分析 “协同进化与生物多样性的形成”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。协同进化理论将生物进化理论从种群和基因水平上升到种间关系乃至生态系统水平，不仅丰富了对物种形成的解释,还解释了生态系统多样性的形成。 学情分析 本节内容通过对协同进化的学习，解释了生物多样性的形成，并对生物进化的基本历程进行了说明。学生对此部分内容相对更加感兴趣，学习有热情，知识相对简单，可以进行拓展，培养学生对生物学习的兴趣。 教学目标 1.举例说明协同进化。 2.概述生物多样性及其形成的过程。 3.概述以自然选择学说为核心的现代生物进化理论的要点，认同其在现有生物进化理论中的主流和核心地位。 4.通过了解现代生物进化理论存在的争论和疑点，认同科学理论是不断发展的。 教学重难点 1.教学重点 (1)协同进化与生物多样性形成的关系。 (2)现代生物进化理论的要点 2.教学难点 现有生物进化理论中的不同观点和未解决的问题 教学内容及流程 学习任务 教学过程(第1课时) 备注 问题探讨 【问题探讨】资料展示有细长花距的兰花，底部有花蜜，达尔文推测有细长口器的昆虫，后发现蛾类昆虫，思考：1.达尔文作出上述推测的理由是什么？2.如果后来未发现这样的蛾类昆虫，是否能说达尔文的推测是错误的？ 体验科学家的探究过程，激发学生学习、探究的兴趣。 协同进化 【教师讲述】像兰花和蛾子这样的虫媒花和传粉昆虫之间的关系是什么？ 【教师讲述】协同进化：协同进化是指不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展。1.生物与生物之间：（1）种间互助型，例如，无花果与榕小蜂等。课件出示无花果和榕小蜂的资料。 【教师讲述】（2）种间斗争型，例如，猎豹和羚羊等。自然选择有利于羚羊种群中肌肉发达、动作敏捷的个体，也有利于猎豹种群中跑得快的个体。这两个物种的进化过程宛如一场漫长的“军备竞赛”。除了猎豹捕食羚羊之外，还有猫头鹰捕食田鼠、火蚁群捕食蜘蛛等，这两个物种间是什么关系？捕食者与被捕食者。思考：1.捕食者存在是否对被捕食者有害无益？ 2.捕食者是不是就可以“高枕无忧”呢？ 【教师讲述】收割理论：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，有利于增加物种的多样性。美国生态学家斯坦利称之为“收割理论”。 由此可见，在自然界，捕食者和被捕食者都面临生存压力，在自然选择的作用下，它们也相互选择，协同进化。 【教师讲述】所以生物进化不是孤立的，如小丑鱼躲在海葵里，大豆与根瘤菌共生等。但生物与生物之间的协同进化仅发生在不同物种之间，同种生物之间不存在协同进化。 【教师讲述】生物与无机环境之间： 原始大气无氧，最早出现的都是厌氧生物，最早的光和生物出现，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。 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。 【教师讲述】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，形成了生物的多样性。 通过实例引导学生理解协同进化的概念，认识协同进化的类型 由猎豹追捕羚羊的图片，引导学生对捕食者与被捕食者的关系进行分析。 分析资料得出生物与无机环境之间存在协同进化，培养获取信息、分析信息、综合概括等能力。 让学生体会协同进化的思想，提升保护生物多样性、保护环境的社会责任感。 生物多样性形成的原因 【教师讲述】1.生物多样性形成原因：长期自然选择、协同进化的结果 2. 生物多样性内容： 生物多样性三个层次的关系：基因多样性是形成物种多样性和生态系统多样性的基础，反过来物种多样性和生态系统多样性又影响基因多样性。 3. 生物多样性形成的进化历程： ·生命的起源：30多亿年前 研究生物进化最直接、最重要的证据：化石 距今35亿年最早的古生物化石——古细菌，34亿年前的古细胞化石 ·前寒武纪：5.4亿年前 在此之后大约20亿年的漫长岁月中，都是原核生物，海洋中种类不多的蓝藻和细菌，单细胞生物，简单的两极生态系统：生产者和分解者。约15亿年前，真核生物出现，有性生殖出现，实现基因重组，增强变异多样性，进化明显加快，多细胞生物种类增多。展示前寒武纪地层的水母化石、13亿年前的真核生物的红藻化石。 ·早古生代生物：寒武纪大爆发，至5.0亿年前 海洋中大量的无脊椎动物如三叶虫、鹦鹉螺等爆发式地迅速形成。