《生物的进化2》教学反思（共12篇）
在教学里经常会遇到这种情况：学生之间存在很大的个体差异，有的对教材讲述的内容已经非常熟悉，有的则很陌生，有的则完全不感兴趣。在这样的课堂上要关注全体学生的感受是很不容易的。一般的情况下，对知识比较渊博的部分学生，邀请他们发言可以使这部分学生能够保持关注。
但有时也会出现相反的情况，因为学生的很多认识是模糊不清的，他虽然知道，但讲不明白甚至有错误，反而引起其他同学的反感。于是我尽量把同样的知识利用不同的教学方法进行。比如本节课讲“化石年代顺序”时用的标图比赛的方式。通过同学的动手活动，使已经具有这部分知识的同学积极参加竞赛，对这部分知识比较陌生的同学可以通过观摩来学习知识。我也经常会精心引进一些相关的课外知识(如本节课的“同源器官比较”、艾滋病教学中的“不回的艾滋病的人”等内容)，既保持了新鲜感，又达到了同样的教授知识和训练技能的效果。
关于拉马克的进化学说, 用提问的方式引导学生评说其要点内容和局限性, 然后由教师指出拉马克的进化学说是达尔文学说之前影响最大、最为系统的进化理论;达尔文的自然选择学说是本课教学的中心。现代生物进化理论是以自然选择学说为核心, 综合了生物学各学科的成就和多种生物进化因素建立起来的, 因此, 达尔文的自然选择学说是学生理解现代生物进化理论由来的关键。
设计思路:A.通过投影片段引入本课;B.学生通过自学掌握拉马克进化学说;C.投影录像, 并结合长颈鹿的进化探讨达尔文自然选择学说;D.自学并讨论达尔文自然选择学说的贡献和局限性。教师自制多媒体课件, 主要是播放与自然选择学说内容的资料及与课文相关的图片, 以激发学生兴趣, 增强感性认识, 并利用图文交替的形成使学生头脑中呈现出一个完整的生物进化过程。
二、教材分析 (教学内容和地位)
本章课程的核心是介绍现代生物进化理论。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课教学内容的基本脉络。本课内容包括:拉马克的进化学说、达尔文的自然选择学说和达尔文以后生物进化理论的发展, 其中重点是达尔文的自然选择学说。同时, 本节课通过现代进化理论的完善, 即从性状水平到基因水平、从个体到种群为生物进化的基本单位, 为下一节课学习种群基因频率的改变与生物进化提前埋下伏笔。
三、学情分析
学生在初中八年级下册学习过生物进化的有关内容, 知道达尔文的自然选择学说, 但是对于自然选择学说的要点已经遗忘, 而且对拉马克进化论、达尔文进化论的贡献及其局限性尚不了解。因此, 介绍生物进化理论的发展过程, 分析拉马克和达尔文进化理论的重要贡献与历史局限性, 有助于学生理解科学不是一个静态的体系, 而是一个不断发展的动态过程。
四、教学目标及重难点分析
根据对以上教材内容、学生情况的一系列分析, 考虑到本课内容知识层面较高, 而探究合作能力层面要求稍低, 因此本节课要在传授知识的同时, 让学生尝试自己进行科学探究的活动过程, 体会将所得到的知识应用到问题解决上的成功。
1. 教学目标 (1) 知识目标
(1) 举例说出达尔文之前, 人们是怎样看待生物进化的。
(2) 概述达尔文的自然选择学说的主要内容。
(3) 评述达尔文自然选择学说的贡献和局限性。
(2) 能力目标
(1) 通过对感性图文资料的学习, 培养学生的信息处理能力。
(2) 通过学生的探究活动解决问题, 运用生物进化观点解释一些生物现象, 培养学生知识迁移的能力。
(3) 情感态度与价值观目标
(1) 通过探究活动, 使学生形成生物进化的观点。
(2) 通过探讨生物进化观点对人们思想观念的影响, 培养学生辩证唯物主义观点。
2. 教学重难点
根据对教材内容、学生情况的分析以及教学目标的确定, 认为本节课的重点是通过怎样的探究活动, 让学生理解达尔文自然选择学说的主要内容, 并在此基础上分析生物进化的原因, 从而认识到该学说的贡献;而难点在于如何理解达尔文自然选择学说的局限性。
五、教学媒体选择
达尔文自然选择学说的内容涉及很多自然科学的发现及总结, 因此本节课将结合课本中的图片以及其他的相关资料, 采用PPT制作课件给学生提供一个学习的平台, 进行探究教学。
六、教法和学法的设计
生物学课程标准倡导的教学理念是面向全体学生, 培养学生的生物科学素养, 倡导探究性学习。根据以上的教学理念, 结合以上对教材内容和学生情况的分析, 确定如下的教法和学法。
1. 教法设计
以自主性和探究性为学生学习的基本方法, 培养学生自主学习的能力。本节课将采用“自主学习———分组探究———讨论总结”的教学模式, 以多媒体为教学手段, 通过展示资料和图片, 引导学生合作讨论各生物进化理论的进步性和局限性, 并且进行归纳与总结, 让学生形成相关的概念图。
该教学模式的基本程序为:情境引入———自主学习———合作讨论———再次分组探究———概念图总结———课后反馈。
2. 学法设计
现代教学思想特别强调注重学生的主体作用, 重视学生的学习方法, 因为教学的目的不仅要让学生学会, 而且要让学生由学会变为会学。本节课引导学生掌握和运用“作讨论———分组探究”学习方法, 让学生通过对有关资料、图片的观察与讨论, 形成各种不同认识交流和争论的局面, 以激发学生的思维火花, 在学习过程的交锋中取长补短、相互矫正。
七、教学过程设计
1. 创设情境, 以问题导入新课
教师利用课件, 展示由单细胞生物到人的生物进化过程的图片, 并且让学生根据已有的知识, 说说现在地球上现有的200多万种生物是怎样形成的。通过这个问题情境的创设, 激发学生强烈的求知欲, 从而引导学生思考“这些生物到底是怎样演变的呢”, 激起了学生主动探究的热情, 而这个问题就是本节课所学的主要内容。
2. 问题探究
生物进化的理论是由谁首先提出来的?
(1) 拉马克的进化学说
(1) 屏幕展示拉马克的人物及介绍, 并看书思考以下问题:拉马克进化学说的主要内容和意义是什么?生物进化的主要原因是什么?该理论有没有局限性?
教师通过这一系列的问题串, 让学生带着问题去学习和思考, 自主阅读课本, 总结拉马克进化学说的内容和意义;关于拉马克进化学说的局限性, 对于学生来说相对稍微难了一些, 可由学生分组讨论交流, 最后总结。
(2) 举例说明此观点。
课件展示长颈鹿, 设置问题:如何利用拉马克的观点解释长颈鹿为什么脖子长?
通过这个问题, 培养学生整合信息、应用知识的能力。
(3) 相关练习。
下列表述中哪一项不是拉马克的观点 () 。
(A) 生物的种类是随着时间的推移而变化的;
(B) 生物的种类从古到今是一样的;
(C) 环境的变化使生物出现新的性状, 并且将这些性状遗传给后代;
(D) 生物的某一器官发达与否取决于用与不用。
通过相关练习, 使学生进一步理解拉马克的进化理论。
【链接】拉马克的进化论提出以后, 并没有引起社会的重视。就连达尔文在开始他著名的5年航海旅程时, 也还认为物种是不变, 而且都是神创造的。后来, 他又通过大量观察和思考提出了“自然选择学说”。
(2) 达尔文的自然选择学说
屏幕展示达尔文的图像, 航海途径以及有关达尔文相关内容。
播放四段关于自然选择学说的录像, 诱导学生思考观察, 并提出以下相关的问题。
(1) 每一段录像说明了自然选择学说的什么内容?
(2) 哪项内容是生物生存的条件?哪项内容是生物生存的手段、动力?哪项内容是生物生存的基础、内因?哪项内容是生物生存的结果?
(3) 生存斗争中包括几方面?哪种最为剧烈?
通过录像形象而直接地阐述达尔文自然选择学说的内容:过渡繁殖、生存斗争、遗传变异、适者生存。其中过渡繁殖是生物生存的条件, 生存斗争是生物生存的手段、动力, 遗传变异为基础, 适者生存为生物生存的结果。四个内容环环相扣, 学生易懂而又印象深刻, 使本来枯燥无味的内容变得丰富多彩, 把理性知识通过感性认识来潜移默化。
3. 合作讨论, 分组探究 (1) 观点比较
教师运用课件再次展示远古长颈鹿和现代长颈鹿的对比照片, 并设置问题:利用达尔文的自然选择学说的观点解释长颈鹿为什么脖子长?
