6.4協(xié)同進(jìn)化與生物多樣性的形成教學(xué)設(shè)計(jì)高一下學(xué)期生物人教版必修2

課時(shí)教學(xué)設(shè)計(jì)第6課時(shí)教學(xué)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)者學(xué)校年級高一年級課題第4節(jié)協(xié)同進(jìn)化與生物多樣性的形成課型新授課R章/單元復(fù)習(xí)課□專題復(fù)習(xí)課□習(xí)題/試卷講評課□學(xué)科實(shí)踐活動課□其他□教學(xué)內(nèi)容分析本節(jié)內(nèi)容位于高中生物學(xué)必修2《遺傳與進(jìn)化》的第6章生物的進(jìn)化中的第4節(jié)，主要包括協(xié)同進(jìn)化、生物多樣性的形成、生物進(jìn)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(jī)環(huán)境之間相互作用、相互影響共同形成生物多樣性的結(jié)果。運(yùn)用進(jìn)化和適應(yīng)觀，說明通過漫長的協(xié)同進(jìn)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(shí)例來解釋協(xié)同進(jìn)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(jìn)化歷程示意圖的觀察，提取信息了解生物進(jìn)化的過程，進(jìn)而明確生物多樣性形成的原因。關(guān)于生物進(jìn)化理論在發(fā)展的內(nèi)容,需要了解更多的生物進(jìn)化歷程的相關(guān)知識，如“寒武紀(jì)大爆發(fā)”事件，提出更多生物進(jìn)化的探究課題，并強(qiáng)調(diào)生物進(jìn)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(lì)學(xué)生在今后的學(xué)習(xí)中努力做到敢于質(zhì)疑、勇于探索、尊重證據(jù)、崇尚理性。學(xué)情分析在學(xué)本節(jié)課之前，學(xué)生在初中階段已經(jīng)學(xué)習(xí)了生物進(jìn)化的內(nèi)容，而且在本章的前幾節(jié)內(nèi)容中也了解生物進(jìn)化的化石證據(jù)和達(dá)爾文自然選擇學(xué)說的要點(diǎn)，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(jìn)化的作用有了深刻的認(rèn)識，但是對達(dá)爾文自然選擇學(xué)說的局限性尚不清楚。所以需要學(xué)生通過查閱資料，列舉的大量實(shí)例和收集的事實(shí)證據(jù)、圖片等豐富自己的知識面。有的學(xué)生可能通過媒體或科普書刊，對進(jìn)化領(lǐng)域出現(xiàn)的不同觀點(diǎn)有所了解，在教學(xué)中，可以鼓勵(lì)這些同學(xué)積極發(fā)言，參與課堂討論。學(xué)習(xí)目標(biāo)確定課程標(biāo)準(zhǔn)的要求是：概述現(xiàn)代生物進(jìn)化理論以自然選擇學(xué)說為核心，為地球上的生命進(jìn)化史提供了科學(xué)的解釋，根據(jù)上述要求和建議，本節(jié)課教學(xué)目標(biāo)確定如下：1.生命觀念：初步運(yùn)用進(jìn)化與適應(yīng)觀、結(jié)構(gòu)與功能觀，闡明協(xié)同進(jìn)化的概念并舉實(shí)例，概述生物多樣性及其形成的過程。2.理性思維：運(yùn)用分析與綜合的方法將奇蹄類動物的起源和馬的進(jìn)化趨勢的情境中提取有關(guān)進(jìn)化的信息，分析生物多樣性的形成，掌握知識脈絡(luò)；概述以自然選擇學(xué)說為核心的現(xiàn)代進(jìn)化生物理論的要點(diǎn)，認(rèn)同其在現(xiàn)有生物進(jìn)化理論中的主流和核心地位。3.科學(xué)探究：根據(jù)化石證據(jù)，探究生物多樣性的形成漫長的進(jìn)化歷程，總結(jié)生物多樣性的形成是協(xié)同進(jìn)化的結(jié)果；通過了解現(xiàn)代生物進(jìn)化理論存在的爭論和疑點(diǎn)，認(rèn)同科學(xué)理論是在不斷發(fā)展的。4.社會責(zé)任：明確保護(hù)生物多樣性刻不容緩的現(xiàn)狀，保護(hù)環(huán)境、人與自然和諧相處。學(xué)習(xí)重難點(diǎn)學(xué)習(xí)重點(diǎn)：1．協(xié)同進(jìn)化與生物多樣性的關(guān)系。2．現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的要點(diǎn)。學(xué)習(xí)難點(diǎn)：現(xiàn)代生物進(jìn)化理論中的不同觀點(diǎn)和未解決的問題。任務(wù)實(shí)施過程學(xué)習(xí)任務(wù)教師活動學(xué)生活動教學(xué)意圖情境導(dǎo)入。閱讀情境，小組討論（限時(shí)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?qū)ΨN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(shí)引出本節(jié)課馬與食物的協(xié)同進(jìn)化。由材料可以得出：物種的進(jìn)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(jìn)入今天的課程——協(xié)同進(jìn)化與生物多樣性的形成學(xué)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(dǎo)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(jiān)硬，刺比較多，馬對其咀嚼需要更堅(jiān)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(jiān)硬來磨碎食物?？偨Y(jié)：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(yīng)環(huán)境的個(gè)體被保留，不適應(yīng)環(huán)境的個(gè)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(dǎo)致生殖隔離。