2．生物进化的外在动力：环境的改变。

5．分析探究后面的讨论题。

　实验讨论完毕。各小组汇报其探究结果。

　学生1：通过5代的筛选，幸存者数最多的是红色，因为我们组的布料是红色的。

　学生2：我们组的结果是：蓝色数量最多，与布料的颜色一致。

　学生3：通过5代筛选，幸存者数最多的是与布料颜色相近的粉红色。

　……

　注：教师引导学生回答讨论2、3、4题。

　学生1：在第一代与第二代之间代表生物多样性的彩色纸片颜色种类很接近。而到了第五代，彩纸片的颜色种类大大减少，只保留与布料颜色相近的几种。

　学生2：我们组黄色在“幸存者”群体中没有代表。因为我们组所用的布料是红色的，黄色纸片放在上面对比非常明显，所以“捕食者”最先将黄色捕捉。

　学生3：我认为保护色的形成过程与它的天敌和周围环境有关系。与环境颜色较接近的就不容易被天敌发现，反之则易被捉住。这样与环境相适应的生物得以繁衍，它的体色便成了保护色。推动生物进化的动力是环境的改变，遗传与变异是基础。

　注：教师应针对学生的回答给予客观、公正、鼓励性的评价，对回答不完善的同学给以补充。

　教师：保护色的形成过程是与周围环境相适应的结果。这是自然环境对生物进行选择的一个方面。除了保护色之外你还能举出其他方面的例子吗？

　学生：有一种蝴蝶，它的翅膀展开很像眼镜蛇体表的花纹，这样它可以避免它的天敌一种鸟的捕食。

　教师：这是一种警戒色。

　学生：有一种竹节虫，它的躯体与四肢修长。当爬在竹上，如果不动我们很难发现它。这也许是它存活下来的一个原因。

　教师：这是一种拟态，模拟与周围相似的物体，不易被其天敌发现。像保护色、拟态、警戒色等都是在生物进化过程中，通过长期的自然选择而逐渐形成的适应性特征。由此，我们可以看出自然选择在生物进化的过程中所起的作用，生物只有适应不断变化的环境才能生存和繁衍。

　最后，根据本节所学的知识，请大家总结生物进化的原因。

　注：可以让学生讨论总结。教师补充完善并板书。

　板书：1．生物进化的基础：遗传与变异。

4．要及时记录小纸片的数量，并进行分析。

3．提醒学生在实验时一定要把自己想象成“捕食者”，在选取彩色小纸片时，不要事先观察小纸片的位置，一定不要特意寻找某一种颜色的小纸片。

2．不论彩色布料或彩纸颜色必须单一，每小组所选颜色可不一样；彩色小纸片颜色应多样化，但其中之一最好与彩色布料或彩纸的颜色一致或相近。

　注：学生讨论后回答。

　学生1：黑色桦尺蠖的出现属于自然变异的结果，在环境改变的情况下这种突变对其后代的生存是有利的。

　学生2：黑色桦尺蠖数量逐渐增加，由少数变为常见类型，主要受环境的影响，一方面工厂排出的烟煤杀死了地衣，使树皮变黑；另一方面桦尺蠖的天敌决定桦尺蠖的不同颜色的数量。

　学生3：桦尺蠖体色变化是由于体内的遗传物质发生变异，而且变异的性状传给了后代；并且是在外界环境变化及天敌的影响下，变异个体逐渐增加的结果。我认为：工厂排放出的煤烟是导致桦尺蠖颜色改变的关键，说到底是环境污染迫使生物性状发生改变。所以，在工业高度发达的今天，更应注重环境保护，减少工业“三废”对环境的污染。

　注：教师对作答的同学给予鼓励性、赞赏性的评价，可倾听多数同学的回答，直到较满意的答复。

　教师：通过对桦尺蠖体色变化的分析，我们知道了“遗传和变异”是桦尺蠖体色变化的基础，而环境的改变是它体色变化的外在动力。如果要使英国曼彻斯特地区的浅色的桦尺蠖又重新恢复为常见类型，你认为该怎样做？

