人教版八年级生物《7.32生物进化的历程》教案.doc

第二节生物进化的历程一教学目标举例说出研究生物进化的方法概述生物进化的主要历程二教学策略生物进化的历程极其漫长而复杂因此在进行本节内容的教学时教师要把握好教学目标不要增加知识的深度研究生物进化的方法有很多教材中只列出了最重要的也是基础的比较的研究方法教材分别从比较不同类型生物的化石在地层中出现顺序的不同比较现代鸟与始祖鸟和爬行动物的形态结构特点的不同以及比较构成细胞成分的一种重要的蛋白质细胞色素的差异来说明比较在研究生物进化问题上的应用并以此阐明生物进化的部分历程教师在教学中应紧紧围绕着这三个方面展开针对资料的处理为激发学生的学习兴趣教师可出示多种动植物的化石图片或化石标本以增强其感性认识对资料的处理教师可展示始祖鸟和现代鸟的挂图或图片引导学生分析比较始祖鸟和现代鸟的异同始祖鸟和爬行动物的异同引导学生体会比较的方法在研究生物进化上的应用以及始祖鸟是爬行动物进化到现代鸟类的中间过渡类型的观点对资料的处理教师可先出示一张表格见下表以此来引导学生分析比较人与这些不同生物的细胞色素的差异以及所说明的问题在分析比较之前教师还应简单介绍为什么可以用细胞色素进行不同类型生物进化的比较的原因几种生物和人的细胞色素的氨基酸组成的差异生物名称与组成人的细胞色素的氨基酸的差别黑猩猩猕猴马果蝇向日葵对生物进化的大致历程的学习是建立在学生已有的动植物的形态结构和分类的基础之上的教师在处理时可以采取以下三种不同的方法教师在上课前将动物和植物的类群以及主要特征分别列成表格注意各种动植物在表格中出现的顺序应打乱然后引导学生以小组为单位讨论以下问题请将这些动物或植物按照从低等到高等的顺序排列并说明你这样排列的理由从你已排列好的动物或植物的复杂程度进行考虑你认为生物进化的历程还有什么特点如果再从生活环境的不同加以考虑你认为生物进化的历程还有哪些特点请归纳以上讨论所得出的生物进化历程的三个特点教师可以提前布置学生复习已经学过的各个类群生物的主要特征并准备好挂图幻灯等在课堂上与学生一起边回忆边讨论共同逐步地画出生物进化树的示意图然后归纳出生物在结构上由简单到复杂在生活环境上由水生到陆生在进化水平上由低等到高等的进化历程教师可参考生物课程标准中的案例生物进化主要历程的拼图游戏进行课堂教学但学生在活动中往往只注意活动的形式而忽视了活动中所体现的教育思想因此教师在活动中应注意加强引导和总结本节的技能训练不仅重要而且十分有趣它既是对课堂教学内容的一种补充又可以训练学生的思维扩大学生的知识面和促进学生学习的积极性一开始教师可以出示恐龙的复原图片和恐龙的化石或者放映一段恐龙的电影或短片如侏罗纪公园或迷失的世界等从视觉上给学生以强烈的刺激然后提出问题现今的科学家发现了很多恐龙的化石对恐龙化石的研究和其他的资料研究表明恐龙是在距今约多万年前神秘地绝灭的恐龙究竟为什么会绝灭呢然后引导学生根据教材中提供的材料对恐龙绝灭的问题进行探讨从而使学生认识到证据与假说之间的逻辑关系在本节课的教学中如果资源充足和条件许可教师可以带领学生参观附近的自然博物馆或标本化石展览馆等以激发学生的兴趣丰富学生的实践活动三参考答案资料分析在资料中科学家采用了比较化石的研究方法即比较不同类