6.4 协同进化与生物多样性的形成教学设计-2025-2026学年高一下学期生物人教版必修2

课题名称 6.4 协同进化与生物多样性的形成 课堂类型： R新课 □复习课 □习题课 □实验课 □试卷讲评课 □其他： 教材分析 本节的“问题探讨”将达尔文由兰花细长的花距推测为它传粉的蛾的口器结构作为问题情 境，让学生讨论达尔文作出推测的理由，思考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。第一问指向物种间的协同进化，第二问指向科学探究过程的特点。 教材在上一节重点讲述了生物进化中的物种形成问题，在达尔文自然选择学说的基础上，突 破了达尔文只在个体和性状水平上研究进化理论的局限性，深入到种群和基因水平对物种形成作 出了更加合理的解释。我们知道，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。 这就是本节要建构的重要概念。可见，本节内容是在上一节基础上的扩展和深化。 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。 协同进化包含两层含义：一是不同物种之间的协同进化，二是生物与无机环境之间的相互影 响和共同演变。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，也较好地体现了学习生物学 的价值。 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。需要说明的是，这里讲述的不仅是物种的更替, 还包括地球环境的变迁和生态系统的演变，包括生物与无机环境之间的相互作用，体现了协同进 化的观点。 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。 学习者 分析 协同进化与生物多样性的形成是第六章的最后一节，学生已经学习了前三节的内容，这有利于本节课的理解。他们具有较强的动手能力，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。但是学生对生态系统概念理解不深，对生态系统演变的理解有困难，学生对寒武纪大爆发等知识点的提炼有困难，需要教师运用多种教学方法，设计多种教学活动来突破教学重难点。 教学目标 1、 通过对羚羊与狼、原始大气演变等实例，理解协同进化的内涵、协同进化的结果是生物多样性，领悟进化与适应观。 2、 通过构建现代生物进化理论的概念图，通过了解进化的其他观点，养成基于事实和证据进行评判性思维，认同科学是在争论中不断发展起来的。 3、 通过观察生物进化历程的示意图，概述生物多样性及其形成过程，形成生态意识，认同保护生物多样性的意义。 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。 落实教学重点的方法： 通过对大量生物学事实的分析，理解关系并总结理论。 教学难点 协同进化与生物多样性形成的关系。 突破教学难点的方法： 通过对大量生物学事实的分析。 教学资源 选择 课件、视频动画、导学单 技术手段的使用： 多媒体 课时： 1课时 核心问题 ·什么是协同进化？ ·怎样理解生物多样性是进化的结果？ ·生物进化理论仍然在发展吗？ 教学过程设计 问题情境 教学活动设计 （学习活动设计） 设计意图 播放视频，导入新课 教师播放达尔文预测的某种兰花和专门给它传粉的蛾的视频。该视频中的现象是真实采集到的，同时也是达尔文曾经预测的，请大家推测一下，为什么达尔文会觉得这种花的形成不是偶然的，一定存在某种昆虫有细长的口器可以从长长的花距中吸收到花蜜呢？ 学生思考，回答。理由是兰花的生殖离不开传粉昆虫。如果没有与这种兰花结构相适应的传粉昆虫，这种兰花就无法完成传粉受精，这个物种就不存在了。 其实在自然界中一种植物专门由一种昆虫传粉的现象并不少见，虫媒花和传粉昆虫如此高效的合作，与二者的进化有没有联系呢？ 教师通过达尔文预测内容被真实观察到的视频，激发学生对进化的思考和兴趣，同时也暗示学生虫媒花和传粉昆虫之间存在着某种联系，即本堂课的主题协同进化。 问题情境 教学活动设计 （学习活动设计） 设计意图 协同进化指的是什么？ 在生物界中还有很多像虫媒花与传粉昆虫这样的关系，我们通过几个资料进行分析。 【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。 Q1：资料1中两种生物的关系是？捕食 Q2：捕食者的存在是否对被捕食者有害无益？捕食者吃掉的多是老、弱、病、残或年幼个体，客观上促进羚羊种群发展。 Q3：捕食者是否可以“高枕无忧”？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。 由此可见，捕食者与被捕食者的双向选择，共同进化。 狼的捕食对象有羚羊、野猪、野驴等，羚羊在草原上数目众多，野猪、野驴、野马等数目较少，狼群会更倾向于捕食哪种生物？