《生物进化的秘密》教学设计

2024-06-26

《生物进化的秘密》教学设计（精选9篇）

篇1：《生物进化的秘密》教学设计

冀教版小学科学五年级《生物进化的秘密》

教学设计

邵

府

小

学

科学教师：赫立娟

冀教版小学科学五年级《生物进化的秘密》教学设计

一、教材分析

本单元教材围绕“作用与平衡”这一概念，继续引领学生带着许多百思不得其解的问题，通过查阅、分析和整理资料、讨论、撰写科学短文、模型制作等不同方式的探究活动，讨论生物的起源和进化问题，研究生物与生物之间，生物与环境之间的相互作用与平衡。从教材内容呈现顺序来看，是遵循了学生的认知规律的。本节课是在前两节基础上，通过故事，对长颈鹿、桦尺蠖等动物进化过程进行具体分析，让学生进一步体会生物与生物之间、生物与环境之间存在着相互作用与平衡关系，分析环境的变化给生物带来的影响，初步理解适者生存、自然选择的浅层含义。本课围绕“生物进化的秘密”这一主线，设计了三个活动：

1、“达尔文的故事” ：通过收集和阅读达尔文的资料，引导学生学习科学家进行科学研究的方法，学习他们坚忍不拔的精神。

2、“长颈鹿的进化过程”，让学生利用达尔文的自然选择观点解释生物的进化现象。

3、“游戏环节”捕食猎物，让学生更加深刻的理解“自然选择”学说。

二、学情分析：

《生物进化的秘密》为《生物的进化》单元第三课，学生在学习了前两课《生命从哪里来》和《寻找生物进化的证据》，对生命起源问题有了一定的了解，也从网上获书中了解了恐龙灭绝的原因，很自然会想到那些原始的生命是如何演变成现在这样丰富多彩的生物世界的，生物进化的秘密是怎样的。本课从观察种类繁多的动物开始，从观察理解有些生物已经灭绝有些名字相同但是所处的时代不同，所处的环境不用，在外形上有很大的差异，激发学生探究的兴趣。然后进行资料的阅读与整理，通过模拟实验等活动，培养学生的观察、分析、概括能力能力，培养学生的联想和发散思维能力。

三、教学目标

知识目标：初步理解适者生存，自然选择的含义。

探究目标：能运用自然选择学说对长颈鹿等生物的进化原因做出解释。

情感态度价值观目标：树立生物是一直在进化的观点；学习达尔文尊重事实，坚忍不拔的精神。

四、教学重点难点

教学重点：学生通过搜集资料、分析整理材料理解“适者生存自然选择”的理论。

教学难点：通过长颈鹿等生物的进化历史说明“适者生存自然选择”的理论。

五、教学准备

学生准备：搜集和阅读有关达尔文的资料，查找某一种生物进化的资料。

教师准备：相关课件。

模拟实验材料：大米、黑米、盘子、记录表等。

六、课时安排：一课时

七、教学过程

（一）、情境导入，激发兴趣

导入是课堂教学的第一个环节，好的开头是课堂成功的保证，因此在课的导入部分我运用了视频，讲述20000年以后环境和生物发生了变化，激发学生问“为什么”的兴趣，从而轻松进入课堂学习。【设计意图：用音像引入，激发学生的学习兴趣，直接进入讨论主题。】

（二）、探求生物进化的秘密

1、阅读整理资料，初步理解达尔文的自然选择理论

师：人们从来没有停止过对生物进化的秘密的探求，早在100多年前，有一位生物学家用毕生的经历来研究生物的进化，你们知道他是谁吗？（达尔文）出示达尔文的照片。

师：课前让大家搜集了有关达尔文的资料，都带来了吗？让我们通过资料来了解一下达尔文的事迹。我们以小组为单位进行资料的整理，为了使我们的整理更有目的性，我给大家出示了几个问题，让我们带着问题去思考，各小组将你们的收获整理在资料卡上。出示问题：

（1）我们应该学习他的哪些精神？

（2）达尔文的成就是什么？

（3）用“适者生存自然选择”的观点解释长颈鹿的进化。小组阅读资料，整理信息，教师巡视指导。

师：哪个组想把你们组的信息和大家交流一下呢。小组交流汇报。师板书：适者生存自然选择

【设计意图：给学生搭建自我展示的平台，发挥小组合作的优势，去粗取精的整理资料，获取有用的知识。】

2、运用“适者生存自然选择”的观点解释长颈鹿的进化过程。师：我们知道了这个观点，就可以去解释一些为什么了。大家都去过动物园吧，在长颈鹿馆前停留的时候，你们有没有想过：长颈鹿的脖子为什么要长这么长呢。（根据学生回答做调整）其实在远古时期，长颈鹿的祖先有高矮、颈部长短不同的个体，为什么现在只看到长脖子的长颈鹿呢。我给大家出示一组图片，看你们能从中读出些什么呢？（出示长颈鹿图片）要求用上咱们刚学观点。可以互相交流交流小组讨论，交流。

汇报，师出示长颈鹿的进化文字资料。学生默读。

小结：因为在青草缺乏的干旱时期，那些颈部和四肢都较长的个体会有机会吃到高处的树叶，能够生存下来，并繁殖后代，这就是—适者生存。而那些脖子短的个体无法得到足够的食物，不容易生存下来，无法繁殖后代，所以颈部和四肢较短的长颈鹿逐渐被淘汰这就是 ——不适者淘汰。是不是只经过两三代的长颈鹿就进化成现在这样子了？（不是）可见矮的长颈鹿不适合环境，高的长颈鹿适应环境生存下来，这样长颈鹿经过了一代又一代漫长的进化过程才成了现在样子，这就是自然选择。

3、解释其他生物的进化

你们知道在自然界里，还有哪些生物有这样的现象？课前老师还让大家搜集一种生物的进化资料，现在你能用达尔文的进化论观点来解释它进化的过程吗？汇报交流。

（三）、拓展延伸，深化运用

师：其实在自然选择的过程中，同样也受到了其他外来因素的影响。在英国就有这样一个事例。（出示统计图）在曼彻斯特，有一种被称作桦尺蠖的昆虫，有黑色和灰色两种，这是1850年和1900年的统计图，大家看看数量是怎样变化？你们觉得为什么会发生这样的变化呢？下课后同学们可以查阅资料来解释这其中的秘密，并整理到自己的科学成长记录中。

（四）、在学生了解了“适者生存、自然选择”理论的基础上，怎样才能更直观、更形象的将之表现出来，我设计了一个模拟捕食游戏：在北极的皑皑白雪中，生存着黑色和白色两种绵羊，他们唯一的天敌是狼，如果你是那只狼，你最容易捕食到的是哪种绵羊？为什么？我用白米模拟情景中的白羊，黑米模拟情景中的黑羊，面粉模拟情景中皑皑白雪，学生就担当“狼”的角色。

教师发口令做捕食游戏，在游戏完成后，将数据进行整理和比较，使学生更直观的了解到，在相同的环境中谁更容易被狼捕食，谁更能够保护自己？这也说明一个什么道理？如果这样两种生物在这样的环境里一代一代生存会出现什么结果？

再次以金鱼的进化为例，简单的介绍人工选择。让学生举一些身边人工选择的例子，加深理解。

（五）、课堂小结。

通过以上的学习，我们知道了生物进化的秘密是什么？生物就这样在自然选择中不断进化，才有了今天各种各样的生物。现在的生物还在进化吗？对，现在各种生物还在不断的进化之中，这过程将持续下去。

八、教学评价设计

在本节课中，对学生的评价主要表现在学生在情感态度与价值观、科学探究的方法与能力、科学行为的行为与习惯等方面。在导入环节学生说出自己的发现，给予适时评价，激发学生的兴趣，对学生认真观察，勇于表达式一种鼓励，是一种言语上的评价，学生的补充说明体现了生生之间的评价。在阅读资料整理资料的过程中，关注的是学生学习兴趣是否浓厚，能否尊重事实尊重证据的评价，还包括小组成员是否乐于合作与交流，乐于采纳别人的意见等方面，这种评价主要是老师的观察，同时在巡视的过程中进行的。在归纳整理交流环节，评价的方法更具有灵活性，学生具有创新的记录方式，小组成员之间的自评，小组小组之间的评议，全班同学的相互之间的评议，还有老师相机的评价等方式相结合。设计特色简述：