相同的问题、不同的学说给予不同的解释, 教师引导学生通过比较, 为下面拉马克与达尔文两者观点的比较作铺垫。
教师最后通过课件的形式展现长颈鹿的进化过程, 并通过对课本中图示的达尔文自然选择学说的解释模型, 引导学生学会利用自然选择学说解释一些生物现象, 使课本的知识得以迁移运用。
教师再次设置思考讨论题:达尔文的自然选择学说是否否定了拉马克的观念呢?如何评价达尔文的自然选择学说? (贡献和局限性)
教师采用这样的教学方式让学生学会独立思考, 并学会从课本提炼知识、归纳知识, 懂得生物进化理论的发展不是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。
【链接】达尔文提出自然选择学说已经过去100多年, 在这100多年期间, 生物科学得到了飞速的发展。那么, 现在生物进化理论又对达尔文的自然选择学说进行了哪些修改呢?
(2) 达尔文以后进化理论的发展
问题:现在生物进化理论对达尔文的自然选择学说进行了哪些修改呢?
本知识点内容很少, 所以, 教师可以通过一个问题引导学生看书, 相互讨论得出答案。接着, 教师加以点拨, 为第二节课教学现代生物进化理论的主要内容做好铺垫。
4. 概括总结
教师通过课件的形式, 将这节课的基本框架展现到屏幕上, 让学生在头脑中建构出本节课学习的思路框架, 尤其是拉马克———用进废退;达尔文———物竞天择、适者生存等概括性语言不可缺少。然后, 教师拿出5分钟左右的时间, 让学生消化回顾, 最终达到当堂的知识当堂巩固的目的。
5. 反馈运用
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
教师总结：由于未污染区树干接近白色，灰色桦尺娥不易被天敌发现能够大量繁殖，黑色的桦尺娥在白色的树干上容易被天敌发现而数量少。因此，环境的不同造成了不同的桦尺娥生存的数量不同。
6.7狗的进化
教师活动：出示不同品种的狗的图片
教师提问：狗是怎样进化成不同的品种的如宠物狗、导盲犬和警犬？狗的进化和桦尺蛾黑化原因有何不同？
学生活动：思考讨论回答
教师活动：画图比较狗的进化和桦尺娥黑化的不同
生物的种类内因外因目的
桦尺娥遗传和变异自然选择适应环境的改变
狗遗传和变异人工选择满足人类的需求
6.8其他进化学说
教师活动：播放视频资料。以羚羊和猎豹的例子说明协同进化学说，以人的DNA和猩猩DNA相似度高说明分子进化论的内容。强调没有一种学说可完整解释生物的进化，生物的进化的原因依旧在探求。
学生活动：理解不同进化学说的内容及关系。
参考文献
[1].吴兰兰 “生物进化的原因”一节教学设计.生物学教学[J].2013（1）
满意之一：引言达到了效果。
播放影像，请同学们欣赏一段大自然风光，创设问题情境，通过丰富多彩、神奇的动、植物画面使学生产生了强烈的视觉效应，不仅给学生以美的享受，同时真正能引发学生思考：形形色色的生物是如何由最初的原始生命演变而来的。从心底激发了学生的好奇心，探究欲望，引出探究主题。以往本节的引课，要么复习问题引入，要么用苍白、乏味语言引入，或者用一些图片引入，与此相比，我感觉本课引言的影像找的恰当，用此引入可以说达到了最佳效果。
满意之二：以恰当的手段突破难点。
关于生物进化的大致历程，此处是难点，难就难在涉及的内容都是以前学习的动、植物类群知识，大多数学生基本遗忘。以往此处都是采用教师引导学生回顾旧知来完成，牵着学生走，教师说的多，学生被动听，费时，知识也枯燥，课堂会很沉闷，效果不好。本课此处我采用了利用进化树拼图竞赛形式，精心设置了问题、要求，小组合作完成。事先精心准备了动、植物卡片，完整进化树框架，要求学生分无脊椎动物、脊椎动物、植物三组前台展示，下边的同学也以小纸条的形式合作拼图，而且给每组同学都发了旧知链接，辅助学生从旧知中获取新知，在此过程中，既给学生独立思考自主学习的机会，又充分体现了小组合作学习，发挥集体智慧突破难点，省时高效，较理想地实现了知识、技能目标。学生们积极主动参与，拼图游戏让所有学生动起来，扩大了参与面，让学生在动中、玩中领悟进化历程、总结进化趋势，使知识活起来，不枯燥，收到了良好的效果。
满意之三：结论不前置。
最初领悟四步教学法的自主学习部分：即凡是学生在书中能找到答案的知识点均以问题形式放在自主学习部分，那么本课生物进化的总趋势结论学生在书中可一目了然，但并不明白、理解，所以我并没有将此放在自学提纲中，而是放在了探究问题之后，设置问题，让学生通过上边的探究游戏来总结得出这个结论，这样水到渠成，结论不前置。既符合学生的`认知规律，也体现了知识的递进、生成过程，培养了学生分析总结概括能力，知识技能双丰收。
再满意、再完美的课堂也会有瑕疵，本课感觉设计的很好，但由于本人能力、素质有限，演绎上仍有欠缺。
语言不精，不相信学生，叮嘱、强调的语言太多，今后小组讨论探究问题及要求明确之后，就无需再强调。
辅助教具：化石标本太小，后边的学生看不清，今后可以让学生传递一下，让每位学生都能亲眼看到化石上的遗迹，还可以以大组为单位发下去，辅助学生讨论，这样更能增加学生学习生物学的兴趣。
一．教学目标：
１． 列举古生物学化石方面的证据说明生物是进化的； ２． 简述达尔文的自然选择学说的主要内容； ３． 形成生物进化的基本观点。
二．教学重难点：
４． 生物化石的形成过程和化石记录的生物进化趋势； ５． 地球上各类动物、植物和微生物出现的先后顺序；
６． 达尔文提出自然选择学说的过程和自然选择学说的主要内容。
三．课时安排：3课时 四．教学过程：
第一课时
《一》、创设情景，引入新课
【导入】：原始生命是简单的。原始生命又是怎样发展为复杂的丰富多彩的生物界的？ ――通过生物进化
与原始生命起源一样，生物进化的历程也是极其漫长的过程。现在地球上的丰富多彩的生物界是经过漫长的历程逐渐进化形成的。科学家是如何了解进化的历程的？科学家又是怎样知道地球是曾经生活过什么类型的生物？生物化石可以作为研究地球曾经生活过的生物的材料，通过化石了解生物进化的历程。《二》、化石的概念贺形成过程 【教师活动】：知道学生看书并提问
（1）
什么是化石？——化石是指保存在地层中的古代生物的遗体、遗物或遗迹。
（2）
化石是如何形成的？——生物化石的形成是生物的遗体、遗物或生活痕迹，由于某种原因被埋藏在地层中，经过若干万年的复杂变化而形成的。
化石保留了古代生物原有的特点，所以被用来研究古代生物，它们可以直接或间接证明某种生物曾经在地球上生活过。《三》、化石记录的生物进化趋势
用心
爱心
专心 【学生活动】：观察化石图片并讨论
（1）通过对化石的研究，我们得知原始地球是没有生命的，生命经历了从无到有的发展过程。
（2）根据对化石的研究，我们知道了生物进化的总趋势——由简单到复杂，由低等到高等，由水生到陆生的发展过程。
【教师活动】：展示始祖鸟的图片,引导学生进行概述
【学生总结】：始祖鸟的特征既像古代的爬行动物，又像现代的鸟类，说明了鸟类起源于古代的爬行动物。
总结本节课所学的知识
用心
爱心
——《现代生物进化理论》教学设计
课程分析：
本章课程的核心是介绍现代生物进化理论。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。还有“生物进化”这各部分的教学内容增加了新内容，有些比较难，要求比较高。从生物学的发展历史上说，有几个伟大的事件，包括细胞学说的建立、进化论以及从孟德尔开始直至上世纪后期分子水平上遗传学的发展三大问题，我们这个模块就涉及了其中两个方面。因此从科学史的角度上看，我们也应该重视这个内容。
