2019-2020年高中生物第二节生物进化和生物多样性第2课示范教案 苏教版.doc

2019-2020年高中生物第二节生物进化和生物多样性第2课示范教案 苏教版师：同学们欣赏过美国影片侏罗纪公园吗？下面我们来回顾几个精彩片段。课件展示：美国影片侏罗纪公园恐龙的各种活动情景。师：在地球上恐龙何时出现的？又是何时灭绝的呢？生恐龙出现在三叠纪时期，繁盛在侏罗纪时期，灭绝在白垩纪时期。师：恐龙是距今6 500万年前绝灭的，这一类统治地球达一亿多年的庞然大物神秘地消失了，那么恐龙是如何绝灭的呢？学生活动：小组讨论、自由交流，学生推选一人代表小组发言。生甲：有假说认为是小行星撞击地球导致了恐龙的灭绝，人们曾在墨西哥发现了一个6 000多万年前由一颗直径近10千米的小行星撞击地球造成的大坑，地球在那个时期遭连续撞击，绝大部分的恐龙在当时绝灭了。在接下来的几百万年里因为不适应新的气候和环境变化而最终相继灭绝。生乙：在6 500万年前，地球上的气候由于种种原因发生了异常的变化，地球上的生产者因为不能适应而大量死亡，因此，植食性的动物大大减少，肉食性的动物也随之减少，恐龙就是在这个气候骤变的时期绝灭了。师：(1)恐龙灭绝成为千古之谜一直吸引着人们去追寻、去探索。有关恐龙的推测很多，不过，人们普遍认为，恐龙绝灭的原因是复杂的，有些科学家认为，大约在六千多万年前，一颗小行星、陨石或彗星撞击了地球，引起了海啸和火山爆发，导致恐龙迅速绝灭。除了同学所说的证据外，科学研究还表明，恐龙大量绝灭的时间相对较短，科学家还发现恐龙的化石常常是集中出现，表明它们可能是同时大批地死亡的。(2)另外还有一些科学家认为恐龙是逐渐消亡的，绝灭的原因是不能适应当时的环境变化。支持这种说法的证据有，当时研究表明，在造成墨西哥的大坑事件以后，恐龙还生存了几十万年，恐龙数量减少的同一时期，气候变得干燥而寒冷，植物种类和数量减少。有人还发现，在某一批70个恐龙蛋的化石中，只有一个有胚胎，这表明恐龙蛋的受精率比较低。化石证据显示，在绝灭之前一段时期的恐龙，骨骼出现变形，蛋壳变得很薄，因此，卵中的胚胎容易受到威胁。总之在地球上的46亿年的历史中，恐龙曾轰轰烈烈地演绎了三个世纪。(3)虽然我们无法倒转历史的车轮，再现生物进化的真实历程，但是通过科学家的努力，地质年代的划分和生物进化的主要历程已经基本清楚。学生活动：阅读书P31的“积极思维”地质年代划分和主要事件。师：生命最早出现在什么时候？生：生命最早出现在3 5003 100百万年前，在前寒武纪时期。师：回忆这个时期的地球的状态，思考这个时期的生物新陈代谢类型是什么？生：这时的地球上出现的生物的新陈代谢类型是异养厌氧型，光能合成自养型和异养需氧型。师：纵观地质年代的划分及主要进化事件，想一想真核细胞是什么时候产生的？生：在寒武纪约2 100百万年前。师：那么，它的出现有何意义呢？生：在这以前是比较简单的原核生物，没有进化到组织器官的结构形式，当真核细胞出现后，生物可以进行有丝分裂和减数分裂，这为生物的有性生殖奠定了基础。师：真核细胞的出现是继原核细胞起源之后的又一重大的进化事件，它对以后的生物进化起到了极其重要的影响，其生物学的意义在于：(1)为生物性分化和有性生殖打下基础。有丝分裂是真核生物和原核生物的主要区别之一，减数分裂与有丝分裂在机制上相似，前者是在后者的基础上与双倍性同时产生，即出现生殖细胞的融合(染色体的双倍化)以及融合后的还原(减数分裂)。由两性个体组成种群进行有性生殖，个体不能一成不变地延续自己的基因型。