《生物进化的秘密》是河北版小学科学五年级下册第12课。是一节阅读课。设计的主要思路是提出问题——阅读资料——整理资料——形成概念——实践运用——拓展延伸。本课的重点是学生通过搜集资料、分析整理材料理解“适者生存自然选择”的理论。课前布置学生搜集大量的资料，有的是书籍、有的是从网上搜集的，搜集的过程，同时也是学生对资料的初步阅读、筛选和整理的过程。在课上为了提高阅读的有效性和高效，我设计了三个问题，给学生二次阅读筛选和整理设定和目标。在大量阅读的基础上，让学生总结出达尔文的进化理论要点，从而形成“适者生存自然选择”的概念，为了将概念进一步深化，我设计了一个模拟捕食游戏，使学生切身感受到适者生存、自然选择，只有适应了周围的环境，才能更好的保护自己、生存下去。在学生掌握了这一概念之后，就能很容易的解释长颈鹿和其他生物的进化。最后以金鱼进化为例来简单介绍人工选择。

九、板书： 12生物进化的秘密自然选择人工选择

篇2：《生物进化的秘密》教学设计

《

12、生物进化的秘密》教学设计

教学目标

能举例说明解适者生存，自然选择的含义。能通过查阅资料获取信息，分析信息得出结论。学习达尔文尊重事实，坚忍不拔的精神。教学重点

学生通过搜集资料、分析整理材料理解“适者生存自然选择”的理论。教学难点

通过颈鹿等生物的进化历史说明“适者生存自然选择”的理论。教学准备

学生准备：搜集和阅读有关达尔文的资料，查找长颈鹿进化的资料。教师准备：相关课件。

模拟实验材料：面粉、白米、黑米、镊子等

课时安排：二课时（第一课时完成达尔文的自然选择学说和能运用知识解释进化的的原因；第二课时通过阅读和整理资料理解在进化的过程中，还有其他因素的影响。）教学过程

第一课时

一、激发兴趣，形成问题

我们生活的地球，除了人类之外还有很多种生物，今天老师就给大家带来了一些生物朋友，大家仔细观察，能发现些什么？（播放课件）

在这些生物中，有一些已经灭绝了，比如……，有的名字虽然相同，但是它们之间又存在很大的差异，这是为什么呢？这节课我们就以动物为例来研究生物进化的秘密。（板书课题）

二、明确阅读目的，掌握阅读方法

师：人们从来没有停止过对生物进化的秘密的探求，早在100多年前，就有一位生物学家用毕生的经历来研究生物的进化，他就是达尔文，（出示达尔文的照片）

师：课前让大家搜集了有关达尔文的资料，我们以小组为单位进行资料的整理，为了使大家的整理更有目的性，我给同学们出示了几个问题，让我们带着问题去思考，各小组将你们的收获用自己喜欢的方式整理出来。

出示问题：

（1）达尔文的主要著作是什么？提出了什么观点？

（2）达尔文在进行科学研究的过程中采用了哪些方法？我们应该学习他的哪些精神？（3）用“适者生存自然选择”的观点解释长颈鹿的进化。

师：科学课的阅读和整理采用什么方法呢，请看大屏幕。（找一生读）

2、学生阅读，教师指导。

小组阅读资料，整理信息，教师巡视指导。

三、交流整理资料，形成知识 1.交流阅读结果。

师：哪个组想把你们组的信息和大家交流一下呢？小组交流汇报。

2.出示图片，解释长颈鹿的进化。学习汇报时，出示图片。简单评价。

冀人版小学科学五年级下册

小结：在青草缺乏的干旱时期，那些颈部和四肢都较长的个体会有机会吃到高处的树叶，能够生存下来，并繁殖后代。而那些脖子短的个体无法得到足够的食物，不容易生存下来，无法繁殖后代，所以颈部和四肢较短的长颈鹿逐渐被淘汰这就是——适者生存。

脖子和四肢较短的长颈鹿不适应环境无法生存，脖子和四肢较长的长颈鹿适应环境生存下来，这样长颈鹿经过了一代又一代漫长的进化过程进化成了现在的样子，这就是——自然选择。

小结：通过刚才的阅读和汇报，我们初步了解了达尔文的自然选择理论。可以看出科学研究不是一朝一夕就能完成的，需要持之以恒，不畏艰险。（适当板书）

3.模拟实验，进一步理解自然选择的过程。

师：在北极的皑皑白雪中，生存着黑色和白色两种绵羊，他们唯一的天敌是狼，如果你是那只狼，你最容易捕食到的是哪种绵羊？为什么？

生回答。

师：接下来我们通过一个捕食者小游戏来切身体会一下自然选择。请看大屏幕。游戏准备：

（1）每个小组的面前都有一个小盘，里面有相同数量的白米和黑米，在面粉中混合。（2）每个小组派一个捕食者，听口令用镊子分别捕食黑米和白米。（3）每次捕食的时间是30秒。

（4）捕食结束，汇报捕食黑米和白米的数量。

在这个模拟实验中，白米黑米和面粉分别模拟的是故事中的什么？同学捕食的过程中，其他同学要仔细看，你能发现什么？教师发口令做捕食游戏。

根据实验结果，请你推想那种绵羊更容易被狼捕食，谁更能够保护自己？这也说明一个什么道理？如果这样两种生物在这样的环境里一代一代生存会出现什么结果？

小结：这个模拟实验进一步验证了生物进化的秘密就是“适者生存自然选择”。

四、拓展延伸，深化运用

师：了解了这个秘密，我们一起试着解释下面的现象。（出示统计图）在曼彻斯特，有一种被称作桦尺蠖的昆虫，有黑色和灰色两种，这是1850年和1900年的统计图，大家看看数量是怎样变化？你们觉得为什么会发生这样的变化呢？

学生自主看，小组讨论，交流。课堂小结。

通过今天的学习，我们知道了生物进化的秘密是什么？课下同学们可以搜集一种自己感兴趣的动物或植物，通过查阅资料看看它们是怎么进化成现在的样子的。

篇3：《生物进化的秘密》教学设计

人造物的传承延续是将生物进化与人造物进化展开类比的前提。很大一部分现代人认为人造物的发展是不连贯的,并且相信人造物的产生是与爱迪生、瓦特等英雄式的发明家和像格罗皮乌斯、密斯凡德罗、弗兰科莱特等英雄式的设计师,完全独立的发明设计了哪些奇特的及其和宏伟的建筑。在我们传统的文化当中也从来不缺少这种英雄式的人物,最为典型的当属“皇帝”,“黄帝作旃冕”[1]、“黄帝始蒸谷为饭,烹谷为粥。黄帝作瓦甑”[2]等等。

仔细研究人造物的发展过程,就会发现这并不符合历史事实。人们普遍听过这样一个故事:瓦特小的时候,看见炉子上壶里的水沸腾了。蒸汽把壶盖顶了起来,瓦特从中受到启发,长大后发明了蒸汽机,成为著名的发明家。事实上,瓦特发明蒸汽机并不是他幼时的灵感,而是吸收前人的成果结果,没有前人的技术积淀,瓦特不可能发明出万能蒸汽机的。看一下蒸汽机的改进过程会增加这种印象,“公元一世纪,亚历山大·希罗曾设计过类似的机器。1698年,汤姆斯·萨威利获得了用蒸汽机抽水的专利权。1712年英国人汤姆斯·牛考门获得了稍加改进的蒸汽机的专利权。牛考门蒸汽机效率非常低,只能用于煤矿排水。第一台蒸汽机是法国物理学家德尼斯·帕潘1688年用一个圆筒和活塞发明制造的。瓦特只是改良蒸汽机的发明者。”[3]

一、技术进化与设计进化

对于技术的进化现象,人们早有所关注。文学家塞缪尔·勃特勒在其作品中用一种赋予想象力的方式按照进化的模式去解释机器人的发展,皮特·里弗斯则将武器进行分类,揭示了物品的类进化现象[4]。达尔文在提出进化论不久,马克思就呼吁依照进化论的框架去评述技术史。在马克思的唯物史观认为人民大众是历史的创造者而不是单个杰出的英雄人物,同样他认为技术的发展也是建立在一些微小的技术改进基础上的发展过程,技术的累积在技术的进化中起到关键性的作用。丹麦博物馆学家汤姆森将史前的人造物按照时间轴排列而得出的“三段论”,也带有强烈的技术进化暗示。进入20世纪60时代以后,对技术进化论的研究在世界范围内展开。

设计史是否可以像生物一样具有自己的进化轨道呢?

