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高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第1节 生物有共同祖先的证据教案设计
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这是一份高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第1节 生物有共同祖先的证据教案设计，共8页。教案主要包含了地层中陈列的证据-化石等内容，欢迎下载使用。
课题
6.1 生物有共同祖先的证据
单元
必修2
学科
生物
年级
高中
教材分析
本节为（人教版生物）《必修2 遗传与进化》第6章第1节的内容。本节内容主要介绍生物进化的证据，即要通过事实来说明生物确实是进化而来的，而非神创造的这一观点。因此在学习本节内容时，要遵循学生从感性到理性的认知规律。
本节內容中，无论哪个证据的学习，都应符合学生的认知规律，最好采用感性到理性、从具体到一般，先讨论后结论、先发散后集中的顺序，让学生参与到获取知识的过程中。通过提供事实、引导分析、推理、判断等思维过程得出正的结论。
学习
目标与核心素养
生命观念：
理解化石是支持生物进化论的最直接、最重要的证据，明确什么是化石，以及化石的成因。能够基于证据和逻辑，认同生物是不断进化的，各种生物来自共同的祖先。
科学思维：
1.理解并掌握化石所代表的生物的复杂程度与不同年代的地层之间的关系
2.明确解剖学证据——同源器官和分子生物学证据，及由此证明不同生物间有一定的亲缘关系的结论。
3.通过细胞和分子生物学等知识，说明当今生物在新陈代谢、DNA的结构与功能等方面具有许多共同特征，运用生物进化观点解释生物界的现象，传播科学的自然观。。
科学探究：运用已有知识，分析资料，得出结论，培养分析推理和归纳的能力，通过化石记录，比较解剖学和胚胎学等事实，说明当今生物具有共同的祖先。
重点
教学重点：
生物进化的主要证据—化石。
难点
教学难点：
生物进化的分子生物学证据。
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课
创设情境，激趣导入
1859年，达尔文提出了轰动世界的生物进化理论，但是，他自己也清楚地认识到，关于生物的进化，还有许多问题没有解决。在此后的几年里，他对研究兰花的进化产生了浓厚的兴趣。各种各样的兰花适于传授花粉的精巧结构让他赞叹不已。然而，兰花为什么具有这样丰富的多样性和奇妙的适应性呢?
达尔文（C. R. Darwin， 1809-1882） 在《物种起源》一书中明确提出，地球上的当今生物都是由共同祖先进化来的，人和猿有共同的祖先。这一论断给当时占统治地位的“神创论”带来了巨大冲击，有人在漫画中把达尔文画成半人半猴的形象，以此发泄对达尔文的不满。直到今天， 仍有人对“共同由来学说”“人猿共祖说”持排斥态度。
1.反对共同由来学说的人能拿出有说服力的证据吗?
2.你能说出什么证据来支持达尔文的观点?
学生阅读材料，思考并回答问题。
学生各抒己见，认为有神创论和进化论两种看法。
激发学生的求知欲望，为学生的探究学习进行了铺垫。又自然而然的引入课题。得出“达尔文的生物进化论主要由两大学说组成：共同由来学说和白然选择学说”的结论。
新课讲授
一、地层中陈列的证据-化石
什么是化石?
化石是指通过自然作用保存在地层中的古代生物的遗体、遗物或生活痕迹等。
利用化石可以确定地球上曾经生活过的生物的种类及其形态、结构、行为等特征。例如，从动物的牙齿化石推测它们的饮食情况，从动物的骨骼化石推测其体型大小和运动方式;从植物化石推测它们的形态、结构和分类地位（如图）；等等。因此，化石是研究生物进化最直接、最重要的证据。
化石在地层中的分布规律是什么？
化石为什么能证明生物的进化？
大部分化石发现于沉积岩的地层（如图）中。如果把地层比作一本书，化石则是书中的文字，记录着地球和生物进化的历史。
科学家认为这一化石家鸟类起源于恐龙的假说提供了有力的证据，这是为什么？
思考讨论：
1.地层化石示意图所示资料支持达尔文的共同由来学说吗?
2.2009年，我国科学家在辽宁省建昌县发现了完整的赫氏近鸟龙化石，其身体骨架与恐龙非常接近，但其骨架周围有清晰的羽毛印痕，显示其后肢和尾部都有飞羽；后肢发达，显示其善跑不善飞。科学家认为这一化石为鸟类起源于恐龙的假说提供了有力证据，这是为什么?
3.在东非大裂谷地带，科学家发现了许多早期古人类化石，其中有318万年前的少女露西的骨骼化石，其上肢骨的结构与黑猩猩的相似，适于攀缘，下肢骨与现代人类接近，适于直立行走，这一证据支持人猿共祖说吗?