在有性生殖方式下，个体具有两套基因，使基因重组产生新的遗传变异成为可能。这样不但提高了物种的变异性，而且增大了变异量，从而大大推进了进化的速度。在生物进化的30多亿年的历史中，无性生物时代占去近2/3的时间。在这段时期，生命长期处在单细胞阶段，进化极其缓慢。自从出现有性生殖后，生物进化速度才明显加快。今天地球上已发现的约200多万种生物中，行有性生殖的种类占绝大多数，约98%以上。(2)推动生物向多细胞化方向发展。尽管某些原核生物，如蓝藻有多细胞化的倾向，但原核细胞的遗传系统还不足以实现复杂的细胞间遗传调控。因此，所有原核生物都没有进化到组织、器官的结构形式，都还只停留在单个细胞或细胞集群的等级上。只有真核细胞才使多细胞化成为可能，最终发展出具有分化的组织和行使特殊功能的器官的复杂生物，进而导致了动、植物的分化，不但使生物的体型向高级方向发展，而且，地球上整个生态系统也由原来的二极变为三极，变得更加复杂化了。从此，生物进化的水平进入了一个崭新的阶段。在长期研究真核细胞的起源问题的基础上，学术界提出了发展介于进化生物学和细胞生物学、分子生物学、原生生物学与物种生物学之间的一门新兴交叉学科进化细胞生物学。其根本目的在于：在研究真核细胞的起源与进化的基础上，从进化的角度考查细胞生物学中的一切重要问题。这一新学科的创立和发展，不仅对细胞生物学和分子生物学的发展有着重要的意义，而且也将极大地丰富和发展生物科学。板书：二、生物进化与生物多样性的形成(一)生物的多样性课件展示：万马奔腾，尘土飞扬；野斑马排着队依次渡河；野象在阳光斑驳的树林中穿梭；静谧的池塘里，一只青蛙从岸上奋力跃到一片荷叶上；高大的乔木下低矮的灌木丛里结满红红的浆果；青翠欲滴的树叶边缘一滴水珠正悄悄滑落；不知名的昆虫在爬行；花园中姹紫嫣红师：这是多么美丽的画面，目前我们地球上已经有记录的生物大约有200万种，而科学家估计在自然界中约有1 000多万种生物，用达尔文的话说“最美丽的，最奇异的，无限多的生物类型”是如何“从最简单的类型产生出来的呢？”学生活动：阅读书本P33“积极思维”，读图59、510分析图中提供信息。教师：活动：指导读图并与学生分小组自由交流，提供帮助。师：你能从图59早期爬行动物进化发展图解中得到什么信息？生：我们今天见到的爬行动物如龟鳖类、噱头类、蜥蜴类、蛇类、鳄类及鸟类、哺乳类是由早期的爬行动物进化而来的，中间还经历了杯龙类、兽齿类、恐龙的灭绝过程。师：分析过图510哺乳动物进化示意图之后，你能说出哺乳动物进化的大致过程吗？生：大约2亿年前，一类早期的爬行动物逐渐演化为哺乳动物，是一些比较原始的哺乳动物如有袋目、单孔目，以后逐渐进化到奇蹄目、食肉目、管齿目、鲸目、长鼻目等，再往后进化到鳞甲目、兔形目、贫齿目、食虫目、啮齿目、灵长目等。教师：活动：用多媒体展示早期爬行动物进化发展的过程并分步展示哺乳动物的进化示意图，并归纳主要内容。师：生共同归纳：(1)爬行类是真正陆栖脊椎动物的开始，适应辐射的范围很广。出现于古生代石炭纪、灭绝于中生代三叠纪的杯龙类可能是爬行类祖先的基干，属无颞窝类。所有爬行类直接或间接的均为杯龙类的后裔。爬行类繁盛期持续到中生代末期时突然大量灭绝，只有少部分种类保留至今，原因至今不明。中生代末期，造山运动导致气候、环境的巨大变更，爬行类因不适应而被淘汰，加之哺乳类在生存竞争中处于劣势，最终被哺乳类所取代。(2)物种形成是生物对不同生存环境适应的结果。各种生物在进化过程中不断分化、产生更多的物种，意味着生物能够占领更多的生存环境。