一方面,设计和技术的最终结果都是人类知识客观化,技术研究的前提和基础是地球上丰富多彩、不计其数具有延续性的人造物集合,对技术进化的研究只是将观念物化过程中的技术元素单独抽离并进行研究的结果,作为人类文明的重要表现形式,人造物不单单是技术的产物,其中设计因素的重要作用不可回避。技术作为生产力的要素之一,包括生产用的工具及其发展阶段的知识,而这些构成了设计者造物的外部环境,无论那个时代的设计都立足于技术营造的这个环境。但是纵观各种丰富多彩的人造物,无一例外都是设计者有意识从当时的技术环境中挑选出的有用的知识,现实的材料和工具创造出来的。因此,设计与人造物直接联系,技术通过设计与人造物发生联系。

另一方面,人造物都是当时历史条件下人类经验与知识的客观化。因而对人造物的进化研究就是对物化发展过程的研究,文化作为一个非常重要的方面对其研究不可或缺。作为人类在改造自然的过程中累积起来的知识、经验、技巧和手段的技术,本质上是造物活动中不掺杂丝毫感性的理性要素,对实现人造物的功能性有很大的关系。而技术对于人造物审美方面和文化内涵方面的研究能力显然是不具备的,这是一种“先天不足”。设计作为一种物质文化行为,终极目标永远是功能性与审美性的统一[5]。这决定了设计学科在研究人造物时能兼顾观念物化过程中物质与文化这两个关键要素。因而,设计是技术与艺术的结合设计不但能建立自己的进化论,而且比技术进化论更能揭示人造物的进化规律。

二、设计进化的生物学类比

我们大多人对达尔文如何解释“物种的起源”已经相当的了解,以至于众多学者在解释“造物的起源”时非常习惯运用准生物学的术语来指称技术概念,如“适合度”“存活”“性状”“突变”“杂种”等,好像这些类比并不需要作进一步的解释,术语本身就能说明问题。事实上,进化生物学的专业术语用来简明的概括多种多样的文化现象是非常有效的。[6]正是基于上述原因,我们在讨论设计进化时可以沿用这些术语。

经由设计物化而成的人造物(其实包含诸如学科理论,管理方法,社会组织等无形的文化实体,包含了艺术进化的成分),每一种人造物在形态上(包括形状、色彩等)和功能上都有可以复制的特点,即性状。有时这些性状在复制的过程中因为实际的生产状况发生了预想不到的变化,(新材料的出现,或者是就是设计者不经意间的试错而得出的经验),致使产生了一种与先前同一种类有差别的人造物,即突变引起的变种。大量的变种被投入市场,在哪里它受到了消费者的严格选择,如果变种使生产的作坊获利,设计者取得收入,消费者的自信得到满足,那么这个变种将成为幸存者得以保留,在下一次的生产过程中得到大量的复制,扩散,如果变种没有满足三者当中的任何一个这个有害的变异便被淘汰,以此往复推动这类人造物的不断进化发展。

三、设计进化种的“非类似性”

这些生物进化与设计进化之间类似的直接性和多向性,有力的说明了将“设计进化”的概念从一个联想性的隐喻转变成一个符合规范化模型的可能性,但是,我们在建立这个模型之前不应该忽视其他存在的情况,不可忽视的是,在许多重要的方面设计系统和生物系统之间并非相像。

最明显的差异在于:人造物是有意识的设计产物,并不是随机产生的。“有意识”是设计中最为醒目的特征,人造物在没成形之前在设计者的头脑中就已经形成,正如马克思马说:“最蹩脚的建筑师从一开始就比最灵巧的蜜蜂高明的地方,是他在用蜂蜡建筑蜂房以前,已经在自己的头脑中把它建成了。”虽然这个“在头脑脑中已经形成的”的影像并不一定能实现,但是设计者可以从这个影像出发通过试错去探讨各种实现的可能性,有些可能性就会变成现实。所以设计创新是有意识的,而这在生物学中通常认为是不允许的。

另外一大差异在于,设计进化没有严格意义上的“基因”对应物。带有遗传信息的DNA片段称为基因,是遗传物质的最小功能单位。不同物种性状都是由特定的基因造成的,而组成简单生命最少要265到350个基因。与此相对的是一个人造物的性状特征不能被唯一的分解成稳定不变、意义明确的设计要素。例如,所有的自行车都有轮子,但是这些轮子不论在设计上还是在构造方面都是各有特点的,只能说它们只是存在于轮子的“设计原理”之中。[7]一些细节的差异还在于:“设计原理”可以独立的被传递、储存、恢复、变异和选择,而基因一定会伴随着生物体的消亡而消亡。例如,我们可以利用一张照片去复原一件瓷器,去根据说明书去拼装一张富有设计感的椅子。事实上,在这种例子不胜枚举,风车的传播也是一例,风车是波斯人在8世纪发明的,当时为水平架设,它在5世纪后传入中国时仍然采用这种架设方法,鉴于风车不可被运输的条件限制,能够传播的仅仅是风车的“设计原理”别无其他。[8]

四、“进化”是否与“设计”相容

设计进化论的进化隐喻似乎非常的吸引人,总体而言生,物进化机制与选择机制都会令我们联想起与之对应的人工制品进化的许多方面,但是再将其抽象的原理转变为具体的进化模型是还是遇到了上述的问题。

设计是有意识的产物,我们可能非常赞同设计变化受变异和选择的驱动的观点,但是这些不是“盲目的”,不论在设计过程还是作为设计的结果——人造物,变异和选择主要依靠设计师有意识的努力来完成,正如对一个台灯的设计,是采用何种设计方法,采用何种原料,以及那个原型投入生产等,都是有意识选择的结果。

但是,作为进化机制的一个非常基本的要素,“随机变异”真的必须像有性生殖中DNA分子的突变那样“盲目”吗?可能并非如此,谨记达尔文的真知灼见吧:是种群进化,而非单个生物体。不是单个设计品的进化,二是同一类设计品的进化。所需要的一切不过就是:实际生产、选择、和投入使用的过程中存在的一些随机要素。

实际上,设计的过程总是不完美的、不确定的。众所周知,设计者、市场分析员等等认为“最佳设计方案”常常以失败而告终,这是因为在这个过程中存在众多的不确定和不协调的随机要素,另外,由于大众需求的多样化设计品被选择的判断依据并非普遍一致,所以会存在具有相似用途的人工制品可能会按照想去甚远的规格来设计,也会因截然不同的缘由而被选择。也就是说,这个貌似不可逾越的障碍没有什么实质性的内容。通常而言,一个设计品在其种群中,有足够多的多样性和相对盲目性的变异来支持一个进化的过程。

五、结语

人工制品的丰富多彩,不亚于多姿多彩的生物世界。本文受到生物学隐喻的启示,试图将解释生物多样性的生物进化框架,用来解释设计创新发展的原因。从总体上来看,设计品的发展也经历了变异、选择、扩散、和复制的过程。有利的表明了将“技术进化”的概念从一个联想性的隐喻转变成一个符合规范模型的可能性。但是,在试图建立这样一个模型之前仍然遇到了一些非类似情况——有意识地选择和没有基因对应的最小选择单元。对于前者,必须要认识到所谓进化史种群的进化,而不是单个生物体的进化,不是单个设计品的进化,二是同一类设计品的进化。所需要的一切不过就是:实际生产、选择、和投入使用的过程中存在的一些随机要素。对于后者还需进一步展开讨论。

总体而言,本文只是在一个浅显的层次简单的讨论了设计进化与生物进化的类似性,很多是一种文学上的描述,并没有进一步的提出严格的设计创新进化的模式,也没有提及设计创新时选择单元与复制因子。因此,只能是一个简单的导论,如果能引发大家对此的兴趣就是这篇文章最大的价值了。

参考文献

[1]柯林·罗南(改编),上海交通大学科学史系译,《中华科学文明史》,上海:上海人民出版社,2004年版。

[2]黄欣荣,《论芒福德的技术哲学》摘自《自然辩证法研究》2003年版。

[3](英)约翰·齐曼主编,孙喜杰、曾国屏译《技术创新进化论》,上海:上海科技教育出版社,2002年版。

[4]尹定邦主编,邵宏等编著《设计学概论》,长沙:湖南科学技术出版社,2010年版。

[5]G.Scott,The Architecture of Humanism,p.165.