课时计划：
采用互动式教学模式，用两课时完成。以教师提供讨论素材，组织引导学生讨论、活动，最后由师生共同总结的形式进行。
第一课时
教学目标：
1、理解拉马克的进化理论和达尔文的自然选择学说的主要内容；
2、认识生物进化理论的发展；能运用达尔文进化论解释一些生物现象；
3、探讨生物进化观点对人类思想观念的影响。教学思路
第一阶段：利用突变频率对群体中突变个体数量进行计算，促使学生理解基因突变和基因重组所形成的新性状在群体中出现的原因和过程。这些不定向的变异，为生物进化提供了原始的选择材料。
第二阶段：通过学习基因频率的计算方法，理解为什么说“种群是进化的基本单位”。在这一阶段里由教师讲授基因频率的计算方法，并做相应的巩固练习。帮助学生理解：自然环境是怎样选择保留了具有有利性状的群体，而不是具有有利性状的个体。
难点突破：
难点1: 基因频率的统计、计算。
通过交待基因库的概念，引出基因频率的调查、计算。
“一个种群的全部个体所含有的全部基因，叫做这个种群的基因库。但是不可能逐一去测定这个种群每个个体的基因。因此，只能抽取种群中一小部分个体进行测定和计算。这一小部分个体的抽取应该是不附带任何条件的——随机抽取。只有在这样的前提条件下，小样本才能反应大群体的情况。
例如：在一个有50名学生的班级里，有7名姓王的同学。我们可以说：这个班级中姓王的同学占14%。因为在编班时姓氏不是分在哪一个班的条件，所以我们也可以说，全年级、以至于全校姓王的同学大约占14%。当然，当你具体去调查第二个班时可能会发现姓王同学的人数高于这个数值；而第三个班又可能低于这个数值。可能当你调查了全年级的人数时，所得到的数值才会比较接近全校的数值。这就是说，在做抽样调查时，要注意抽取的小样本既不能太大、也不能太小。太大不利于测查、太小不能反应大群体的特征。
种群基因频率的调查与此相似。在抽样调查时，随机抽取种群中的若干个体，形成小样本。然后逐一测查样本中每个个体的基因型，最后计算出基因频率。对于二倍体生物而言，每个个体都会含有与调查有关的两个基因，在计算时要考虑到二倍数的关系。”
为了配合这一部分内容的讲解，教师应在备课时准备好两个相似的题目，一个作例题，另一个留给学生做巩固练习。
难点2：“群体中突变基因数的计算”是一个看似不难的难点。这是因为教师在教学过程中要注意明确一些基本情况、明确每个数字的单位和含义，不能只要速度，不要效果。
首先，对课文中“生物自发突变的频率很低，而且一般对生物体是有害的，„„”这句话要讲透。生物体是由细胞构成的，每个个体的每一个细胞中都有成千上万个基因，但是只有能够进行分裂的细胞才有可能发生基因突变，并不是一个生物体的全部细胞都会发生基因突变。只有发生在原始生殖细胞中的基因突变才会传递给后代，传递给后代的基因突变才会为自然选择提供原始的选择材料。如果每一个基因发生突变的可能性是十万分之一的话，在一个原始生殖细胞中发生基因突变的可能是：2×104×10-5=20%。如果一个个体只产生一个配子，对一个约有108个个体的中等大小的种群来说，假设雌雄比是1:1，假设全部配子都结合成合子，假设全部合子都能顺利发育为成体，这个种群在一个繁殖季节中可能产生带有突变基因的后代是：20%×108÷2=107。
因为基因有显性、隐性之分，所以这些后代的变异基因并不一定能表现出来。突变的隐性基因还需要经过若干代才会表现出来。只有明确计算的过程和假设的条件，学生才能真正理解这些计算的确切含义，从而真正理解基因突变如何为自然选择提供原始的选择材料。
总结提高：
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.
生物进化是自然界最基本的事实之一,是特殊的生物运动形式。达尔文对生物进化的揭示,不仅否认了地球上人的特殊中心地位,而且也否定了“上帝造人”的功绩,从而奠定了一种具有深刻意义上的思想变革,科学史上一般称之为“达尔文革命”。然而,自进化论产生以来,不论是生物进化本身还是达尔文的自然选择学说,都广泛地引起人们的思考与争论。
一、 生物进化中的渐变与骤变
中国著名生物学家陈世骧指出:“进化是渐进过程,又是跃进过程,在漫长的生命历史中,曾有许多重大创新,表现为巨大的跃进。例如,从非细胞形态到细胞形态,从异养到自养、从厌养到需养、从无性到有性、从原核生物到真核生物、从单细胞生物到多细胞生物等等,都是生命史上的巨大的跃进,没有这些跃进,进化在一定的阶段就会停滞不前。
与渐变、骤变相连的另一对立学说是常规灭绝与突灭。生物的灭亡有两种,一种是达尔文主张的,渐变的新种取代了老物种,称之为常规灭绝,一种是实变论者主张的,在较短时间内生物整体性大灭绝。如,大约2.45亿年前的二叠纪,海洋中90%以上的动物种和半数以上的科一同灭绝,约6500万年前的白垩纪末期,爬行动物及不少动植物都灭绝了等。20世纪以来,地球上的生物灭绝的速度以上升到每天四个(有的人认为是十几个)物种以上,从生物进化史上来看,也应是一种新的大灭绝时期。它们显示的都在大灾难面前,生物突发性的灭绝和产生。
渐变与骤变、常规灭绝与突变都是自然届物种产生和灭绝的方式,这些对立的学说各有其合理性,因为物种的灭绝确实存在着两种方式,而物种的产生又确实是稳定遗传和变异选择相结合的,这些学说是从不同的侧面反映了生物届物种的产生和灭绝的事实。
遗传学的研究也为渐变和骤变之争提供了新的证据。达尔文不清楚生物遗传和变异的原因,他提出的自然选择学说无法解释遗传学说的机制,达尔文说变异是微小的或难以察觉的,变异并不是一下子就出现,所以进化是渐变的。达尔文以后的遗传学的研究对此提出了明显的挑战。基因学说的建立者摩尔根主张,变异是小而突变的,个体中的连续变异大量是不遗传的,他所强调的是,孟德尔比率和明显“颗粒遗传”的非连续变异的作用。现代遗传学的研究也表明,大多数情况下,进化确实有渐变特征,但自然界的多倍体现象使生物的变化呈现出明显的倍增变化却是渐变无法解释的,基因的变化并没有方向性和连续性,生物个体在一生中受环境影响直接使个体的基因型朝着适应环境变化的证据是不存在的。
二、 生物进化中的必然与偶然
基因组的研究表明,人类产生语言中枢纯属偶然的意外,大约600万年前,一类猿猴的相关染色体上的两个基因发生了变异,使它的后代意外的有了语言活动能力,所以人类是幸运的、意外的获得了使思维迅速发展的语言中枢。相应的基因突变后,人类大脑边层上语言中枢的产生和发展也就成了必然,人类的思维和认识得以提升也是必然的。
在生命的发展和进化过程中都存在着一定条件下由极偶然事件向极严格规律的转化,或者说,由极大偶然性向严格必然性的转化。生物进化就是一种极大偶然性与各种必然性的高度的统一。在外部干扰和内部变化占支配作用的时候,偶然性决定了事物发展变化的前途和方向,成为必然性的基础和源泉,而必然性则表现为偶然性的放大、选择和延伸。
三、 自然选择和人工选择
自然界的生物无不经受着残酷的自然选择,所谓适者生存,不适者淘汰。一条鱼产无数的卵,但最后能发育成熟的子鱼的数量非常之少,其余的要么是没有发育即死亡,要么在发育过程中变成了其它动物的食饵,即“弱肉强食”。
