21.2 多种多样的生物是长期进化的结果（教学设计）生物新教材苏科版八年级下册

第 21 章 生命的起源与生物的进化 第 2 节 多种多样的生物是长期进化的结果 年级 八年级 授课时间 1课时 课题 第 2 节 多种多样的生物是长期进化的结果 教材分析 本节是苏科版八年级生物上册第 8 单元 “遗传与进化” 中第 21 章的第二课时内容，是生物进化知识体系的核心延伸环节。教材围绕 “生物进化的历程与趋势”“生物进化的原因（人工选择与自然选择）” 两大核心板块展开，通过生物进化树、金鱼培育、桦尺蛾体色变化等实例，搭建起从 “进化证据” 到 “进化机制” 的认知桥梁。本节内容承接了前一节 “生物来自共同祖先” 的基础认知，既解释了生物多样性形成的科学原理，又为后续理解人类起源与进化、生物与环境的适应关系奠定关键理论基础，同时紧密贴合 2022 版新课标对 “生命观念”“科学思维”“探究实践” 核心素养的培养要求，兼具理论深度与实践探究价值。 教学目标 【知识目标】 1. 说出生物进化的总趋势（由简单到复杂、由水生到陆生），能结合生物进化树描述植物（藻类→苔藓植物→蕨类植物→种子植物）和动物（腔肠动物→环节动物→软体动物→脊椎动物）的主要进化历程。 2. 举例说明人工选择的概念及应用，分析金鱼由金鲫培育的过程，归纳人工选择的基本环节（变异→选择→遗传积累→新品种）。 3. 阐述自然选择学说的核心内容（过度繁殖、生存竞争、遗传变异、适者生存），能结合桦尺蛾体色变化、长颈鹿长颈形成等实例，解释自然选择对生物进化的推动作用。 4. 区分人工选择与自然选择的差异（选择主体、选择目的、选择速度），理解遗传变异是生物进化的内部原因，环境因素是进化的外部条件。 【核心素养】 生命观念：通过分析生物进化历程与自然选择机制，建立 “生物多样性是长期进化结果”“生物与环境相适应” 的进化观念，认同生命的动态发展性。 科学思维：通过解读生物进化树、分析人工选择与自然选择实例，培养基于证据进行逻辑推理、归纳总结的科学思维能力，能从复杂现象中提炼核心规律。 探究实践：通过小组讨论 “桦尺蛾体色变化的原因”“大风海岛昆虫翅型进化” 等问题，提升合作探究、表达交流及运用理论解释实际现象的能力。 态度责任：认同达尔文自然选择学说的科学价值，理解保护生物多样性对维持生态平衡的重要意义，树立尊重自然、顺应自然的生态保护意识。 教学重、难点 【教学重点】 1. 生物进化的总趋势（简单→复杂、水生→陆生），及结合生物进化树梳理动植物的进化历程。 2. 人工选择的概念、金鱼培育实例分析，及人工选择的基本环节（变异→选择→遗传积累）。 3. 自然选择学说的四大核心内容（过度繁殖、生存竞争、遗传变异、适者生存），及桦尺蛾体色变化、长颈鹿长颈形成的实例解释。 【教学难点】 1. 理解生物进化树所体现的生物类群亲缘关系，能准确对应进化树中各类群的进化顺序。 2. 区分人工选择与自然选择的差异（选择主体：人类 vs 环境；选择目的：满足人类需求 vs 适应环境；选择速度：较快 vs 缓慢），避免概念混淆。 3. 运用自然选择学说解释具体进化现象（如大风海岛无翅 / 残翅昆虫增多），理解 “环境定向选择有利变异” 的动态过程，突破 “生物主动适应环境” 的认知误区。 教学过程 教学内容 教师活动 学生活动 新课导入 1. 