生物進化的原因 教學設計(第一課時)
一、教學設計思想
本節課的教學重點是（1）擬保護色的形成過程的探究實驗。（2）過模擬實驗分析生物進化的原因。教學難點是“由模擬保護色的形成過程、分析生 物進化的原因。”
本節設計了一個材料分析過程和一個模擬探究過程，這兩個過程有助於學生對“生物進化原因”的獲得。因此，第一課時主要完成“分析生物進化的原因”這一部分。課程進行的方式可以通過活動、討論、談話的方式完成。
二、教學目標
知識目標
1．簡述英國曼徹斯特地區的兩種樺尺蠖的數量隨環境的變化而改變的事例。
2．模擬保護色的形成過程，分析生物進化的原因。
能力目標
1．通過對事例的分析，提高運用生物知識分析生活中現象的能力。
2．通過模擬“保護色形成過程”的活動，提高動手操作能力。
情感目標
通過對生物進化事例的分析，形成環保意識，以及環保的重要意義。
三、重點難點
重點：
1．簡述英國曼徹斯特地區的兩種樺尺蠖的數量隨環境的變化而改變的事例。
2．模擬保護色的形成過程，分析生物進化的原因 。
難點：
由模擬保護色的形成過程、分析生物進化的原因。
四、課時安排
1課時
五、教學媒體
有關英國曼徹斯特地區樺尺蠖顏色變化的圖片及資料的多媒體；有關保護色的多媒體；彩色布料或彩紙（單色）；彩色小紙片（大量）。
六、教學策略
對於生物進化的原因的分析，首先讓學生閱讀英國蔓徹斯特地區的兩種樺尺蠖的數量隨環境的變化而改變的真實事例，讓學生分析：
1．在1850年，爲何淺色樺尺蠖的數量多？這於環境有何關係？
2．在1950年，深色的樺尺蠖爲何佔多數？這時環境有何特點？與環境有什麼關係？
然後結合科學家的實驗，通過學生討論，加深對生物進化的認識。
組織學生開展模擬保護色 的形成過程的探究活動，進行探究活動時：
1．組織同學嚴肅 認真、相互配合，統一聽從組長的指揮。
2．彩色布料最好採用單一的布料，有利於結果的分析。
3．彩色小紙片的選擇應該多樣化，其中之一最好與彩色布料的顏色一致或相近。
4．實驗時要把自己當成捕食者，選取彩色的小紙片時，一定不要特意尋找某一種顏色的小紙片。
並保證實驗活動的成功，通過探究，從感性上認識生物進化的過程和原因。
七、案例
［導入新課］
教師：上節課我們學習了生物進化的大致歷程，對於生物進化的大致過程我們有了簡單的瞭解，接下 來讓我們一起復習上節課的有關內容。
注：教師打開投影片[
投影片：
根據動植物進化的大致過程，試總結生物進化的一般規律。
（學生回答）
學生1：一般來說，生物進化的總趨勢是從簡單到複雜，從水生到陸生，從單細胞到多細胞，從低等到高等 的。在漫長的進化教程中，既有新的生物種類產生，也有一些生物種類絕滅。各種生物在進化教程中形成了各自適應環境的形態結構和生活習性。
注：對學生的回答未完整的，教師可讓其他同學完 善、補充。最後對全體回答問題的同學給予鼓勵性、讚賞性的評價。
［講授新課］
教師：通過上節課的學習，我們知道生物進化的過程中，不斷有新物種的產生和老物種的滅絕。這是爲什麼呢？
注：教師播放多媒體，並板書。
多媒體：（有關內容）
先播放對照圖片，圖下爲相關資料及討論題。
（資 料內容）
18世紀的英 國曼徹斯特地區，山清水秀，綠樹成蔭，那裏的森林及農田生活着一種樺尺蠖（huà），其成蟲是一種飛蛾，其名爲椒花蛾。它們夜間活動，白天休止，通常棲息在有地衣覆蓋的樹幹和石塊上。到1848年，有關椒花蛾的報道都是淺色的。直到1850年在英國工業中心曼徹斯特才第一次報道有黑色型突變。隨着英國工業化的日益擴大， 煙塵和廢氣開始污 染工業城市和近郊，使地衣不能生長而樹皮裸露，椒花蛾棲息的背景由淺色地衣變爲深色樹幹，於是黑色椒花蛾逐漸增加，在曼徹斯特達到90%以上，而在未受污染的農業區主要 仍是淺色型。科學家們做了這樣一個 實驗：他們先數量相等的淺色的樺尺蠖和深色的樺尺蠖同時放到樹幹上，然後用望遠鏡觀察到樹幹上所發生的情況。 一羣愛吃樺尺蠖的鳥兒飛過之後，他們發現，淺色樺尺蠖所剩無幾，而大部分深色樺尺蠖卻逃過了這場災難。
討論題：
1．黑色樺尺蠖的出現對於後代的生存有何意義？
2 ．黑色樺尺蠖的數量由少數逐漸變爲多數，而淺色樺尺蠖數量的減少，主要是受什麼的影響？
3．請你試着解釋樺尺蠖體色變化的原因？你從 中受到哪些啓發？
板書：第三節 生物進化的原因
一、分析生物進化的原因
注：學生討論後回答。
學生1：黑色樺尺蠖的出現屬於自然變異的結果，在環境改變的情況下這種突變 對其後代的生存是有利的。
學生2：黑色樺尺蠖數量逐漸增加，由少數變爲常見類型，主要受環境的影響，一方面工廠排出的煙煤殺死了地衣，使樹皮變黑；另一方面樺尺蠖的天敵決定樺尺蠖的不同顏色的數量。