大量考古及人类学的研究表明,即便在奴隶制社会,人类的平均寿命也是很低的,相当数量的人在到达生殖年龄之前即死亡或尚未得到配偶便结束了一生。从生物学上讲,既便只有少许遗传缺陷,恐怕很难生存,一旦表现异常,大多马上被除掉。大部分身强智广的人,在一夫多妻制度下会留下许多孩子,而体力智力比较差的人即便生存下来,也大多没有结婚的机会,缺陷者携带的基因就永远消失,优生劣汰的原则完全毫不留情地抑制了不良基因的增加,对个体虽然是残酷的,但保证了种族在生存斗争中处于整体有利的竞争地位。
人类的爱心和社会性机制使人类必须去改善福利以满足老弱病残的需要,甚至使有缺陷者受到比正常人更优厚的保护和资助,而医学和科学的进步已能成功地把遗传性缺陷治疗得近于正常,这些措施本身是受人们欢迎的,任何人也不会反对,但是,本应从群体中淘汰的不健康基因今后却要传递给下代,使后代遗传病的出现概率增加。这种由于人工的社会性选择或自然选择的缓和保留积累的“有害基因”会明显加重我们的子孙的负担。因此,不论是人工选择的偏向还是自然选择压力的缓和,带给人类的长久影响都是应该被重新认识的。
色盲是一种遗传病,一般男性患病多余女性,在未开化的种族中患者非常多,因为有色盲的人难以发现绿叶下覆盖的红色苹果,可能得不到食物而饿死,也可能经常食用未成熟的果实,把胃肠弄坏,还可能误食毒蕈(毒菇子一般颜色鲜艳)而中毒。由于分辨潜藏在原始森林中黄色猛兽毛色的能力差,稍一延误就会惨遭杀身之祸。自然选择的结果使人类中的色盲基因逐步淘汰,保持着极低的携带率(正常基因发生突变,不断产生新的色盲基因补充淘汰的基因而使基因频率大体维持在低平均水平)。
从统计上也表明,斐济岛人、印第安人及非洲里人、爱斯基摩人男性色盲的频率远在3%以下,而欧美白人,亚洲城市居民中的比率是7%以上。
在现代,交通事故是造成死亡的重要原因,而容易发生交通事故的交通机构一般不会录用色盲人员作为现场工作人员,因此,可以设想,交通事故中死亡者中色盲异常的比例要稍低于群体,所以色盲今后将有继续增加的倾向。
同样地,现代医学正成功地用手术等方法治疗先天畸形,使其外貌和机能接近正常人,因而畸形儿也有了和正常人同等的结婚机会。人类是极少几种由突变而不能合成维生素c的生物之一。食品和物的丰富,使人类可以容易获得维生素c,不知不觉中弥补了因不能合成维生素c而产生的坏血病缺陷。另外,婴儿早期死亡率的下降也使有害基因的积累逐步加大。所以医学能挽救现代的遗传病患者,又在不断制造未来的遗传病患者,这也就是为什么社会越进步,遗传病等疾病的发病率越来越高的原因之一。
总之,从整体上来看,对人类的自然选择的压力在逐渐变得缓和,而人类由于自身变化价值方面的要求,人工选择保留的性状类型不一定对人类的生存和发展是有利的,也就是说,人类后代的负担不可避免地有一定程度的增加,这也是人类留给自然界的一种作为,另一方面,人类的人工选择作用于人类周围的一些动植物,使它们朝着对人类有利的方向发展,而留给这些动植物乃至整个生物届的也可能是一种人为灾难。
参考文献:
[1]木材资森编.人类遗传学看人类的未来[M].科学出版社,1985第一版
一、教学设计思路
本节课是对生物进化历程的简介，并总结了生物进化的总趋势。生物进化的历程极其漫长而复杂。因此，在进行教学时，教师要把握好教学目标，不要增加知识的深度。
本章内容安排在生物的生殖和发育以及生物的遗传和变异之后，从知识的角度看，前面两章的内容是本章的基础，本章的内容是前两章的延续。三节教材内容的呈现顺序，是遵循学生的认知规律来安排的。
本章共分三节，第一节《地球上生命的起源》，介绍了地球上原本没有生命，后来才逐渐形成了原始生命的过程。同时还提出了两种不同的观点，以引起学生的讨论，具有一定的开放性，有助于培养学生的批判性思维。地球上生命的起源，教材中除了介绍传统的“化学起源说”的基本观点外，还介绍了“宇生说”的基本观点。这对于培养学生的开放性和发散性思维都是有帮助的。
课本主要设计了两个“探究竟”的活动。第一个活动是锻炼学生运用对比方法分析问题的能力。通过对“探究竟1”三个材料的分析，可以得出“古老地层中的生物比较简单和低等，新近地层中的生物比较复杂和高等，生物存在着进化的过程”这一结论。在教学过程中，教师可以提供一些相关的图片，如恐龙的图片、始祖鸟化石的图片、始祖鸟复原图和现代鸟的对比图等。第二个活动可以提高学生的综合能力和把握规律的能力。通过对“探究竟2”的图片进行分析，学生会得到生物进化由简单到复杂，由低等到高等，由水生到陆生的进化趋势。学生分析之后，教师根据时间可设计一个小活动(比如：用事先准备好的“生物进化历程”拼图，组织学生分小组完成拼图，看谁快。)
在课程中，教师可笼统的对化石的形成过程和不同地层的生物化石对当时物种的反应情况进行讲解。将地层比成书页，将化石比成文字是一种非常形象地比喻，教师可在黑板上用示意图表示。
二、教学目标
(一)知识目标
1.举例说出生物进化的主要证据——化石。
2.概述生物进化的主要历程，形成生物进化的观点。
(二)能力目标
1.通过对化石的观察，比较和分析，培养学生的观察能力，研究问题，解决问题的能力。
2.培养应用已有知识，对问题的答案提出科学设想的能力
(三)情感目标
1.讨论马的进化过程，从中培养学生实事求是的科学态度和探索真知的热情。
2.通过对生物进化历程的学习，激励学生保护生命，热爱生物圈，形成生物圈是一个大家庭的观点。
三、教学重点
1.说出生物进化的证据。
2.描述生物进化的主要历程。
四、教学难点
通过完成进化树，概述生物进化的主要历程。
五、教学方法设计
1.教学方法 ：启发式、小组探究、谈话式。
2.学法指导 ： 思考、自主学习、合作探究。
六、教学设计
(一)设计思路
设疑导入→自主阅读→分组讨论→比较分析→游戏→总结归纳→达标测试→拓展提高
(二)设计依据
提高生物科学素养 面向全体学生
倡导探究性学习注重合作学习
(三)设计方案
我的设计思路：
1、创设情境导入新课。展示名侦探柯南的动画片中的一个场景，让学生推测并说出证据，强调证据和逻辑的运用是进行科学探究所必须具备的本领，并导入新课：根据一些实验证据，你能对生命的起源进行推测吗?这样导入既激发学生的求知欲望，又让学生明白方法的重要性。
2、根据课前收集的资料，小组合作进行讨论。
(1)地球上的生命是怎样起源的?
(2)你收集到哪些观点?有什么证据，你觉的证据充足吗?
(3)教材中介绍了哪些观点?
学生小组讨论后，全班交流，师生补充，得出结论。这样设计可提高学生收集、查阅资料能力、语言组织表达能力，利用学生的好奇心来获取知识。这个设计旨在培养学生的技能。
3、展示斯巴兰让尼的实验，让学生作出推测;接着展示巴斯德的实验，让学生作出推测。问题：说出一个证据，让大家来进行推测。这个设计旨在培养学生的技能。
第二节《生物进化的历程》，引导学生学习研究生物进化的基本方法，即比较的方法，以及生物进化的大致历程。强调了比较的研究方法在研究生物进化时的重要作用，以及对证据进行评价的方法等。
我的设计思路：
1、创设情境导入：“留连戏蝶时时舞，自在娇莺恰恰啼”，多美的`自然景象，那么这些生物究竟怎样由地球上最初的原始生命演变而来呢?诗词引入激发学生探究欲望。
2、展示恐龙化石、湖泊里的昆虫、三叶虫化石图片，引出研究生物进化的方法。
问题：
1)、生物进化的历程是漫长的，那么科学家是怎么研究生命进化历程的呢?他们采用什么方法呢?
2)、课本讨论题。
3)、通过资料一你能推测出生物进化的什么规律?