展示 “地球生命演化时间轴” 图片（46 亿年前地球形成→32 亿年前原始生命起源→5.7 亿年前寒武纪生物大爆发→6600 万年前恐龙灭绝→现代生物多样性），提问：“从原始生命到如今数百万种生物，历经 38 亿年的进化，生物在形态、结构、生活环境上发生了巨大变化，它们的进化遵循着怎样的规律？又是什么力量推动生物不断进化？” 2. 结合学生已有的 “生物来自共同祖先” 认知，引出本节课主题 —— 探究生物进化的历程、趋势及原因，激发学生探究兴趣。 1. 观察时间轴图片，感受生物进化的漫长时空尺度，结合已有知识初步思考进化规律与动力。 2. 明确本节课学习目标，带着问题进入新知学习。 新知探究 活活动 1：生物进化的历程与趋势 1. 展示 “生物进化树” 示意图（含细菌、腔肠动物、环节动物、软体动物、脊椎动物、藻类、苔藓植物、蕨类植物、种子植物等类群），组织学生小组合作： ① 结合生物分类知识，在进化树方框中填写对应生物类群名称； ② 对比植物类群（藻类→苔藓→蕨类→种子植物）和动物类群（腔肠动物→环节动物→软体动物→脊椎动物）的结构特点，讨论 “从低等到高等” 的进化表现； ③ 分析各类群的生活环境（水生→陆生），归纳进化的空间趋势。 2. 巡视指导小组讨论，针对学生填写错误（如混淆苔藓与蕨类的进化顺序）进行纠正，引导学生从 “结构复杂度”“生活环境”“分类地位” 三个维度总结进化总趋势。 3. 展示 “植物进化历程图”（单细胞藻类→多细胞藻类→苔藓植物→蕨类植物→裸子植物→被子植物）和 “动物进化历程图”（无脊椎动物→鱼类→两栖类→爬行类→鸟类 / 哺乳类），强化学生对进化顺序的认知，明确进化树中 “分枝” 代表生物类群的分化，“树根” 代表共同祖先。 1. 小组合作完成进化树填图，通过对比分析植物、动物类群的结构与环境，初步感知进化趋势。 2. 展示讨论结果，在教师引导下总结 “由简单到复杂、由水生到陆生” 的总趋势，纠正认知偏差（如避免将 “进化” 等同于 “体型变大”）。 3. 结合动植物进化历程图，梳理具体类群的演化顺序，理解进化树的生物学意义。 活动 2：生物进化的原因 1—— 人工选择 1. 过渡提问：“生物进化不仅有自然发生的过程，人类也能主动影响生物的变异方向，你们知道金鱼是由哪种生物培育而来的吗？” 展示 “金鲫与不同品种金鱼（草种、蛋种、文种、龙种）” 对比图，引导学生观察外形差异（体色、体型、背鳍、眼球）。 2. 组织学生讨论： ① 不同品种金鱼与金鲫相比，外形有哪些明显变化（如蛋种无背鳍、龙种眼球突出）？ ② 这些变异是如何被保留并形成新品种的？结合生活经验举例其他人工选择实例（如不同品种的鸡、家犬、菊花）。 3. 讲解人工选择的概念：“根据人类的需要和爱好，对生物发生的变异进行不断选择，使有利变异逐代遗传积累，最终形成生物新品种的过程”，通过 “金鲫变异→人类选择（保留符合审美需求的个体）→遗传积累→金鱼新品种” 的逻辑链，梳理人工选择的核心环节。 4. 展示 “原鸡培育出蛋鸡、肉鸡、观赏鸡”“灰狼培育出家犬品种”“野生菊培育出多品种菊花” 的图片，强化学生对人工选择应用的认知，总结人工选择的特点（选择主体：人类；选择目的：满足人类需求；选择速度：较快）。 1. 观察金鱼与金鲫的外形差异，积极参与讨论，列举生活中的人工选择实例（如不同品种的宠物狗、蔬菜）。 2. 理解人工选择的概念，跟随教师梳理金鱼培育的逻辑链，明确 “变异是基础、选择是关键、遗传是保障”。 3. 