物种形成不但表示生物类型的增加，而且为新生物类型提供新的进化起点。在达尔文看来，物种形成与生物进化似乎是一回事，但事实上两者是有区别的。例如，任何基因频率的改变，不论其变化大小，都属进化的范围。而作为物种的形成，则必须当基因频率的改变在突破的界限时方可成立。物种的形成是生物进化的基本问题。没有物种的形成就没有物种的进化，生物界的系统发展也就无从谈起了。师：请同学们分析生物多样性和生物进化有什么关系？生：随着真核细胞的出现和发展，动植物开始分化，生物的进化就进入了新的发展阶段，生物不断地从低等向高等、从简单向复杂发展演化，最终形成今天这样绚烂多姿、生机盎然的生物界。师：生物多样性产生的原因是生物不断进化的结果，而生物多样性的产生又加速了生物进化。生：生物界中的遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性共同构成了生物多样性。师：(1)地球上所有的植物、动物和微生物，它们所拥有的全部基因以及各种各样的生态系统，共同构成了生物多样性。生物多样性包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性。(2)遗传多样性是指种内基因的变化，包括分子、细胞和个体三个水平的遗传变异度，它是生命进化和物种分化的基础。(3)物种多样性是指某特定地理区域内动物、植物及微生物种类的丰富性，它是人类生存和发展的基础。物种资源是农、林、牧、副、渔各类经营的主要对象，它为人类提供了必要的生活物质。(4)生物学是一种研究有生命的东西的学科，从研究最微小的生命组成部分，到植物和动物。而“多样性”简单来说就是“各种各样”的意思。生物多样性包括所有自然世界的资源，包括植物、动物、昆虫、微生物和它们生存的生态系统。它同样包括构造出生命的重要基石染色体、基因和脱氧核糖核酸。生态系统多样性是指生物及其生存环境所构成的综合体。生态系统的类型极其多样，但是所有生态系统都保持着各自的生态过程。生态过程主要是指生态系统的组成、结构与功能在时间上的变化和生态系统的生物组分之间及其环境之间的相互作用或相互关系。不论是对一个小的生态系统而言或是从全球范围来看，这些生态过程对于所有生物的生存、进化和持续发展都是至关重要的。保护生物多样性就是在基因、物种和生态系统三个层次上采取保护战略和保护措施。课件展示：(1)5月22日是生物多样性日。(2)你知道在1993年生物多样性条约(Convention on Biological Diversity) 正式开始实行吗 ?(3)你知道5月22日已经被宣告称为国际生物多样性日吗？ (4)你知道180个国家是这项条约的缔约国吗？ (5)如果想知道我国是不是加入了这项条约，请访问http：/biodiv.org。师：你也是生物多样性的一部分。生物多样性使生命在这个行星上变得可能。没有生物多样性，你不能在这个行星上生存。就算你可以生存下来，你也不可能喜欢这个灰暗的、无生气的、光秃秃的、无聊的世界。没有生物多样性，你不会感受到树林带给你的绿意、海洋带给你的蓝色，也不会有你呼吸的空气、吃的食物、喝的水。所以，如果这些是大自然的财富，我们能为保留它们而做些什么？生：我们需要保护生物多样性。师：为什么我们会丢失生物多样性？师：几千年前，人类以及他们所驯养的生物狗、猫、猪、鼠就开始与自然有了矛盾冲突。随着人口数量的增加和农业技术的提高，我们需要清除更多的森林并且保护自己的庄园以防各种人们虚构的或是真实存在的危险的发生。