高二生物生物进化的证据

科目生物

年级高中二年级

文件 gzja2026.doc

标题

章节第六章第二节生物进化的证据

关键词生命的起源和生物的进化/生物进化的证据

内容

生物进化的证据

教学目标

1．了解特创论和被越来越多的人们所承认的进化论的基本观点；了解古生物学、胚胎学、比较解剖学的研究对象和部分其他学科为生物进化提供的证据；理解古生物学、胚胎学、比较解剖学为生物进化提供的具体证据；掌握生物进化的顺序。

2．通过理解三个学科研究为生物进化所提供的具体证据，培养学生的观察能力和分析问题、解决问题的能力；通过掌握生物进化的顺序，培养学生的分析综合的思维能力。

3．通过理解生物进化的证据和掌握生物进化的顺序，对学生进行进化、生物与环境相适应的生命科学观点的教育，渗透生命物质是不断变化发展的、内因与外因辩证关系等辩证唯物主义基本观点的教育。

重点、难点分析

1．古生物学为生物进化提供的证据是本课题的重点知识，因为：

（1）古生物学研究的对象——化石，是古代生物保存在地层里的遗体、遗迹、遗物等，是生物进化最直接、最可靠、最有力的证据。

（2）化石与地层有着密切的关系，根据地层的地质年代，可以揭示出生物进化的顺序。也正是化石与地质年代的这种关系，可以使学生通过学习提高分析问题和解决问题的能力，同时受到进化观点的教育。

2．胚胎学上的证据之一是所有的高等生物的胚胎发育都是从一个受精卵开始的，这个情况可以说明高等生物起源于单细胞生物。这一内容是本课题的难点之一。这是因为学生只有个体发育的概念在头脑中形成，而没有系统发育的概念，更不清楚个体发育和系统发育的内在联系。正是因为学生没有这方面的知识基础，所以很难理解受精卵与单细胞生物的联系。另一个原因是，要理解这一难点还必须有初中的动物学知识为基础，如原生动物、腔肠动物、扁形动物、环节动物……，正是按照进化的顺序来学习的。而这方面的知识又是初中一年级时学习的，经过了三年多的时间，已大部分遗忘了，因此增加了教学的难度。

3．同源器官的概念也是本课题的一个难点，这一内容所以难，主要难在同源器官的“源”字上，即同源器官的起源相同，这“起源”指的是什么，对学生来说是不好理解的。这里的起源似应理解为，同源器官是来源于胚胎发育的同一胚层的同一部位。例如，几种脊椎动物的前肢骨和人的上肢骨是同源器官，这些器官都来源于胚胎发育初期的中胚层的分化出前肢或上肢骨的部位。而这种理解对于学生来说是没有知识基础的，因而成为教学的难点。

4．在本课题的教学中，应适时、适量地补充一些近代生命科学研究为生物进化提供的证据，这也可能成为教学的难点内容。教材所安排的三个学科为生物进化提供的证据，都是

经典的证据，而分子生物学、生物化学、生理学、遗传学、生物地理学等学科研究的成果，也提供了生物进化的有力证据。这些内容的补充，虽然有些内容对学生来说难度大了一些，但可以使学生对生物进化的证据有更全面、更深刻的认识，同时也使学生对生命科学的发展和生物进化研究的关系，有更加明确的认识。

教学过程设计

一、本课题的参考课时为二课时。

二、第一课时：

1．首先，在复习生命的起源这一课题内容的基础上，进一步明确，原始生命的诞生，既是化学进化的结束，又是生物进化的开始。由此提出原始生命是如何进化发展为现代的生物界的问题，并引出对此问题的另一种根本对立的看法，即特创论。然后，简单讲述进化论与特创论的主要观点。此时，可让学生分析讨论两种理论的区别，也可让学生列表进行比较。下表可供参考使用。其中“评价”一栏，可让学生自己去发挥填写，表明自己对这两种理论