拓展：
化石为生物来自共同的祖先提供了直接证据，如始祖鸟化石。始祖鸟的大小及形状与喜鹊相似，它有着阔和圆的翅膀及长的尾巴，它的羽毛与现代鸟类相似。但是始祖鸟还有一些特征不像现代鸟类，例如，它有细小的牙齿，可以用来捕猎昆虫及其他细小的无脊椎动物。它有骨质的尾巴，它的脚有三趾长爪，而这些特征与恐龙极为相似。所以，始祖鸟将鸟类和爬行类，特别是和恐龙联系起来，证明鸟类是由恐龙的一支进化而来的。
二、当今生物体上进化的印迹——其他方面的证据
已经发现的大量化石证据，证实了生物是由原始的共同祖先经过漫长的地质年代逐渐进化而来的，而且还揭示出生物由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生的进化顺序。
1.比较解剖学
研究比较脊椎动物的器官、系统的形态和结构，可以为这些生物是否有共同祖先寻找证据。
观察图中蝙蝠的翼、鲸的鳍、猫的前肢和人的上肢，你能发现它们有什么共同特点吗?
观察骨骼比较的示意图:
这四种前（上）肢骨骼是否都有肱骨、桡骨、尺骨、腕骨、掌骨和指骨?其种类有一致性吗?
从上到下看这四种前（上）肢骨骼，这些骨的排列顺序一致吗?
这四种前（上）肢骨骼的功能迥异，外形差别也很大，其内部结构模式为什么如此一致?
人与蝙蝠、鯨和猫的骨骼结构还有哪些共同点?哺乳动物与鱼在骨骼结构上有哪些共同点?这是否支持现有的脊椎动物有着共同的原始祖先?
2.胚胎学证据
胚胎学是指研究动植物胚胎的形成和发育过程的学科。比较不同动物以及人的胚胎发育过程，也可以看到进化的蛛丝马迹。例如，人的胚胎在发育早期会出现鳃裂和尾（如图，这与鱼的胚胎在发育早期出现鳃裂和尾非常相似。只是随着发育的进行，人的鳃裂和尾消失了，而成年的鱼仍然保留了鳃和尾。不仅如此，脊椎动物在胚胎发育早期都有彼此相似的阶段，这个证据支持了人和其他脊椎动物有共同祖先的观点。
3.细胞和分子水平的证据
从微小的酵母菌 ，到独木成林的细叶榕;从善于攀缘的黑猩猩，到我们人类，不同生物之间具有很大差异。然而，细胞生物学和分子生物学的研究却表明，看似截然不同的当今生物之间也有很多相似之处。
材料：
已知最古老的化石是大约35亿年前的古细菌化石。现在，在海洋、湖泊、土壤等环境中还能发现古细菌，这些古细菌都有细胞壁、细胞膜、细胞质、核糖体和DNA。
人与猩猩和长臂猿的某段同源DNA的差异分别为2.4%、5.3%。人与黑猩猩基因组的差异只有3%。
细胞色素c是细胞中普遍含有的一种蛋白质，约有104个氨基酸，据测算，它的氨基酸序列每2000万年才发生1%的改变。不同生物与人的细胞色素c氨基酸序列的差异如下表所示。
思考讨论：
当今生物的细胞在结构上与古细茵有哪些共同点?这说明了什么?
举例说出当今生物的细胞在代谢上的共同点。
人和类人猿在DNA的碱基序列或基因组方面高度接近说明了什么?
关于人与其他生物的亲缘关系，从细胞色素c的相关资料可以得出什么结论?这些数据是否支持生物有着共同的起源?
