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高中生物《现代生物进化理论的主要内容》教案5 新人教版必修2

时间:2015-03-19


备课组员 课题

课时 课型

2 课时 科学探究

第七章 第 2 节 现代生物进化理论的主要内 容
一、教学目标 1.解释种群、种群基因库、基因频率等概念。 2.运用数学方法讨论种群基因频率的变化。

教学 目的

3.说明现代生物进化理论的主要内容。 4.举例说明共同进化和生物多样性形成的原因。 5.形成生物进化的观点和生物进化理论在发展的观念。

二、教学重点和难点 1.教学重点 (1)种群、物种、基因频率、隔离等概念。 教学 重点 难点 (2)突变和基因重组、自然选择、隔离在生物进化过程中的作用。 2.教学难点 (1)基因频率的概念。 (2)自然选择对种群基因频率的影响。 (3)隔离在物种形成中的作用。

教学 方法 手段

猜想,问题情境导入法,观察法,谈话法,归纳总结法

[引入] 达尔文自然选择学说中某些观点,与现代遗传学所揭示的遗传和变异的 本质之间引发的问题冲突开始 一. 种群是生物进化的基本单位

教学反思

[问题探讨]使学生初步了解一种生物个体的有利变异的基因,只有在该种生物的 某一群体中才能传递、扩散,这个群体就是种群,种群是生物进化的基本单位。 [探讨种群的定义] 学生举例说明种群的例子。 种群与种的区别;种群是繁殖的单位;研究生物性状的维持和变化不能立足于个
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体的变化,只能以种群为单位。因此,要从研究种群中全部个体所含有的全部基 因入手(引出基因库的概念) 。 [过渡] 某种昆虫的翅色是灰色(基因型为 aa),偶然出现一绿色的变异个体(基

因型为 Aa) ,如果绿色翅与灰色翅比较,更适应环境。按照达尔文“适者生存, 不适者淘汰”的观点,这一有利变异的个体能永远生存下去吗? 教 该个体中的有利基因 A,怎样才能世代传衍下去?即使 Aa 的个体能够繁殖,后代 都是绿色个体吗?通过该问题的探讨,可以使学生发现,某个体的有利变异的基 学 因只有在群体中,通过有性生殖才能世代延续,另外有利变异个体(Aa)的有性 生殖的后代,还会出现 aa 的个体。因此,研究生物的进化,仅仅研究个体的表 过 现型是否与环境相适应是不够的,还需要研究群体的基因组成变化,这个群体就 是种群(提出种群的概念) 。 程 [计算基因频率的方法] 例题讲解:课本 115 页例题。总结基因频率计算公式: 设 某种基因的频率 = 该种群中此基因的数量 /该种群中该基因数和其等们基因 计 数的总和×100%

[练习]

基因频率的计算

两位学生上黑板演算 [教师点评] 1 个体数与基因总数的关系 2 等位基因的基因频率之种等于 1

[思考与讨论] 教师可以引出:一个种群基因库中的基因频率,在子代又会怎样呢? 关于用数学方法讨论基因频率的变化,可以采用教材中所设计的顺序和方式进 行,也可以先依据孟德尔遗传定律,从亲代的基因型频率,计算子代的基因型频 率和基因频率,如果时间允许,还可以继续计算子二代、子三代的基因型频率和 基因频率。如果采用后一种方式,在计算后,教师应引导学生从中概括出:依据 孟德尔遗传法则,一个种群的等位基因频率,在上下代是稳定不变的,也就是说 种群是稳定不变的。这种现象在自然界的种群中会发生吗?由此引发学生讨论。 在学生讨论的基础上

[思考与与讨论] 教师和学生共同得出,自然界中种群的基因频率要稳定不变(不进化) ,必须满 足以下几点:
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① 该种群非常大; ②所有的雌雄个体都能自由交配; ③没有迁入和迁出; ④自然选择对不同表现型的个体没有作用; ⑤这对基因不发生突变,并且携带这对基因的染色体不发生变异。

显然,同时满足以上 5 个条件是不可能的,即使前 4 个条件可以满足,基因突变 和染色体变异总会发生的。通过讨论基因频率的变化可以认识到,自然界中种群 的基因频率一定会发生变化,也就是说种群的进化是必然的。

