内容正文:
第21章 生命起源和生物进化
第2节 生物进化的证据
一、教学目标
1. 生命观念:
认同化石是生物进化的直接证据,理解生物是经过长期进化而来的,初步形成进化观念。
通过比较解剖学证据和分子生物学证据,理解不同生物之间具有或远或近的亲缘关系。
2. 科学思维:
通过分析始祖鸟化石、孔子鸟化石的特征,推断鸟类与爬行类的进化关系,培养推理能力。
通过马的进化历程分析,理解环境变化对生物进化的影响。
3. 探究实践:
通过“马是如何进化的”讨论,学会从化石资料中提取信息,归纳进化趋势。
能够分析细胞色素c氨基酸差异数据,判断生物亲缘关系的远近。
4. 态度责任:
感悟我国科学家在古生物学领域的重大贡献(如澄江动物化石群、孔子鸟化石),增强民族自豪感。
形成珍视化石资源、保护古生物遗迹的意识。
二、教学重点与难点
1. 重点:
化石的形成及其作为进化证据的意义。
始祖鸟化石、孔子鸟化石的证据价值。
马的进化历程。
2. 难点:
理解过渡类型化石(如始祖鸟)所揭示的进化关系。
分析分子生物学数据与亲缘关系的对应关系。
三、教学设计思路
以四川自贡恐龙博物馆的图片导入,引出化石的概念。通过展示不同类型的化石图片,让学生了解化石的多样性。重点分析始祖鸟和孔子鸟化石,理解它们如何证明爬行类向鸟类的进化。通过“马的进化”讨论,认识生物进化的趋势。最后拓展到比较解剖学和分子生物学证据,让学生理解多种证据共同证明生物具有共同祖先。
四、教学过程
【课堂导入】
情境提问:展示教材P119四川自贡恐龙博物馆一隅,提问:“我们去博物馆经常能看到恐龙骨架,这些骨架是从哪里来的?它们能告诉我们什么?”
学生回答:是化石,能告诉我们恐龙的样子,还能了解它们的进化。
引入主题:化石是研究生物进化的最直接证据。今天我们就来探寻生物进化的证据。
【新课学习】
学习目标1:认识化石证据
1. 化石的概念与类型:
阅读教材P120,找出化石的定义:保存在地层中的古生物的遗体、遗物和遗迹。
展示图21-5,区分三类化石:
遗体化石:海百合、狼鳍鱼、驰龙、鲁葛藤
遗物化石:恐龙蛋
遗迹化石:恐龙足迹
2. 化石记录的规律:
讲解:不同地质年代的地层中,化石的种类和复杂程度不同。一般来说,越古老的地层,生物越简单、越低等;越晚近的地层,生物越复杂、越高等。
学习目标2:探究过渡类型化石的证据价值
1. 始祖鸟化石——爬行类向鸟类的过渡:
展示图21-6,引导学生观察始祖鸟的特征:
与鸟类相似:有羽毛、体形像乌鸦
与爬行类相似:两翼前端有爪、嘴里有牙齿、尾长有尾椎骨
讨论:始祖鸟是鸟还是爬行类?它说明了什么?(它是过渡类型,证明鸟类可能起源于爬行类。)
2. 孔子鸟化石——新证据:
展示图21-7,介绍我国科学家在辽宁朝阳发现的孔子鸟化石。
特征:有羽毛、角质喙(鸟类的特征),但头骨未完全愈合(爬行类特征)。
意义:为爬行类向鸟类的进化提供了新证据,且比始祖鸟更接近现代鸟类。
3. 种子蕨——蕨类向种子植物的过渡:
展示图21-8,介绍种子蕨:有蕨类的叶,但能产生种子(裸子植物特征)。
结论:种子蕨是古代蕨类向裸子植物进化的证据。
学习目标3:马的进化历程
1. 小组讨论:马是如何进化的?
素材研读(P122-123图21-9):观察5000万年前始祖马、4000万年前中马、现代马的前足和体形变化。
讨论问题:
马的体形发生了怎样的变化?(由小变大)
马的前足发生了怎样的变化?(由4趾→3趾→中趾发达,侧趾退化)
生活环境发生了什么变化?(由树林到草原)
交流评价:各小组汇报,教师点评——马的进化是适应环境变化的结果,化石记录了这一过程。
学习目标4:其他进化证据
1. 比较解剖学证据:
展示图21-11:人的上肢、猫的前肢、鲸的鳍、蝙蝠的翼手骨骼结构比较。
引导学生观察:虽然外观和功能不同,但内部骨骼结构相似,各骨块对应位置相同。
结论:说明它们来源于共同祖先,是“同源器官”。
2. 分子生物学证据:
展示表21-1:不同生物与人的细胞色素c氨基酸序列差异。
引导学生分析:差异越小,亲缘关系越近;差异越大,亲缘关系越远。
排序:黑猩猩(0)→猕猴(1)→袋鼠(10)→响尾蛇(14)→金枪鱼(21)→天蚕蛾(31)→小麦(35)→酵母菌(44)
这一数据与生物分类学的结论一致。
3. 胚胎学证据(P125思考):
介绍:鸡、鼠、人的早期胚胎都有鳃裂和尾,说明它们与鱼有共同祖先。
【课堂总结】
知识梳理:化石是生物进化的直接证据,始祖鸟、孔子鸟、马的化石记录了进化的历程。此外,比较解剖学、分子生物学、胚胎学也为进化提供了间接证据。多种证据共同证明:地球上现存的生物来自共同祖先。
情感升华:我国澄江动物化石群被誉为“20世纪最惊人的发现之一”,展现了5亿年前海洋生命的爆发。作为中国人,我们为此自豪,更应努力学习,未来在科学研究中贡献力量。
六、课堂练习
1. 选择题:
(1) 下列化石中,可以证明鸟类可能起源于古代爬行类的是( )
A. 始祖马化石
B. 孔子鸟化石
C. 恐龙化石
D. 鱼类化石
(2) 比较人的上肢、猫的前肢、鲸的鳍和蝙蝠的翼手,发现它们骨骼结构相似,这说明( )
A. 它们的功能相同
B. 它们的生活环境相同
C. 它们来源于共同祖先
D. 它们没有亲缘关系
2. 判断题:
(1) 化石是在不同地层中发现的,是生物进化的唯一证据。
(2) 化石证据表明,从始祖马到现代马的进化历程中,马的四肢越来越长,中趾逐渐退化。
七、分层作业设置
1. 基础题(必做):
完成教材P125“一、理解题”。
绘制马的进化历程简图(体形、前足趾数变化)。
2. 提升题(选做):
查阅资料,了解澄江动物化石群的发现及其意义,写一篇150字的简介。
3. 拓展题(挑战):
如果将来你发现了一种新的化石,你如何判断它在进化树上的位置?写出你的研究思路。
八、板书设计
第2节 生物进化的证据
一、化石证据
类型:遗体、遗物、遗迹
过渡类型化石:始祖鸟、孔子鸟(爬行类→鸟类)
马的进化:始祖马(4趾)→ 现代马(单蹄)
二、比较解剖学证据
同源器官:来源相同,功能不同
证明:共同祖先
三、分子生物学证据
细胞色素c差异越小,亲缘关系越近
四、其他证据
胚胎学证据(鳃裂、尾)
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