2.生物进化的证据，学生在初中已有过接触，因此可以提问学生，让学生回答生物进化论有哪些证据。当提到化石的证据后，引出古生物学上的证据。此时可让学生观察各种化石标本（或模型、挂图、录像等），然后让学生讨论两个问题：①什么是化石？化石是怎样形成的？②为什么化石能证明生物的进化？目的是要归纳出化石的概念、化石与地质年代的关系、化石在地层里出现的顺序，以及化石所能证实的两个问题：①现代的各种各样的生物是经过漫长的地质年代逐渐进化而来的；②生物进化的顺序是由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生。

3．出示马的前股骨的化石、始祖鸟化石、种子蕨化石等的模型或挂图，由教师讲述或学生讨论这几个典型的实例所能证实的问题。结论是：①马的进化历程是“始祖马→三趾马→现代马”；②鸟类是从古代爬行类进化而来；③种子植物和蕨类植物具有亲缘关系。如有条件，教师还可列举其他化石证据，来证明生物进化。

4．当提出胚胎学上的证据时，应通过提问复习前面学习过的关于胚的发育的知识。如提出个体发育从什么时候开始？胚的发育过程经过了哪些变化阶段等问题。在此基础上，可简要介绍德国生物学家海克尔（Haeckel）的“重演律”（或生物发生律），认为生物在个体发育过程中，重现其祖先的主要发育阶段。然后让学生回答：高等生物的个体发育从受精卵开始说明什么问题？得出结论是说明高等生物起源于单细胞生物。

5．出示七种脊椎动物和人的胚胎发育比较的挂图或投影片，让学生观察分析胚胎发育初期的相似点和晚期的差异。然后讨论如何解释这些相似点和差异，可提示学生用“重演律”的理论来加以分析。最后的结论是：①脊椎动物和人都是由共同的古代原始祖先进化而来的；

②共同的古代原始祖先生活在水中；③人是从有尾动物进化而来的。如有条件，教师可运用“重演律”的观点来分析哺乳动物的个体发育过程。例如，一个哺乳动物从一个受精卵开始，经历囊胚、原肠胚、形成三个胚层等，相当于无脊椎动物阶段；经过组织分化、器官形成出现鳃裂时，相当于水生的鱼类阶段，再出现心脏的分隔变化（一心房一心室一两。动房、一心室→两心房、有不完全隔膜的一心室→两心房、两心室），相当于鱼类、两栖类、爬行类和哺乳类的阶段。这一实例说明了哺乳动物个体发育的过程，简单而迅速地重演了哺乳动物进化的历程。

6．由于本课时要组织学生对一些问题进行讨论，并补充了一些知识，所以到此为止，一课时的内容已经很充实了，其他方面的证据留在下一课时学习。此时可对本课时学习的内容进行检查、反馈和矫正。

三、第二课时：

1．本课时的开始应该检查上课时学习的古生物学和胚胎学上的进化证据等知识是否理解，对于生物进化的顺序是否掌握了。然后引出其他方面的证据。

2．出示四种脊椎动物的前肢骨和人的上肢骨比较的挂图或投影片，让学生观察。同时提出四个问题：①人的上肢骨是哪些骨组成？要求按从上到下的顺序说出；②脊椎动物和人的骨胳是由胚胎的哪个胚层分化形成的？③以人的上肢骨为据，其他脊椎动物的前肢骨与之相比有什么相似之处和差异？④如何解释这些相似和差异？组织学生进行讨论。最后应得出结论：①人的上肢骨是由肽骨、桡骨、尺骨、腕骨、掌骨、指骨组成；②动物和人的骨胎是由胚胎的中胚层分化形成的；③脊椎动物的前肢骨和人的上肢骨的结构组成和排列方式，以及生长的部位是相似的，而它们的形态和功能是有差异的；④说明它们都是由共同的原始祖先进化而来的，但由于它们生活在不同的环境中形成了适应木同环境的形态和功能。通过讨论得出结论后，还可列举其他一些实例，例如比较几种脊椎动物的心脏、脑等，目的在于：①进一步说明比较解剖学为生物进化提供的证据；②为学生归纳总结“同源器官”的概念做好准备。在此基础上，教师提出比较解剖学研究的主要对象是同源器官。然后让学生分析脊椎动物前肢骨和人的上肢骨、脊椎动物的心脏和脑等器官系统的起源、结构、部位、形态、功能等方面的特点，归纳出同源器官的概念，让学生参与到形成这一概念的过程之中。最后应让学生明确所谓同源器官是指“一个相同、两个相似、两个不同的器官”，即起源相同，结构和部位相似，形态和功能不同的器官。

3．由于上述三方面的进化证据都是较为古老的、经典的学科研究成果，因此有必要补充一些其他学科的和近代生物学研究的成果，以说明进化论的观点有众多学科研究提供的大量证据支持。补充哪些方面的证据，要求学生了解到什么程度，要因学生的不同而有所不同。一般可以补充下列内容（详细内容见小资料）：

（1）比较解剖学研究的其他对象——同功器官和痕迹器官（或退化器官）提供的证据。

（2）生理学研究提供的证据。

（3）生物化学研究提供的证据。

（4）遗传学研究提供的证据。

（5）生物地理学研究提供的证据。

在补充其他方面的证据时，不但要突出这些学科研究是如何证明生物是进化的，而且要注意联系学生已学过的知识，使他们容易接受新的知识，也能巩固旧的知识。例如，生理学上的证据主要是血清鉴别，要联系学生过去学过的抗原和抗体以及血清的知识；分子生物学上的证据主要是对蛋白质、核酸等高分子化合物的分析，要联系学生过去学过的有关生物化学的知识；遗传学上的证据主要是对染色体、DNA的研究，要联系学生过去学过的同源染色体、染色体组、DNA结构和复制等方面的知识；生物地理学上的证据是对生物的地理分布的研究，要联系学生过去学过的动物学和地理学的知识。

4．在学习完生物进化的证据后，要对生物进化的各方面证据进行一下小结，重温本课题开始时提到的进化论的主要观点和进化的顺序。要让学生明确：①生物来源的同一性；②生物演变的进化性；③生物进化的漫长性和顺序性；④生物种类的多样性和亲缘性。在此基础上，可让学生回忆过去学过的知识中，有哪些知识能反映生物的进化。此时可组织学生讨论，允许学生翻开课本共同研究。结合初中和高中的知识，能反映生物进化的内容很多，如原核细胞→真核细胞；单细胞生物→多细胞生物；原始绿藻→蕨类植物→种子植物；无脊椎动物→脊椎动物；原始鱼类→原始两栖类→原始爬行类→原始的鸟类和哺乳类；森林古猿→

现代类人孩和人类；细胞内消化→细胞外消化；分散神经系统→集中神经系统；鳃呼吸→肺呼吸；无氧呼吸→有氧呼吸；无性生殖→有性生殖；心脏两腔→三腔→四腔；单循环路线→双循环路线等等。如果学生小结的不全，教师可予以补充，使学生既复习了旧知识，又加深了对生物进化观点的理解。

5．学习完生物进化的证据后，应该引导学生思考关于生物的进化还有什么问题，最好由学生提出“生物为什么能进化、生物进化的原因是什么？”这样的问题。如果学生没有提出问题，则教师可在小结进化证据的最后，提出上述问题，给学生一个悬念，为下一课题学习生物进化学说做好准备。

四、本课题教学中应注意的问题：

1．无论学习哪一方面的进化证据，在教法上要注意符合学生的认识规律，最好都采用先感性后理性、先具体后一般、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之中。

2．注意论点与论据的逻辑关系，并让学生真正明确这种关系。各学科研究的成果是论据，而进化论的看法则是论点，教学中一定要使学生能用论据去证明论点。抓住了这一知识的结合点并落实在学生的头脑中，实质上就是把知识的学习、思维能力的培养和辩证唯物主义基本观点的教育有机地统一了起来，一定会收到较好的教学效益。

3．在本课题的教学中，要特别注意对学生进行进化、适应等生命科学观点的教育，并注意渗透内因与外因、量变与质变等辩证唯物主义基本观点的教育。由于前面已经学习过遗传物质基础和生物变异的知识，因此，教学中对于各种进化证据的理解，不能过分地强调环境条件变化（即外因）的作用，应该引导学生考虑到生物体内在的因素，让学生明确，生物的进化一定是外因与内因相互作用的结果，避免形成“外因论”。这也为下一课题学习达尔文的自然选择学说奠定一定的基础。

小资料

一、生理学研究提供的进化证据：

生理学研究提供的进化证据主要是血清的鉴别。例如，用狗的血清注射到家兔的血液内，家兔会产生抗体，用这种具有抗体的血液制成的血清称为抗血清。再把家兔的抗血清分别与狗、狼、狐、牛的血清混合，结果发现狗的血清发生的沉淀最多，狼的血清沉淀少一些，狐的血清沉淀更少一些，而牛的血清没有发生沉淀。这说明家兔抗血清中的抗体与几种动物血清发生了作用，狗和狼的血清沉淀多，说明它的血清蛋白的结构和性质相似，则亲缘关系很

再如，把人的血清作为抗原注入家兔体内，分离出抗血清，再用家兔的抗血清检验人、黑猩猩、佛狒和猪等动物的血清，得到的结果见上表（表中的百分数表示沉淀的多少）。根据表中的百分数就可以得知，动物亲缘关系越近，沉淀量就越大，反之，沉淀量就越小。

二、生物化学研究提供的进化证据：

通过生物化学的分析可知，构成各种类型生物的化学元素是一样的；构成蛋白质的20种氨基酸是一样的；构成DNA的四种脱氧核糖核旮酸和构成RNA的四种核糖核普酸是一样的；所有的遗传物质和遗传密码是一样的；各种生命活动中的高能化合物ATP是一样的；各种生物体内的糖酵解过程都是相似的，等等。这些分析表明，各种生物的结构和基本生命活动方面的高度一致性，证明一切生物具有共同起源。还有一些证据，如分析不同物种的同一种蛋白质的氨基酸组成，可以看出各种生物之间的亲缘关系（分析细胞色素C的实例见“教学参

考书”）。

三、遗传学研究提供的进化证据：

遗传学研究表明，亲缘关系相近的生物之间染色体的结构具有相似性，这可以成为生物进化的证据之一。另外，相似种的染色体数目常常相近，如人的体细胞中有46条染色体，猩猩和黑猩猩的体细胞中都有48条染色体。

在高等植物中，染色体的多倍化，可形成具有亲缘关系的类群。例如，小麦的染色体基数为7，而单粒小麦、二粒小麦和普通小麦体细胞中的染色体数分别是14、28和42，这三种杂色体核型形成了一个系统，说明它们之间的亲缘关系。

对于细胞减数分裂中染色体配对联会的研究，也可以说明近亲种间的亲缘关系。例如，将两种果蝇杂交，观察杂种的染色体，可以发现在减数分裂第1次分裂的联会时期，有的部分是可以配对的，有的部分不能配对。能配对的部分说明具有相同的遗传物质、相同的基因序列。能配对的部分越多说明杂交的两个亲本的亲缘关系越近。目前，科学家已经把许多种果蝇进行杂交来鉴定它们之间的亲缘关系。

有的科学家也开始从核酸结构上的差异来鉴别物种的亲缘关系。测定核酸结构上的差异，最普遍的方法是测定不同生物DNA分子中所含胞嘧啶（C）和鸟嘌呤（G）两种碱基的比例，看其差异的大小，如下表所示的差异，可以看出灵长目的一些动物与人的亲缘关系。

四、生物地理学研究提供的进化证据：

地球上生物的地理分布及其比较，以及结合古代生物的地理分布，能说明生物的进化。澳大利亚和新西兰为什么极少真兽类，而多是有袋类和单孔类？最为合理的解释是，在真兽类出现以前，澳洲就脱离了大陆，因而极少真兽类，维持在原始哺乳动物的水平；当大陆上真兽类出现后，又由于地理的隔离，无法进入澳洲。达尔文曾经描述过的加拉巴哥斯群岛上有14种地雀的形成，也是很好的例证。我国台湾省、海南省的动物，基本上都是我国大陆的类型，如台湾的白冠长尾雉、海南的黑长臂猿等，都与大陆类型相似，但又有特殊的动物如台湾猴、海南坡鹿等。