拓展：
我国地域辽阔，古生物化石种类繁多，在生物进化的研究中起着非常重要的作用。下面是我国发现的一些著名的化石群:澄江生物化石群、热河生物化石群、山旺生物化石群、和政生物化石群、关岭生物化石群等。
请任选一个化石群或当地已发现的化石群，查找相关资料，向全班同学介绍该化石群中主要的化石，以及该化石群的发现在研究生物进化中的重要意义。
学生认真默读课本，思考回答问题，并用双色笔把重点和难点进行圈划。
由此得出化石是证明生物进化的证据。
思考并讨论问题，尝试总结回答，明确各类生物化石在地层中按一定顺序出现，证明现代生物是经过漫长的年代逐渐进化而来的。
学生阅读拓展知识，并交流自己所了解的相关知识。
学生仔细观察、讨论、分析图中蝙蝠的翼、鲸的鳍、猫的前肢和人的上肢结构，并回答问题。
得出“具有同源器官的生物都是有共同的原始祖先进化而来的。由于在进化中，适应不同的生活环境，执行不同的功能形成的”的结论。
学生分析、交流，从比较解剖学、胚胎学证据、细胞和分子水平的证据等3方面，体会生物的进化不仅在地层中留下了证据，也在当今生物体上留下了许多印迹，这些印迹可以作为进化的佐证。
学生根据材料，思考、讨论问题。
学生阅读拓展资料，并查找相关资料，向全班同学介绍某种化石群的特点与意义。
通过回答问题，检查自学效果，通过总结总结，帮助学生内化新知，培养自学归纳能力。
进一步提问，引导学生思考、总结，从而循序渐进的获得新知识。
拓展始祖鸟化石，通过阅读学习，增加学生对于化石是生物来自共同的祖先的证据的兴趣，同时拓展知识视野，丰富课堂知识。
教师引导学生，仔细观察， 通过观察、讨论、分析去发现知识，逐渐培养自主学习的习惯和能力，通过交流，体验知识获得的过程，感悟科学探究的方法，尝到探究性学习的乐趣。
通过材料思考解决问题，探索结论的同时，也培养锻炼了学生解决问题的能力、探索的能力、协作的能力。
通过课外活动，提高学习兴趣，加深学生对化石证据的理解。
小刀：
1.研究生物进化历程的主要依据是（ A ）
A.化石
B.DNA指纹技术
C.遗传密码子
D.生物形态学
2.生物进化的证据是多方面的，其中能作为直接证据的是（ A ）
A.化石证据
B.胚胎学证据
C.比较解剖学证据
D.分子生物学证据
3.不能用来证明所有生物具有共同祖先的生物化学和分子生物学证据是（ A ）。
A.不同物种DNA、RNA的4种核苷酸相同
B.蛋白质的20种氨基酸相同，氨基酸均为D型，单糖均为L型
C.所有生物体的化学元素都相同
D.各种生物活动都是以ATP为能量载体
思考、回答问题。
通过精选习题，检测并巩固学生课堂所学内容。
课堂小结
师（总结）：
今天这节课我们了解了生物有共同祖先的证据。
主要内容有：
1.地层中陈列的证据—化石；
2.当今生物体上进化的印迹—其他方面的证据。
总结、归纳本课所学。
师生共同总结回顾知识，强化重点知识，加深对知识的掌握。
板书
6.1生物有共同祖先的证据
课题
6.1 生物有共同祖先的证据
单元
必修2
学科
生物
年级
高中
教材分析
本节为（人教版生物）《必修2 遗传与进化》第6章第1节的内容。本节内容主要介绍生物进化的证据，即要通过事实来说明生物确实是进化而来的，而非神创造的这一观点。因此在学习本节内容时，要遵循学生从感性到理性的认知规律。
本节內容中，无论哪个证据的学习，都应符合学生的认知规律，最好采用感性到理性、从具体到一般，先讨论后结论、先发散后集中的顺序，让学生参与到获取知识的过程中。通过提供事实、引导分析、推理、判断等思维过程得出正的结论。
学习
目标与核心素养
生命观念：
理解化石是支持生物进化论的最直接、最重要的证据，明确什么是化石，以及化石的成因。能够基于证据和逻辑，认同生物是不断进化的，各种生物来自共同的祖先。
科学思维：
1.理解并掌握化石所代表的生物的复杂程度与不同年代的地层之间的关系
2.明确解剖学证据——同源器官和分子生物学证据，及由此证明不同生物间有一定的亲缘关系的结论。
3.通过细胞和分子生物学等知识，说明当今生物在新陈代谢、DNA的结构与功能等方面具有许多共同特征，运用生物进化观点解释生物界的现象，传播科学的自然观。。
科学探究：运用已有知识，分析资料，得出结论，培养分析推理和归纳的能力，通过化石记录，比较解剖学和胚胎学等事实，说明当今生物具有共同的祖先。
重点
教学重点：
生物进化的主要证据—化石。
难点
教学难点：
生物进化的分子生物学证据。
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课
创设情境，激趣导入
1859年，达尔文提出了轰动世界的生物进化理论，但是，他自己也清楚地认识到，关于生物的进化，还有许多问题没有解决。在此后的几年里，他对研究兰花的进化产生了浓厚的兴趣。各种各样的兰花适于传授花粉的精巧结构让他赞叹不已。然而，兰花为什么具有这样丰富的多样性和奇妙的适应性呢?