通过分析多个实例，归纳人工选择的特点，为后续对比自然选择做好铺垫。 活动 3：生物进化的原因 2—— 自然选择 1. 衔接过渡：“人类能通过选择培育新品种，自然界中没有人类干预，生物的进化由什么因素决定呢？” 介绍达尔文《物种起源》及自然选择学说的提出背景，展示 “大象繁殖能力推算” 资料（一对大象 750 年后后代可达 1900 万头），引出自然选择的第一个核心内容 —— 过度繁殖（生物普遍具有强繁殖能力，产生大量后代）。 2. 提问：“既然生物繁殖能力强，为什么实际种群数量不会无限增加？” 引导学生思考 “食物、空间有限” 的问题，明确第二个核心内容 —— 生存竞争（生物为获取资源而发生斗争，包括种内、种间竞争及与环境的斗争）。 3. 展示 “长颈鹿长颈形成示意图”，分步骤讲解： ① 起初长颈鹿脖子有长有短（遗传变异，变异不定向）； ② 低处树叶被吃光后，长脖子个体能吃到高处树叶（有利变异），短脖子个体因食物不足被淘汰（不利变异）； ③ 长脖子个体存活并繁殖，有利变异逐代积累，最终形成现代长颈鹿。 通过该实例引出自然选择的后两个核心内容 —— 遗传变异（进化的基础，变异不定向）、适者生存（环境选择有利变异个体存活，选择定向）。 4. 展示 “曼彻斯特地区工业污染前后桦尺蛾体色数量变化” 图（污染前：树干浅色，浅色桦尺蛾多；污染后：树干深色，深色桦尺蛾多），组织学生小组讨论： ① 桦尺蛾体色变化的原因是什么？（环境改变：树干颜色变黑，浅色桦尺蛾易被天敌发现而淘汰，深色桦尺蛾因不易被发现得以存活繁殖）； ② 该实例如何体现自然选择的四大核心内容？ 5. 巡视指导讨论，引导学生明确：桦尺蛾的体色变异本身存在，并非环境直接导致变异，而是环境定向选择了有利变异的个体，强化对 “自然选择定向性” 的理解。 1. 倾听教师讲解，结合大象繁殖资料理解 “过度繁殖” 的特点，思考生存竞争的产生原因，建立“繁殖能力与资源有限”的逻辑关联。 2. 跟随教师分析长颈鹿长颈形成的过程，明确遗传变异的不定向性和自然选择的定向性，理解“适者生存”的内涵。 3. 小组合作讨论桦尺蛾体色变化的实例，结合自然选择四大核心内容梳理逻辑，主动发言分享讨论结果，纠正“生物主动适应环境”的认知误区。 4. 记录自然选择的核心要点，对比人工选择的特点，初步区分两种选择方式的差异。 【习题巩固】 1．人类驯养家鸡已有数千年的历史，下图为几种家鸡的选育过程，下列说法正确的是（　　） A．各品种的鸡特点各不相同是定向变异的结果 B．这几类家鸡都是人工选育的结果 C．在自然环境中也能进化出这几个品种 D．白羽鸡的各种特点相比红原鸡在自然环境中都属于有利变异 【答案】B 【分析】自然界中的生物，通过激烈的生存斗争，适应者生存下来，不适应者被淘汰，这就是自然选择。自然选择的主要内容是：过度繁殖、生存斗争、遗传和变异、适者生存。 在生产和生活实践中，人们根据自己的需求和爱好不断选择和培育生物新品种的过程。例如：各色菊花、肉鸡的培育和信鸽。 【详解】A．生物的变异是不定向的，而自然选择或人工选择是定向的。各品种的鸡特点各不相同是人工选择的结果，而不是定向变异的结果，因为变异本身是不定向的，A错误。   B．从图中可以看出，白羽肉鸡、褐壳蛋鸡、乌骨鸡等不同品种的家鸡是从红原鸡经过人工选育而来的。人类根据自己的需求和喜好，对红原鸡的不同变异进行选择和培育，逐渐形成了这些不同品种的家鸡。