3、小组合作，分析资料，解决问题。全班交流，师生总结得出结论。
4、生物进化的规律总结之后，生物进化大致历程教师可以课前准备生物进化树的外形(一个大的，数个小的，小的每组一个)、各种生物类别卡片。让学生自己尝试把卡片挂在进化树上，交流，师生共同总结。教具直观，学生参与，亲自体验。
5、播放《侏罗纪公园》片段，提出问题：恐龙究竟为什么会灭绝呢?分组进行评价证据与假说。训练学生思维，扩大学生知识面，促进学习积极性。
第三节《生物进化的原因》，通过探究活动，让学生分析生物进化的原因，并简单介绍了达尔文的自然选择学说。这节设计探究“模拟保护色的形成过程”，就是让学生通过探究活动，去理解生物对环境的适应，进而形成自然选择这一生物进化的基本观点。生物进化一直是，教学的重点知识、核心知识，让学生形成生物进化理论的落脚点，使我们教学过程中应该重视的。
我的设计思路：
1、展示渡渡鸟和大榕树的故事，提出问题：为什么渡渡鸟灭绝了大榕树也随之灭绝?在漫长的进化过程中为什么很多生物种类都会绝灭呢?新的生物种类是怎样形成的呢?推动生物进化的原因是什么呢?以问题串的形式导入激发学生探求生物进化的原因。
2、展示始祖鸟和现代鸟的图片，让学生对这两张图片中的生物以及生活环境进行比较观察，学生通过比较观察发现，两者形态、结构有巨大差异，同时生活环境也有很大差异。
提出问题：你认为生物进化的原因是什么?
学生分析，教师引导，得出结论：生物首先是存在着微小的变异的，当环境发生改变的时候，有利的变异个体，也就是适应环境的变异个体，就生存下来，而生存下来的这些个体再经过逐代的一年一年的生存繁衍过来，这种有利变异就得到积累，最终进化成一个新的物种。这样学生就明白了生物到底是如何进化的。
展示：曼彻斯特地区的桦尺蠖案例，提问：你能解释桦尺蠖体色变化的原因吗?如果人们要使英国曼彻斯特地区的浅色桦尺蠖恢复为常见类型，你认为该怎么做?(注意对学生进行环保教育)那么用什么方法来验证你的推测呢?导入：模拟保护色的形成过程。
3、展示：冬天和夏天的雷鸟，不同环境中的蛙，提问：体色对于生物有什么意义?什么是保护色?动物的保护色是怎样形成的呢?
小组合作，教师提出要求，小组活动，记录数据，分析结果，沟通交流，得出结论：自然选择形成适应的多样性。导入：自然选择是怎么回事?
4、展示课后小故事，(让学生理解自然选择学说的形成是达尔文尊重客观事实，热爱科学，献身科学的结果，与他的勤奋努力和细心观察是分不开的，加强情感教育)过度繁殖可以让学生计算数据，生存斗争可以让学生回忆动物的社会行为。展示长颈鹿的进化示意图，为什么原来脖子很短变成很长，学生当然很快就能做出解释，因为他们理解了达尔文的进化理论---自然界中的生物，经过激烈的生存斗争，适应者生存下来，不适应者被淘汰掉，这就是自然选择。
问题：归纳一下生物是怎样进化的?--通过遗传、变异和自然选择，生物不断进化。(形成观点。)
生物进化的内容比较复杂，还有相当多的内容是人们关注和争论的焦点，因此，不过分注重于知识的传授，而应把建构生物进化的基本观点作为重点，在促进学生形成运用证据进行研究和判断的思维方式的培养上下功夫。
(四)、师生交流本节课的收获，质疑、释疑。
1、你了解了吗?生物进化的原因
2、你会阐述吗?
用自然选择学说解释长颈鹿的进化过程
3、你认识到了吗?通过生物进化的过程，认识到保护环境的重要性了吗 ?
板书设计
一、生物进化的原因
内因：可遗传的变异
外因：环境的变化
二、自然选择：
1、概念：适者生存，不适应者被淘汰。
通过资料分析和模拟探究保护色形成的过程，使学生能从感性上升到
理性的层面上去分析生物进化的原因。
一、教学准备：
学生：学生分成10个小组，搜集有关的保护色、警戒色、拟态等与环境相适应的各种形态特征和生理结构的图片或文本资料。
教师：准备实验材料;搜集资料制作多媒体。
教学环境：网络教室
二、教学过程：
1、问题引入，启发思考
教师出示“恐龙灭绝”，“各品种鸡的形成”和“生物进化树”三组图片，同时提出问题：在漫长的生物进化过程中，为什么有些生物种类会绝灭?新的生物种类又是怎样产生的呢?推动生物不断进化的原因是什么呢?三个问题的提出，给学生以思维的冲击和震动，要求学生用1分钟时间思考问题，让他们就自己已有的知识贮量在脑海里形成雏形的解释，但并不要求即时做出回答，从而激起学生的学习欲望。顺势导入新课。
2、桦尺蠖工业黑化的原因
教师指导学生自主阅读桦尺蠖的工业黑化事例，分析科学家的仿真实验结果，并提出问题：为什么1后深色桦尺蠖变成了常见类型，而浅色的桦尺蠖却成了少数?让学生带着问题阅读、分析，之后就问题进行讨论交流。教师对学生的解释作出及时的评价和归纳。为以下的内容学习作好铺垫。
3、“保护色”的概念学习
在了解了“桦尺蠖工业黑化的原因”后，让学生观察“冬雷鸟”、“夏雷鸟”和“几种不同环境中的蛙”等具有保护色的动物图片。引导学生归纳出保护色的概念及意义。然后指导学生阅读保护色的仿生应用的拓展资料：军舰的色彩与斑马身上漂亮而雅致的条纹;迷彩服与蝴蝶的迷人色彩;人造卫星的控温系统百叶窗样式与蝴蝶身上的鳞片。接着引导学生列举相关的仿生例子。使学生认识到保护色不仅有利于动物避敌和觅食，还能启迪我们人类的智慧，造福人类社会。从而激发学生对大自然的热爱，进一步认识到保护生物多样性的重要性。
4、模拟探究保护色形成的过程
教师说明桦尺蠖工业黑化的过程其实就是保护形成的过程，虽然不可能重现桦尺蠖体色变化的整个过程，但可以通过模拟实验来感受这个过程。为了让实验能顺利完成，课前预先培训各小组长，让他们掌握实验操作要领，上课时作为小老师指导其他小组成员。首先引导学生对保护色的形成作出假设后进行探究实验，教师参与学生的探究活动，注意学生探究实验的实施情况及数字记录，并从中加以点拨。引导学生分析探究实验结果，讨论交流并推测出保护色形成的过程。教师对学生的推测结果给予合理的评价。使学生对保护色形成过程在感性认识的基础上上升为理性认识。接着问：如果人们要使英国曼彻斯特地区的浅色的桦尺蠖又重新恢为常见类型，你认为该怎样做?让学生各抒已见，互相评论，但不一定形成统一的观点和做法。这样，把学习的任务交给学生自己去完成，教师只是起引导作用，另外充分发挥了学生之间的人力资源，达到了师生互动和生生互动。
5、拓展阅读
生物对环境的适应 学生分析判断：有些动物如某种蛾类幼虫的体表具有鲜艳的色彩和斑纹，并长有毒毛，很容易被食虫鸟发现，因此，这种具有与保护色不一致的体色是不利于它们生存的。你认为以上说法对吗?为什么。这问题让学生认识到生物适应性不仅仅是保护色。接着指导学生根据自己的实际有选择地阅读“生物对环境的适应”的相关网页资料，该网页汇集了大量老师和学生搜集的图片和文本资料，界面友好，很具可读性。学生阅读时，教师提醒：你从资料中获得了什么信息，得到了什么启示。这部分拓展阅读旨在告诉学生物适应环境除保护色外，还有警戒色、拟态等其它形态特征和生理结构的`适应，启示学生要学好本领充实自己，将来才能适应社会的竞争。同样也激发学生热爱大自然，深刻认识保护生物多样性的重要性。
6、生物进化的原因
教师指导学生阅读 “恐龙灭绝的几种假说”，“华南虎和大熊猫濒临灭绝的原因”，“各品种鸡的”，“狼的进化”和“特殊环境的昆虫”等资料，同时讨论交流“引入”的三个问题。师生总结归纳生物进化的原因。使学生初步认识到：遗传和变异是生物进化的基础，环境的改变是生物进化的外在动力，生物只有适应不断变化的环境才能生存和繁衍。
三、拓展练习
写一篇小短文
提出问题：现代社会里，温饱问题已基本解决，人身安全也有了保障。请推测：我们人类还会有重大的进化吗?将会进化成什么样子呢?要求学生在V—class平台写一篇有关人类进化的小短文，师生在网上相互交流和评价，从而进一步深化促使生物进化的原因。
四、小结