型动物的化石在地层中出现的顺序从而判断动物的进化顺序的方法在资料中采用了比较动物的形态和解剖特征的方法通过对始祖鸟与现代鸟和爬行动物的形态和解剖特征的比较说明鸟类是由始祖鸟进化而来的始祖鸟是爬行动物向鸟类进化的中间过渡类型在资料中利用组成生物体的一些重要物质的差异性来比较生物之间的亲缘关系的方法个资料中科学家在研究生物进化问题时都采用了比较的方法根据上述个资料对生物进化的历程可以作出如下的推测生物是不断进化的而且它们之间存在一定的亲缘关系资料表明鱼类两栖类爬行类和哺乳类的进化顺序为鱼类两栖类爬行类哺乳类资料表明鸟类是由爬行动物进化而来的始祖鸟是爬行动物向鸟类进化的中间过渡类型资料表明人与黑猩猩的亲缘关系最近马次之果蝇和向日葵则较远技能训练支持假说的证据有其中证据的支持力度最大支持假说的证据有其中证据的支持力度最大练习有的化石人类还未发现有的生物没有留下化石地壳或环境的变化导致一些化石的毁灭等等先有鸡还是先有蛋我们不能简单地回答因为任何生物都是不断进化发展的进化的历程是漫长的而且遗传和变异是进化的基础在由爬行动物进化到鸟类的过程中不断地发生变异并经自然选择将这种变异保存和遗传下来从进化的角度看鸡这一物种形成时鸡和鸡蛋同时形成从基因水平看鸡和鸡蛋具有同样的遗传物质基础二者在地球上的出现也是无所谓先后的这些非常简单低等的生物由于能够适应环境的不断变化所以没有灭绝而且分布还非常广泛四背景资料化石和对化石的研究化石记录着古生物的信息是人类能够见到并加以研究的古代生物体的一部分或它们生活的痕迹化石一般可以分为两类一类是由生物的遗体直接形成的这些化石常常是植物或动物身体的坚硬部分例如植物的茎干动物的骨骼贝壳等有的则是完整的生物体如琥珀里的昆虫寒武纪时代的三叶虫化石等另一类则是由生物的生活痕迹和遗物形成的如恐龙的脚印恐龙蛋和粪便等研究化石不是一件很容易的事情因为保存下来的化石很少是完整的人们必须将各个部分按照它们适当的关系重新进行正确的组装这就要求古生物学家必须掌握生物的解剖知识而且还应确定未保存下来的结构的位置最后古生物学家根据化石复原出生物生活时的大小和形状并根据现代生物的颜色推出复原模型的颜色不同的学者对同样的化石可能有不同的解释而且从化石本身推论得越远解释的差异就可能越大化石与地层构成地球表层成层的岩石叫做地层地层本来是一层一层地沉积而成的一般来说先沉积的地层在下面后沉积的地层在上面所以下层地层的年代比上层的古老但是由于地球表面不断地运动地层也会随着上升下降扭曲等使地层的顺序发生某些变化化石在地层中出现的顺序是人们研究生物进化的一个重要的方面不同生物化石的出现和地层的形成有着平行的关系也就是说在越古老的地层中挖掘出的化石所代表的生物结构越简单分类地位越低等在距今越近的地层中挖掘出的化石所代表的生物结构越复杂分类地位越高等地层一层层地重叠像书页一样保存着地球上生命世界的历史记录化石就像这巨大历史书中的文字人们根据地层中的岩石可以分析出地层形成的年代而其中的化石就是推断当时生命世界的根据研究生物进化的常用方法比较是研究生物进化的最常用的方法比较生物的化石及生物化石在地层中存在情况的方法即运用古生物学上的证据对生物进化进行研究的方法化石是生物进化最直接和最有力的证据古生物化