6.4協(xié)同進化與生物多樣性的形成教學設計高一下學期生物人教版必修2

課時教學設計第6課時教學設計設計者學校年級高一年級課題第4節(jié)協(xié)同進化與生物多樣性的形成課型新授課R章/單元復習課□專題復習課□習題/試卷講評課□學科實踐活動課□其他□教學內容分析本節(jié)內容位于高中生物學必修2《遺傳與進化》的第6章生物的進化中的第4節(jié)，主要包括協(xié)同進化、生物多樣性的形成、生物進化理論在發(fā)展，從生態(tài)系統(tǒng)的層面闡述了生物與生物之間，生物與無機環(huán)境之間相互作用、相互影響共同形成生物多樣性的結果。運用進化和適應觀，說明通過漫長的協(xié)同進化過程，地球上不僅出現(xiàn)了千姿百態(tài)的物種，豐富多彩的基因庫，而且形成了多種多樣的生態(tài)系統(tǒng)。教材還列舉了大量典型的實例來解釋協(xié)同進化的概念，收集大量的資料和圖片分析生物多樣性的形成過程，通過對生物進化歷程示意圖的觀察，提取信息了解生物進化的過程，進而明確生物多樣性形成的原因。關于生物進化理論在發(fā)展的內容,需要了解更多的生物進化歷程的相關知識，如“寒武紀大爆發(fā)”事件，提出更多生物進化的探究課題，并強調生物進化理論其他理論一樣不會停滯不前，而是在不斷發(fā)展。鼓勵學生在今后的學習中努力做到敢于質疑、勇于探索、尊重證據(jù)、崇尚理性。學情分析在學本節(jié)課之前，學生在初中階段已經(jīng)學習了生物進化的內容，而且在本章的前幾節(jié)內容中也了解生物進化的化石證據(jù)和達爾文自然選擇學說的要點，對突變和基因重組、自然選擇、隔離等對新物種的形成和生物進化的作用有了深刻的認識，但是對達爾文自然選擇學說的局限性尚不清楚。所以需要學生通過查閱資料，列舉的大量實例和收集的事實證據(jù)、圖片等豐富自己的知識面。有的學生可能通過媒體或科普書刊，對進化領域出現(xiàn)的不同觀點有所了解，在教學中，可以鼓勵這些同學積極發(fā)言，參與課堂討論。學習目標確定課程標準的要求是：概述現(xiàn)代生物進化理論以自然選擇學說為核心，為地球上的生命進化史提供了科學的解釋，根據(jù)上述要求和建議，本節(jié)課教學目標確定如下：1.生命觀念：初步運用進化與適應觀、結構與功能觀，闡明協(xié)同進化的概念并舉實例，概述生物多樣性及其形成的過程。2.理性思維：運用分析與綜合的方法將奇蹄類動物的起源和馬的進化趨勢的情境中提取有關進化的信息，分析生物多樣性的形成，掌握知識脈絡；概述以自然選擇學說為核心的現(xiàn)代進化生物理論的要點，認同其在現(xiàn)有生物進化理論中的主流和核心地位。3.科學探究：根據(jù)化石證據(jù)，探究生物多樣性的形成漫長的進化歷程，總結生物多樣性的形成是協(xié)同進化的結果；通過了解現(xiàn)代生物進化理論存在的爭論和疑點，認同科學理論是在不斷發(fā)展的。4.社會責任：明確保護生物多樣性刻不容緩的現(xiàn)狀，保護環(huán)境、人與自然和諧相處。學習重難點學習重點：1．協(xié)同進化與生物多樣性的關系。2．現(xiàn)代生物進化理論的要點。學習難點：現(xiàn)代生物進化理論中的不同觀點和未解決的問題。任務實施過程學習任務教師活動學生活動教學意圖情境導入。閱讀情境，小組討論（限時2分鐘）提出問題：1.河流和山脈在其中起到了什么作用？2.氣候對種群1和2有什么影響？在不同氣候中，種群1和2所食的草類有何差別？