游戏行业鲜见经久不衰的公司，推出开心农场的五分钟公司已不见踪影，Rovio（“愤怒的小鸟”开发者）和Zygna正面临转型压力。当然，陈昊芝在9月的CocoaChina开发者大会上表示，捕鱼达人远未到所谓的瓶颈期，“8月，捕鱼达人在中国地区总活跃用户是3246万，这个数字年初不过才两千零几万。”
但触控已经嗅到危险的信号。今年6月，触控科技融资时，收入突然下滑。“在iOS上，“捕鱼达人”一代曾经是全球26个国家的畅销应用排行第一，但是我们当时对于产品计费和设计上缺乏积累，后续版本反而收入不断下滑。”陈昊芝说。
受到同行水果忍者的启示，触控科技很快找到解决办法。在“捕鱼达人2”中，游戏付费的重点平台从网银第三方支付挪到了运营商代收费，之前几分钟的付费过程缩短到几秒，挽回了高达95%的付费流失。
“很少有用户坚持三分钟把钱付给你。”陈昊芝说。9月20日，“捕鱼达人2”在奇虎360手机应用商店上线，一个月内下载安装300万次，并带来400万元收入。11月时，这一数字为1500万元。目前，“捕鱼达人2”超过90%的收入来自运营商，只有不到10%来自第三方支付平台。
目前触控科技的主要收入仍来源于“捕鱼达人”系列的游戏产品，但它不愿被定义为一个游戏公司。实际上，这款明星产品的开发团队只占据公司270名员工中的30名。
为了避免游戏类公司“其兴也勃焉，其亡也忽焉”的命运，陈昊芝希望公司成为移动游戏开发者绕不开的一个环节，从组建开发团队，到选择开发引擎及工具，再到发行推广。
触控科技起家于iOS开发者社区。今年年初，陈昊芝投资开源游戏引擎Cocos2D-X，可以自动把iOS版本的游戏应用程序转换合适的比例，直接用于Android版本。陈昊芝预计，2013年，移动游戏收入50%来自Android。“去年苹果还是如日中天，今年Android已经遍布角落，所有团队都说，我们要做跨平台的，结果发现做跨平台只有我们，所以现在我们已经是做手机游戏引擎。”
时至今日，其Android平台收入已经远高于iOS平台。这位昔日的“果粉”，还把自己的主力手机从iPhone换成山寨安卓。
陈昊芝说，很多公司都在用他们的引擎开发游戏。他也渐渐接受了当初投资人为他们定下的“平台”定位。
一次，一位同事喝多了，问陈昊芝：昊芝，你最重视什么？是我们赚钱？还是CocoaChina社区为开发者提供服务？“我从来都认定，我们的信念是做这个生态的支持推动和维护者。”陈昊芝说，“迅速增量市场的时候，你只要别跑出大盘，你就有价值。”
有关生物进化的内容在每年高考试题中都有涉及, 考试内容主要是现代生物进化理论的主要内容、种群基因频率的计算以及利用现代生物进化理论对生产、生活中的现象进行分析, 常与遗传和变异、种群和群落相联系。考查题型以选择题为主, 也有简答题。
一、考点梳理
(一) 拉马克的进化学说
1.主要内容
(1) 地球上的所有生物都不是神创造的, 而是由更古老的生物进化而来的。
(2) 生物是由低等到高等逐渐进化的。
(3) 生物各种适应性特征的形成都是由于用进废退和获得性遗传。
2.进步意义
(1) 最早提出的较为完整的生物进化学说。
(2) 反对神创论和物种不变论, 奠定了科学生物进化论的基础。
3.历史局限
(1) 用进废退和获得性遗传的观点缺少科学证据和事实根据的支持。
(2) 过于强调环境的变化导致物种的形成。
(二) 达尔文的自然选择学说
1.主要内容
过度繁殖、生存 斗争、遗传变 异和适者生存。
达尔文的自然选择学说可以用下图表示:
【解读】首先, 生物过度繁殖为自然选择提供了更多的选择材料, 同时加剧了生存斗争 (包括种内斗争、种间斗争及生物与无机环境之间的斗争) , 是生物进化的前提。而生存斗争对某些个体的生存不利, 但对物种的生存是有利的, 可以推动生物的进化。在生物繁殖过程中普遍存在着遗传变异现象, 遗传保持了物种的稳定性和连续性, 使性状得到延续和积累;变异是不定向的, 其中具有有利变异的个体容易在生存斗争中获胜而生存, 而具有不利变异的个体就容易被淘汰。自然选择只选择适应环境的变异类型, 通过多次筛选, 使生物的微小有利变异通过繁殖遗传给后代, 得以积累和加强, 使生物更好地适应环境, 逐渐产生了新物种。
达尔文认为, 地球上的各种生物具有共同的原始祖先, 它们之间有或近或远的亲缘关系。
2.进步意义
(1) 科学地解释了生物进化的原因。
(2) 科学地解释了生物多样性和适应性的产生。
(3) 给神创论和物种不变论以致命打击, 为辩证唯物主义世界观提供了有力武器。
3.历史局限
(1) 对遗传和变异的本质不能做出科学的解释。
(2) 对生物进化的解释局限于个体水平。
(3) 认为物种形成都是微小有利变异积累 (渐变) 的结果, 不能解释物种大爆发等现象。
(三) 现代生物进化理论
1.主要内容
(1) 生物进化 的实质是 种群基因 频率的改变。
1种群是自然条件下, 生活在同一区域内的同种生物个体的集合。
2基因频率:在一个种群的基因库中, 某个基因占该对等位基因总数的比例。
基因频率是通过抽样调查法获取的, 其计算方法有:
a.通过基因型个体的数目计算基因频率;
b.通过基因型频率计算基因频率;
c.运用遗传平衡定律计算基因频率。
在一定条件 (种群较大, 种群内个体间的交配是随机的, 没有突变、迁移、自然选择) 下, 群体的基因频率和基因型频率在一代一代繁殖传代中保持不变。假设p代表基因 (如A) 的频率, q代表等位基因 (如a) 的频率, 存在公式: (p+q) 2=p2+2pq+q2=1, 其中p2代表显性纯合子 (如AA) 的频率, 2pq代表杂合子 (如Aa) 的频率, q2代表另一个纯合子 (如aa) 的频率。
3种群是生物进化的基本单位, 也是生物繁殖的基本单位, 还是组成群落的基本单位。
【易错警示】
1一个班级的学生不能构成一个种群。因为种群中的个体并不是机械地集合在一起, 而是可以彼此交配, 并且通过繁殖将各自的基因传递给后代。
2种群内基因频率的改变在世代间具有连续性。
3环境发生变化时, 种群的基因频率可能不变;环境稳定 时, 种群的基 因频率也 可能改变。
(2) 突变和基因重组产生进化的原材料。
1可遗传的变异来源于基因突变、基因重组以及染色体变异, 其中染色体变异和基因突变统称为突变。
2生物变异的利与害不是绝对的, 取决于生物的生存环境。
【易错警示】
突变和基因重组都是随机的、不定向的, 只为进化提供原材料, 不能决定生物进化的方向。
(3) 自然选择决定生物进化的方向。
1原因:不利变异基因被淘汰, 有利变异基因逐渐积累。
2实质:使种群的基因频率发生定向改变。
【易错警示】
1自然选择的直接对象是生物的表现型, 间接对象是生物的基因型, 根本对象是与性状相关的基因。
2生物与无机环境之间的斗争、生物种内斗争和种间斗争均属于自然选择。
3生物的变异在前, 自然选择在后。
(4) 隔离导致物种的形成。
1隔离。
a.概念:是不同种群间的个体, 在自然条件下基因不能发生自由交流的现象。
b.实质:基因不能自由交流。
c.类型:主要有地理隔离和生殖隔离。
【拓展】生殖隔离分为两大类:受精前的生殖隔离 (包括生态隔离、季节隔离、行为隔离、机械隔离、配子隔离等) 和受精后的生殖隔离 (包括杂种不活、杂种不育、杂种败育等) 。
2物种。
a.概念:是指分布在一定的自然区域, 具有一定的形态结构和生理功能, 能够在自然状态下相互交配和繁殖, 并且产生出可育后代的一群生物个体。
b.物种形成的2种类型:
【易错警示】
1“能够交配”和“产生可育后代”是同一物种必须同时符合的条件。
2新物种形成不一定需地理隔离, 但必须产生生殖隔离。
(5) 共同进化导致生物多样性的形成。
1共同进化是指不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化、共同发展。