所以这几类家鸡都是人工选育的结果，B正确。   C．自然选择是自然界中的生物在生存斗争中，适者生存、不适者被淘汰的过程。自然选择的结果是使生物更加适应自然环境。而在自然环境中，由于各种环境因素的限制和自然选择的方向与人类需求不同，不太可能进化出与人工选育品种相同的这几个家鸡品种，C错误。   D．白羽鸡的各种特点是在人工饲养环境下，人类根据生产需求选育出来的。在自然环境中，这些特点并不一定都是有利的。例如，白羽鸡生长速度快但体质相对较弱，在自然环境中可能更容易受到天敌的侵害和疾病的侵袭，D错误。   故选B。 2．达尔文的生物进化理论认为，生物进化的原因是（　　） A．人工选择 B．自然选择 C．神的创造 D．器官用进废退 【答案】B 【分析】达尔文在《物种起源》中提出，生物进化的主要机制是自然选择，即适应环境的个体更易生存和繁衍，导致有利变异在种群中逐渐积累。 【详解】A．人工选择是指人类根据需求对生物性状进行筛选，如培育农作物和家畜品种，但这不是达尔文提出的生物普遍进化的原因，故A错误。 B．自然选择强调环境对生物个体的筛选作用，适者生存、不适者被淘汰，这是达尔文进化理论的核心，故B正确。 C．"神的创造"属于神创论观点，与达尔文基于科学观察提出的进化理论相悖，故C错误。 D．"器官用进废退"是拉马克进化理论的观点（如长颈鹿脖子变长是因经常使用），达尔文理论否定了这种获得性遗传机制，故D错误。 故选B。 3．抗生素的滥用导致抗药性强的细菌越来越多，这是（　　）的结果 A．遗传变异 B．自然选择 C．人工选择 D．过度繁殖 【答案】B 【分析】达尔文认为，在生存斗争中，具有有利变异的个体，容易在生存斗争中获胜而生存下来。反之，具有不利变异的个体，则容易在生存斗争中失败而死亡，这就是适者生存。达尔文把在生存斗争中，适者生存、不适者被淘汰的过程叫做自然选择。 【详解】A．遗传是指亲子间的相似性，变异是指亲子间和子代个体间的差异。细菌本身就存在着各种变异，有的细菌具有抗药性变异，有的细菌不具有抗药性变异，但仅遗传变异本身并不能直接导致抗药性强的细菌越来越多，它只是为生物进化提供了原材料，A不符合题意。 B．自然选择是指在生存斗争中，适者生存、不适者被淘汰的过程。当抗生素被滥用时，大多数不具有抗药性的细菌会被抗生素杀死，而具有抗药性的细菌则能够生存下来并繁殖后代。这样，经过多代的选择，抗药性强的细菌就会越来越多，这是自然选择的结果，B符合题意。 C．人工选择是根据人类的需求和爱好，对生物进行选择和培育，使生物朝着人类期望的方向发展。例如，人类为了获得高产、优质的农作物品种，会对农作物进行人工选择。而抗生素滥用导致抗药性强的细菌越来越多，并不是人类按照自己的需求和爱好进行选择的结果，不属于人工选择，C不符合题意。 D．过度繁殖是指生物具有强大的繁殖能力，能够在短时间内产生大量的后代。虽然细菌具有过度繁殖的特点，但仅过度繁殖并不能解释为什么抗药性强的细菌会越来越多。过度繁殖只是为自然选择提供了更多的个体，而最终决定抗药性强细菌数量增加的是自然选择，D不符合题意。 故选B。 4．英国的一个小山村几十年后变成了工业城市。科学家在这个地区持续对两种体色的桦尺蛾的数量进行调查，结果如图所示。下列叙述正确的是（    ） A．深色桦尺蛾数量逐渐减少 B．浅色桦尺蛾为了适应环境变成了深色 C．两种桦尺蛾的数量变化与环境无关 D．