學生3：樺尺蠖體色變化是由於體內的遺傳物質發生變異，而且變異的性狀傳給後代；並且是在外界環境變化及天敵的影響下，變異個體逐漸增加的結果。我認爲：工廠排放出的煤煙是導致樺尺蠖顏色改變的關鍵，說到底是環境污染迫使生物性狀發生改變。所以，在工業高度發達的今天，更應注重環境保護，減少工業“三 廢”對環境的污染。
注：都是對作答的同學給予鼓勵性、讚賞性的評價，可傾聽多數同學的回答，直到滿意的答覆。
教師：通過對樺尺蠖體色變化的分析，我們知道了“遺傳和變異”是樺尺蠖體色變化的基礎，而環境的改變是它體色變化的外在動力。如果要使英國曼徹斯特地區的淺色樺尺蠖又重新恢復爲常見類型，你認 爲該怎樣做？
學生：我們應關掉曼徹斯特周圍的工廠，保持樺尺蠖生活區域內清潔的空氣，保持天敵的數目不變。這樣淺色樺尺蠖便成爲常見類型。
教師 ：由樺尺蠖體色變化的分析，我們可推想生物圈中不同種類生物的進化原因，是否與這一事例相類似呢？
學生：是。
教師：儘管我們不能重複樺尺蠖體色變化的整個過程，但我們可以設法模擬。模擬探究有助於你對這一現象的理解以及對生物進化原因的直觀印象和深層次的理解。
在模擬探究之前，我們先了解自然界中幾種常見的利用保護色捕食或防禦敵害的例子
注：打開多媒體（關於雷鳥、變色龍等體色隨環境而變化；或者枯葉蝶、菜青蟲、青蛙等在不同環境中的體色對比）。
教師：圖中動物的體色與周圍環境的色彩非常相似，這就是保護色。具有保護色的動物不易被其他動物發現，這對它躲避敵害或者捕食獵物是十分有利的。這種保護色是如何形成的？接下來我們模擬保護色的形成過程來探究保護色是如何形成的`。
注：教師在做此實驗前需強調以下注意事項：
1．全班分組，各組員統一聽從組長的指揮。
2．不論彩色布料或彩紙顏色必須單一，每小組所選顏色可不一樣；彩色應多樣化，但其中之一最好與彩色布料或彩紙的顏色一致或相近。
3．提醒學生在實驗時一定要把自己想象成“捕食者”，在選取彩色小紙片時，不要事先觀察小紙片的位置，一定不要特意尋找某一種顏色的小紙片。
4．要及時記錄小紙片的數量，並進行分析。
5．分析探究後面的討論題。
實驗討論完畢。各小組彙報其探究結果。
學生1：通過5代的篩選 ，倖存者數量最多的是紅色，因爲我們組的布料是紅色的。
學生2：我們組的結果是：藍色數量最多，與布料的顏色一致。
學生3：通過5代篩選，倖存者數量最多的是與布料顏色相近的粉紅色。
……
注：教師引導學生回答討論2、3、題。
學生1：在第一代與第二代之間代表生物多樣性的彩色紙片顏色種類很近。而到了第五代，彩紙片的顏色種類大大減少，只保留與布料顏色相近的幾種。
學生2：我們組黃色在“倖存者”羣體中沒有代表。因爲我們組所用的布料是紅色的，黃色紙片放在上面對比非常明顯，所以“捕食者”最先將黃色捕捉。
學生3：我認爲保護色的形成過程與它的天敵和周圍環境有關係。與環境顏色較接近的就不容易被天敵發現，反之則易被捉住。這樣與環境相適應的生物得以繁衍，它的體色便成了保護色。推動生物進化的動力是環境的改變；遺傳 與變異是基礎。
注：教師應針對學生的回答給予客觀、公正、鼓勵性地評價；對回答不完善的同學給以補充。
教師：保護色的形成過程是與周圍環境相適應的結果。這是自然環境對生物進行選擇的一個方面。除了保護色之外你還能舉出其他方面的例子嗎？
學生：有一種蝴蝶，它的翅膀展開很像眼鏡蛇體表的花紋，這樣它可以避免它的天敵一種鳥的捕食。
教師：這是一種警戒色。
學生：有一種竹節蟲，它的軀體與四肢修長。當爬在竹上，如果不動我們很難發現它。這也許是是它存下來的一個原因。
教師：這是一種擬態，模擬與周圍相似的物體，不易被其他天敵發現。像保護色、擬態、警戒色等都是在生物進化過程中，通過長期的自然選擇而逐漸形成的適應性特徵。由此，我們可以看出自然選擇在生物進化的過程中所起的作用，生物只有 適應不斷變化的環境才能生存和繁衍。
最後，根據本節所學的知識，請大家總結生物進行的原因。
注：可以讓學生討論總結。教師補充完善並板書。
板書：1．生物進化的基礎：遺傳與變異。
2．生物進化的外在動力：環境的改變。[
3．生物只有適應不斷變化的環境才能生存和繁衍。
［課堂小結］
教師：通過對英國曼徹斯特地區的兩種樺尺蠖的數量隨環境的變化而改變的事例分析，以及模擬保護色的過程的 探究，初步瞭解了生物進化的原因。簡單地可歸納爲兩個方面：一是生物進化的動力即環境的改變；二是生物進化的基礎即遺傳與變異。只有適應不斷變化的環境，纔不會被淘汰，才能得以生存與繁衍。
八、板書設計
第三節 生物進化的原因
一、分析生物進化的原因
1．生物進化的基礎：遺傳與變異。
2． 生物進化的外在動力：環境的改變。
3．生物只有適應不斷變化的環境才能生存和繁衍。