2生物多样性。
a.内容:基因 (遗传) 多样性、物种多样性、生态系统多样性。
生物多样性三个层次的关系如下:
b.形成原因:共同进化的结果。
3生物进化。
a.研究生物进化最直接的证据:化石。
b.生物进化历程:低等→高 等, 简单→复杂, 原核生物→真核生物, 无性生殖→有性生殖, 水生→陆生。
【易错警示】
共同进化不仅仅是生物与生物之间的相互影响, 还包括生物与无机环境之间。
2.现代生物进化理 论与自然 选择学说 的比较
二、概念辨析
1.种群与物种
2.基因库、基因频率、基因型频率
基因库:一个种群中全部个体所含有的全部基因。种群越大, 基因库也越大, 反之, 种群越小基因库也就越小。当种群变得很小时, 就有可能失去遗传的多样性, 从而失去了进化上的优势而逐渐被淘汰。
基因频率:在一个种群的基因库中, 某个基因占该对等位基因总数的比例。
基因型频率:种群中任何一个个体的某一种基因型所占的百分比。
3.人工选择和自然选择
【疑难解惑】
1.自交和自由交配对种群基因频率的影响
自交是指植物中的自花授粉和雌雄异花的同株授粉, 广义的自交也可指基因型相同的个体相互交配。若只考虑一对等位基因B和b, 种群中个体的基因型为BB、Bb、bb, 其包含的交配组合为BB×BB、Bb×Bb、bb×bb三种。
自由交配又叫随机交配, 是指在一个有性生殖的生物种群中, 任何一个雌性或雄性个体与任何一个异性个体交配的机会均等。若只考虑一对等位基因B和b, 种群中个体的基因型为BB、Bb、bb, 其包含的交配组合为BB×BB、Bb×Bb、bb×bb、BB×Bb、Bb×bb、BB×bb六种。
在一个足够大的种群中, 如果不存在突变和选择, 自交和自由交配都不会改变种群的基因频率, 即最初亲代中的基因频率在子代中保持不变。
在一个足够大的种群中, 如果不存在突变和选择, 自交能使纯合体的频率逐渐增加, 杂合体的频率逐渐降低, 逐渐得到纯系, 即自交是获得纯系的有效方法。自由交配则不会持续改变种群的基因型频率。
2.生物多样性是生物进化的结果
(1) 可以用现代进化理论解释。现代进化理论认为, 不同的环境中生存的生物不同;在生物的影响下环境也在变化;有性生殖的出现是生物进化的结果, 又加快了进化速度;通过不同生物之间、生物和无机环境之间的相互影响, 生物和环境都在不断地进化和发展, 从而形成了生物的多样性。
(2) 可以从化石证据看出。如化石证据表明, 最早的生物出现在35亿年前, 都是原核生物, 都是异养厌氧的;距今31亿~34亿年前, 能进行光合作用的蓝藻类生物开始出现, 才使地球有了氧气, 需氧型生物才能生存并占有优势, 但那时的生态系统仍是只有生产者和分解者的两极生态系统;距今15亿年前, 出现真核生物;距今5.7亿年左右出现消费者, 才使生态系统成为由生产者、消费者和分解者组成的三极生态系统。
三、考题回顾
例题1. (2010·海南) 下列符合现代生物进化理论的叙述是 ()
A.物种是神创的
B.物种是不变的
C.种群是生物进化的基本单位
D.用进废退是生物进化的原因
解析:考查现代生物进化理论的主要内容, 考查识记能力和比较能力。
A选项是神创论的观点, B选项是物种不变论的观点, D选项是拉马克进化学说的观点。
答案:C
例题2. (2013·海南) 果蝇长翅 (V) 和残翅 (v) 由一对常染色体上的等位基因控制。假定某果蝇种群有20000只果蝇, 其中残翅果蝇个体数量长期维持在4%, 若再向该种群中引入20000只纯合长翅果蝇, 在不考虑其他因素影响的前提下, 关于纯合长翅果蝇引入后种群的叙述, 错误的是 ()
A.v基因频率降低了50%
B.V基因频率增加了50%
C.杂合果蝇比例降低了50%
D.残翅果蝇比例降低了50%
解析:考查基因频率和基因型频率的概念、遗传平衡定律, 考查理解能力和计算能力。
假设p代表基因V的频率, q代表基因v的频率, 根据遗传平衡定律和题 中信息可 知, q2=4%, 所以q=0.2, p=1-0.2=0.8。引入前, 种群中, 纯合长翅 果蝇VV =20000× (0.8) 2= 12800只, 杂合长翅 果蝇Vv =20000×2×0.8×0.2=6400 (只) , 残翅果蝇vv=20000×4%=800 (只) 。引入20000只纯合长翅果蝇之后, VV=12800+20000=32800 (只) , Vv=6400 (只) , vv=800 (只) 。基因V的频率 = (32800×2+ 6400) / (20000×2 +20000×2) =0.9, 基因v的频率 =1—0.9=0.1。v的频率由0.2降到0.1, 降低了50%;V频率由0.8增加到0.9, 增加了12.5%。杂合果蝇占比Vv=6400/ (20000+20000) =16%, 残翅果蝇占 比vv=800/ (20000+20000) =2%。杂合果蝇Vv由32% (2×0.8×0.2) 降低到16%, 降低了50%;残翅果蝇vv由4%降低到2%, 降低了50%。
答案:B
例题3. (2009·江苏) 右图是物种形成的一种模式。物种a因为地理障碍分隔为两个 种群a1 和a2, 经过漫长 的进化, 分别形成新物种b和c。在此进程中的某一时刻, a1种群的部分群体越过障碍外迁与a2同域分布, 向d方向进化。下列有关叙述正确的是 ()
A.b和d存在地理隔离, 所以一定存在生殖隔离
B.c和d不存在地理隔离, 却可能存在生殖隔离
C.a1 中的外迁群体与当时留居群体的基因频率相同, 则b和d是同一物种
D.a1 中的外迁群体与当时a2种群的基因频率不同, 则c和d是不同物种
解析:考查物种形成的机制, 考查识图能力和分析推理能力。
从图中可以看出, b和d都是由a1演化而来的, 它们之间存在地理隔离, 但不一定存在生殖隔离。由于b、c是物种a形成的两 个新物种, d是由a1演变而来的, 所以c和d不存在地理隔离, 却可能存在生殖隔离。判断是否为同一物种的关键看是否存在生殖隔离, 而不是看种群基因频率是否相同。a1中的外迁群体与当时留居群体的基因频率相同, 但由于地理隔离的存在, b和d可能会产生生殖隔离而不是同一物种。a1中的外迁群体与当时a2种群的基因频率不同, 只要c和d不存在生殖隔离, 它们仍是同一物种。
答案:B
例题4. (2010·山东) 下列符合现代生物进化理论的叙述是 ()
A.物种的形成可以不经过隔离
B.生物进化过程的实质在于 有利变异的保存
C.基因突变产生的有利变异决定生物进化的方向
D.自然选择通过作用于个体而影响种群的基因频率
解析:考查现代生物进化理论的主要内容, 考查识记能力和理解能力。
隔离包括地理隔离和生殖隔离。物种的形成可以不经过地理隔离, 但必须经过生殖隔离。自然选择决定生物进化的方向。在自然选择的作用下, 具有有利变异的个体有更多产生后代的机会, 种群中相应基因的频率会提高;具有不利变异的个体留下后代的机会少, 种群中相应基因的频率会下降, 故自然选择是通过作用于个体而影响种群的基因频率, 生物进化的实质是种群基因频率的定向改变。
答案:D
例题5. (2013·江苏) 右图为四个物种的进化关系树 (图中百分数表示各物 种与人类的DNA相似度 ) 。DNA碱基进化 速率按1%/百万年计算, 下列相关 论述合理 的是 ()
A.四个物种都由共同祖先通过基因突变而形成
B.生殖隔离是物种朝不同方 向发展的决定性因素
C.人类与黑猩 猩的DNA差异经历 了约99万年的累积
D.大猩猩和人类的亲缘关系, 与大猩猩和非洲猴的亲缘关系的远近相同
解析:考查达尔文的进化学说、现代生物进化理论, 考查获取信息能力和理解能力。