形成生态系统的第三极—消费者，生态系统结构更加复杂稳定。 1984年7月1日，当时还是中国科学院南京地质古生物研究所研究生的侯先光，在云南澄江帽天山西面山坡上发现了纳罗虫化石。随后，包括林桥利虫、云南鳃虾、日射水母贝以及帽天山虫等又陆续被发现，距今5.18亿年前的“澄江生物群”就这样首次呈现在世人面前。 ·晚古生代生物：至2.45亿年前 大约在4亿年前，由于造山运动使海洋缩小，陆地扩大，一些海洋植物，开始适应陆地生活，形成了原始的陆生植物，主要是蕨类。随后才出现了适应陆地生活的动物—原始的两栖类。生物的登陆改变着陆地环境，陆地上复杂的环境又为生物的进化提供了广阔的舞台复杂多样的陆地生态系统逐渐形成。 ·中生代生物：至6600万年前 三叠纪生物复苏，开始出现海生爬行动物，脊椎动物得到进一步发展；侏罗纪是恐龙的天下，发现始祖鸟、中华龙鸟等，昆虫类也开始繁盛；白垩纪末期也是恐龙的灭绝时期，开始出现被子植物。  中生代板块、气候、生物演化极大，末期已出现现代类型生物群的雏形。 ·新生代生物：至今 在东非大裂谷地带，科学家发现了许多早期古人类化石，其中有318万年前的少女露西的骨骼化石，其上肢骨的结构与黑猩猩的相似，适于攀缘，下肢骨与现代人类接近，适于直立行走。 人类也是生物进化的产物。大约300万年前，森林古猿的一支离开森林，告别树栖生活，走上了向现代人类进化的漫漫长路。 在自然界的生存斗争中，人类凭借非凡的大脑、灵巧的双手和群体的力量，已经拥有了其他生物无可比拟的生存优势，并且对其他物种的进化产生了重要影响，不少物种由于人类活动的影响走向绝灭。 我们须臾不能忘记的是，包括人类在内的所有生物都是在相互依存、相互制约中生存和发展的，人类的生存和发展始终受益于生物多样性，保护生物多样性就是保护人类自己。 【思考讨论】 1.最早出现的生物是哪一类生物？它们生活在什么环境中？ 2.陆生植物和陆生动物的出现谁先谁后？前者为后者提供了什么条件？ 3.同今天你所看到的地球相比，寒武纪时地球生态系统有什么特点？ 4.恐龙大约什么时候绝灭的？物种绝灭对生物多样性会产生怎样影响？ 5.人类活动加快物种绝灭速度，根据协同进化理论，对我们有什么启示？ 【教师讲述】 生物进化的总趋势： 通过观察生物进化的历程示意图，引导学生总结生物多样性的形成过程，以培养学生观察、推理的能力，从而有利于提升学生的科学思维核心素养。 观察生物进化的历程示意图，总结生物多样性的形成过程，培养观察、推理的能力。 生物进化理论在发展 【教师讲述】以自然选择学说为核心的现代生物进化理论对自然界的生命史作出了科学的解释： 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上是生物与生物、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。 【教师讲述】生物进化理论在发展： （1） 中性突变理论 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。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。 争议：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。 （2）间断平衡学说 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。 在阅读教材的基础上，引导学生叙述中性学说和间断平衡学说的主要内容，进而引导学生认同生物进化理论不会停滞不前，而是在不断发展。 认同生物进化理论是不断发展的。 小结与练习 【课堂小结】同板书 【课堂练习】处理教材中的思考讨论、练习与应用，处理双导学案和分层作业 引导学生关注知识内容的梳理，尝试构建概念图。 板书设计 6.4 协同进化与生物多样性的形成 作业布置 【课后作业】1.完成分层训练课后素养评价、2.完成双导学案对应内容和下一节问题式预习部分 教学反思 以达尔文预测兰花传粉的长喙天蛾的故事引入，让学生体验科学家的探究过程，激发学生的学习兴趣和探究欲望，并学习科学家探究的方法。再以猎豹追捕羚羊、原始地球环境的演变等资料为载体，通过问题串引导学生白主学习、合作探究，培养学生获取信息分析信息、综合概括等能力以及合作意识，认同进化与适应的基本观点，进而提升保护生物多样性、保护环境的社会责任感。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$