資源簡介

教學設計
課程基本信息
學科 科學 年級 初三 學期 春季
課題 第4節 生物的進化（第一課時）
教科書 書 名：浙教版教材 出版社：浙江教育出版社 出版日期：2022年7月
教學目標
一、科學觀念 1、能說出化石形成的過程，列舉生物演化的證據，認同物種可變的進化觀點； 2、區分神創論和進化論，列舉生物進化現象。 3、知道結構與功能相適應，生物與環境相適應 二、科學思維 1、能用比較的方法對不同年代化石進行推理； 2、學會應用建模的思想解決問題，建立不同地層化石模式圖和進化樹； 3、學會基于證據的推測方法。 三、探究實踐 1、能根據材料建立不同地層化石模式圖，簡單說出生物進化的大致方向； 2、能用畫圖的方式對馬蹄數目進化的方向作出推測并說出合理的解釋。 四、態度責任 通過不斷地合理猜測激發學生學習科學的興趣和激情，尊重科學史實，贊同生物進化的觀點
教學內容
教學重點： 能說出化石形成的過程，列舉生物演化的證據和方向；區分神創論和進化論 教學難點： 1、能根據材料建立不同地層化石模式圖，通過對不同年代化石進行比較推理，說出生物進化的大致方向； 2、能用畫圖的方式對馬蹄數目進化的方向作出推測并說出合理的解釋
教學過程
引入：請同學們來看這幅圖，1841年古生物學家理查·歐文在英格蘭發現一種動物化石，你能猜測一下這是什么動物嗎？ 復原圖展示——體型跟狐貍不分上下，平均只有60厘米長，前蹄四趾著地，后蹄三趾著地，背部呈現彎曲狀。 師：其實，這是5000萬年前的始祖馬！ 學生產生認知沖突：這和我們現在的馬差別好大啊！ 設計意圖：通過猜測動物來引入，復原圖和現在的馬巨大的差異讓學生產生疑問——從始祖馬到現在的馬，它到底經歷了什么？激發學生學習的興趣。通過始祖馬的進化歷程來串聯整節課的教學。 知識點一——神創論 請學生說一說他理解的神創論的觀點 生：1.物種是不變的 2.各種生物之間沒有任何的親緣關系 師：如果我們用模型來表示，該怎么表示呢？請看圖。那么你贊同神創論的觀點嗎？ 生1：我不贊同神創論的觀點，我認為物種是可變的。例如，5000萬年前有始祖馬，現在沒有了。 生2：我也不贊同神創論的觀點，我認為各種生物之間有一定的親緣關系，例如，始祖馬和現代的馬有很多相似之處，應該有一定的親緣關系。 設計意圖：通過對比始祖馬和現在的高頭大馬來猜測神創論觀點的錯誤，引出下面的證據的尋找。 知識點二——化石的分類和形成 引出化石證據：從始祖馬至今已有5000萬年，沒有人能夠親歷生物變化的歷史，那么什么能真實記錄古代生物形態結構變化的信息呢？ 圖片展示化石分類：三葉蟲化石，是保存在地層中的古生物的遺體化石；動物的糞便、蛋稱為遺物化石；恐龍等動物留下的足跡或痕跡稱作遺跡化石。那么始祖馬化石就屬于遺體化石。 任務一：化石的形成 閱讀書本第20頁，完成填空，說一說始祖馬化石形成過程。 生：首先始祖馬因某些原因死亡了，然后尸體上的肌肉開始腐爛，露出骨骼，砂石覆蓋在骨骼上，接著無機鹽沉淀在里面，形成了化石，最后在某些巖石層在地殼變化時露出了化石。 那么在哪種巖石類型中能找到化石呢？ 生：沉積巖。 設計意圖：研究圍繞始祖馬的進化歷程自然地引出化石證據，進行化石分類，最后去了解始祖馬化石形成的過程。 知識點三——生物演化方向 挖掘到一大堆古生物化石后，我們該怎么研究呢？ 生：化石是在巖層中發現的，那么我們應該按照巖層將化石排序放置 任務二：建立不同地層化石模式圖 1、閱讀資料，將不同生物化石貼到相應的地層中。（舉例:以三葉蟲為例，它最早出現在寒武紀的地質層中，就貼到寒武紀的地質層）。 2、你是采用什么方法來研究不同地質層中的化石，推測生物變化的方向呢？ 根據提供的閱讀資料，學生小組實驗。 生：各種生物化石在地層中的出現是有規律的，在越早形成的巖層里成為化石的生物越簡單低等，在越晚形成的地層里，成為化石的生物就越復雜高等。