两种桦尺蛾数量变化是自然选择的结果 【答案】D 【分析】自然界中的生物，通过激烈的生存斗争，适应者生存下来，不适应者被淘汰掉，这就是自然选择；达尔文的自然选择学说的内容有四点：过度繁殖，生存斗争（也叫生存竞争），遗传和变异，适者生存。 【详解】A．观察折线图可知，深色桦尺蛾的数量在1910-1920年左右基本保持不变，但在1920-1960年处于逐渐上升状态，并不是逐渐减少的，A错误。 BD．从图中只能看出深色桦尺蛾和浅色桦尺蛾数量随时间的变化情况，并没有证据表明浅色桦尺蛾是为了适应环境而变成了深色。自然选择是指生物在生存斗争中适者生存、不适者被淘汰的过程。在该地区环境变化（如工业污染导致树皮颜色变深）的情况下，深色桦尺蛾的体色与环境颜色相近，不易被天敌发现，更容易生存下来并繁殖后代；而浅色桦尺蛾的体色与环境颜色差异较大，容易被天敌发现，生存和繁殖的机会相对较少。经过长期的自然选择，深色桦尺蛾的数量逐渐增加，浅色桦尺蛾的数量相对减少，所以两种桦尺蛾数量变化是自然选择的结果，B错误，D正确。 C．英国的小山村变成工业城市后，环境发生了变化，比如树皮被工业污染熏黑等。两种桦尺蛾的数量随着环境的变化而发生了改变，说明它们的数量变化与环境有关，C错误。 故选D。 5．如图是动植物“进化树”中的部分生物，其直观地呈现出动植物进化的大致历程。以下说法错误的是（　　） A．图中所示的所有生物都是真核生物 B．被子植物是现存植物中最高等的类型 C．生物进化的总体趋势之一是：体型由小到大 D．图中各物种对环境的适应，是长期自然选择的结果 【答案】C 【分析】在原始海洋中，经过上万年后这些有机小分子长期累积并相互作用，形成了比较复杂的有机大分子物质，如原始的蛋白质、核酸等。这些物质并逐渐形成了与海水分离的原始界膜，构成了相对独立的体系。一旦这些物质拥有了个体增殖和新陈代谢也就意味着产生了生命。所以原始海洋是原始生命诞生的摇篮。脊椎动物的进化历程：原始鱼类→原始两栖类→原始爬行类→原始鸟类、哺乳类。生物进化的总体趋势：从简单到复杂，从低等到高等，从水生到陆生。 【详解】A．真核生物是指细胞具有细胞核膜包被的细胞核的生物，包括动物、植物、真菌等。在动植物进化树中，所涉及的动物和植物细胞都具有真正的细胞核，都属于真核生物，A正确。 B．被子植物具有根、茎、叶、花、果实和种子六大器官，种子外面有果皮包被，能够更好地适应陆地环境，在繁殖和分布上具有更大的优势，是现存植物中最高等的类型，B正确。 C．生物进化的总体趋势是从简单到复杂，从低等到高等，从水生到陆生。而体型的大小并不是生物进化的必然趋势，在生物进化的过程中，体型大小是多种多样的，有些生物在进化过程中体型可能变大，有些则可能变小，甚至有些生物的体型大小在不同的发展阶段也会发生变化，C错误。 D．自然选择学说认为，在生存斗争中，具有有利变异的个体，容易在生存斗争中获胜而生存下去；反之，具有不利变异的个体，则容易在生存斗争中失败而死亡。生物在长期的生存斗争中，经过自然选择，适者生存，不适者被淘汰。图中各物种在进化过程中，逐渐形成了各自适应环境的特征，这是长期自然选择的结果，D正确。 故选C。 6．达尔文的自然选择学说的核心内容不包括（　　） A．过度繁殖 B．生存斗争 C．人工选择 D．适者生存 【答案】C 【分析】（1）达尔文的自然选择学说，是生物进化论的核心内容。自然选择学说的中心论点是：物种是可变的，而且生物具有多样性和适应性。