篇4：“生物进化的原因”教学设计

教学创新，不是对已有的传统教学方法的全盘否定，而是理性地批判、继承与发展。本节教学中的创新点要从两个方面设计：一是教学内容要"新"，要求学生经过思考有所探索、发现；二是教学过程中要有所"创"，在教师提供的场景下学生能够发现问题、探索思考、创造性解决问题。自然选择过程中有利变异的不断积累从而产生了适应特定环境的生物新类型，这就是生物进化的原因。它是人们认识到了自然界的万千生物并不是神灵创造的，揭示了生命现象的统一性是由于所有生物都有共同的祖先，生物的多样性是进化的结果。这一科学理论的影响远远超出了生物学的范围，它给予神创论和物种不变论以致命的打击，为辩证唯物主义世界观提供了有利的武器。更重要的是由进化理论本身的发展和进化，能够帮助学生加深对科学本质的理解和感悟，从而感受科学是一个开放的动态过程，认识科学是一个不断被矫正发展的体系。

二、教学背景分析

1、教学内容

《生物进化的原因》（河北版八年级下册）一节在教材中的内容似乎不多，但要上好这节课难度较大：一是达尔文的自然选择学说的主要内容对初中生的呈现孰轻孰重难以把握，二是概念和结论性语句特别繁多。因此，这样的课很容易上成“浅入浅出、照本宣科、空洞乏味”或“深入深出，从理论到理论，抽象难懂”。为了更好地帮助学生建构起比较完整的“生物进化”的知识框架，在教学设计中，教师应围绕大的主题而不是零碎的知识来组织教学，应引导学生探究或发现这类知识或问题的组成部分及联系。

生物进化理论的发展和其他科学理论的发展一样，不是简单的新理论对旧理论的否定和排斥，而是新理论对旧理论的修正、深入和扩展。从拉马克的进化学说到达尔文的自然选择学说，以及现代进化理论的由来，大体都走过了这样的轨迹。这些应该成为处理本节教学内容的基本脉络。

本节重点介绍了拉马克和达尔文的两个进化学说，指出了自然选择学说为更多的人接受，同时也指出了其局限性。籍此给学生一个开放的讨论空间，让学生认识到每一种学说和观点都有自己的理论基础，还有一定的局限性，科学需要不断的发展和完善，鼓励学生具有科学探究的精神，为科学的发展贡献自己的力量。

2、学情分析

（1）学生已经经过一年多的生物学习，对探究式学习方法已相当熟练，基本上具有一定的综合分析和推理的能力.本课继续沿袭新课标的风格，带学生进入一个自主学习的天地。

（2）不少学生在生活中对达尔文的进化论有一些零星、不全面的认识，但还欠缺科学的、理性的认识。

三、三维教学目标

1、知识与技能目标

（1）通过对人工选择和自然选择的内容的学习，能描述生物进化的原因以及知道生物多样性和适应性形成的原因，进行辩证唯物主义教育。

（2）具备初步处理信息的能力。

（3）概述自然选择学说，形成生物进化的基本观点。

（4）联系实际，探讨生物进化产生的社会问题

2、过程与方法目标

（1）通过分析英国曼彻斯特地区桦尺蠖的数量变化，提高学生分析问题的能力，形成生物进化的基本观点，逐步树立辩证唯物主义自然观。

（2）进化论被不断的修正、深入和扩展，可见新理论对旧理论的批判继承，形成科学发展的世界观。

3、情感态度与价值观目标

（1）形成生物进化的基本观点。

（2）由英国曼彻斯特地区由于工业革命对环境的污染导致桦尺蛾体色的进化这一事实，引起人们关注环境的变化对生物进化的影响。

（3）进化理论本身的发展和进化，能够帮助学生加深对科学本质的理解和感悟，从而感受科学是一个开放的动态过程，认识科学是一个不断被矫正发展的体系。

四、教学方法

1、教法：情景教学：针对初中生普遍存在的喜欢新奇有趣的事物这一特点设计，使学生身临其境，唤起热情与激情，激发兴趣，积极参与到课堂学习中来。

讨论法：具有多向信息交流、针对性强、便于调动学生学习主动性的特点，使学生之间思维相互碰撞，可加深对问题的理解；

引导发现法，利于启发学生思维、培养学生能力、形成科学思想和方法。

2、学法：自主学习：在创设的情境中，自己发现和体验，学会科学的思考，在构建新的认知中最终做出自己的判断。在此期间贯穿着比较法、资料分析法等。

五、教学重点、难点

教学重点：

（1）达尔文自然选择学说的主要内容。

（2）分析达尔文自然选择学说的贡献和局限性。

（3）探讨生物进化观点对人们思想观念的影响。

教学难点：

（1）分析达尔文自然选择学说的局限性。

（2）认识到科学是动态的，需要不断的发展和完善。

关键点：

（1）處理好本节教材承上启下的关系。

（2）注意能力的培养和情感的教育。

（3）处理好基本观点及学术界中的争论的关系。

六、教学准备

教师制作课件。

七、教学反思

本节教学围绕大的主题而不是零碎的知识来组织教学，教学主线是几代进化论思想者对生物进化原因的解释贯穿，重点是达尔文的自然选择说。试图给学生一个开放的讨论空间，然学生认识到每一种学说和观点都有自己的理论基础，同时又有局限性，科学需要不断的发展和完善，鼓励学生具有科学探究精神，为科学的发展贡献自己的力量。

“探讨生物进化观点对人们思想观念的影响”属于情感目标，本节可从以下四点来凸现：

（1）达尔文的进化论对辩证唯物主义世界观的影响。自然选择导致生物的性状向不同的方向发展，导致生物物种的逐渐增加，出现了生物的多样性。

（2）进化论对可持续发展观点的影响，引起人们关注环境的变化对生物进化的影响。比如英国曼彻斯特地区由于工业革命对环境的污染导致桦尺蛾体色的进化。

（4）联系实际，探讨生物进化产生的社会问题，如耐药性。

篇5：《生物进化的秘密》教学设计

教学目标 1．科学探究目标

能用自然选择学说对长颈鹿和桦尺蠖等生物进化原因做出解释。2．情感价值目标

（1）能树立生物是一直在进化的观点。

（2）能意识到人类应该珍惜生命，与环境和谐相处 3．知识探究目标

能用自己的话表述自然选择学说的主要观点。教学重点

让学生通过搜集资料、分析整理材料解释有关生物进化的问题。教学难点

引导学生用自己擅长的方式表达交流收集有关生物进化的信息，并参与评议讨论。教学准备

1.课前布置课题：查找达尔文的故事和相关生物进化的资料。2.珍稀动物图片。教学过程一.谈话引入

师：同学们，你知道我们人类的祖先是什么吗？（类人猿）（师出示鲸的祖先图片）

师：请看，这是一种动物的祖先，同学们能猜出是哪种动物吗？

生自由猜想。

师：为什么大家都猜不出来？对比一下，现在的鲸和远古时期的鲸在外形上发生了很大的变化，你知道这种现象是什么吗？（进化）。不只是鲸，我们的地球上形形色色的生物与远古时期相比都有很大的差异，这究竟是为什么呢？这节课我们就来探究生物进化的秘密。二.探究活动