而且無脊椎動物早于脊椎動物，魚類、爬行類、哺乳類是先后出現的，植物也一樣，進化的順序是藻類—苔蘚類—蕨類—裸子植物。所以我認為生物演化的總體趨勢，形態結構上是由簡單到復雜，生活環境上是由水生到陸生，進化水平上是由低等到高等。 設計意圖：從沉積巖中找到大量化石，該如何研究這么多的化石呢？通過這個問題將學生的思考過渡到不同地層化石模式圖，在尋找并貼圖的過程中直觀地感受生物演化的方向。 師：我們將巖層中的化石逐個放上樹，此樹從樹根到樹梢代表地質時間的延伸，越靠近樹干基部的生物出現的離現在越久遠，越低等；越靠近樹梢的生物出現的時間離現在越近、越高等。這就是生物進化樹，當然如果要要把細菌真菌也畫上去，需要我們進一步學習有關生物分類和進化的知識，才能使生物進化樹更加枝繁葉茂。 設計意圖：當生物的物種種類逐漸變多， 巖石層的分布模式已經不能滿足學生對該模型的理解，從不同地層化石模式圖到生物進化樹，通過樹枝的各種枝杈將生物的多樣性很形象地表現出來，是一種思維模型的提煉。 知識點四——馬的進化歷程 通過對大量各種化石的研究，我們確定了自然界各種生物的大致演化方向，下面我們來研究某一種生物的進化歷程。 任務三：推測馬的進化歷程 我們知道現在的馬是單趾的，而始祖馬是四趾的，那么請你畫一畫馬的趾的數量變化 做出合理的解釋。 展示學生作品：有同學認為馬的趾數量是4.3.2.1這樣變化的，也有同學認為是4,3,3,1變化的，側趾逐漸退化，那么我們來看一看實際化石變化吧，原來馬的趾從4個變成3個，然后側趾逐漸退化，最后僅剩中趾的過程。 師：為什么會有這樣的變化呢？ 類比方法滲透：運動員跑步，長跑時腳掌落地，百米沖刺時是腳尖著地，這樣的變化是為了快速奔跑，那么同理，根據結構和功能相適應的特點，馬的趾進化的目的也是為了快速奔跑。師：我們知道現在的馬是生活在草原上的，那么始祖馬的生活環境是怎樣的呢？ 生：應該是不能快速奔跑的樹林。 師：是的，生物和環境也是相適應的。 中間穿插視頻講解，更加生動直觀。 師：那么為了適應從樹林到草原環境的變化，你還發現始祖馬有哪些變化嗎？ 生：四肢變長，便于奔跑；體格變得強壯；馬臉拉長，便于在吃草時觀察四周情況，警惕偷襲。 師：正是為了適應環境的變化，馬的形態結構發生了很大的變化，然而同樣是距今約3億年前的腔棘魚，它的形態結構至今仍無太大改變，你知道這是為什么嗎？ 生：根據生物和環境相適應的特點，可能是腔棘魚的生活環境長期以來保持相對穩定，所以它的形態結構沒有太大變化，能夠存活下來。 設計意圖：通過畫馬的趾的數量變化來推測馬進化的歷程，同時要求學生能對自己的猜測做出合理的解釋，讓學生進一步明白合理的猜測源于證據，然后通過類比運動員跑步的情況來引出“結構和功能相適應”的特點。接著通過現在馬的生活環境來倒推始祖馬的生活環境，可能是不適于奔跑的樹林，引出“生物和環境相適應”的特點，最后再通過馬的其他變化以及腔棘魚的例子驗證這一點。通過環環相扣的問題設計將2個重要特點總結，相比直接告知會印象深刻許多。 知識點五——生物進化的其他證據 從魚到人：新聞熱點過渡，近期古脊椎與古人類研究所朱敏院士團隊證實人是從魚進化而來的，引發輿論熱議。 解剖學上證據：馬的前腿、蝙蝠的翼手、鯨的鰭、貓的前肢和人的上肢外形和功能有所差別，但基本結構骨骼的排列幾乎相同。這些都屬于同源器官，說明這些動物可能是從共同祖先進化而來的，由于生活環境的不同，逐漸出現了形態和功能上的不同。 胚胎學證據：你能看出來這里哪個是人的胚胎嗎？生物的胚胎初期很相似，他們迅速重演了它們祖先的主要發育階段，只是到了發育晚期才出現了很大的差異。這也說明所有的生物可能是從共同祖先進化而來的。 分子生物學證據：科學家已開始通過分析比較某些古生物遺體和古生物化石的DNA和蛋白質的差異來推測其相互間的親緣關系。