在这过程中我们已经开始令一些物种灭绝了，一些是因为被用来做衣服、做食物；另外一些是因为我们害怕，从而杀戮；还有就是为了体育运动的需要。专家估计，我们现在令物种灭绝的速度是动物自然灭绝速度的50100倍。有一些物种灭绝得更快，大约是自然灭绝速度的1 00010 000倍。课件展示：(1)科学家们认为，如果我们不解决这个问题，34 000种作物和5 200种植物物种将会在未来的几年中灭绝。仅在欧洲，11 000种高等植物的2 400种已经处于危险之中，而不仅仅是熊猫、熊与象。你大概知道一些鸟类物种，包括渡渡鸟已经灭绝了，但是你知道八分之一的所有鸟类都已经濒临灭绝了吗？(2)现在是继650万年前恐龙灭绝后最大的一场生物多样性危机，是我们的污染和损害物种的自然栖息地生态系统，导致了这样的结果。地球上45%的森林已经被砍伐掉了，而其中大多数发生在过去的100年。高达10%的珊瑚礁已经被破坏，三分之一可能在未来的1020年内倒塌。巨大的轮船用能一次将一打的庞大游艇捞出的大网捕鱼，海洋渔场正在被无情破坏。 师：那么，帮助生物多样性我们能做什么？课件展示：(1)我国生物多样性的概况？(2)我国生物多样性面临的威胁。学生活动：讨论每个人自身能做点什么，并自由交流、发言。生：对生物资源进行可持续性的开发利用，对生物资源进行合理的分配，公平分享因使用基因资源得到的利益。1992年里约热内卢联合国环境与发展大会上世界领袖们共同签署的一个重要协议。但是对于生物多样性的保护，我们都需要负起责任来。因为我们正是问题的源头，我们也是它的解决方法。这个地球只会承受，尽管我们损害着它。地球忍耐着。问题是，人类作为一个物种并不是刀枪不入的。我们也许会认为我们是地球的主人，但是最终地球会以无论如何的形式生存，不管有没有我们人类。它先于我们存在，也最终将存在，即使我们消失。课件展示：你所能做的防卫和保护生物多样性的方法或措施是：(1)学习更多关于生物多样性的知识。(2)把关于生物多样性的知识和发生了什么事告诉其他人。(3)吃本地物种(水果、蔬菜和动物)并且弄明哪些物种是本地特产稀有物种。(4)买有机的生态产品。如果它的确是生态产品的话，它一定是以一种对生物多样性有好处的方式成长起来的。(5)尽量骑自行车，鼓励其他人用自行车，如果没有骑自行车的小路，提议给当地的政府修建此种小路。如果你骑车上山，请走规定道路。 (6)不要把油漆或汽油等有毒的物质倒入排水沟，同样的，使用可再充电的电池，如果你必须用规则的电池，把它们放在合适的回收箱中。(7)尽你所能多地回收再利用。在一些国家，每一样东西都是再利用的，包括烹调油、草地剪取物和家庭用具。如果你认为你的城镇和国家做了更多，搞清做了什么。(8)无论何时你都乘坐公共的运输工具，并且促进公共交通业的发展。(9)种植并且保护地方树木和植物，坚持徒步走在小径上，这样你就不会踏在一些重要的东西上。不要摘花。在湿地和沿海地区走在制定的区域里。(10)在地方的植物园、森林苗圃和植物园做志愿者。 (11)把被抛弃的地区改变成为社区花园。(12)避免使用杀虫剂，像除草剂。一些杀虫剂会毒害鸟类，并且几乎所有的杀虫剂都伤害蝴蝶和毛虫。(13)种植特定的花和矮树丛去吸引特殊的物种，例如用马利筋去吸引黑脉金斑蝶，(他们只会将蛋放在这种植物上)或者苜蓿吸引蜜蜂。(14)联合抵制包含将要灭绝物种部分的产品，例如象牙、麝香鹿、海龟壳或藏羚羊的羊毛。如果你发现一个商店在卖这些东西，让警察知道，也许甚至告诉媒体。