[第二课时的引入]影响种群基因频率的因素有哪些?引出变异和自然一 生物进 化的原材料 选择对基因频率的影响 关于突变和基因重组产生进化的原材料,只有可遗传的变异,才对生物进化产生 影响。让学生回答可遗传变异的来源, 即基因突变、基因重组和染色体变异。 [介绍三种变异的特点] 以及对基因频率的影响。在这里还应该强调,突变和重组都是随机的、不定向的, 因此,它们可以改变基因频率,但不能决定基因频率改变的方向,也就是说,它 们只是提供了生物进化的原始材料,不能决定生物进化的方向。生物进化方向又 是由什么因素决定的呢?(引入自然选择的作用) [探究活动] 自然选择对种群基因频率变化的影响

探究“自然选择对种群基因频率变化的影响”以方便学生讨论为原则,将教学班 分成若干个小组。注意以下几点。 1.指导学生阅读桦尺蠖种群变化的资料(教师可以导读教材相关部分) ,依据这 些事实明确提出问题。 2.作出假设。针对事实和问题,依据学生已有的知识背景提出假设。在这里,假 设可以是:黑褐色的生活环境,不利于浅色桦尺蠖的生存,对黑色桦尺蠖生存有 利,这种环境的选择作用使该种群的 S 基因的频率越来越低,即自然选择可以使 种群的基因频率发生定向改变。 3.制定探究方案,可以根据学生情况灵活处理。一般情况下,可以直接使用教材 提供的问题情境。可以先指导学生,依据假设计算第 2 年的基因型频率和基因频 率,即:如果第 1 年种群个体数为 100 个,当黑色 (表现型) 个体每年增加 10% 时,基因型为 SS (黑色) 个体第 2 年将会增加到 11 个,基因型为 Ss (黑色) 个体第 2 年将增加到 22 个,基因型为 ss (浅色) 个体第 2 年将减少到 63 个。
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第 2 年种群个体总数为 96 个,基因型 SS 的频率是 11÷96=11.5%;基因型 Ss 的 频率是 22÷96=22.9%;基因型 ss 的频率是 63÷96=65.6%。在学生理解了计算方 法后,可独立计算以后年份的基因型频率和基因频率,[找出规律] 在分析计算结果的基础上,应要求学生讨论教材中设置的两个讨论题。使学生理 解,在黑色背景下,浅色桦尺蠖被天敌发现和捕食的几率大于黑色的桦尺蠖,但 不影响桦尺蠖的生存和繁殖,直接受选择的是表现型。 探究之后,教师应强调,在自然选择的作用下,可以使基因频率发生定向改变, 决定生物进化的方向。 关于“隔离与物种的形成”内容的教学,可直接使用教材中的引言,引出物种的 概念。指出人们是如何定义物种的,至于为什么如此定义物种可以不深究,教师 应着重引导学生依据物种定义,举例说明并区分物种。学生理解物种概念后,教 师可以再提出曼彻斯特地区的桦尺蠖,虽然基因频率发生很大的定向变化,但并 没有形成新物种的原因,并通过师生讨论得出,只要物种的种群之间和种群内部 个体之间,没有形成生殖隔离,基因交流就不会停止,遗传组成的差异就不会拉 大,新物种就难以形成。什么因素可以阻止种群间基因交流呢?由此可引出隔离 的概念。 学生初步理解隔离的概念之后 [资料分析]安排学生讨论隔离的各种可能的方式,教师归纳出隔离的类型。然后 组织学生阅读分析教材中的,组织讨论“资料分析”中提出的几个问题。最后教 师应强调,一般情况下,地理隔离是生殖隔离的先决条件,生殖隔离一旦形成, 原来属于一个物种的两个种群,就成了两个物种。 关于“共同进化与生物多样性的形成”内容的教学,可以学生自学为基础,教师 提出一些具有启发性的问题,师生共同归纳总结的方式推进教学过程。使学生理 解共同进化的含义,无机环境的变化、无机环境的复杂化和多样化、有性生殖的 出现和生态系统结构的复杂化和多样化对生物多样性形成的作用。 [讨论] 作 业 布置 试卷 第七章 第 2 节 现代生物进化理论的主要内容 组织学生讨论生物进化理论在发展。

板书 设计

一.种群是生物进化的基本单位 1.什么叫种群 2.基因频率 某种基因的频率= 该种群中此基因的数量/该种群中该基因数和其等们基因数的总和×100% 二. 生物进化的原材料 可遗传变异的三个来源 基因突变 基因重组 染色体变异
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三. 自然选择对种群基因频率的变化影响 四. 生物的变异是不定向的而自然选择作用是定向的。 五. 自然选择决定生物进化的方向

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