初中生物人教版（2024）八年级下册（2024）第三节 生物进化的原因优秀导学案

这是一份初中生物人教版（2024）八年级下册（2024）第三节 生物进化的原因优秀导学案，共7页。学案主要包含了情境导入，探究新知一，实验探究，探究新知二，课堂小结，随堂检测等内容，欢迎下载使用。
各位同学，大家好！上节课我们学习了生物进化的历程，知道了生物从简单到复杂、从水生到陆生进化总趋势。那大家有没有想过，推动生物进化的根本原因是什么？为什么有的物种能存活至今，而有的物种却走向灭绝？新的物种又是怎样形成的？今天，我们就带着这些问题，一起探索 “生物进化的原因”。
首先，请大家齐读本节课的学习目标：“1. 能概述自然选择学说的主要内容。2. 能运用自然选择学说，解释生物进化现象及原因。3. 通过‘模拟保护色的形成过程’实验，提升动手操作、数据分析和归纳总结的能力。4. 认同生物与环境相适应的观点，树立辩证唯物主义自然观。” 明确了目标，就让我们开启今天的探索之旅！
一、情境导入：海岛上的昆虫之谜
首先，我们来看一张图片（多媒体展示海岛上的昆虫）。大家观察图片，思考一个问题：在该海岛上，为什么无翅或残翅的昆虫特别多？（稍作停顿，等待学生回应）大家的猜测都很有道理，有的同学说可能是海岛风大，有翅的昆虫会被吹走；还有的同学说无翅昆虫更容易躲避敌害。那这些猜测是否正确呢？带着这个疑问，我们先思考三个更核心的问题：为什么进化过程中有些物种会灭绝？新物种是怎样形成的？推动生物进化的动力是什么？这三个问题就是我们今天要重点解决的。
二、探究新知一：分析生物进化的实例
（一）桦尺蛾体色变化的秘密
首先，我们来看一个经典的生物进化实例。请大家观看深、浅体色桦尺蛾数量变化的视频（多媒体播放），看完后我们一起讨论三个问题：第一，深、浅体色桦尺蛾数量变化的原因是什么？第二，若此地工厂关闭，环境恢复后，浅色桦尺蛾数量还会变多吗？第三，与树皮相近的体色有什么作用？（给学生 3 分钟观看视频并思考）
好，谁来分享一下你的看法？（邀请学生回答）非常精彩！我们总结一下：工业革命前，英国曼彻斯特地区的树干长满地衣，颜色较浅，这时浅色桦尺蛾不容易被鸟类发现，数量较多；工业革命后，工厂排放的煤烟杀死了地衣，树干变黑，深色桦尺蛾的体色与黑树干相近，不易被天敌发现，数量逐渐增多，而浅色桦尺蛾则容易被捕捉，数量减少。这说明环境的变化会影响生物的生存。
那如果工厂关闭，环境恢复，树干重新变浅，浅色桦尺蛾的数量会怎样呢？（引导学生回答）没错，浅色桦尺蛾会因为体色与环境匹配，不易被天敌发现，数量逐渐增多。而与树皮相近的体色，无论是浅色还是深色，都能帮助桦尺蛾躲避敌害，提高生存概率。这种与周围环境颜色相近的体色，就是我们接下来要学习的 “保护色”。
（二）保护色及适应环境的其他形式
请大家阅读课本 P64 实验・探究部分的第一自然段，找出保护色形成的优势。（给学生 2 分钟阅读时间）好，谁来分享一下？（邀请学生回答）非常准确！保护色的优势的是帮助生物捕食猎物和躲避敌害，让生物能更好地适应环境。
除了保护色，生物还有其他适应环境的形式。大家看多媒体展示的图片（箭毒蛙、竹节虫），箭毒蛙色彩鲜艳，这种鲜艳的颜色其实是在警告天敌 “我有毒，别靠近”，我们把这种颜色称为 “警戒色”；而竹节虫的形态和颜色与树枝非常相似，天敌很难发现它，这种适应形式称为 “拟态”。保护色、警戒色、拟态都是生物长期适应环境的结果，是自然选择的产物。
三、实验探究：模拟保护色的形成过程
为了更直观地理解保护色的形成过程，我们来做一个模拟实验。首先，明确实验的核心要素：
提出问题：动物的保护色是怎样形成的呢？
作出假设：根据我们刚才的分析，假设动物保护色的形成与周围环境有关。
制订计划：请大家阅读课本 P64-65 的制定计划内容，熟悉实验流程。简单来说，我们用不同颜色的小纸片模拟不同体色的动物个体，用彩纸模拟生物的生存环境，通过模拟捕食过程，统计每一代 “幸存者” 的数量，观察多代后纸片颜色的变化。