表格中展現的是人與部分生物的細胞色素C的氨基酸的比較，我們發現，人與黑猩猩沒有差異，人與馬有12個氨基酸存在差異，而人與酵母菌則有45個氨基酸的存在差異，可見生物本身存在著或近或遠的親緣關系。 設計意圖：通過不同的角度進行分析推理，讓學生體會科學史和科技史是相互促進發展的。 總結： 從神創論的2個論點出發，我們通過對不同年代化石的縱向比較知道物種是變化的，通過對現存生物種類的橫向比較，從同源器官、胚胎學和分子生物學角度說明生物存在著或近或遠的親緣關系，這是研究古代生物進化的最常用的方法——比較。 課后思考： 從5000萬年前的始祖馬到現在的高頭大馬，同學們能否大膽地猜測一下未來的馬又會長成什么樣子呢？ 【課后實踐任務】 1、根據現在環境變化趨勢，畫一畫未來的馬的樣子，評選出最佳預言家； 2、收集其他化石證據，尋找它與現存生物的異同點，如始祖馬和現代的馬等，制作成小報，向班級同學展示，評選出最佳古生物演說家。作業練習
課程基本信息
學科 科學 年級 初三 學期 春季
課題 第4節 生物的進化（第一課時）
教科書 書 名：浙教版教材 出版社：浙江教育出版社 出版日期：2022年7月
學生信息
姓名 學校 班級 學號
作業練習
一、選擇題 1、生物進化過程中最可靠的證據是（ ） A.現在生存的生物 B.古代生存的生物 C.生物“進化樹” D.古代生物的化石 2、右圖所示為一個未受到破壞的沉積巖層的順序，圖中表明其中一層含有化石A，另一層含有化石B，據圖說明（ ） A.物種A出現在物種B之前 B.物種A比物種B復雜、高等 C.物種A比物種B簡單、低等 D.物種A是由物種B進化而來的 3、化石形成的過程可用下圖表示，正確的順序應是（ ） A.c d b a B.c a b d C.a c b d D.a b c d 4、科學家通過比較如圖與馬相似動物的骨骼化石，以及它們的生存時期，認為它們是現代馬的祖先．科學家不能直接從圖中獲得的演化證據是（　 　） A．腿骨結構大部分相同 B．足趾個數逐漸減少 C．中足趾逐漸變得發達 D．遺傳物質基本相近 二、填空題 5、化石是經過自然界的作用保存在地層中的古生物的 、 、和 。 6、一般來說，生物進化的總體趨勢是由 到 、由 到 、 由 到 。 細胞色素C是由104個氨基酸組成的蛋白質．經過對其化學結構的測定，發現各種生物的細胞色素C之間存在差異．表是以人的細胞色素C的氨基酸序列作標準，其他若干種生物的細胞色素C與人的相比較的結果：請根據上表分析回答： （1）從單細胞的酵母菌到高等脊椎動物的黑猩猩均含有細胞色素C，這一事實可以從分子水平說明這些生物起源于 。 （2）表中的數據是生物進化的證據。細胞色素C的差別越小，生物間的親緣關系越 ；差別越大，則生物間的親緣關系越 。可以推測，與人親緣關系最近的生物是 ，與人親緣關系最近的生物是 。 【答案】1、D 2、B 3、B 4、D 5、遺體 遺物 遺跡 6、簡單 復雜 水生 陸生 低等 高等 7、（1）共同祖先 （2）近 遠 黑猩猩 酵母菌學習任務單
課程基本信息
學科 科學 年級 初三 學期 春季
課題 第4節 生物的進化（第一課時）
教科書 書 名：浙教版教材 出版社：浙江教育出版社 出版日期：2022年7月
學生信息
姓名 學校 班級 學號
學習目標
1、能說出化石形成的過程，列舉生物演化的證據，認同物種可變的進化觀點； 2、區分神創論和進化論，列舉生物進化現象； 3、知道結構與功能相適應，生物與環境相適應的特點； 4、能根據材料建立不同地層化石模式圖，簡單說出生物進化的大致方向； 5、能用畫圖的方式對馬蹄數目進化的方向作出推測并說出合理的解釋。
課前學習任務
預習書本第1章第4節內容，說一說化石形成的過程，以及生物演化的證據。
課上學習任務
【學習任務一】