达尔文（C. R. Darwin， 1809-1882） 在《物种起源》一书中明确提出，地球上的当今生物都是由共同祖先进化来的，人和猿有共同的祖先。这一论断给当时占统治地位的“神创论”带来了巨大冲击，有人在漫画中把达尔文画成半人半猴的形象，以此发泄对达尔文的不满。直到今天， 仍有人对“共同由来学说”“人猿共祖说”持排斥态度。
1.反对共同由来学说的人能拿出有说服力的证据吗?
2.你能说出什么证据来支持达尔文的观点?
学生阅读材料，思考并回答问题。
学生各抒己见，认为有神创论和进化论两种看法。
激发学生的求知欲望，为学生的探究学习进行了铺垫。又自然而然的引入课题。得出“达尔文的生物进化论主要由两大学说组成：共同由来学说和白然选择学说”的结论。
新课讲授
一、地层中陈列的证据-化石
什么是化石?
化石是指通过自然作用保存在地层中的古代生物的遗体、遗物或生活痕迹等。
利用化石可以确定地球上曾经生活过的生物的种类及其形态、结构、行为等特征。例如，从动物的牙齿化石推测它们的饮食情况，从动物的骨骼化石推测其体型大小和运动方式;从植物化石推测它们的形态、结构和分类地位（如图）；等等。因此，化石是研究生物进化最直接、最重要的证据。
化石在地层中的分布规律是什么？
化石为什么能证明生物的进化？
大部分化石发现于沉积岩的地层（如图）中。如果把地层比作一本书，化石则是书中的文字，记录着地球和生物进化的历史。
科学家认为这一化石家鸟类起源于恐龙的假说提供了有力的证据，这是为什么？
思考讨论：
1.地层化石示意图所示资料支持达尔文的共同由来学说吗?
2.2009年，我国科学家在辽宁省建昌县发现了完整的赫氏近鸟龙化石，其身体骨架与恐龙非常接近，但其骨架周围有清晰的羽毛印痕，显示其后肢和尾部都有飞羽；后肢发达，显示其善跑不善飞。科学家认为这一化石为鸟类起源于恐龙的假说提供了有力证据，这是为什么?
3.在东非大裂谷地带，科学家发现了许多早期古人类化石，其中有318万年前的少女露西的骨骼化石，其上肢骨的结构与黑猩猩的相似，适于攀缘，下肢骨与现代人类接近，适于直立行走，这一证据支持人猿共祖说吗?
拓展：
化石为生物来自共同的祖先提供了直接证据，如始祖鸟化石。始祖鸟的大小及形状与喜鹊相似，它有着阔和圆的翅膀及长的尾巴，它的羽毛与现代鸟类相似。但是始祖鸟还有一些特征不像现代鸟类，例如，它有细小的牙齿，可以用来捕猎昆虫及其他细小的无脊椎动物。它有骨质的尾巴，它的脚有三趾长爪，而这些特征与恐龙极为相似。所以，始祖鸟将鸟类和爬行类，特别是和恐龙联系起来，证明鸟类是由恐龙的一支进化而来的。
二、当今生物体上进化的印迹——其他方面的证据
已经发现的大量化石证据，证实了生物是由原始的共同祖先经过漫长的地质年代逐渐进化而来的，而且还揭示出生物由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生的进化顺序。
1.比较解剖学
研究比较脊椎动物的器官、系统的形态和结构，可以为这些生物是否有共同祖先寻找证据。
观察图中蝙蝠的翼、鲸的鳍、猫的前肢和人的上肢，你能发现它们有什么共同特点吗?
观察骨骼比较的示意图:
这四种前（上）肢骨骼是否都有肱骨、桡骨、尺骨、腕骨、掌骨和指骨?其种类有一致性吗?
从上到下看这四种前（上）肢骨骼，这些骨的排列顺序一致吗?
这四种前（上）肢骨骼的功能迥异，外形差别也很大，其内部结构模式为什么如此一致?
人与蝙蝠、鯨和猫的骨骼结构还有哪些共同点?哺乳动物与鱼在骨骼结构上有哪些共同点?这是否支持现有的脊椎动物有着共同的原始祖先?