(15)联系地方或者国家级的环境或农业负责部门，并且找出你保护生物多样性的办法。(16)请长远考虑您的行为！二、生物进化与生物多样性的形成(一)生物的多样性1为什么生物多样性如此重要？(1)生物多样性可以帮助清洁我们呼吸的空气以及喝的水。生物多样性为我们提供食物。生物多样性为建造我们的屋子提供原材料。生物多样性还带给我们自然世界的无尽美丽。夸张吗？一点也不。正是生物多样性使这个星球上的生命得以持续。通过森林吸收二氧化碳这种温室气体，我们才得以呼吸空气。通过土壤、微生物和气象变化移除了水中的污物我们才得以喝到水。全部的物种植物、动物、微生物，组成了生命。然而，我们却威胁到了许多物种，而正是它们构成地球这个宏伟的不能代替的支持生命的系统。但是，为什么？我们对此怀着深深的疑问。一些无名的物种真得有这么重要？假如这个世界上的物种减少到牛、羊、鸡、猪和足够的放在动物园的动物，难道我们就不能舒服过日子了吗？为什么我们必须关注一些特种的鸽子或者是一种火蜥蜴或者是一种生活在遥远沼泽里的小小植物？它们灭绝了关我们什么事？毕竟，我们还有许多种别的鸽子和许多种别的蜥蜴，还有许多种植物留下来。实际上，即使是一些物种灭绝了，还是有不少物种存留下来的。迄今为止，我们已经识别了175万个物种，但是科学家们认为，实际上地球上存在有1 300万或1亿种物种。所以，我们又有什么担心的呢？重要的事情是所有的这些物种是与其他物种相互联系的，正如同我们依赖植物和动物为食一样。顺着食物链，我们也同样依赖我们吃的动物、植物的食物又一群植物、动物。如果其中一个特定的物种失去了它的栖息地或者不再找得到它常吃的食物，就会灭绝掉。整个食物网(不仅仅是食物链)就会破碎。而修补是一件很困难甚至是不可能的事。当我们在生命之网中灭掉了一种物种，整个的网将变得摇摇欲坠。最后，我们对生物多样性做的损害将最终损害我们自己。数量众多的物种和我们生活的生态系统提供给我们食物、药物和建筑材料。生物多样性带给我们工作。生物多样性就像存在银行中的钱，而我们正在抢银行。停止抢劫吧！(2)支持着地球生命的系统。我们都知道只吃无营养的食物不能支撑很久，但是从许多的方面，我们正在强迫着喂给地球烟雾、垃圾和毒药。你认为这样的饮食下，地球还能维持多长时间？生物多样性提供着维持地球生命活动的肺、肌肉、胃、肠、肾和心跳。我们需要让地球休息一下。我们应长远考虑。现在我们也许不得不放弃一些，以便以后得到更多。比如，如果捕鱼者继续以大于鱼群生长的速度捕鱼，最终我们将一条鱼也捕不到。这是一个简单的数学问题。而解决方法是：就像其他物种一样，鱼在需要生长的时间以产生后代，然后这些小鱼应该被保护而不被捕食。生物多样性不仅仅是有关于热带雨林，它关系到你家的后院！2生物多样性与美丽我们将一些照片、诗、绘画那些生物多样性的人为再造品，视若珍宝，超过我们对生物多样性本身的珍惜。一个印象派作家的关于热带生物多样性的作品在拍卖中能够卖到4千万的价钱。但是我们乐意花费那么多钱去保护实际上生存在那里的物种吗？我们之中越来越多的人搬进了城市，那些诗、绘画和照片是我们联系自然的方式从一张来自遥远地区的快照中。大自然的美丽受到威胁的其中一个原因是人们感觉与自然相隔遥远，而不是与自然融为一体。如果我们持续性地对地球进行破坏，那么我们所记得的美丽的大自然场景将只能存在于博物馆和动物园中。但是如果我们走进它，在它里面游泳触摸它，感受它，闻它，呼吸它，品尝它我们将要必须更好地照料它。生物多样性不仅使地球美丽，而且它也使你美丽。许多化妆品所含的成分来自于动植物。