第二章第二節生物進化的證據和原因

教學目標 

1.了解生物進化的主要證據——古生物學的證據。

2.通過對人工選擇和自然選擇的內容的學習，初步了解生物進化的原因以及生物多樣性和適應性形成的原因，進行辯證唯物主義教育。

3.引導學生分析達爾文獲得成功的原因，學習達爾文嚴謹的科學態度以及堅持真理的科學精神。

重點、難點分析

1.生物進化的證據是本小節的教學重點之一。生物進化的證據有很多，其中最可靠最直接的證據是化石。化石是古代生物留下的遺體、遺物或痕跡，是某些生物曾經在地球上生活過的確鑿證據，化石是生物進化的主要證據。不同地層中保留了不同的生物化石，分析比較不同地層中的化石可以幫助人們認識生物進化的歷程。科學家在研究生物進化時，對不同地質年代地層中的化石結構、生存環境加以比較，并將化石生物與現存生物比較，發現各種不同類型的生物之間的親緣關系、生存年代和進化歷程以及進化的規律。判斷化石形成的年代對于研究形成化石的生物的生活年代是極為重要的。科學家在研究化石過程中如何判斷化石形成的年代？教師在教學過程 中可以向學生簡單介紹同位素測定的方法。

生物進化的證據有許多方面，教學過程 中應該讓學生了解這一點。若有時間教師也可以簡單介紹一些其他方面的證據，如胚胎學的證據、比較解剖學的證據。

2.自然選擇也是本節的重點，也是一個難點。自然選擇是相對人工選擇而言的。雖然達爾文環球考察早于他對家養動植物的研究，但是自然選擇這個概念是在觀察人工選擇的基礎上提出的。在教學中可以首先向學生介紹人工選擇，了解人工選擇的方法和意義，幫助學生理解自然選擇的過程和意義。

課時安排

本節參考課時數為一課時。

教具準備

投影片（各種各樣的生物化石）；掛圖：達爾文對飼養動物（家鴿何家雞）和栽培植物（甘藍）的研究工作。與進化相關的各種圖片。

教學過程 設計

【課前準備】學生閱讀教材P.146～148閱讀材料。

【提出問題，引出新課】

各種生物是經過漫長的時間逐漸進化演變形成的。這一觀點已被大多數人所接受。但是我們要問：（1）人類是如何獲得這個結論的？研究方法是什么；

（2）接受這一觀點，需要一定的依據或證據。有什么證據能夠證明各種生物是通過進化形成的？

（3）為什么生物會不斷發展，原因是什么？即生物是怎樣進化的？

這是這節課我們將要討論的問題。

一、生物進化的證據：

科學家在研究生物進化時發現生物進化的歷程是：由簡單到復雜，由低等到高等，由水生到陸生。科學家是如何了解進化的歷程的？科學家又是怎樣知道地球是曾經生活過什么類型的生物？生物化石可以作為研究地球曾經生活過的生物的材料，通過化石了解生物進化的歷程。

我國宋朝的沈括在《夢溪筆談》中就談到他在太行山和其他地方看到的動物化石和植物化石。根據太行山山崖上的化石，沈括認為太行山曾經是海濱。

什么是化石？生物化石是指由于某種原因，埋藏在地層中的生物的遺體、遺物或生活痕跡。化石保留了古代生物原有的特點，所以被用來研究古代生物，它們可以直接或間接證明某種生物曾經在地球上生活過。

化石有很多種，有由生物體的堅硬部分形成的遺體化石，如骨骼化石、貝殼化石等；有保存植物葉片痕跡的印痕化石；還有遺跡、遺物化石等。

為什么化石能夠說明生物的進化？

地球的地層形成有早有晚，不同的地層中有不同的生物化石。根據存在于各個地層中的化石，可以判斷生物類型和生存的年代。對不同地層中的化石進行分析比較發現：

（1）最古老的地層中沒有化石。

（2）從大約39億年前的地層中開始發現生物化石。

（3）越古老的地層中，成為化石的生物越簡單、越低等，越晚形成的地層中成為化石的生物越復雜、越高等。

（4）古老的地層中水生生物的化石較多；晚形成的地層中陸生生物的化石較多。

討論：科學家的這些發現說明了什么問題？

【小結】（1）通過對化石的研究，我們得知原始地球是沒有生命的，生命經歷了從無到有的發展過程。（2）根據對化石的研究，我們知道了生物進化經歷了由簡單到復雜，由低等到高等，由水生到陸生的發展過程。

【提問】生物進化的原因是什么？是什么推動著生物向前發展？

二、生物進化的原因：

最先科學地解釋了生物進化的原因的是英國的博物學家達爾文。

討論：達爾文是怎樣提出科學的進化理論的？（根據學生讀過的閱讀材料進行討論）

（1）從小熱愛自然，喜歡觀察并不斷地提出問題。

（2）科學考察，發現許多與“上帝造物論”不一致的問題。

（3）觀察研究人工選擇。

（4）提出自然選擇理論。

對于來自各方面對進化學說的攻擊，達爾文持有什么態度？

1.人工選擇：

利用掛圖向學生介紹達爾文對飼養動物（家鴿和家雞）和栽培植物（甘藍）的研究工作。介紹時需要解釋什么是品種？品種是怎樣獲得的？

達爾文認為，在不同的飼養或栽培條件下，原始祖先產生了許多變異，人們根據各自的愛好對不同的變異個體進行選擇。經過若干年的選擇使所選擇的性狀積累加強，最后選育出不同的品種。

人工選擇是根據人類的需求和愛好，經過不斷的選擇形成生物新品種。

達爾文由人工選擇的實例聯想到自然界中各種生物物種的形成。在自然界中的生物進化，選擇作用是怎樣進行的？

2.自然選擇：

提出問題與學生討論自然選擇是怎樣進行的。

（l）自然界中大多數生物有很強的繁殖能力。

例：1株1年生的植物只產生兩粒種子，20年后會有多少后代？

大象壽命一般在100歲。一對大象一生可生6只小象， 740～750年后一對大象的后代可以達到1900萬頭。

這樣的現象稱為過度繁殖。

提問：過度繁殖會帶來什么問題？

（2）生物的生存需要一定的條件，即要保證生物必需的食物和生存的空間。生物生存的空間和食物是有限的。

提問：為了生存，生物在這個有限的生存條件下會出現什么現象？

生物之間為了獲得生存所需要的食物和空間而進行的斗爭，稱為生存競爭。

（3）生存競爭總有勝敗。什么類型的生物在生存競爭中容易取勝或者失敗呢？

實例：長頸鹿的進化。

（4）長頸鹿的進化過程中，誰在進行選擇？

小結：自然界中的生物，通過激烈的生存競爭，適應環境的生存下來，不適應環境的被淘汰，這就是自然選擇。適者生存，不適者被淘汰，所以目前在地球上生活的各種生物大多是適應環境的。自然界的環境有各種類型，不同類型的環境對生物的差異進行選擇，形成了適應不同環境的生物，同時，也產生了生物的多樣性。

提問：生物進化的歷程是否已經完成？如果還在進行，我們為什么不易發現生物的進化？

自然選擇的進程十分緩慢。生物界的豐富多彩是經過許多億年的選擇形成的。

【本課小結】根據人類已經得到的證據可以證明豐富多彩的生物界是通過不斷進化形成的。自然選擇學說能夠較合理的解釋生物進化的原因。但是關于生物的進化，到目前為止，還有許多問題不能作出合理的解釋，還需要人類不斷的研究探索，進行完善。