2.胚胎学证据
胚胎学是指研究动植物胚胎的形成和发育过程的学科。比较不同动物以及人的胚胎发育过程，也可以看到进化的蛛丝马迹。例如，人的胚胎在发育早期会出现鳃裂和尾（如图，这与鱼的胚胎在发育早期出现鳃裂和尾非常相似。只是随着发育的进行，人的鳃裂和尾消失了，而成年的鱼仍然保留了鳃和尾。不仅如此，脊椎动物在胚胎发育早期都有彼此相似的阶段，这个证据支持了人和其他脊椎动物有共同祖先的观点。
3.细胞和分子水平的证据
从微小的酵母菌 ，到独木成林的细叶榕;从善于攀缘的黑猩猩，到我们人类，不同生物之间具有很大差异。然而，细胞生物学和分子生物学的研究却表明，看似截然不同的当今生物之间也有很多相似之处。
材料：
已知最古老的化石是大约35亿年前的古细菌化石。现在，在海洋、湖泊、土壤等环境中还能发现古细菌，这些古细菌都有细胞壁、细胞膜、细胞质、核糖体和DNA。
人与猩猩和长臂猿的某段同源DNA的差异分别为2.4%、5.3%。人与黑猩猩基因组的差异只有3%。
细胞色素c是细胞中普遍含有的一种蛋白质，约有104个氨基酸，据测算，它的氨基酸序列每2000万年才发生1%的改变。不同生物与人的细胞色素c氨基酸序列的差异如下表所示。
思考讨论：
当今生物的细胞在结构上与古细茵有哪些共同点?这说明了什么?
举例说出当今生物的细胞在代谢上的共同点。
人和类人猿在DNA的碱基序列或基因组方面高度接近说明了什么?
关于人与其他生物的亲缘关系，从细胞色素c的相关资料可以得出什么结论?这些数据是否支持生物有着共同的起源?
拓展：
我国地域辽阔，古生物化石种类繁多，在生物进化的研究中起着非常重要的作用。下面是我国发现的一些著名的化石群:澄江生物化石群、热河生物化石群、山旺生物化石群、和政生物化石群、关岭生物化石群等。
请任选一个化石群或当地已发现的化石群，查找相关资料，向全班同学介绍该化石群中主要的化石，以及该化石群的发现在研究生物进化中的重要意义。
学生认真默读课本，思考回答问题，并用双色笔把重点和难点进行圈划。
由此得出化石是证明生物进化的证据。
思考并讨论问题，尝试总结回答，明确各类生物化石在地层中按一定顺序出现，证明现代生物是经过漫长的年代逐渐进化而来的。
学生阅读拓展知识，并交流自己所了解的相关知识。
学生仔细观察、讨论、分析图中蝙蝠的翼、鲸的鳍、猫的前肢和人的上肢结构，并回答问题。
得出“具有同源器官的生物都是有共同的原始祖先进化而来的。由于在进化中，适应不同的生活环境，执行不同的功能形成的”的结论。
学生分析、交流，从比较解剖学、胚胎学证据、细胞和分子水平的证据等3方面，体会生物的进化不仅在地层中留下了证据，也在当今生物体上留下了许多印迹，这些印迹可以作为进化的佐证。
学生根据材料，思考、讨论问题。
学生阅读拓展资料，并查找相关资料，向全班同学介绍某种化石群的特点与意义。
通过回答问题，检查自学效果，通过总结总结，帮助学生内化新知，培养自学归纳能力。
进一步提问，引导学生思考、总结，从而循序渐进的获得新知识。
拓展始祖鸟化石，通过阅读学习，增加学生对于化石是生物来自共同的祖先的证据的兴趣，同时拓展知识视野，丰富课堂知识。
教师引导学生，仔细观察， 通过观察、讨论、分析去发现知识，逐渐培养自主学习的习惯和能力，通过交流，体验知识获得的过程，感悟科学探究的方法，尝到探究性学习的乐趣。
通过材料思考解决问题，探索结论的同时，也培养锻炼了学生解决问题的能力、探索的能力、协作的能力。
通过课外活动，提高学习兴趣，加深学生对化石证据的理解。
小刀：
1.研究生物进化历程的主要依据是（ A ）
A.化石
B.DNA指纹技术
C.遗传密码子
D.生物形态学
2.生物进化的证据是多方面的，其中能作为直接证据的是（ A ）
A.化石证据
B.胚胎学证据
C.比较解剖学证据
D.分子生物学证据
3.不能用来证明所有生物具有共同祖先的生物化学和分子生物学证据是（ A ）。
A.不同物种DNA、RNA的4种核苷酸相同
B.蛋白质的20种氨基酸相同，氨基酸均为D型，单糖均为L型
C.所有生物体的化学元素都相同
D.各种生物活动都是以ATP为能量载体
思考、回答问题。
通过精选习题，检测并巩固学生课堂所学内容。
课堂小结
师（总结）：
今天这节课我们了解了生物有共同祖先的证据。
主要内容有：
1.地层中陈列的证据—化石；
2.当今生物体上进化的印迹—其他方面的证据。
总结、归纳本课所学。
师生共同总结回顾知识，强化重点知识，加深对知识的掌握。
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