活动一：达尔文的故事

1.师：其实关于生物进化的秘密并不仅仅是我们在探索，早在100多年前就有一位著名的生物学家用毕生的精力研究了生物的进化论，你们知道他是谁吗？（达尔文）

2.师：让我们一起来了解一下达尔文。请看大屏幕。课本上也有一段关于达尔文的资料，（大屏幕显示）

3.师：通过对达尔文的了解，达尔文的进化观点我们可以用哪几个字来概括？（板书：自然选择——适者生存

不适者淘汰）你能用自己的话解释一下达尔文的这个观点吗？学生谈自己的理解。

（为学生搭建自我展示的平台。用板书突出主旨。）

4.师:通过交流伟大科学家达尔文的故事，你体会到了什么？我们应该向他学习什么精神？生自由发言。

活动二：长颈鹿的进化过程

1.为了更好的理解达尔文的自然选择理论，我们来举一些生动的例

子。我们在动物园或电视上经常见到一种可爱的动物，它长着常常的脖子，大家知道是什么动物吗？（长颈鹿）（出示长颈鹿图片）。可是，在远古时期，长颈鹿的祖先有高矮、颈部长短不同的个体，为什么现在我们只能见到长脖子的长颈鹿？下面小组交流一下。2.生汇报交流结果。

3.师小结：颈部和四肢较短的长颈鹿因为不适应环境逐渐被淘汰，这就是不适者——淘汰。而颈部和四肢较长的长颈鹿则生存下来，这就是适者——生存。是不是只经过两三代的长颈鹿就进化成现在这样子了？（不是）经过了一代又一代漫长的进化过程，长颈鹿才终于变成了现在的样子，这就是自然选择。活动三：探究桦尺蠖数量的变化

1.师：在生物的进化过程中，不只是自然选择的力量，有时人类的一些活动同样也会影响到生物的进化。在英国就有这样的真实事例，在英国的一座城市曼彻斯特，生活着一种被称作桦尺蠖的昆虫，有黑色和灰色两种类型，奇怪的是，轰轰烈烈的工业革命之后，这两种桦尺蠖在数量上发生了急剧的变化，这究竟是为什么呢？大家请看统计图。这是1850年与1900年的统计图，大家仔细看看数量是怎样变化？为什么会发生这么大的变化呢？小组讨论一下，并将你们小组的结论简要的填在课本的表格中。2.生汇报交流。

3.现在，曼彻斯特的灰色华尺蠖又占大多数了，你能解释这又是什么原因吗？生自由发言。

4.师小结：诸多事实证明，自然选择是生物与环境相互作用的结果，生物的进化是一个优胜劣汰的过程。三.拓展延伸

1.通过以上的学习，同学们知道生物进化的秘密是什么？（自然选择——适者生存，不适者淘汰。）我们上节课学习了恐龙灭绝的原因，你能用达尔文的进化论解释恐龙灭绝的原因？（环境的变化，恐龙不适应当时的环境，所以被淘汰，这也是自然选择的结果。）为什么有些动物没有灭绝呢？如鳄鱼等（因为有优势，熬过这段艰苦的时期，适应当时的环境，这就是适者生存）生物就这样在自然选择中不断进化，才有了今天各种各样的生物。

2.现在的生物还在进化吗？对，现在各种生物还在不断的进化之中,当然，这也包括我们人类，这种进化过程将一直持续下去。3.本来有些生物灭绝是自然选择的结果，但是由于现在人类对环境的破坏，生物灭绝的数量超过了正常灭绝数量的1000倍甚至10000倍。很多地球上曾经有的生物现在已经灭绝了，还有许许多多的物种濒临灭绝，一些珍贵而可爱的物种又将离我们而去，如我们的国宝——大熊猫，东北虎，藏羚羊，白鳍豚……我们只有一个地球，是我们人类和其他动物、植物共同的家园，我们都不愿意看到这些珍贵的物种再逝去，说到这里，你有什么感想？生自由发言。

篇6：《生物进化的秘密》教学设计

12、生物进化的秘密

一、填空

1、颈鹿的四肢和颈部却比现在短得多。

2、在我们的地球上，生活着成千上万种生物，目前已经命名的有3、1859年11月，达尔文经过204、达尔文将自然界中的生物在生存竞争中适者生存，择。

5、金鱼起源于我国普通的野生鲫鱼。

6、二、判断

1、生物与生物之间、生物与环境之间存在着相互作用与平衡关系。（√）

2、生物的进化都是人工培育和筛选的结果。（×）

3、现在的生物与远古时期的生物基本上是一样的。（×）

4、环境变化是动物进化的主要原因。（√）

三、问答题

1、我们现在看到的生物与远古时期的生物有很大的差异，这是为什么呢？

答：这是亿万年来生物为适应环境的变化，而长期进化的结果。

2、我们应该向达尔文学习什么？

答：学习他尊重事实，坚韧不拔的精神，达尔文的故事使我理解了，科学研究不是一朝一夕就能完成的，需要持之以恒、不畏艰险。

3、根据达尔文自然选择的观点，解释为什么现在只能见到长脖子的长颈鹿？

答：在缺乏青草的干旱时期，那些颈部和四肢都较长的个体会有较多的机会吃到高处的树叶，能够生存下来，并繁殖后代；而那些颈部和四肢较短的个体则无法得到足够的食物，不容易生存下来，也无法繁殖后代，所以颈部和四肢较短的长颈鹿逐渐被淘汰。经过一代又一代的自然选择，长颈鹿终于进化成了现在的样子。

4、试用“适者生存、自然选择”的观点，解释两种体色的桦尺蠖数量发生变化的原因。答：在1850年以前，曼彻斯特周围的树木颜色多是灰色的，灰色的桦尺蠖容易伪装自己不被天敌发现，从而得到生存繁殖，所以数量很多；而黑色的桦尺蠖的数量很少。

1985年——1900年，工业革命中排放出来的黑色烟尘，使曼彻斯特周围树木的颜色由灰色变成了黑色，这样黑色桦尺蠖容易伪装自己不被天敌发现，从而得到生存繁殖，所以数量很多；而灰色的桦尺蠖的数量很少。

3、现在，英国曼彻斯特的灰色桦尺蠖的数量又占大多数了，你能解释出现这种现象的原因吗？

篇7：生物进化的原因教学设计

生物进化的原因教学设计

一、教学设计思想

本节课的教学重点是（1）拟保护色的形成过程的探究实验。（2）过模拟实验分析生物进化的原因。教学难点是“由模拟保护色的形成过程、分析生物进化的原因。”

本节设计了一个材料分析过程和一个模拟探究过程，这两个过程有助于学生对“生物进化原因”的获得。因此，第一课时主要完成“分析生物进化的原因”这一部分。课程进行的方式可以通过活动、讨论、谈话的方式完成。

二、教学目标

知识目标

．简述英国曼彻斯特地区的两种桦尺蠖的数量随环境的变化而改变的事例。

2．模拟保护色的形成过程，分析生物进化的原因。[:学_科_网]

能力目标

．通过对事例的分析，提高运用生物知识分析生活中现象的能力。

2．通过模拟“保护色形成过程”的活动，提高动手操作能力。

情感目标

通过对生物进化事例的分析，形成环保意识，以及环保的重要意义。

三、重点难点

重点：

．简述英国曼彻斯特地区的两种桦尺蠖的数量随环境的变化而改变的事例。

2．模拟保护色的形成过程，分析生物进化的原因。

难点：[:Zxxk.com][:Zxxk.com]

由模拟保护色的形成过程、分析生物进化的原因。

四、课时安排

课时

五、教学媒体

有关英国曼彻斯特地区桦尺蠖颜色变化的图片及资料的多媒体；有关保护色的多媒体；彩色布料或彩纸（单色）；彩色小纸片（大量）。

六、教学策略

对于生物进化的原因的分析，首先让学生阅读英国蔓彻斯特地区的两种桦尺蠖的数量随环境的变化而改变的真实事例，让学生分析：

．在1850年，为何浅色桦尺蠖的数量多？这于环境有何关系？

2．在1950年，深色的桦尺蠖为何占多数？这时环境有何特点？与环境有什么关系？

然后结合科学家的实验，通过学生讨论，加深对生物进化的认识。

组织学生开展模拟保护色的形成过程的探究活动，进行探究活动时：

．组织同学严肃认真、相互配合，统一听从组长的指挥。

2．彩色布料最好采用单一的布料，有利于结果的分析。

3．彩色小纸片的选择应该多样化，其中之一最好与彩色布料的颜色一致或相近。

4．实验时要把自己当成捕食者，选取彩色的小纸片时，一定不要特意寻找某一种颜色的小纸片。

并保证实验活动的成功，通过探究，从感性上认识生物进化的过程和原因。[:学科网]