自然选择学说的主要内容是：过度繁殖、生存斗争、遗传和变异、适者生存。 （2）人工选择是在不同的条件下，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，使选择的性状不断积累加强，最后形成不同的新品种。 【详解】A．地球上的生物普遍具有很强的繁殖能力，能产生很多后代，这就是过度繁殖。过度繁殖为自然选择提供了更多的选择材料，是自然选择的前提，属于自然选择学说的核心内容，A不符合题意。 B．生物赖以生存的食物和空间是有限的，生物为了获取足够的食物和空间等生存条件而进行生存斗争。生存斗争推动着生物的进化，是自然选择的动力，属于自然选择学说的核心内容，B不符合题意。 C．人工选择是根据人类的需求和爱好，对生物进行选择和培育，形成新品种的过程，是人为的选择，与自然选择学说中自然环境对生物的选择作用无关，不属于自然选择学说的核心内容，C符合题意。 D．在生存斗争中，具有有利变异的个体容易生存下来并繁殖后代，同时将有利变异遗传给下一代；具有不利变异的个体则容易被淘汰。这就是适者生存，它是自然选择的结果，属于自然选择学说的核心内容，D不符合题意。 故选C。 在习题巩固环节，学生将完成以下活动： 独立完成6道选择题 课堂小结 1. 引导学生梳理本节课核心知识：① 生物进化总趋势；② 动植物进化历程；③ 人工选择（概念、实例、特点）；④ 自然选择（四大核心、实例）。 2. 用思维导图简笔画展示知识关联，强调“遗传变异是进化的内部基础，环境因素是进化的外部动力，人工选择和自然选择共同推动生物多样性的形成”。 3. 针对性提问，检测学生掌握情况（如“自然选择和人工选择的选择主体分别是什么？”），及时纠正易错点。 板书设计 第 2 节 多种多样的生物是长期进化的结果 一、生物进化的历程与趋势 1. 总趋势：简单→复杂、水生→陆生 2. 植物：藻类→苔藓→蕨类→种子植物 3. 动物：无脊椎动物→脊椎动物（鱼→两栖→爬行→鸟/哺乳） 二、生物进化的原因 1. 人工选择 - 概念：人类选择→遗传积累→新品种 - 实例：金鱼、家犬、菊花 2. 自然选择（达尔文） - 核心：过度繁殖、生存竞争、遗传变异、适者生存 - 实例：长颈鹿长颈、桦尺蛾体色变化 三、核心素养总结 生命观念：生物与环境相适应、生物多样性是长期进化结果 社会责任：保护生物多样性，尊重自然 课后作业 教学反思 1. 亮点：本节课以“活动探究”为核心，结合生物进化树、实例图片等直观素材，引导学生小组合作、讨论分析，有效激发了学生的探究兴趣，贴合八年级学生的认知特点；注重核心素养的渗透，尤其是通过实例分析培养学生的科学思维和探究能力，同时强化社会责任教育，实现“知识传授”与“素养培养”的结合。 2. 不足：在讲解自然选择学说时，部分学生对“变异不定向、选择定向”的理解不够透彻，在解释进化现象时容易出现逻辑混乱；小组讨论环节，部分学生参与度不高，发言不够积极；巩固练习的时间分配可进一步优化，确保共性错误得到充分讲解。 3. 改进措施：下次教学可提前准备简单的动画素材（如长颈鹿长颈形成过程），帮助学生直观理解自然选择的动态过程；小组讨论时明确分工，鼓励内向学生主动发言；合理调整教学时间，增加巩固练习的讲解时长，可增加课堂小提问的频次，及时检测学生学习效果，针对性突破教学难点。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $