导入
相信许多同学都去过龙园,也看过恐龙展。但你知道为什么约在六千万年前,曾经主宰地球的恐龙会灭绝吗?在生物进化的过程中,新的物种又是如何形成的呢?今天我们就来探究相关知识。
新授
我们先来看一个曼彻斯特地区桦尺蛾的进化实例。请同学们阅读课本 62 页相关知识,以小组为单位回答:为什么 100 年间该地区的桦尺蛾有哪些变化?为什么有这种变化?是浅色桦尺蛾被煤烟熏黑变成深色桦尺蛾了吗?
四组:一百年前曼彻斯特地区空气清新,树干上长有地衣,颜色较浅,此时浅色桦尺蛾数量居多;一百年后由于工业污染,地衣死亡,树干多被煤烟熏黑,此时深色桦尺蛾居多。通过科学家的观察,将相同数量深浅桦尺蛾放在树干上,浅色桦尺蛾因与树干颜色相差较大被鸟捕食,而深色桦尺蛾与树干颜色相近幸免于难。因此你们认为并不是浅色桦尺蛾被煤烟熏黑变成了深色桦尺蛾,而是深色桦尺蛾幸存下来,生下了深色桦尺蛾的后代。分析得很有道理。
很显然,环境的变化是桦尺蛾进化的一个外因,那它们进化的内因又是什么呢?对,正如同学们所说,桦尺蛾有深色和浅色两种,还能将这种体色遗传给后代,也就是我们所说的遗传和变异。而像桦尺蛾这种具有的与环境非常相似的体色叫做保护色,有了保护色,生物便不易被其他动物发现,对它们躲避敌害或捕食猎物都是十分有利的。其实保护色广泛存在,像大屏幕上所示的雷鸟、变色龙等。
那保护色是怎样形成的呢?下面我们就通过模拟实验来进行探究。实验开始之前,你能根据自己的理解,就保护色与环境的关系做出假设吗?
生:体色与环境颜色一致的生物容易存活并产生后代,逐代积累便形成了保护色。那事实是否如此呢?请同学们参照课本 64 页的相关内容来制作探究计划进行探究吧。
四组:我们可以选取不同颜色的大彩纸来模拟动物生活的环境,用 100 个各色小纸片来模拟有不同体色的动物,而我们组员作为捕食者来捕食小纸片,在剩下 25 个纸片时,不再捕食,它们便是幸存者,每个幸存者可对应放入 3 个相同颜色纸片模拟它们所繁殖的后代,重复实验几次之后,统计各色纸片的数量得出结论。计划严谨、可行,下面就请同学们分工合作进行实验吧,并将数据统计到 65 页表格。(巡回指导:作为捕食者我们的原则是迅速捕食到猎物,所以不要特意寻找某种颜色或某个位置的纸片)
我们将同学们统计的数据汇总之后投到了大屏幕上,请各小组分析实验结果得出实验结论。
组:通过数据分析,发现与背景纸颜色相近的纸片幸存数目多,而差异较大的幸存数目极少。推测体色与环境颜色接近的生物不易被捕食,得以存活并繁殖后代。分析得非常合理,可见保护色的形成与周围的环境和天敌有关。
明白了这些,请同学们以小组为单位,参照大屏幕上这幅长颈鹿进化示意图,讨论说明长颈鹿的进化历程,从内因和外因两方面来考虑。
一组:长颈鹿进化的外因,可能是发生了旱灾或其他环境变化,青草的数量不足以养活长颈鹿,它们要靠吃高处的树叶才能存活。而之所以能进化还与长颈鹿本身有关,长颈鹿本来就有的颈长和有的颈短,颈长的长颈鹿能吃到树叶存活并将这一变异遗传给下一代,因此长颈鹿的长颈越来越明显,也就是遗传和变异。思路清晰,分析得非常合理。青草不足以使长颈鹿存活,除了与环境的变化有关,还可能与长颈鹿数量的增加有关,生物普遍有很强的繁殖能力,能产生大量后代,而生物赖以生存的空间和食物是有限的,所以会有生存斗争,在生存斗争中适者生存,不适者被淘汰。这也就是我们所说的自然选择。
通过今天的学习,我们以实例出发,从内因和外因两方面剖析了生物进化的原因。同学们对今天所学掌握如何呢?请同桌相互交流你认为恐龙灭绝的原因吧,看来同学们对本节知识掌握非常扎实。课下希望同学们查阅关于达尔文的一些资料,理解他的进化思想,下节课我们来进行交流,下课。
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