七、案例

［导入新课］

教师：上节课我们学习了生物进化的大致历程，对于生物进化的大致过程我们有了简单的了解，接下来让我们一起复习上节课的有关内容。

注：教师打开投影片

投影片：

根据动植物进化的大致过程，试总结生物进化的一般规律。

（学生回答）

学生1：一般来说，生物进化的总趋势是从简单到复杂，从水生到陆生，从单细胞到多细胞，从低等到高等的。在漫长的进化教程中，既有新的生物种类产生，也有一些生物种类绝灭。各种生物在进化教程中形成了各自适应环境的形态结构和生活习性。

注：对学生的回答未完整的，教师可让其他同学完善、补充。最后对全体回答问题的同学给予鼓励性、赞赏性的评价。

［讲授新课］

教师：通过上节课的学习，我们知道生物进化的过程中，不断有新物种的产生和老物种的灭绝。这是为什么呢？[:Zxxk.com]

注：教师播放多媒体，并板书。

多媒体：（有关内容）

先播放对照图片，图下为相关资料及讨论题。

（资料内容）

8世纪的英国曼彻斯特地区，山清水秀，绿树成荫，那里的森林及农田生活着一种桦尺蠖（huà），其成虫是一种飞蛾，其名为椒花蛾。它们夜间活动，白天休止，通常栖息在有地衣覆盖的树干和石块上。到1848年，有关椒花蛾的报道都是浅色的。直到1850年在英国工业中心曼彻斯特才第一次报道有黑色型突变。随着英国工业化的日益扩大，烟尘和废气开始污染工业城市和近郊，使地衣不能生长而树皮裸露，椒花蛾栖息的背景由浅色地衣变为深色树干，于是黑色椒花蛾逐渐增加，在曼彻斯特达到90%以上，而在未受污染的农业区主要仍是浅色型。科学家们做了这样一个实验：他们先数量相等的浅色的桦尺蠖和深色的桦尺蠖同时放到树干上，然后用望远镜观察到树干上所发生的情况。一群爱吃桦尺蠖的鸟儿飞过之后，他们发现，浅色桦尺蠖所剩无几，而大部分深色桦尺蠖却逃过了这场灾难。

讨论题：

．黑色桦尺蠖的出现对于后代的生存有何意义？

2．黑色桦尺蠖的数量由少数逐渐变为多数，而浅色桦尺蠖数量的减少，主要是受什么的影响？

3．请你试着解释桦尺蠖体色变化的原因？你从中受到哪些启发？

板书：第三节生物进化的原因[:学科网]

一、分析生物进化的原因

注：学生讨论后回答。

学生1：黑色桦尺蠖的出现属于自然变异的结果，在环境改变的情况下这种突变对其后代的生存是有利的。

学生2：黑色桦尺蠖数量逐渐增加，由少数变为常见类型，主要受环境的影响，一方面工厂排出的烟煤杀死了地衣，使树皮变黑；另一方面桦尺蠖的天敌决定桦尺蠖的不同颜色的数量。

学生3：桦尺蠖体色变化是由于体内的遗传物质发生变异，而且变异的性状传给后代；并且是在外界环境变化及天敌的影响下，变异个体逐渐增加的结果。我认为：工厂排放出的煤烟是导致桦尺蠖颜色改变的关键，说到底是环境污染迫使生物性状发生改变。所以，在工业高度发达的今天，更应注重环境保护，减少工业“三废”对环境的污染。

注：都是对作答的同学给予鼓励性、赞赏性的评价，可倾听多数同学的回答，直到满意的答复。

教师：通过对桦尺蠖体色变化的分析，我们知道了“遗传和变异”是桦尺蠖体色变化的基础，而环境的改变是它体色变化的外在动力。如果要使英国曼彻斯特地区的浅色桦尺蠖又重新恢复为常见类型，你认为该怎样做？

学生：我们应关掉曼彻斯特周围的工厂，保持桦尺蠖生活区域内清洁的空气，保持天敌的数目不变。这样浅色桦尺蠖便成为常见类型。

教师：由桦尺蠖体色变化的分析，我们可推想生物圈中不同种类生物的进化原因，是否与这一事例相类似呢？[:Z#xx#k.com]

学生：是。

教师：尽管我们不能重复桦尺蠖体色变化的整个过程，但我们可以设法模拟。模拟探究有助于你对这一现象的理解以及对生物进化原因的直观印象和深层次的理解。

在模拟探究之前，我们先了解自然界中几种常见的利用保护色捕食或防御敌害的例子

注：打开多媒体（关于雷鸟、变色龙等体色随环境而变化；或者枯叶蝶、菜青虫、青蛙等在不同环境中的体色对比）。

教师：图中动物的体色与周围环境的色彩非常相似，这就是保护色。具有保护色的动物不易被其他动物发现，这对它躲避敌害或者捕食猎物是十分有利的。这种保护色是如何形成的？接下来我们模拟保护色的形成过程来探究保护色是如何形成的。

注：教师在做此实验前需强调以下注意事项：

．全班分组，各组员统一听从组长的指挥。

2．不论彩色布料或彩纸颜色必须单一，每小组所选颜色可不一样；彩色应多样化，但其中之一最好与彩色布料或彩纸的颜色一致或相近。

3．提醒学生在实验时一定要把自己想象成“捕食者”，在选取彩色小纸片时，不要事先观察小纸片的位置，一定不要特意寻找某一种颜色的小纸片。

4．要及时记录小纸片的数量，并进行分析。

5．分析探究后面的讨论题。

实验讨论完毕。各小组汇报其探究结果。

学生1：通过5代的筛选，幸存者数量最多的是红色，因为我们组的布料是红色的。

学生2：我们组的结果是：蓝色数量最多，与布料的颜色一致。

学生3：通过5代筛选，幸存者数量最多的是与布料颜色相近的粉红色。[:学科网]

……

注：教师引导学生回答讨论2、3、题。

学生1：在第一代与第二代之间代表生物多样性的彩色纸片颜色种类很近。而到了第五代，彩纸片的颜色种类大大减少，只保留与布料颜色相近的几种。

学生2：我们组黄色在“幸存者”群体中没有代表。因为我们组所用的布料是红色的，黄色纸片放在上面对比非常明显，所以“捕食者”最先将黄色捕捉。[:学|科|网]

学生3：我认为保护色的形成过程与它的天敌和周围环境有关系。与环境颜色较接近的就不容易被天敌发现，反之则易被捉住。这样与环境相适应的生物得以繁衍，它的体色便成了保护色。推动生物进化的动力是环境的改变；遗传与变异是基础。

注：教师应针对学生的回答给予客观、公正、鼓励性地评价；对回答不完善的同学给以补充。[:学,科,网]

教师：保护色的形成过程是与周围环境相适应的结果。这是自然环境对生物进行选择的一个方面。除了保护色之外你还能举出其他方面的例子吗？

学生：有一种蝴蝶，它的翅膀展开很像眼镜蛇体表的花纹，这样它可以避免它的天敌一种鸟的捕食。

教师：这是一种警戒色。

学生：有一种竹节虫，它的躯体与四肢修长。当爬在竹上，如果不动我们很难发现它。这也许是是它存下来的一个原因。

教师：这是一种拟态，模拟与周围相似的物体，不易被其他天敌发现。像保护色、拟态、警戒色等都是在生物进化过程中，通过长期的自然选择而逐渐形成的适应性特征。由此，我们可以看出自然选择在生物进化的过程中所起的作用，生物只有适应不断变化的环境才能生存和繁衍。

最后，根据本节所学的知识，请大家总结生物进行的原因。[:学§科§网Z§X§X§k]

注：可以让学生讨论总结。教师补充完善并板书。

板书：1．生物进化的基础：遗传与变异。

2．生物进化的外在动力：环境的改变。

3．生物只有适应不断变化的环境才能生存和繁衍。

［课堂小结］[:Zxxk.com]

教师：通过对英国曼彻斯特地区的两种桦尺蠖的数量随环境的变化而改变的事例分析，以及模拟保护色的过程的探究，初步了解了生物进化的原因。简单地可归纳为两个方面：一是生物进化的动力即环境的改变；二是生物进化的基础即遗传与变异。只有适应不断变化的环境，才不会被淘汰，才能得以生存与繁衍。