閱讀書本第20頁，完成填空，說一說始祖馬化石形成過程。 【學習任務二】 1、閱讀資料，將不同生物化石貼到相應的地層中，（舉例:以三葉蟲為例，它最早出現在寒武紀的地質層中，就貼到寒武紀的地質層）建立不同地層化石模式圖； 2、你是采用什么方法來研究不同地質層中的化石，推測生物變化的方向呢？ 注：巖石層及化石在任務單的最后，請自行下載并打印。 我推測生物進化的方向是
【學習任務三】 請畫一畫馬的趾數量的變化，并做出合理的解釋。 我的解釋 【課后實踐任務】 1、根據現在環境變化趨勢，畫一畫未來的馬的樣子，評選出最佳預言家； 2、收集其他化石證據，尋找它與現存生物的異同點，如始祖馬和現代的馬等，制作成小報，向班級同學展示，評選出最佳古生物演說家。
推薦的學習資源
學生閱讀的資料：
不同地質年代的介紹
寒武紀是指在地質時間上約為570~510百萬年以前古生代初期的一段地質時間。寒武紀的動物群則是以一些具有堅硬外殼的、門類眾多的海生無脊椎動物大量出現為其主要特點。其中三葉蟲最為常見，也是通過劃分寒武紀的一個重要依據。其它尚有無鉸、幾丁質外殼的腕足類小舌形貝、小園貨貝以及古杯類和軟舌螺等。植物群則以藻類為主，還有一些微古植物。
泥盆紀是指在地質時間上約為410~355百萬年以前古生代的一段地質時間，在泥盆紀早期裸蕨類繁榮。中期后，腕足類和珊瑚發育、原始菊石、昆蟲出現。晚期原始兩棲類、迷齒類出現，蕨類植物和原始裸子植物出現；無頜類趨于滅絕。 從泥盆紀開始，地球又開始發生了海西運動。因此，泥盆紀時許多地區升起，露出海面成為陸地，古地理面貌與早古生代相比有很大的變化。在泥盆紀里蕨類植物繁盛，如。在泥盆紀與石炭紀中間隔著一次大規模物種大滅絕——超級地幔柱。在此次物種大滅絕中，75%的物種滅絕。是滅絕物種第二多的物種大滅絕，僅次于第一多的二疊紀物種大滅絕——西伯利亞暗色巖事件。主要滅絕動物有：盾皮魚類、艾登堡母魚。脊椎動物進入飛躍發展時期，魚形動物數量和種類增多，硬骨魚開始發展。泥盆紀常被稱為“魚類時代”。
石炭紀是指在地質時間上約為355~290百萬年以前古生代的一段地質時間，它可以區分為兩個時期：始石炭紀、和后石炭紀。 石炭紀時陸地面積不斷增加，陸生生物空前發展。當時氣候溫暖、濕潤，沼澤遍布。大陸上出現了大規模的森林，給煤的形成創造了有利條件。與泥盆紀相比，蜓類是石炭紀海生無脊椎動物中最重要的類群，而腕足動物盡管在類群上減少，但數量多，依舊占相當重要地位，頭足類則以菊石迅速發展為主。在石炭紀晚期，脊椎動物擺脫了對水的依賴，以適應更加廣闊的生態領域，以北美賓夕法尼亞早期地層中的林蜥為代表。生活在陸上的昆蟲，如蟑螂類和蜻蜓類，是石炭紀突然崛起的一類陸生動物，它們的出現與當時茂盛森林密切相關，其中有些蜻蜓個體巨大，兩翅張開大者可達70cm。
石炭紀是植物世界大繁盛的代表時期。早石炭世的植物面貌與晚泥盆世相似，古蕨類植物延續生長，但只能適應于濱海低地的環境；晚石炭世植物進一步發展，除了節蕨類和石松類外，真蕨類和種子蕨類也開始迅速發展。裸子植物中的苛達樹是一種高大的喬木，成為造煤的重要材料之一。
侏羅紀是指在地質時間上約為205~135百萬年以前古生代的一段地質時間。侏羅紀是中生代的第二個紀，開始于三疊紀-侏羅紀滅絕事件。雖然這段時間的巖石標志非常明顯和清晰，其開始和結束的準確時間卻如同其它古遠的地質時代，無法非常精確地被確定。恐龍成為陸地的統治者，翼龍類和鳥類出現，哺乳動物開始發展等等。陸生的裸子植物發展到極盛期。淡水無脊椎動物的雙殼類、腹足類、葉肢介、介形蟲及昆蟲迅速發展。海生的菊石、雙殼類、箭石仍為重要成員，六射珊瑚從三疊紀到侏羅紀的變化很小。棘皮動物的海膽自侏羅紀開始占據了重要地位。
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