石包括动植物的遗体遗物和遗迹如恐龙的骨骼恐龙蛋和恐龙的足迹等古生物学家在研究化石的过程中发现各种生物的化石在地层里的出现是有规律的即在越早形成的地层里成为化石的生物越简单越低等在越晚形成的地层里成为化石的生物就越复杂越高等这不仅证实了现代的各种各样的生物是经过漫长的地质年代逐渐进化而来的而且还揭示出生物由简单到复杂由低等到高等由水生到陆生的进化顺序对动物植物的器官和系统进行解剖和比较研究的方法比较解剖学为生物进化提供最重要的证据是同源器官同源器官是指起源相同结构和部位相似而形态和功能不同的器官例如一些脊椎动物的前肢鸟的翼蝙蝠的翼手鲸的鳍马的前肢和人的上肢从外形看这些器官很不相同但是它们的内部结构却基本一致不仅组成一致而且排列的方式也基本一致图因此这些器官都是同源器官同源器官的存在证明凡是具有同源器官的生物都是由共同的原始祖先进化而来的只是在进化过程中由于生活环境不同同源器官适应于不同的生活环境逐渐出现了形态和功能上的不同比较和研究动植物的胚胎形成和发育过程的方法它也为生物进化提供了重要的证据一切高等动植物的胚胎发育都是从一个受精卵开始的这说明高等生物起源于低等的单细胞生物鱼类两栖类爬行类鸟类哺乳类和人彼此间的差异十分显著但是它们的胚胎在发育初期都很相似那就是都有鳃裂和尾头部较大身体弯曲彼此不容易区别只是到了发育晚期除鱼以外其他动物和人的鳃裂都消失了人的尾也消失了图这种现象说明了高等脊椎动物是从某些古代的低等动物进化而来的所以在生物的个体发育过程中迅速重演了它们祖先的主要发育阶段例如古代脊椎动物原始的共同祖先生活在水中所以陆生脊椎动物和人在胚胎发育过程中还出现鳃裂等等比较蛋白质分子差异的方法生物进化是一种长期渐变的过程这种渐变除了表现在生物的形态结构胚胎发育等生理方面的系统演变外也同时表现在编码的蛋白质的分子结构上比较各种生物的同一种蛋白质的氨基酸组成可以看出生物进化过程中分子结构变化的渐进特征并以此判断生物之间的亲缘关系和进化顺序细胞色素是一种缓慢进化的蛋白质常用作比较生物进化和分类的依据细胞色素是一种具有个氨基酸的多肽分子从进化上看细胞色素是一种很保守的分子据科学家估计它的氨基酸顺序每万年才发生的改变正因为细胞色素分子变化的缓慢和保守所以它在进化中才能够被保留下来不同生物的细胞色素中氨基酸的组成和顺序反映这些生物之间的亲缘关系在所查的几十种生物中细胞色素分子中有个氨基酸残基是相同的其余的氨基酸残基则随生物的不同而有不同的差异这些差异的不同说明生物之间的同源性程度差异越小表明亲缘关系越近差异越大表明亲缘关系越远下表是几种生物和人的组成细胞色素的氨基酸之间的差异十种生物与人的细胞色素的氨基酸组成的差异第二节生物进化的历程生物名称与组成人的细胞色素的氨基酸的差别黑猩猩猕猴狗马鸡金枪鱼果蝇向日葵链孢霉螺旋菌黑猩猩与人的亲缘关系最近其次是猕猴螺旋菌与人的亲缘关系最远根据细胞色素的差异所绘制出的生物界的系统树与根据化石比较形态学制成的系统树是一致的始祖鸟及有关鸟类起源的争议鸟类是由古代爬行动物的一支进化而来的最早的鸟类化石就是世界闻名的始祖鸟化石年在德国巴伐利亚省的石灰岩层该地层属晚侏罗纪时期距今约亿年中发现了第一个始祖鸟化石始祖鸟的身体大小如乌鸦它保留了爬行类的许多特