八、板书设计

第三节

生物进化的原因

一、分析生物进化的原因

．生物进化的基础：遗传与变异。

2．生物进化的外在动力：环境的改变。

篇8：发现生物突变和进化的机制

世界上某大型转基因公司, 给玉米、大豆转入了抗虫、抗除草剂基因, 商品化效益巨大, 但在提高光合效率方面的商品很少, 表明了已掌握的转基因技术应用范围小, 更没有涉及动物。从其30 多年的巨大投入来看, 研究进度缓, 说明这条研发路线还不能成为大众研发的方向。

一个基因的功能作用的发挥, 需要相关基因配合, 以调动职能器官表达生命势态。例如, A向B伸出一只要握手式的手, 对B就是一个指令, B通过视觉系统、神经系统、肢体运动系统的有关功能基因的联锁反应, 就伸出了应对的手。也就是说, 一个功能基因的启动, 激发了相关基因进行连锁反应, 才表现出应答势态, 足见基因间有一种严密的生态关系。只把每个基因当作一个独立性状的载体就貌合神离了。转基因技术能把一个基因转到受体的基因链上, 但很难转入其协调的生态关系, 这也许就是转入难度大和产生后虑的原因所在。

研究生物突变机制, 明了其功能结构和运行规则及其与环境的关系, 顺势引导生物自主突变, 避免损伤其内因间的生态环境是上策。

两性生物起源于5.7 亿年前, 经过亿万次磨练的突变, 已拥有700 多万种。它们的突变机制是看不见摸不着的, 不是实验方法能解决的, 只能先进行理论论证后求证。

1 论证的路线和方法

这是一个无法用实验科学研究的问题, 只能采取理论论证。用哲学的观点, 辩证思维和抽象思维的方法, 从平凡的、熟悉的自然知识和自然现象了解有关共性;归纳共性找规则并注意发现特殊矛盾。合乎生态关系的组合规则可以发现原理。分析有关特殊矛盾产生的原因符合所得原理就完成了一个论点。

2 对突变机制的论证

突变机制是5.7 亿多年前开始有了两性器官[1]以后逐渐完善的, 所以本论证是对5.3 亿年前以来两性生物的突变机制进行论证。

2.1 与突变有关的广义生物学问题

2.1.1 生物的秉性

秉性是生物稳定遗传的生命性格, 两性生物高低层次多、种类庞大, 生活轨迹和习性大不相同, 又各生活在千差万别的环境中, 但它们生活的目标是一个, 要世世代代生存下去。要生存就要适应不断变化的环境。要适应不断变化的环境, 就要不断完善自身的生存能力。人出生后, 随着岁月增长, 无须教诲就会自觉自动学爬、学坐、学站立、学走路, 一直学到老, 体现了生物有不断完善自身生存能力的自然力, 诸如此类现象很多, 透射出一股强势的“生命的自然力”。如果哪种生物缺乏这种自然力, 它还能存在吗?因此, 不难看出生物的秉性就是为了适应环境, 不断向着完善自身生存能力的方向前进。

2.1.2 生物与环境的关系

地球上的光、水、热、氧及营养物都是无生命的, 只能对生命物发展起供应作用, 没有调理能力。而生物是些生命体, 能有意识的行动, 遇到不良条件时, 或进行适应变异, 或就地休眠, 或迁飞到异地以躲避不利的生存条件。这就可以明了在进化过程中, 生物是在有意识行动, 环境是在无条件普惠, 生物是发挥进化功能的主体, 修正了达尔文的生物进化是自然选择的观点。

2.1.3 两性生物的突变机制相同

生物是由低级向高级步步突变而来, 初期的两性生物经过5 亿多年突变至今, 生物的门类仍然稳定, 层级不乱, 反映出它们的突变机制相同。包括动物和植物在内的各种生物生命体的基础结构都是细胞和由细胞组成的各种器官;而各种生物的细胞结构是大同小异的;同类生物的功能器官的功能作用也大同小异, 反映出生物们都不约而同的有章法而不乱的, 由低级向高级进化着, 都受控于同一个机制进化着。特别是各种生物的营养生长与生殖生长功能的关系协调十分相似, 就可以进一步认定各种两性生物突变的机制是相同的。以上3 条建立了论证问题的规矩。

2.2突变机制构成的生物学基础

前人研究表明, 人类与黑猩猩在500 万年以前就走向了各自独立变异和进化的道路, 到现在看, 两者的性状差异巨大, 但决定生物体性状遗传的基因, 在人体中还有98.77%的数量与黑猩猩相同[2], 足见基因的稳定性相当顽强。再从微观上看, 现代科学已经发现, 构成基因的DNA能存活数十万年不变[3], 更加证实了基因的稳定性。生物体都由细胞组成, 基因是每个细胞的核心结构, 决定稳定遗传的主体, 所以生物体及其每个细胞都是相当稳定的。但寒武纪物种大爆发[4]和中国每年出生先天性残疾婴儿80 万~120 万[5], 全世界达4 000 多万, 无疑都是一些突变现象。从矛盾的对立角度看, 既然稳定性占住了生物体的每个细胞, 就不可能有突变性立足之地。但是, 从生物进化的全过程来看, 缺少了稳定性或突变性, 都不会有今天的生物世界。可见每个生物体内还是有突变性的立足之处。

2.3 突变机制的结构与运行规则

2.3.1 生物体具有执行突变的“场所”

从胚胎学常识可以推断, 只有精子和卵子 (两性细胞) 要进行融合, 开始产生胞间连丝时起, 双方才消去稳定性, 撤去排异作用, 才能进行细胞融合。卵细胞把精子中的遗传物质全部吸纳过去进行两性细胞融合时, 才是执行突变的唯一场所。子代无不具备双亲的几乎全部的特征特性, 反映了卵细胞具有强悍的纳新能力。子代是双亲最大突变的体现, 也只能在两性细胞融合时完成。

2.3.2 诱变因素是异常信息

客观因素可分为物质因素和信息因素。物质因素不能直接进入卵细胞, 因为人体卵细胞即使在成亿个精子包围中也只允许一个精子进入, 更不允许其他物质进入, 否则就不会有性状基本整齐地代代相传的后代。通常的信息种类不影响生物生命的正常活动, 否则, 生命就会杂乱无章。引起突变的是异常信息, 如唐朝王焘在《台外秘要》[6]中记述了强雷电及暴风雨时受孕, 引发多种先天性残疾。刘瑞昌先生报道[7], 青藏高原的玉树地区, 是中国先天性心脏病儿出生率最高的地区, 是低海拔地区的3~4 倍。另外, 中国国家气象局网站记录了那里是中国的特高雷电区。笔者把这两份资料嫁接起来, 正与王焘记载的现象相符, 折射出异常因素引发突变的作用。笔者曾发现, 西瓜在两性细胞融合时, 遇上暴雨打击塑料棚模造成强噪音的, 子代苗全部出现生长点簇生现象。此外, 怀疑噪音对先天性残疾影响的报道不少, 也是一种烘托。因此可以看出, 只有足以影响生物正常生存的因素发出的信息才能成为引变的信息。尽管如此, 这还是一个单薄的观点, 但因为它能无缝对接于整体论点才确定成立。

2.3.3 不利于生存的信息转变成了有利于生存的信息

人体受到病菌侵染会发烧, 是一种应对反应。受到不良信息的影响自然会产生应对信息。应对信息是本体的产物, 自然是有利于生存的信息。

2.3.4 产生突变的规则

既然两性细胞进入融合时营造了突变的“场所”, 又具强悍的纳新力, 作为生物体应有的谋求完善自身生存能力的应对信息就自然会被纳入“场所”, 在有关载体上留下应对信息的记忆。前人已经报道一些两性生物的性细胞融合的时间很短, 在0.5h左右, 信息的行程更快捷, 故两者能够相遇的时间很短促。因此, 引变出的应对信息得以留下, 还必须是两性细胞融合的时间与产生应对信息的时间同时发生。这就是突变的关键条件, 或称“规则”。以后1~2 代在不利于生存条件下稳定遗传。