解決上節(jié)課的遺留問題，并創(chuàng)設(shè)情境。通過實(shí)例，引起學(xué)生的閱讀興趣。初步運(yùn)用進(jìn)化與適應(yīng)觀、結(jié)構(gòu)與功能觀，闡明協(xié)同進(jìn)化的概念并舉實(shí)例。教師通過PPT展示獅子捕食斑馬的實(shí)例，讓學(xué)生小組分析討論：（限時(shí)3分鐘）（1）在斑馬種群中生存下來的是哪一類型個(gè)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(jié)什么是“精明的捕食者”策略？由此可見，任何一個(gè)物種都不是單獨(dú)進(jìn)化的。以上實(shí)例介紹的協(xié)同進(jìn)化都是在不同中生物之間的，同學(xué)們思考一下協(xié)同進(jìn)化還有其他類型嗎？學(xué)生觀察幾種動物的關(guān)系，思考并回答問題：（1）斑馬種群中肌肉發(fā)達(dá)、動作敏捷的個(gè)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(gè)體，客觀上起到了促進(jìn)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(gè)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(jìn)化也起到了促進(jìn)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(jié)果：展示原始大氣氧氣含量變化與生物進(jìn)化之間的關(guān)系圖，理解生物與無機(jī)環(huán)境之間也是在互相影響不斷進(jìn)化和發(fā)展的。采用問題教學(xué)方式，組織學(xué)生自學(xué)，利用教材文字的說明和提供的事實(shí)依據(jù)理解協(xié)同進(jìn)化的概念。培養(yǎng)學(xué)生觀察資料分析資料的能力，讓學(xué)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(jìn)化和發(fā)展?？偨Y(jié)協(xié)同進(jìn)化的實(shí)質(zhì)。小結(jié)：給協(xié)同進(jìn)化下個(gè)定義嗎？它具有什么意義呢？協(xié)同進(jìn)化：不同物種之間，生物與無機(jī)環(huán)境之間在相互影響中不斷進(jìn)化和發(fā)展，這就是協(xié)同進(jìn)化。提高學(xué)生總結(jié)歸納能力，明確協(xié)同進(jìn)化的易錯(cuò)點(diǎn)。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(jìn)化趨勢的情境中提取有關(guān)進(jìn)化的信息，分析生物多樣性的形成，掌握知識脈絡(luò)。根據(jù)化石證據(jù)，探究生物多樣性的形成漫長的進(jìn)化歷程，總結(jié)生物多樣性的形成是協(xié)同進(jìn)化的結(jié)果。我們再來閱讀教材119頁，課件展示捕食者在進(jìn)化中的作用，讓學(xué)生總結(jié)什么是“收割理論”？教師帶領(lǐng)學(xué)生觀看馬的進(jìn)化歷程的視頻，了解馬不同物種的生物多樣性，進(jìn)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(shí)5分鐘）：提出問題：1.馬的進(jìn)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(jìn)化嗎？分析生物多樣性的形成過程，在這之后，教師組織學(xué)生討論一下問題（限時(shí)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(jì)時(shí)地球上的生態(tài)系統(tǒng)有什么特點(diǎn)？5.恐龍大約是什么時(shí)候絕滅的？物種絕滅對生物多樣性會產(chǎn)生怎樣的影響？總結(jié)：生物多樣性的形成經(jīng)歷了漫長的進(jìn)化歷程。概括收割理論：捕食者往往捕食個(gè)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(xué)生跟隨老師的指導(dǎo)，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(cè)趾退化，中趾加強(qiáng)；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(fù)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(jìn)化的結(jié)果。3.是認(rèn)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(jìn)化的結(jié)果。2.最早出現(xiàn)的生物是厭氧的單細(xì)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(dāng)時(shí)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(fù)雜的，恐龍的絕滅有利于哺乳動物的繁盛。總結(jié)：生物多樣性的形成經(jīng)歷了漫長的進(jìn)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(lán)藻和細(xì)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(jì)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(chǎn)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(qiáng)調(diào)捕食者在進(jìn)化中的作用，說明協(xié)同進(jìn)化有利于增加物種多樣性。讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)家的探究過程，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，探究興趣。