——捕食者倾向于羚羊，给别的物种腾出生存空间，物种多样性增加 这就是著名的收割理论：美国生态学家斯坦利提出了“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。捕食者的存在有利于增加物种多样性 【资料2】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3】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。 由此可知，不仅生物之间在进化上密切相关，生物的进化与无机环境的变化也是相互影响的。生物学中把不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展的现象称为协同进化。值得注意的是，考试中往往会考察大家对协同进化类型的理解，包括两个方面：（1）不同物种之间（2）生物与无机环境之间。 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，也就是形成了生物的多样性。 习题练习，及时评价。 通过资料分析，学生能够理解协同进化不仅仅存在于生物之间，也存在于生物和无机环境之间。 问题情境 教学活动设计 （学习活动设计） 设计意图 生物多样性是如何形成的？ 漫长的协同进化过程中，地球上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，也就形成了生物多样性，其中生物多样性主要包括三个方面： ① 遗传多样性（基因多样性）——生物体内决定性状的基因及其组合的多样性 ② 物种多样性——动物、植物和微生物等生物种类的丰富性 ③ 生态系统多样性（生态系统=生物群落+无机环境）——生物圈内生物环境、生物群落和生态过程的多样性 三种生物多样性之间有什么关系呢？ 物种多样性的根本原因是基因多样性，多种多样的物种加上无机环境构成了生态系统多样性，其中基因多样性导致变异不定向性的结果更加多样化，进而使得蛋白质多样性，蛋白质多样性也是物种多样性的直接原因。 请大家仔细观察教材图6-13，回答下列问题： 1. 最早出现的生物是哪一类生物?它们生活在什么环境中?——最早出现的生物是厌氧的单细胞生物，它们生活在原始海洋中。 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?——植物先登陆，否则动物登陆后就会饿死。 3. 同今天你所看到的地球相比，寒武纪时地球上的生态系统有什么特点?——当时陆地上还是一片荒芜，生物都生活在海洋中。 4. 恐龙大约是什么时候绝灭的?物种绝灭对生物多样性会产生怎样的影响?——恐龙是在中生代后期绝灭的。物种绝灭对生物多样性的影响是复杂的。恐龙的绝灭有利于哺乳动物的繁盛。 就目前所掌握的证据来看，最早的生物化石是35亿年前的古细菌化石，在此之后大约20亿年的漫长岁月中，地球上的生物主要是海洋中种数不多蓝藻和细菌，他们都是原核生物，这一时期的生态系统只有生产者和分解者，称为两极生态系统。大约15亿年前，真核生物出现，有性生殖作为一种新的繁殖方式出现，实现了基因重组，这就增强了生物变异的多样性，生物进化的速度明显加快，多细胞植物和动物的种类不断增加。在5.4-5.0亿年前的寒武纪，海洋中有大量的无脊椎动物物种爆发式地迅速形成，这就是著名的寒武纪大爆发，大量的动物构成了生态系统的第三级——消费者，使生态系统具有更复杂的结构。 同热闹非凡的海洋生物世界相比，当时的陆地上几乎没有生物，大约在4亿年前，由于山体运动使得海洋缩小，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，随后出现原始的两栖类动物。生物的登陆改变着陆地的环境，陆地上复杂的环境又为生物的进化提供了广阔的舞台，裸子植物和被子植物先后扮演了生产者中的主角，鸟类、哺乳类等成为地球上占有的动物类群，复杂多样的陆地生态系统逐渐形成。 【小结1】 结合必修一和已学的内容引导学生分析三种生物多样性之间的关系。 问题情境 教学活动设计 （学习活动设计） 设计意图 生物进化理论在发展 关于自然界的生命史，以自然选择为核心的现代生物进化理论可以进行科学的解释，我们简单回顾一下生物进化理论的进展过程： 从拉马克的用进废退和获得性遗传观点，到达尔文的自然选择学说，都存在不足，逐步发展为今天的现代生物进化理论，内容包括以下几点： 尽管大部分学者支持该理论，但是仍然有争议和疑点，比如：以自然选择学说为核心的现代生物进化理论能否解释生物进化过程中的所有问题，这带给我们什么启示？——不能，许多物种是在短时间内迅速形成的，其原因仍在探索中。科学是一个动态过程，需在不断地怀疑、求证、争论和修正中向前发展。目前在科学界主要存在以下几个观点： 由此可见生物进化论不会停滞不前，而是在不断发展。 学生阅读教材，教师适当总结。 问题情境 学科网（北京）股份有限公司 $