2.4 突变机制论点的实验与展望

突变机制的理论构建了植物人工免疫的步骤和方法, 按上述时间要求用芜青花叶病毒Tu MV黑2 株系毒原[8], 免疫高感病毒病 (发病率100%, 病情指数56.80) 的大白菜二牛心品种一次, 经过2 代接种筛选, 获得了高抗的586-1 品种, 发病率为0, 解决了大白菜生产的重大灾害, 已稳定使用了十多年。近年又用病毒免疫724 大白菜, 用西瓜枯萎病毒素免疫西瓜枯萎病, 都已获得高抗病后代。证明了本理论的实用性。同样的道理, 本理论自然可用于农作物抗盐硷、抗旱、抗除草剂免疫, 也有可能用于提高光合作用效率和动物免疫等。因为操作是符合生物的生态关系的, 所以是安全的。其他单位在玉米上免疫除草剂也初见成效。

3结论

创新生物资源是人类生存的战略项目, 研究了半个多世纪还在爬坡。本项论证用哲学的观点, 从平凡的自然现象中, 归纳有关共性, 辩证产生异常现象的原因, 终于发现了生物突变的机制。生物体的每个细胞都由稳定性状遗传的基因所控制, 只有精子和卵子融合时才撤消稳定性, 因此只有正在融合的两性细胞才是可产生突变的场所。物质和一般性信息都不能直接引起突变, 只有不利于生存的因素刺激生物体, 体内产生应对信息才能引起突变。因此用不利于生存的物质或信息刺激生物体产生应对反应的时间, 调整到两性细胞融合时的时间, 就能给下代留下突变的记忆。这项理论在农作物上已成功应用于免疫病害, 也可能用于抗旱、抗盐硷、抗除草剂等, 也许还可用于提高植物的光合效率、免疫动物病害、减少人类先天性残疾产生。因为不伤及生物的正常生态链, 所以安全可靠。

亿万个突变串联起了生物进化的过程, 所以突变机制就是进化的机制。生物种类之所以千变万化是因为在不同环境中进化的结果, 而突变机制是一样的。

参考文献

[1]玛丽·萝卓.新物种化石标本[N].大公报, 2008-03-24.

[2]国际科研小组.人与黑猩猩基因差异[N].参考消息, 2002-01-05.

[3]美国科学杂志评选.十年来改变世界的十大发现[N].参考消息, 2010-12-17.

[4]刘元凯.寒武纪物种大爆发原因的探讨[EB/OL].新浪网 (2010-11-02) [2016-01-07].http://blog.sina.com.cn/s/blog_575ebe4d0101f70a.html.

[5]中国卫生部.妇幼保健和社区[EB/OL].中国新闻网 (2011-09-09) [2016-01-07].

[6]王焘.外台秘要[M].北京:人民卫生出版社, 1955.

[7]刘瑞昌.高原地区儿童先心病流行学的研究[J].高原医学, 1983, (S1) .

篇9：“生物进化的学说”教学设计

关键词：生物进化教学设计

中图分类号：G633.91

1.设计思路

用故事情境法讲述达尔文的生平，让学生懂得科学探究的艰辛，培养学生对科学的执着精神。利用探究性学习的实例，让学生讨论后分析将达尔文生物进化的观点。以桦尺娥的黑化和狗的进化为例区别自然选择和人工选择，让学生认识自然选择的内涵。还要转变“生物是为了适应环境的变化而发生了自身的变化”这种错误的观点，让学生真正认识到自然选择是生物进化的动力。通过教师提供实例，学生提问、交流、得出结论，使知识、能力和情感目标能够达成。

2.教材分析

本节为苏教版八年级上册第十六章的第三节内容，是本章节的重点内容。学生在学习了生命诞生的过程、生物进化的历程和规律的基础上，探究生物进化的原因。学生要能够掌握自然选择学说的内容及结果，分析达尔文地雀进化的原因。认识遗传和变异是生物进化的基础，环境的变化是生物进化的动力，只有适应环境的生物才能生存。

3.教学目标

3.1知识目标：概述达尔文自然进化学说定义及内容；说出其他生物进化学说的内容；说明生物进化学说之间的关系

3.2能力目标：通过分析加拉帕戈斯地雀的进化、桦尺娥黑化和狗的进化的原因，锻炼学生的识图能力和分析问题的能力。

3.3情感目标：体会达尔文对科学的执着精神；树立科学是一個不断深化的过程的思想；懂得生物进化是一个漫长的过程，了解到环境对生物的进化的影响，提高学生的环保意识。

4.教学重、难点

4.1重点达尔文自然选择学说及结果；其他生物进化学说的内容

4.2难点达尔文进化学说与其他进化学说的关系

5.教学策略及手段讲授法、讨论法和归纳法

6.教学过程

6.1 导入

教师设疑：在生命的进化历程中不断有新物种的产生也存在旧物种的灭绝，那么推动生物进化的原因是什么？生物进化会产生怎样的结果呢？今天就通过大家的共同努力学习“生物进化的学说”来解决疑惑。

6.2以故事情境的方式讲述达尔文的生平。

教师活动：出示图片并讲授

（故事讲述）达尔文1809年出生于英国的医生世家，从小酷爱动植物、矿石、标本，但家人却希望他从医，做一名令人尊敬的医生。1825年，他到爱丁堡大学学习医学，他却经常到野外去采集标本。家人认为他是不务正业，怕他成为家人的耻辱，会使家族蒙羞。1828年，达尔文被父亲送入剑桥大学学习神学。他可以继续研究生物和化石，还能成为一名令人尊敬的神父。但是，达尔文对自然科学兴趣浓厚，使他毅然放弃了神学，专心致志的学习自然科学。他结识了植物学家亨斯洛和地质学家席基维克，接受了植物学和地质学的专业训练。1831年，达尔文剑桥毕业后，他以博物学家的身份参加了“贝格尔号”的环球考察。在历时5年的考察中，达尔文潜心观察途经的生物，比较了各种化石和生物之间的关系，详细分析了各种环境因素对生物的影响。达尔文编写了《物种起源》，并明确提出了生物进化的自然选择学说，这一学说被认定为“19世纪自然科学的三大发现之一。”

教师提问：通过这个故事你对达尔文有哪些认识？你认为是什么原因促使达尔文对科学的如此执着？

学生活动：表达观点、讨论

教学意图：通过展示达尔文在不同时期的图片的，吸引学生的注意力，激发学生的学习兴趣。让学生了解科学家为坚持自己的梦想而不懈努力的艰辛历程，树立对科学的执着探求精神。

6.3探究活动：

学生活动：识图并小组讨论加拉帕戈斯地雀的进化

教师提问：1.加拉帕戈斯地雀的进化过程中起决定作用的因素是什么？ 2.导致加拉帕戈斯地雀出现不同的原因是什么？ 3.如果环境恢复到最初，加拉帕戈斯地雀会恢复成原来的形态吗？

学生活动：分析图片、思考问题、交流，分享结论。

教师总结：由于食物和生存空间充裕，地雀大量繁殖，使得食物和生存空间有限，为了获得更多食物与生存空间，地雀开始产生相互斗争。由于每个群岛上食物和栖息条件不同，能够获得食物的地雀就生存，在斗争中失败的地雀就死亡了。生物的进化经历了一个漫长的过程，生物的进化是在当时不同因素的共同作用下的偶然现象，即使环境恢复，加拉帕戈斯地雀也不会恢复成原来的一种。因此，生物是进化是不会倒退的。

教学意图：通过学生自己识图，提高学生的识图能力，通过表达交流了解学生的疑惑和难点，利于教学的针对性。

6.4自然选择学说的定义及内容的讲述。

教师活动：强调自然选择的定义。

教师提问：在生存环境适宜时生物的数量会怎样变化？在生存斗争中什么的个体才能获胜的？

学生活动：思考并回答

教师讲述：达尔文认为一切的生物都能遗传，把能够遗传的变异的特征称为可遗传变异。那么具有怎样变异的个体才能够生存下去？

学生回答：思考并回答

教师讲述：具有适应环境的变异的生物才能够生存下去，称为适者生存。

教师总结：自然选择的内容包括过度繁殖、生存斗争、遗传变异和适者生存。最终自然选择最终导致的结果就是生物进化。

6.6桦尺娥的黑化

思考讨论：试用达尔文自然选择学说解释污染区桦尺娥黑化现象的原因。

学生活动：让学生解释图表再分析原因