由于课堂上没有实物教具，我们结合多媒体展示的实验统计表格（第一代到第五代纸片开始数目和幸存者数）来分析实验结果。大家看表格，每一种颜色的纸片初始数目都是 20 张，代表初始种群中不同体色的个体数量相同。
现在，我们以小组为单位，讨论以下四个问题，5 分钟后我们请小组代表发言：
在第一代和第五代中，分别是哪种颜色的 “幸存者” 最多？这与作为背景的彩纸颜色有什么关系？
第一代和第二代之间 “幸存者” 的数目有什么变化？第一代和第五代之间又有什么变化？
到第五代时，是否所有颜色都有 “幸存者”？为什么？
在有的年份，雷鸟已经换上了白色 “冬装”，但迟迟没有下雪，这身 “冬装” 还能帮助雷鸟躲避敌害吗？这对你认识生物的适应性有什么启示？
（学生小组讨论，教师巡视指导）
好，时间到，哪个小组先来分享？（邀请小组代表发言）非常棒！我们总结一下实验结论：
第一代中，与背景彩纸颜色差异大的纸片 “幸存者” 可能较多（因为初始数量相同，随机捕食导致）；但到了第五代，与背景彩纸颜色相近的纸片 “幸存者” 最多。这是因为背景彩纸模拟的生存环境中，颜色相近的个体更难被 “捕食者” 发现，更容易存活并繁殖后代。
从第一代到第二代，“幸存者” 总数会减少，其中与背景颜色差异大的个体减少更明显；从第一代到第五代，“幸存者” 总数逐渐稳定在一定数量，且与背景颜色相近的个体占比越来越高，差异大的个体占比越来越低，甚至趋近于零。
到第五代时，与背景颜色差异极大的颜色可能没有 “幸存者”。因为这类个体更容易被 “捕食者” 捕捉，难以存活和繁殖，经过多代选择后逐渐被淘汰。
雷鸟换上白色 “冬装” 但未下雪时，白色羽毛会使其在非白色环境中变得显眼，无法躲避敌害。这说明生物的适应性是相对的，不是绝对的，当环境发生变化时，原本的适应特征可能会变成不利特征，而生物的适应是长期自然选择的结果，环境变化会影响生物的进化方向。
通过这个模拟实验，我们进一步证实了：动物保护色的形成是自然选择的结果，与周围环境密切相关。
四、探究新知二：自然选择学说
（一）自然选择学说的核心内容
刚才的实例和实验，其实都可以用达尔文的自然选择学说来解释。我们先来看一段资料：达尔文曾经以象为例研究生物的繁殖能力，如果一头雌象一生产崽 6 头，每头活到 100 岁且都能繁殖，750 年后一对象的后代能达到 1900 万头。大家思考，这种情况可能发生吗？为什么？（引导学生回答）没错，不可能发生。因为地球上的食物和空间是有限的，生物为了争夺资源，必然会发生斗争。
结合这段资料，请大家初步阅读课本 P66-67 的自然选择学说内容，解决以下五个问题：
生物繁殖能力如何？所有后代都和父母性状相同吗？
生物为何要生存斗争？
哪些个体被淘汰？哪些个体得以生存？
所有变异都是有利的吗？
试着概括达尔文的自然选择学说。
（给学生 5 分钟阅读思考时间）
好，谁来分享一下你的答案？（邀请学生回答，教师补充完善）非常好！我们总结自然选择学说的四个核心内容：
过度繁殖：生物的繁殖能力很强，能产生大量后代，这是生物进化的前提和基础。比如象的繁殖能力虽然不算特别强，但长期积累下来后代数量依然惊人，而细菌、昆虫的繁殖能力更强，能快速产生大量个体。
遗传变异：生物的后代虽然与父母相似，但总会存在一些差异，这就是变异。而且变异是不定向的，有的变异对生物生存有利，有的则不利。比如长颈鹿的祖先中，有的脖子长，有的脖子短，这就是不定向变异，遗传则会将这些变异传递给后代。
生存斗争：由于食物、空间等资源有限，生物之间、生物与环境之间会发生激烈的竞争，这就是生存斗争，是生物进化的动力。比如长颈鹿的祖先为了争夺高处的树叶，必然会发生斗争。
适者生存：在生存斗争中，具有有利变异的个体更容易存活下来并繁殖后代，将有利变异遗传给下一代；而具有不利变异的个体则容易被淘汰。这就是进化的结果。
这里大家要注意两个关键点：第一，变异是不定向的，但自然选择是定向的，环境只会选择适应它的个体；第二，生物的进化是自然选择的结果，而遗传变异是进化的内因，环境是进化的外因。
（二）用自然选择学说解释长颈鹿长颈的形成