征例如嘴里有牙齿而不是形成现代鸟类那样的角质喙有一条由节尾椎组成的长尾巴前肢三块掌骨彼此分离没有愈合成腕掌骨指端有爪骨骼内部还没有气窝等等但是另一方面始祖鸟又具有鸟类的一些特征如已经具有羽毛而且已经有了初级飞羽次级飞羽尾羽以及复羽的分化此外它在一些骨骼形态上也表现出一些鸟类特征或过渡特征如它的第三掌骨已经与腕骨愈合但第二和第一掌骨则尚未愈合一些科学家认为这正反映了鸟类掌骨愈合成腕掌骨的开始根据以上特征科学家认为始祖鸟是由爬行类进化到鸟类的一个过渡类型鸟类到底是由哪一类的爬行动物进化而来的呢自从始祖鸟发现以后的多年以来科学家们就一直争论不休下面简单介绍其中影响比较大的一种假说这种假说认为鸟类起源于恐龙即起源于兽脚类恐龙其主要依据是鸟类与虚骨龙类虚骨龙类是兽脚类恐龙中的一种在身体骨骼上的相似这种假说的支持者在虚骨龙类恐龙的头骨特征中找到了证据鸟类起源于恐龙的假说得到了大多数研究鸟类起源的古生物学家的认同近年来在我国辽宁省西部地区的一些重大发现为鸟类起源的争论提供了新的证据特别是中华龙鸟中华龙鸟是一种长有毛状皮肤结构的恐龙和北票龙的发现使人更加容易相信鸟类起源于恐龙中华龙鸟和北票龙大约生活在亿年前的晚侏罗纪时代中华龙鸟化石发现于年月它的个体大小类似家鸡头很大嘴里长着带有小锯齿状的尖锐的牙齿前肢非常短尾巴却很长背部从头到尾长着毛状的结构这种毛状的结构被认为是一种原始的羽毛北票龙发现于年月这是世界上继中华龙鸟之后所发现的第二种保存毛状皮肤结构的恐龙我国科学工作者还在辽西地区发现了其他一些长着原始羽毛的恐龙比如中国鸟龙和小盗龙等尽管很多研究支持鸟类起源于恐龙的假说但它还是遭到了攻击最主要的原因包括提出这种假说的人用来与始祖鸟进行对比的虚骨龙类的时代不是比始祖鸟晚就是差不多反对者认为时代上如此接近的两类动物是不可能存在进化关系的虚骨龙类本身已经是比较特化的类群因而不能作为始祖鸟的祖先虽然虚骨龙类和鸟类确实存在很大的相似但是这些相似完全可能是平行进化的结果也就是说完全可能由各自独立地进化而获得的因而并不能表明它们之间实际存在什么密切的关系除鸟类起源于恐龙的假说之外有的古生物学家还提出了另外一些假说其中比较著名的有以下两种一是鸟类在三叠纪时代起源于某种槽齿类爬行动物另一种是鸟类在三叠纪时代起源于某种鳄形动物从表中可以看出恐龙绝灭的争议恐龙是在距今万年前绝灭的这一类统治地球达亿多年的庞然大物神秘地消失了这是一个难解之迷它引起了人类的极大兴趣人们是如此地奇怪为什么恐龙一个不留地从地球上消失了呢是什么原因导致恐龙绝灭的呢为什么同时期其他一些动物能够存活并发展下去呢一系列的问题有待于人们去探索和研究下面简单介绍一些恐龙绝灭的假说和理论供教学时参考小行星撞击地球说这种假说认为在距今万年前一个直径几千米大的行星猛烈地撞击地球碰撞后卷起巨大的尘埃笼罩着整个地球使得整个地球黑云遮日不见阳光并且气温迅速降低这种情况持续了到个月植物因为没有阳光不能进行光合作用而大量死亡吃植物的恐龙和其他的动物因此相继死去吃肉的恐龙也由于失去食物而相继死亡作出这一假说的直接证据是人们在墨西哥发现了一个多万年前由一颗直径近千米的小行星撞击地球造成的大坑同时在白垩纪末期的黏土层中发现了范围广泛的铱元素的异常富集而铱元素