藏羚羊、长角羚已经开始成为一种将要灭绝的种类因为在它们腹部的羊毛被称作shahtoosh被用去制造漂亮的喀什米尔人的披肩。一个单纯的披肩需要5只藏羚羊的生命，所以小心你买的什么，问一下它的成分。如果一个产品包含将要灭绝的种类，就要联合抵制，要让人们知道。 3生物多样性与健康生物多样性同样关系到我们的健康和这个星球的健康。实际上，你的健康和这个星球的健康之间的关系是密不可分的。当我们生病的时候，我们依赖自然环境去帮助我们恢复健康。多少年以来，人们从自然世界中寻找对于伤病的治疗方法。植物为现代医药提供了有效的成分，比如制作阿司匹林的力量成分。顺势疗法的医药也是大量利用植物成分的。从金钱的角度看，入药的植物的价值是无法算清的。世界上这些以植物作为基础的药物的总价值大约是6千亿。生物多样性的经济价值是多数人并不了解的，但在医药公司的科学家们正在忙着从植物中寻找治疗一些特定疾病的特定药物成分。就在不久以前，专家们在太平洋紫杉树和马达加斯加长春花中发现了用于治疗癌症的植物成分。也许，某一天我们能够从一株植物上发现杀死艾滋病病毒的植物成分。传统医学的医生依赖植物和药草治疗疾病已经有很长时间了。在现代，人们也十分欣赏传统医学的疗效。比如说，东部非洲的Maasai人以他们的传统方式做肉、牛奶或血制品时，他们会加入一些树皮，用这样的方法做出来可以减少胆固醇的含量。然而，对入药植物和动物的收获也并不都是好事。实际上，对这些植物、动物的需求导致这些物种濒危。传统药物用乌龟入药导致这个物种的极度衰落。我们反复地从地球的药柜中搜寻药物。我们需要保护生物多样性，以便大自然的药柜能够储有现存医药的成分，和未来我们需要抵制新的疾病时制造新药的所需成分。 4五大绝灭事件和四大爆发事件 在显生宙，生物界曾出现过四次伟大的生物事件。它们开创了四个地质年代：早古生代，晚古生代，中生代，新生代。按照沃利斯尔的观点，它们都是由一组三部曲所构成的。 第一次事件是隐生宙和显生宙的界线，距今5.4亿年。它是由埃迪卡拉动物群大绝灭短暂的间隔寒武大爆发所构成的。 第二次事件是早古生代和晚古生代的界线，距今4.17亿年。它是由志留大绝灭短暂的间隔泥盆大爆发所构成的。 第三次事件是晚古生代和中生代的界线，距今2.5亿年。它是由二叠大绝灭短暂的间隔三叠大爆发所构成的。 第四次事件是中生代和新生代的界线，距今6550万年。它是由白垩大绝灭短暂的间隔古近大爆发所构成的。 第五次事件中的绝灭事件已在1.1万年前发生，它是更新世(Pleistocene Epoch)和全新世(Holocene Epoch)或“人类世”(Anthropocene)的界线。 德日进指出，古生物学“从根本上说是一个历史”。 德日进以形象化的语言提出，在生物进化的道路上，每个物种好像都处在层层叠叠的“令人目眩的脚手架上”，“每一次进步都使之升高一层”。所以，按照德日进的观点，生物进化的“总体运动”会经历一次又一次的“跃变”，从而不断地向上“攀登”的。第一次事件的标志是世界上出现了第一尾鱼，如昆明鱼，海口鱼。它们是寒武大爆发的产物。第二次事件的记号是世界上出现了第一个两栖动物，如鱼石螈、中国螈。它们是泥盆大爆发的产物。第三次事件的标记是世界上出现了第一只哺乳动物，如三列齿兽、摩根兽。它们是三叠大爆发的产物。第四次事件的象征是世界上出现了第一头灵长目动物，如娇齿兽、中华曙猿。它们是古近大爆发的产物。总之，生物界的四大爆发事件，使生物界的整体进化水平向着上方，向着人的方向已经攀升了“四个层次”。老子哲学统称这些事件为“人法地”。