同時引出本節(jié)課馬與食物的協(xié)同進化。由材料可以得出：物種的進化、生物多樣性的形成離不開所生存的環(huán)境它們之間有什么具體聯(lián)系呢？我們進入今天的課程——協(xié)同進化與生物多樣性的形成學生觀察圖片，并互相討論，回答問題。1.河流和山脈起到地理隔離的作用，導致種群1、2與親代種群之間不能發(fā)生基因交流。2.例如干燥氣候區(qū)域的草長得堅硬，刺比較多，馬對其咀嚼需要更堅硬的牙齒；濕潤氣候區(qū)域的草長的比較柔軟，葉片寬大，耐澇不耐旱，馬的牙齒固然不需要非常堅硬來磨碎食物?？偨Y：在不同的環(huán)境下條件下，種群1、2承受不同的選擇壓力，經(jīng)自然選擇，適應環(huán)境的個體被保留，不適應環(huán)境的個體被淘汰，種群1、2也會出現(xiàn)不同的突變和基因重組，種群1、2基因庫的差異越來越大，最終導致生殖隔離。解決上節(jié)課的遺留問題，并創(chuàng)設情境。通過實例，引起學生的閱讀興趣。初步運用進化與適應觀、結構與功能觀，闡明協(xié)同進化的概念并舉實例。教師通過PPT展示獅子捕食斑馬的實例，讓學生小組分析討論：（限時3分鐘）（1）在斑馬種群中生存下來的是哪一類型個體，為什么？（2）捕食者的存在是否對斑馬有害無益？（3）捕食者是不是就“高枕無憂”呢？總結什么是“精明的捕食者”策略？由此可見，任何一個物種都不是單獨進化的。以上實例介紹的協(xié)同進化都是在不同中生物之間的，同學們思考一下協(xié)同進化還有其他類型嗎？學生觀察幾種動物的關系，思考并回答問題：（1）斑馬種群中肌肉發(fā)達、動作敏捷的個體，由于動作敏捷、跑得快等不容易被捕食而存活下來。（2）捕食者所吃掉的大多是被捕食者中年老、病弱或年幼的個體，客觀上起到了促進種群發(fā)展的作用。（3）一般來說，只有動作敏捷、跑得快的捕食者個體才能獲得食物，從而生存下來，繁育更多的后代。因此，斑馬對捕食者種群的進化也起到了促進作用。捕食者一般不能將所有獵物吃掉，否則自己也無法生存小組討論結果：展示原始大氣氧氣含量變化與生物進化之間的關系圖，理解生物與無機環(huán)境之間也是在互相影響不斷進化和發(fā)展的。采用問題教學方式，組織學生自學，利用教材文字的說明和提供的事實依據(jù)理解協(xié)同進化的概念。培養(yǎng)學生觀察資料分析資料的能力，讓學生理解不同物種之間、生物與環(huán)境之間在相互影響中的不斷進化和發(fā)展。總結協(xié)同進化的實質。小結：給協(xié)同進化下個定義嗎？它具有什么意義呢？協(xié)同進化：不同物種之間，生物與無機環(huán)境之間在相互影響中不斷進化和發(fā)展，這就是協(xié)同進化。提高學生總結歸納能力，明確協(xié)同進化的易錯點。概述生物多樣性及其形成的過程。用分析與綜合的方法從馬的進化趨勢的情境中提取有關進化的信息，分析生物多樣性的形成，掌握知識脈絡。根據(jù)化石證據(jù)，探究生物多樣性的形成漫長的進化歷程，總結生物多樣性的形成是協(xié)同進化的結果。我們再來閱讀教材119頁，課件展示捕食者在進化中的作用，讓學生總結什么是“收割理論”？教師帶領學生觀看馬的進化歷程的視頻，了解馬不同物種的生物多樣性，進一步引出多種生物的多樣性。觀看視頻，討論完成以下問題（限時5分鐘）：提出問題：1.馬的進化過程中有哪些明顯的趨勢？2.馬的多樣性是怎么形成的？3.馬和人類之間存在協(xié)同進化嗎？分析生物多樣性的形成過程，在這之后，教師組織學生討論一下問題（限時5分鐘）：1.形成生物多樣性的原因是什么？2.最早出現(xiàn)的生物是哪一類生物？它們生活在什么環(huán)境中？3.陸生植物和陸生動物的出現(xiàn)誰先誰后？前者為后者提供了什么條件？4.同今天你所看到的地球相比，寒武紀時地球上的生態(tài)系統(tǒng)有什么特點？5.恐龍大約是什么時候絕滅的？物種絕滅對生物多樣性會產生怎樣的影響？總結：生物多樣性的形成經(jīng)歷了漫長的進化歷程。概括收割理論：捕食者往往捕食個體數(shù)量多的物種，這樣就會避免出現(xiàn)一種或少數(shù)幾種生物在生態(tài)系統(tǒng)中占絕對優(yōu)勢的局面，為其他物種的形成騰出空間。學生跟隨老師的指導，歸納出馬的生物多樣性的具體體現(xiàn)。小組展示1.體型增大；背部伸直和變硬；側趾退化，中趾加強；門齒變寬，前臼齒臼齒化；頰齒齒冠增高；眶前面部伸長，腦增大而復雜化。2.馬所處的環(huán)境、氣候、食物等因素的影響，馬最終朝向不同的方向發(fā)展，總之是長期自然選擇、協(xié)同進化的結果。3.是認識生物多樣性的形成，并且小組之間互相討論，回答問題：1.長期自然選擇、協(xié)同進化的結果。2.最早出現(xiàn)的生物是厭氧的單細胞生物，它們生活在原始海洋中。3.先出現(xiàn)植物，后出現(xiàn)動物，否則動物登陸后就會餓死。4.當時陸地上還是一片荒蕪，生物都生活在海洋中。5.恐龍是在中生代后期絕滅的。物種絕滅對生物多樣性的影響是復雜的，恐龍的絕滅有利于哺乳動物的繁盛?？偨Y：生物多樣性的形成經(jīng)歷了漫長的進化歷程:46億年前：地球誕生38億～37億年前：誕生最早的原始生命。35億年前：發(fā)現(xiàn)最早的生物化石。35億～15億年前：主要是種類不多的藍藻和細菌。15億年前：出現(xiàn)真核生物。5.4～5億年前：海洋無脊椎動物爆發(fā)式形成；寒武紀大爆發(fā)。4億年前：海洋植物登陸，形成陸生植物；隨后出現(xiàn)陸生動物。之后：裸子植物和被子植物扮演生產者的主角；鳥類、哺乳類成為優(yōu)勢的動物類群。通過收割理論，強調捕食者在進化中的作用，說明協(xié)同進化有利于增加物種多樣性。讓學生體驗科學家的探究過程，激發(fā)學生學習興趣，探究興趣。通過討論，認識到生物是進化的，認同保護生物多樣性的意義。通過小組合作學習，閱讀教材，聯(lián)系所學生物學知識，討論問題、解決問題，從而培養(yǎng)學生合作意識，發(fā)展學生的理性思維，培養(yǎng)學生的自主學習能力和總結歸納能力。通過了解現(xiàn)代生物進化理論存在的爭論和疑點，認同科學理論是在不斷發(fā)展的。明確保護生物多樣性，刻不容緩的現(xiàn)狀，保護環(huán)境、人與自然和諧相處。讓學生閱讀教材第123—124頁，總結生物進化的其他理論或學說，引導學生理解，生物進化理論是不斷發(fā)展的。展示環(huán)境評估報告，呼吁保護生物多樣性，刻不容緩。學生總結：以自然選擇學說為核心的進化理論已被學術界廣泛接受，但還有很多問題不能被解釋，生物進化理論是不斷發(fā)展的活動和任務涵蓋。認同生物進化理論是不斷發(fā)展的。保護保護生物多樣性，增強社會責任。提煉本節(jié)課的核心內容?？偨Y歸納核心內容，繪制思維導圖。提高歸納能力。板書設計特色學習資源分析、技術手段應用說明一、真核細胞是怎樣起源的？多細胞生物是何時出現(xiàn)的？真核生物是由原核生物進化而來的，這在學術界已無異議。