在地球上含量很少但在陨石中含量却很高科学家推测在这次巨大的碰撞之后地球还接连受到过许多次小一些但是依然严重威胁生命的小行星撞击一些科学家认为在这一系列的碰撞中绝大部分的恐龙在当时绝灭了其他的一些恐龙种类则勉强地躲过了劫难但在随后的几百万年里因不适应新的气候和环境变化而最终相继灭绝彗星撞击地球说一些科学家认为在距今多万年前地球受到一颗巨大彗星的撞击结果产生了一个温度高达的大火球这个大火球迅速地向外扩展造成了北美洲和亚洲的森林大火把生物都烧成了灰烬科学家提出这样的假说的依据是在万年前的沉积物中发现了比其他岩层里高出万倍的碳灰成分还有的科学家则认为这次彗星撞击形成的大爆炸引起了全球性的尘埃遮日有毒物质污染了整个地球生态系统使得地球的海洋变成了一个死海洋同时爆炸后一些化合物在空气中与水蒸气相溶并形成了滂沱酸雨进一步地破坏了地球的生态系统最终造成的结果是包括恐龙在内的大量生物物种的灭绝气候骤变说这一假说认为在万年前地球上的气候由于某种原因发生了异常的变化温度忽然升高一些科学家认为这种变化使恐龙等散热能力较弱的变温动物不能适应环境的变化引起体内的内分泌系统紊乱尤其是造成雄性个体的生殖系统严重损坏使得恐龙无法繁殖后代从而走向了最终的绝灭也有的学者认为在距今大约万年前北冰洋与其他大洋之间被陆地完全隔开北冰洋的海水因各种因素的作用渐渐地变成了淡水到了距今万年前由于地壳变动或其他原因北冰洋与其他大洋的海水相连通大量因淡化而变轻的北冰洋的水流入其他大洋由于北冰洋的海水温度很低这些冷水形成了一层冷流使得地球大洋的海水温度迅速地下降了大约海洋温度的下降又严重影响了大陆气候使大陆上空的空气变冷同时空气中的水蒸气含量也迅速减少引起了陆地上普遍的干旱陆地上的这些气候变化使得不适应环境的恐龙灭绝了气候骤变造成恐龙绝灭的一条可能的途径是严重影响了恐龙的卵一些科学家发现在恐龙灭绝之前的白垩纪末期恐龙蛋的蛋壳有变薄的趋势说明在恐龙大绝灭之前有气候急剧变化造成的作用我国的一些古生物学家也发现在一些化石地点产出的恐龙蛋中临近绝灭时期的那些恐龙蛋蛋壳上的气孔比其他时期的恐龙蛋蛋壳中的气孔要少这很可能与气候变得寒冷干燥有关有关恐龙绝灭的推测有很多不过人们普遍认为恐龙绝灭的原因是复杂的它既有恐龙自身的原因如体温不恒定大脑不发达卵生和体躯庞大等不适应环境的剧烈变化的原因也有如行星撞击地球或其他引起地球环境发生巨大变化的外部因素与教学有关的几类动物扁形动物扁形动物是一种低等的无脊椎动物世界上已知的约有多种它们主要分布在海水淡水和湿土中有的营自由生活如涡虫有的营寄生生活如猪肉绦虫扁形动物的共同特征是身体左右对称背腹扁平有三个胚层有口无肛门线形动物线形动物大约有种其中大多数是寄生在人家畜和农作物体内的寄生种类也有少数营自由生活的种类蛔虫和蛲虫等都是常见的线形动物线形动物的主要特征是身体细长消化管的前端有口后端有肛门软体动物软体动物种类很多已知的有万多种软体动物分布非常广泛常见的种类有蜗牛河蚌和乌贼其共同特征为身体柔软有外套膜身体的表面有贝壳或者具有被外套膜包被的内壳因此软体动物又被称为贝类棘皮动物棘皮动物全部生活在海里在我国沿海常见的棘皮动物有海盘车海参和海胆它们的共同特征为成体辐射对称身体表面有棘一般都有水管和管足