我们用自然选择学说来具体解释长颈鹿长颈的形成过程：
过度繁殖：长颈鹿的祖先繁殖能力强，产生了大量后代；
遗传变异：后代中存在脖子长、脖子短等不定向变异；
生存斗争：当环境变化，地面的植物减少，长颈鹿的祖先需要争夺高处的树叶，脖子短的个体难以获取食物，生存压力大；
适者生存：脖子长的个体能吃到高处的树叶，更容易存活并繁殖后代，将长颈的有利变异遗传给下一代；
遗传积累：经过多代自然选择，长颈的变异被不断积累，最终形成了现代长颈鹿。
现在，我们来讨论一个关键问题：先有变异的个体，还是先有自然环境的选择？（引导学生回答）非常重要的结论！是先有变异的个体，后有自然环境的选择。比如长颈鹿的祖先中，先出现了长颈的变异个体，之后环境变化导致长颈成为有利变异，才被自然选择保留下来。如果没有先出现的变异，自然选择就没有选择的对象。
（三）对自然选择学说的质疑与拓展
科学理论是在不断质疑和完善中发展的。对于长颈鹿长颈形成的原因，有一些科学家提出了质疑，比如有的观点认为长颈鹿的长颈可能与求偶行为有关，而不仅仅是为了取食。这些观点合理吗？有没有从根本上否定自然选择学说？（引导学生回答）其实，这些观点并没有完全否定自然选择学说，反而揭示了自然选择的复杂性 —— 生物的进化可能受到多种环境因素的影响，而不是单一因素。这也推动了科学理论的不断进步。
另外，需要特别强调的是，自然选择学说适用于生物界的进化，但不适用于人类社会。人类社会的发展有其独特的社会规律、道德规范和法律制度，不能用 “适者生存、优胜劣汰” 的生物进化规律来解释人类社会的现象，这一点大家一定要明确。
五、课堂小结
好了，今天的主要内容我们就学习完了。现在我们一起来回顾一下：本节课我们通过桦尺蛾体色变化的实例，认识了保护色、警戒色、拟态等生物适应环境的形式；通过模拟实验，理解了保护色的形成是自然选择的结果；重点学习了达尔文自然选择学说的四个核心内容 —— 过度繁殖、遗传变异、生存斗争、适者生存，明确了生物进化的内因是遗传变异，外因是环境，自然选择是定向的，决定了生物进化的方向。
希望大家通过今天的学习，能认同生物与环境相适应的观点，树立辩证唯物主义自然观，同时学会运用自然选择学说解释身边的生物进化现象。
六、随堂检测
接下来我们进行当堂小练，检验一下大家的学习成果。请大家独立完成多媒体展示的题目，时间 10 分钟。（给学生 10 分钟做题时间）
好，时间到，我们来公布答案并讲解：
判断题：
（1）自然选择保留的变异一直都有利于该生物的生存。（×）解析：自然选择保留的变异是 “当时当地” 对生物生存有利的变异，当环境发生变化时，原本的有利变异可能变成不利变异，比如雷鸟的白色羽毛在无雪环境中反而不利。
（2）箭毒蛙色彩鲜艳但存活至今，不能用自然选择学说解释。（×）解析：箭毒蛙的鲜艳颜色是警戒色，警告天敌自己有毒，这是自然选择的结果，能有效躲避敌害，因此可以用自然选择学说解释。
选择题：青霉素使用后细菌耐药性增强，合理的解释是（C）解析：A 选项青霉素质量下降与耐药性无关；B 选项人类身体素质变化不影响细菌耐药性；C 选项细菌群体中原本就有耐药性变异个体，青霉素选择了这些个体存活繁殖，导致耐药性增强，符合自然选择学说；D 选项细菌不会主动产生耐药性，变异是在接触青霉素前就存在的。
分析说明题：
（1）实验结果：随着 DDT 施用时间的增加，耐 DDT 蚊子的比例从 4% 快速上升到 79%。解释：蚊子群体中原本就存在少数对 DDT 有耐药性的变异个体，在 DDT 的持续选择作用下，不耐药的蚊子被杀死，耐药蚊子存活并繁殖后代，经过多代选择，耐药蚊子的比例越来越高。
（2）世界各地都有耐 DDT 蚊子的原因：一是蚊子会随着人类活动或自身迁徙扩散到世界各地；二是 DDT 曾在全球广泛使用，不同地区的蚊子种群都经历了相似的自然选择过程，最终筛选出耐 DDT 的个体。
今天的课就上到这里，课后请大家完成课本 P67 的练习题，同时尝试用自然选择学说解释我们课前提出的 “海岛上无翅或残翅昆虫特别多” 的现象，下节课我们一起交流。下课！