但是，原核細胞是如何進化成真核細胞的，目前尚無一致的結論，主要有兩種觀點：直接演化和內共生起源。不少人認為真核生物是通過遺傳變異和自然選擇逐步地由原核生物演化而來的。他們認為自然界仍存在由原核生物向真核生物過渡的類群，如藍細菌雖然屬于細菌，但能夠進行釋放氧氣的光合作用，具有某些與真核植物細胞共同的色素成分，具有簡單的膜結構一囊泡系統(tǒng)。又如，原綠藻具有與綠藻和高等植物相同的色素，含葉綠素和葉綠素b,而沒有藍細菌所特有的藻膽素蛋白，但其細胞結構與藍細菌相似，屬于原核生物。直接演化說的最大難點，在于解釋真核細胞內具有雙層膜的細胞核和細胞器的起源。內共生學說認為，真核細胞是通過若干不同種類的原核細胞結合共生而形成的。最早提出這一學說的是希梅普(A.F.W.Schimper,18561901)，他于1883年觀察到綠藻和高等植物的葉綠體能夠自行進行分裂，并發(fā)現(xiàn)這些葉綠體在形態(tài)上與藍細菌相似，由此提出葉綠體起源于寄生在細胞內的藍細菌的說法。后來又有科學家提出線粒體起源于在細胞內共生的細菌。到20世紀60年代，隨著電子顯微鏡技術的發(fā)展，人們更深入地觀察到葉綠體與藍細菌結構的相似性，加上在自然界發(fā)現(xiàn)的共生現(xiàn)象，越來越多的人支持內共生起源說。但是，這一學說還不能很好地解釋細胞核的起源。關于最早的真核生物的化石證據(jù)，目前還沒有一致的看法。一般認為真核細胞只能出現(xiàn)在大氣層中氧含量增加到一定程度之后。這是因為真核細胞進行有氧呼吸，而且不能抵御強烈紫外線的輻射，只有當臭氧層形成以后，真核生物才能生存。目前發(fā)現(xiàn)的最早的真核生物化石，是大約形成于19億年前的一種球形微生物。關于多細胞生物的起源，目前已知比較可信的多細胞植物化石，大約形成于6.5億年前的寒武紀晚期，多細胞動物的化石記錄是從最早的埃迪卡拉生物化石群開始的，在6.35億~5.41億年前，也屬于前寒武紀晚期，不過對此仍有爭論。二、最早登陸的植物和動物哪一類生物最早從海洋移居到陸地上？現(xiàn)在一般認為，藍細菌是最早移居到陸地上的生物。藍細菌曾廣泛分布于海洋中，現(xiàn)代的藍細菌生活在淡水和地表，可以在干旱的陸地表面形成披殼。綠藻也可能是最早登陸的生物。隨后是真菌和地衣。根據(jù)細胞結構和生物化學等方面的相似性，人們推測，可能古生代的某些輪藻（綠藻的類群之一)是現(xiàn)有陸生綠色植物（苔蘚、蕨類和種子植物）的祖先。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的早期陸生動物化石大多是節(jié)肢動物，如昆蟲、蜘蛛等，它們出現(xiàn)的年代大約在4億年之前。大約在泥盆紀晚期，四足的脊椎動物也遷移到陸地環(huán)境中。教學反思與改進在本單元教學中，都是基于課程核心素養(yǎng)的目標，用大概念去統(tǒng)籌單元學習內容，用大任務、大情境去啟動每一課時學習，為學生提供充分的探究體驗的過程，培養(yǎng)其正確價值觀、必備品格和關鍵能力，形成良好的核心素養(yǎng)。具體來看，本節(jié)以整體的目標任務為驅動力，依據(jù)課程標準，模塊一通過具體情境教學讓學生深刻理解了“協(xié)同進化”的概念，并運用到馬的進化的新情境中，培養(yǎng)了學生的觀察記憶、概念拓展的能力，分析解決問題，能做出正確判斷；模塊二對于生物多樣性的形成過程，把時間充分交給學生，通過觀看視頻和解讀資料，了解生物進化的歷程，采用小組合作的學習