　学生：我们应关掉曼彻斯特周围的工厂，保持桦尺蠖生活区域内清洁的空气，保持天敌的数目不变。这样浅色桦尺蠖便成为常见类型。

　教师：由桦尺蠖体色变化的分析，我们可推想生物圈中不同种类生物的进化原因，是否与这一事例相类似呢？

　学生：是。

　教师：尽管我们不能重复桦尺蠖体色变化的整个过程，但我们可以设法模拟。模拟探究有助于你对这一现象的理解以及对生物进化原因的直观印象和深层次的理解。

　在模拟探究之前，我们先了解自然界中几种常见的利用保护色捕食或防御敌害的例子。

　注：打开多媒体课件(关于雷鸟、变色龙等体色随环境而变化；或者枯叶蝶、菜青虫、青蛙等在不同环境中的体色对比)。

　教师：图中动物的体色与周围环境的色彩非常相似，这就是保护色。具有保护色的动物不易被其他动物发现，这对它躲避敌害或者捕食猎物是十分有利的。这种保护色是如何形成的？接下来我们模拟保护色的形成过程来探究保护色是如何形成的。

　注：教师在做此实验前需强调以下注意事项：

1．全班分组，各组员统一听从组长的指挥。

2．自然选择：

　提出问题与学生讨论自然选择是怎样进行的。

　(l)自然界中大多数生物有很强的繁殖能力。

　例：1株1年生的植物只产生两粒种子，20年后会有多少后代？

　大象寿命一般在100岁。一对大象一生可生6只小象， 740-750年后一对大象的后代可以达到1900万头。

　这样的现象称为过度繁殖。

　提问：过度繁殖会带来什么问题？

　(2)生物的生存需要一定的条件，即要保证生物必需的食物和生存的空间。生物生存的空间和食物是有限的。

　提问：为了生存，生物在这个有限的生存条件下会出现什么现象？

　生物之间为了获得生存所需要的食物和空间而进行的斗争，称为生存竞争。

　(3)生存竞争总有胜败。什么类型的生物在生存竞争中容易取胜或者失败呢？

　实例：长颈鹿的进化。

　(4)长颈鹿的进化过程中，谁在进行选择？

　小结：自然界中的生物，通过激烈的生存竞争，适应环境的生存下来，不适应环境的被淘汰，这就是自然选择。适者生存，不适者被淘汰，所以目前在地球上生活的各种生物大多是适应环境的。自然界的环境有各种类型，不同类型的环境对生物的差异进行选择，形成了适应不同环境的生物，同时，也产生了生物的多样性。

　提问：生物进化的历程是否已经完成？如果还在进行，我们为什么不易发现生物的进化？

　自然选择的进程十分缓慢。生物界的丰富多彩是经过许多亿年的选择形成的。

　[本课小结]根据人类已经得到的证据可以证明丰富多彩的生物界是通过不断进化形成的。自然选择学说能够较合理的解释生物进化的原因。但是关于生物的进化，到目前为止，还有许多问题不能作出合理的解释，还需要人类不断的研究探索，进行完善。

　科学家在研究生物进化时发现生物进化的历程是：由简单到复杂，由低等到高等，由水生到陆生。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。

　我国宋朝的沈括在《梦溪笔谈》中就谈到他在太行山和其他地方看到的动物化石和植物化石。根据太行山山崖上的化石，沈括认为太行山曾经是海滨。

　什么是化石？生物化石是指由于某种原因，埋藏在地层中的生物的遗体、遗物或生活痕迹。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。

　化石有很多种，有由生物体的坚硬部分形成的遗体化石，如骨骼化石、贝壳化石等；有保存植物叶片痕迹的印痕化石；还有遗迹、遗物化石等。

　为什么化石能够说明生物的进化？

　地球的地层形成有早有晚，不同的地层中有不同的生物化石。根据存在于各个地层中的化石，可以判断生物类型和生存的年代。对不同地层中的化石进行分析比较发现：

　(1)最古老的地层中没有化石。

　(2)从大约39亿年前的地层中开始发现生物化石。

　(3)越古老的地层中，成为化石的生物越简单、越低等，越晚形成的地层中成为化石的生物越复杂、越高等。

　(4)古老的地层中水生生物的化石较多；晚形成的地层中陆生生物的化石较多。

　讨论：科学家的这些发现说明了什么问题？

　[小结](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经历了由简单到复杂，由低等到高等，由水生到陆生的发展过程。

　[提问]生物进化的原因是什么？是什么推动着生物向前发展？

4.在青霉素刚被使用的时候，能够杀死大多数类型的细菌。但少数细菌由于变异而具有抵抗青霉素的特性，不能被青霉素杀死而生存下来，并将这些特性遗传给下一代。因此，下一代就有更多的具有抗药性的个体，经过青霉素的长期选择，使得有的细菌已不再受其的影响了。