四个物种起源相同, 是由共同的祖先经过突变和基因重组产生变异, 经过长期自然选择形成的。生殖隔离是物种形成的必要条件, 自然选择才决定生物进化的方向。黑猩猩和人类的DNA相差0.99%, 由于碱基 进化速率 是1%/百万年, 所以人类与黑猩猩的DNA差异经历了约99万年的累 积;大猩猩和 人类的DNA相差1.1%, 大猩猩和非洲猴DNA相差1.24%, 故大猩猩和人类的亲缘关系, 与大猩猩和非洲猴的亲缘关系远近不同。
答案:C
例题6. (2009·上海) 回答下列有关生物进化的问题。
(1) 图1表示小岛上蜥蜴进化的基本过程, X、Y、Z表示生物进化中的基本环节。X、Y分别是_____、_____。
(2) 该小岛上的蜥蜴原种由许多个体组成, 这些个体的总和称为_____, 这是生物进化的_____。
(3) 该小岛上能进行生殖的所有蜥蜴个体含有的全部基因, 称为蜥蜴的_____。
(4) 小岛上蜥蜴原种的脚趾逐渐出现两种性状, W代表蜥蜴脚趾的分趾基因;w代表联趾 (趾间有蹼) 基因。图2表示这两种性状比例变化的过程。
1由于蜥蜴过度繁殖, 导致_____加剧。
2小岛上食物短缺, 联趾蜥蜴个体比例反而逐渐上升, 其原因可能是_____。
3图2所示的过程说明, 自然环境的变化引起不同性状蜥蜴的比例发生变化, 其本质是因为蜥蜴群体内的_____发生了改变。
(5) 从生物的多样性角度分析, 图2所示群体中不同个体的存在反映了_____多样性;若从分子水平检测这种多样性, 可采用的简便技术是_____。
解析:考查现代生物进化理论的主要内容, 同时考查识图能力和理解能力。
(1) 突变、自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节。
(2) 种群是一定区域内同种个体的总和, 所以小岛上原有蜥蜴个体构成种群。种群是生物进化的单位。
(3) 种群内全部个体含有的全部基因, 称为基因库。
(4) 过度繁殖导致种内斗争加剧。联趾型蜥蜴个体比例逐渐上升, 是因为它们能游泳, 可以获取更多食物。生物进化的本质是种群基因频率的变化。
(5) 生物多样性包括基因 (遗传) 多样性、物种多样性、生态系统多样性。种群内不同个体的存在反映了基因 (遗传) 多样性。从分子水平检测这种多样性的关键是获得DNA, 所以采用的简便技术是PCR技术。
答案: (1) 突变 (变异) 自然选择 (2) 种群基本单位 (3) 基因库 (4) 1生存斗争 (种内斗争) 2联趾型个体趾间有蹼, 适合于游泳, 可以从水中获取食物。因此, 在岛上食物短缺时, 联趾个体 的生存和 繁殖机会 较多3基因频率 (5) 遗传PCR
四、习题演练
1.由于蟹类的捕食, 某种海洋蜗牛种群中具有较厚外壳的个体的比例逐渐增加。对这个现象的解释, 正确的是 ()
A.人工选择B.适者生存
C.用进废退D.定向变异
2.下列 与 生 物 进 化 相 关 的 描 述, 正 确 的是 ()
A.进化总是由突变引起的
B.进化时基因频率总是变化的
C.变异个体总是适应环境的
D.进化改变的是个体而不是群体
3.根据现代生物进化理论, 下列观点中正确的是 ()
A.人工培育的新物种只能生活在人工环境中
B.生物进化 的方向与 基因突变 的方向一致
C.冬季来临时植物叶中可溶性糖含量增高是为了更好地防止冻害
D.受农药处理后种群中抗药性强的个体有更多机会将基因传递给后代
4.家蝇对拟除虫菊酯类杀虫剂产生抗性, 原因是神经细胞膜上某通道蛋白中的一个亮氨酸替换为苯丙氨酸。下表是对某市不同地区家蝇种群的敏感性和抗性基因型频率调查分析的结果。
下列叙述正确的是 ()
A.上述通道蛋白中氨基酸的改变是基因碱基对缺失的结果
B.甲地区家 蝇种群中 抗性基因 频率为22%
C.比较三地区抗性基因频率可知乙地区抗性基因突变率最高
D.丙地区敏感性基因频率高是自然选择的结果
5.下 列 观 点 符 合 现 代 生 物 进 化 理 论 的是 ()
A.环境的变化可引起种群基因型频率发生定向改变
B.所有新物种的形成都要经过长期的地理隔离
C.狮和虎可以交配并繁殖后代, 它们之间不存在生殖隔离
D.野兔的保护色和鹰锐利的目光是它们在同一环境中共同进化的结果
6.现代生物进化理论是在达尔文自然选择说的基础上发展起来的, 现代生物进化理论对自然选择说的完善和发展表现在 ()
1突变和基因重组产生进化的原材料
2种群是生物进化的基本单位
3自然选择是通过生存斗争实现的
4自然选择决定生物进化的方向
5生物进化的实质是基因频率的改变
6隔离导致新物种形成
7适者生存, 不适者被淘汰
A.24567B.2346
C.1256D.12357
7.地雀A与地雀B可以交配产生可育后代, 地雀C与地雀A、B之间不能互相交配。下图1、2、3是关于地雀的进化、发展过程示意图, 请分析回答:
(1) 上述地雀之间的关系能体现基因多样性的类型是_____;能体现物种多样性的类型是_____。
(2) 若图2时期, 小岛和大陆的两个地雀种群的相关基因型种类和个体数如下表:
1种群甲和种群乙的基因库相比较, 甲种群基因库_____ (大、小) 。
2种群甲的 基因A的频率为_____。种群甲与种群乙相比, 基因A频率更能保持稳定的是种群_____。
3已知上表中乙种群每个个体有2×104个基因, 每个基因的突变几率都是10-5, 则该种群中出现突变的基因数是_____。
8.地雀喙的形状及 深度大小 与其食性 有关, 喙小的个体只适合于食小坚果, 喙大的个体容易咬开大坚果, 也食小坚果。科学家格兰特 (P·Grant) 自1973年开始, 对加拉帕 戈斯群岛的达夫涅主岛上某种地雀进行了连续多年的观察、测量、分析 和研究。该岛 的气候通 常是1~5月湿热, 6~12月干旱。但从1976年6月至1978年初期久旱未雨, 持续的干旱引起的该地雀种群数量、食物组成 (种子丰富程度和坚果大小及硬度) 变化如下图, 1977年雌雄比率为1∶5, 1978年出生的地雀喙深度比干旱前增大了4%。由于厄尔尼诺现象, 1982年11月, 气候逆转, 1983年雨量超常的多, 1985年出生的地雀喙深度比厄尔尼诺事件前减小了2.5%。请据图分析回答:
(1) 自1976年6月至1978年1月, 该地雀种群数量下降 了约_____个, 导致数量 下降的关键因素是_____, 其构成了对地雀种群中不同个体的选择。
(2) 食物主要 是大坚果 时, 有利变异 是_____。若要证明喙的特征是可遗传的, 还应做试验_____。
(3) 试分析1985年出生的地雀喙深度比厄尔尼诺事件前减小的因果关系:_____ (填序号顺序) 。
1喙小的类型生存机会增加;2气候变化导致雨量充沛;3种子的丰度增加, 坚果的平均大小与硬度下降;4通过有性生殖产生的后代中喙小的基因频率相对有所增加。
(4) 若今后的气候干旱比厄尔尼诺现象更经常发生, 则地雀喙的深度最可能会_____ (填“基本不变”或“增大”或“减小”) 。
(5) 在达尔文提出自然选择学说之后, 有人说“由于机遇, 达夫涅主岛上发生了强烈旱灾;由于机遇, 某种地雀碰巧长出了大喙”。请运用格兰特 (P·Grant) 的研究结果评价之。
【参考答案】
1.B2.B3.D4.D5.D6.C
7. (1) 地雀A和B地雀A (B) 和C (2) 1小270%乙380
8. (1) 1000食物组成 (种子的丰度和坚果大小及硬度) (2) 喙大杂交 (3) 2314
(4) 增大 (5) 这一说法 不正确。格 兰特 (P·Grant) 的研究结果表明, 干旱或多雨导致食物组成的变化, 通过自然选择, 喙大的地雀成为了环境的适应者
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