通過討論，認(rèn)識到生物是進(jìn)化的，認(rèn)同保護(hù)生物多樣性的意義。通過小組合作學(xué)習(xí)，閱讀教材，聯(lián)系所學(xué)生物學(xué)知識，討論問題、解決問題，從而培養(yǎng)學(xué)生合作意識，發(fā)展學(xué)生的理性思維，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和總結(jié)歸納能力。通過了解現(xiàn)代生物進(jìn)化理論存在的爭論和疑點(diǎn)，認(rèn)同科學(xué)理論是在不斷發(fā)展的。明確保護(hù)生物多樣性，刻不容緩的現(xiàn)狀，保護(hù)環(huán)境、人與自然和諧相處。讓學(xué)生閱讀教材第123—124頁，總結(jié)生物進(jìn)化的其他理論或?qū)W說，引導(dǎo)學(xué)生理解，生物進(jìn)化理論是不斷發(fā)展的。展示環(huán)境評估報(bào)告，呼吁保護(hù)生物多樣性，刻不容緩。學(xué)生總結(jié)：以自然選擇學(xué)說為核心的進(jìn)化理論已被學(xué)術(shù)界廣泛接受，但還有很多問題不能被解釋，生物進(jìn)化理論是不斷發(fā)展的活動和任務(wù)涵蓋。認(rèn)同生物進(jìn)化理論是不斷發(fā)展的。保護(hù)保護(hù)生物多樣性，增強(qiáng)社會責(zé)任。提煉本節(jié)課的核心內(nèi)容?？偨Y(jié)歸納核心內(nèi)容，繪制思維導(dǎo)圖。提高歸納能力。板書設(shè)計(jì)特色學(xué)習(xí)資源分析、技術(shù)手段應(yīng)用說明一、真核細(xì)胞是怎樣起源的？多細(xì)胞生物是何時(shí)出現(xiàn)的？真核生物是由原核生物進(jìn)化而來的，這在學(xué)術(shù)界已無異議。但是，原核細(xì)胞是如何進(jìn)化成真核細(xì)胞的，目前尚無一致的結(jié)論，主要有兩種觀點(diǎn)：直接演化和內(nèi)共生起源。不少人認(rèn)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(rèn)為自然界仍存在由原核生物向真核生物過渡的類群，如藍(lán)細(xì)菌雖然屬于細(xì)菌，但能夠進(jìn)行釋放氧氣的光合作用，具有某些與真核植物細(xì)胞共同的色素成分，具有簡單的膜結(jié)構(gòu)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(lán)細(xì)菌所特有的藻膽素蛋白，但其細(xì)胞結(jié)構(gòu)與藍(lán)細(xì)菌相似，屬于原核生物。直接演化說的最大難點(diǎn)，在于解釋真核細(xì)胞內(nèi)具有雙層膜的細(xì)胞核和細(xì)胞器的起源。內(nèi)共生學(xué)說認(rèn)為，真核細(xì)胞是通過若干不同種類的原核細(xì)胞結(jié)合共生而形成的。最早提出這一學(xué)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(jìn)行分裂，并發(fā)現(xiàn)這些葉綠體在形態(tài)上與藍(lán)細(xì)菌相似，由此提出葉綠體起源于寄生在細(xì)胞內(nèi)的藍(lán)細(xì)菌的說法。后來又有科學(xué)家提出線粒體起源于在細(xì)胞內(nèi)共生的細(xì)菌。到20世紀(jì)60年代，隨著電子顯微鏡技術(shù)的發(fā)展，人們更深入地觀察到葉綠體與藍(lán)細(xì)菌結(jié)構(gòu)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(nèi)共生起源說。但是，這一學(xué)說還不能很好地解釋細(xì)胞核的起源。關(guān)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(rèn)為真核細(xì)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?yàn)檎婧思?xì)胞進(jìn)行有氧呼吸，而且不能抵御強(qiáng)烈紫外線的輻射，只有當(dāng)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(guān)于多細(xì)胞生物的起源，目前已知比較可信的多細(xì)胞植物化石，大約形成于6.5億年前的寒武紀(jì)晚期，多細(xì)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(jì)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(rèn)為，藍(lán)細(xì)菌是最早移居到陸地上的生物。藍(lán)細(xì)菌曾廣泛分布于海洋中，現(xiàn)代的藍(lán)細(xì)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(xì)胞結(jié)構(gòu)和生物化學(xué)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(jì)晚期，四足的脊椎動物也遷移到陸地環(huán)境中。教學(xué)反思與改進(jìn)在本單元教學(xué)中，都是基于課程核心素養(yǎng)的目標(biāo)，用大概念去統(tǒng)籌單元學(xué)習(xí)內(nèi)容，用大任務(wù)、大情境去啟動每一課時(shí)學(xué)習(xí)，為學(xué)生提供充分的探究體驗(yàn)的過程，培養(yǎng)其正確價(jià)值觀、必備品格和關(guān)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(biāo)任務(wù)為驅(qū)動力，依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)，模塊一通過具體情境教學(xué)讓學(xué)生深刻理解了“協(xié)同進(jìn)化”的概念，并運(yùn)用到馬的進(jìn)化的新情境中，培養(yǎng)了學(xué)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(shí)間充分交給學(xué)生，通過觀看視頻和解讀資料，了解生物進(jìn)化的歷程，采用小組合作的學(xué)習(xí)