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備課組員 課時(shí) 2 課時(shí) 課題 第七章 第2節(jié) 現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容 課型 科學(xué)探究 教學(xué) 目的 一、教學(xué)目標(biāo) 1.解釋種群、種群基因庫、基因頻率等概念。 2.運(yùn)用數(shù)學(xué)方法討論種群基因頻率的變化。 3.說明現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容。 4.舉例說明共同進(jìn)化和生物多樣性形成的原因。 5.形成生物進(jìn)化的觀點(diǎn)和生物進(jìn)化理論在發(fā)展的觀念。 教學(xué) 重點(diǎn) 難點(diǎn) 二、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn) 1.教學(xué)重點(diǎn) （1）種群、物種、基因頻率、隔離等概念。 （2）突變和基因重組、自然選擇、隔離在生物進(jìn)化過程中的作用。 2.教學(xué)難點(diǎn) （1）基因頻率的概念。 （2）自然選擇對(duì)種群基因頻率的影響。 （3）隔離在物種形成中的作用。 教學(xué) 方法 手段 猜想,問題情境導(dǎo)入法，觀察法，談話法，歸納總結(jié)法 教 學(xué) 過 程 設(shè) 計(jì) [引入] 達(dá)爾文自然選擇學(xué)說中某些觀點(diǎn)，與現(xiàn)代遺傳學(xué)所揭示的遺傳和變異的本質(zhì)之間引發(fā)的問題沖突開始 一． 種群是生物進(jìn)化的基本單位 [問題探討]使學(xué)生初步了解一種生物個(gè)體的有利變異的基因，只有在該種生物的某一群體中才能傳遞、擴(kuò)散，這個(gè)群體就是種群，種群是生物進(jìn)化的基本單位。 [探討種群的定義] 學(xué)生舉例說明種群的例子。 種群與種的區(qū)別；種群是繁殖的單位；研究生物性狀的維持和變化不能立足于個(gè)體的變化，只能以種群為單位。因此，要從研究種群中全部個(gè)體所含有的全部基因入手（引出基因庫的概念）。 [過渡] 某種昆蟲的翅色是灰色(基因型為aa)，偶然出現(xiàn)一綠色的變異個(gè)體（基因型為Aa），如果綠色翅與灰色翅比較，更適應(yīng)環(huán)境。按照達(dá)爾文“適者生存，不適者淘汰”的觀點(diǎn)，這一有利變異的個(gè)體能永遠(yuǎn)生存下去嗎？ 該個(gè)體中的有利基因A，怎樣才能世代傳衍下去？即使Aa的個(gè)體能夠繁殖，后代都是綠色個(gè)體嗎？通過該問題的探討，可以使學(xué)生發(fā)現(xiàn)，某個(gè)體的有利變異的基因只有在群體中，通過有性生殖才能世代延續(xù)，另外有利變異個(gè)體（Aa）的有性生殖的后代，還會(huì)出現(xiàn)aa的個(gè)體。因此，研究生物的進(jìn)化，僅僅研究個(gè)體的表現(xiàn)型是否與環(huán)境相適應(yīng)是不夠的，還需要研究群體的基因組成變化，這個(gè)群體就是種群（提出種群的概念）。 [計(jì)算基因頻率的方法] 例題講解：課本115頁例題?？偨Y(jié)基因頻率計(jì)算公式： 某種基因的頻率= 該種群中此基因的數(shù)量/該種群中該基因數(shù)和其等們基因數(shù)的總和100% [練習(xí)] 基因頻率的計(jì)算 兩位學(xué)生上黑板演算 [教師點(diǎn)評(píng)] 1 個(gè)體數(shù)與基因總數(shù)的關(guān)系 2 等位基因的基因頻率之種等于1 [思考與討論] 教師可以引出：一個(gè)種群基因庫中的基因頻率，在子代又會(huì)怎樣呢？ 關(guān)于用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的變化，可以采用教材中所設(shè)計(jì)的順序和方式進(jìn)行，也可以先依據(jù)孟德爾遺傳定律，從親代的基因型頻率，計(jì)算子代的基因型頻率和基因頻率，如果時(shí)間允許，還可以繼續(xù)計(jì)算子二代、子三代的基因型頻率和基因頻率。如果采用后一種方式，在計(jì)算后，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生從中概括出：依據(jù)孟德爾遺傳法則，一個(gè)種群的等位基因頻率，在上下代是穩(wěn)定不變的，也就是說種群是穩(wěn)定不變的。這種現(xiàn)象在自然界的種群中會(huì)發(fā)生嗎？由此引發(fā)學(xué)生討論。在學(xué)生討論的基礎(chǔ)上 [思考與與討論] 教師和學(xué)生共同得出，自然界中種群的基因頻率要穩(wěn)定不變（不進(jìn)化），必須滿足以下幾點(diǎn)： ① 該種群非常大； ②所有的雌雄個(gè)體都能自由交配； ③沒有遷入和遷出； ④自然選擇對(duì)不同表現(xiàn)型的個(gè)體沒有作用； ⑤這對(duì)基因不發(fā)生突變，并且攜帶這對(duì)基因的染色體不發(fā)生變異。 顯然，同時(shí)滿足以上5個(gè)條件是不可能的，即使前4個(gè)條件可以滿足，基因突變和染色體變異總會(huì)發(fā)生的。通過討論基因頻率的變化可以認(rèn)識(shí)到，自然界中種群的基因頻率一定會(huì)發(fā)生變化，也就是說種群的進(jìn)化是必然的。 [第二課時(shí)的引入]影響種群基因頻率的因素有哪些？引出變異和自然一 生物進(jìn)化的原材料 選擇對(duì)基因頻率的影響 關(guān)于突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料，只有可遺傳的變異，才對(duì)生物進(jìn)化產(chǎn)生影響。讓學(xué)生回答可遺傳變異的來源， 即基因突變、基因重組和染色體變異。 [介紹三種變異的特點(diǎn)] 以及對(duì)基因頻率的影響。在這里還應(yīng)該強(qiáng)調(diào)，突變和重組都是隨機(jī)的、不定向的，因此，它們可以改變基因頻率，但不能決定基因頻率改變的方向，也就是說，它們只是提供了生物進(jìn)化的原始材料，不能決定生物進(jìn)化的方向。生物進(jìn)化方向又是由什么因素決定的呢？（引入自然選擇的作用） [探究活動(dòng)] 自然選擇對(duì)種群基因頻率變化的影響 探究“自然選擇對(duì)種群基因頻率變化的影響”以方便學(xué)生討論為原則，將教學(xué)班分成若干個(gè)小組。注意以下幾點(diǎn)。 1.指導(dǎo)學(xué)生閱讀樺尺蠖種群變化的資料（教師可以導(dǎo)讀教材相關(guān)部分），依據(jù)這些事實(shí)明確提出問題。 2.作出假設(shè)。針對(duì)事實(shí)和問題，依據(jù)學(xué)生已有的知識(shí)背景提出假設(shè)。在這里，假設(shè)可以是：黑褐色的生活環(huán)境，不利于淺色樺尺蠖的生存，對(duì)黑色樺尺蠖生存有利，這種環(huán)境的選擇作用使該種群的S基因的頻率越來越低，即自然選擇可以使種群的基因頻率發(fā)生定向改變。 3.制定探究方案，可以根據(jù)學(xué)生情況靈活處理。一般情況下，可以直接使用教材提供的問題情境?？梢韵戎笇?dǎo)學(xué)生，依據(jù)假設(shè)計(jì)算第2年的基因型頻率和基因頻率，即：如果第1年種群個(gè)體數(shù)為100個(gè)，當(dāng)黑色 （表現(xiàn)型） 個(gè)體每年增加10%時(shí)，基因型為SS （黑色） 個(gè)體第2年將會(huì)增加到11個(gè)，基因型為Ss （黑色） 個(gè)體第2年將增加到22個(gè)，基因型為ss （淺色） 個(gè)體第2年將減少到63個(gè)。第2年種群個(gè)體總數(shù)為96個(gè)，基因型SS的頻率是1196=11.5%；基因型Ss的頻率是2296=22.9%；基因型ss的頻率是6396=65.6%。在學(xué)生理解了計(jì)算方法后，可獨(dú)立計(jì)算以后年份的基因型頻率和基因頻率，[找出規(guī)律] 在分析計(jì)算結(jié)果的基礎(chǔ)上，應(yīng)要求學(xué)生討論教材中設(shè)置的兩個(gè)討論題。使學(xué)生理解，在黑色背景下，淺色樺尺蠖被天敵發(fā)現(xiàn)和捕食的幾率大于黑色的樺尺蠖，但不影響樺尺蠖的生存和繁殖，直接受選擇的是表現(xiàn)型。 探究之后，教師應(yīng)強(qiáng)調(diào)，在自然選擇的作用下，可以使基因頻率發(fā)生定向改變，決定生物進(jìn)化的方向。 關(guān)于“隔離與物種的形成”內(nèi)容的教學(xué)，可直接使用教材中的引言，引出物種的概念。指出人們是如何定義物種的，至于為什么如此定義物種可以不深究，教師應(yīng)著重引導(dǎo)學(xué)生依據(jù)物種定義，舉例說明并區(qū)分物種。學(xué)生理解物種概念后，教師可以再提出曼徹斯特地區(qū)的樺尺蠖，雖然基因頻率發(fā)生很大的定向變化，但并沒有形成新物種的原因，并通過師生討論得出，只要物種的種群之間和種群內(nèi)部個(gè)體之間，沒有形成生殖隔離，基因交流就不會(huì)停止，遺傳組成的差異就不會(huì)拉大，新物種就難以形成。什么因素可以阻止種群間基因交流呢？由此可引出隔離的概念。 學(xué)生初步理解隔離的概念之后 [資料分析]安排學(xué)生討論隔離的各種可能的方式，教師歸納出隔離的類型。然后組織學(xué)生閱讀分析教材中的，組織討論“資料分析”中提出的幾個(gè)問題。最后教師應(yīng)強(qiáng)調(diào)，一般情況下，地理隔離是生殖隔離的先決條件，生殖隔離一旦形成，原來屬于一個(gè)物種的兩個(gè)種群，就成了兩個(gè)物種。 關(guān)于“共同進(jìn)化與生物多樣性的形成”內(nèi)容的教學(xué)，可以學(xué)生自學(xué)為基礎(chǔ)，教師提出一些具有啟發(fā)性的問題，師生共同歸納總結(jié)的方式推進(jìn)教學(xué)過程。使學(xué)生理解共同進(jìn)化的含義，無機(jī)環(huán)境的變化、無機(jī)環(huán)境的復(fù)雜化和多樣化、有性生殖的出現(xiàn)和生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化和多樣化對(duì)生物多樣性形成的作用。 [討論] 組織學(xué)生討論生物進(jìn)化理論在發(fā)展。 教學(xué)反思 作業(yè)布置 試卷 板書設(shè)計(jì) 第七章 第2節(jié) 現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容 一．種群是生物進(jìn)化的基本單位 1．什么叫種群 2．基因頻率 某種基因的頻率= 該種群中此基因的數(shù)量/該種群中該基因數(shù)和其等們基因數(shù)的總和100% 基因突變 基因重組 染色體變異 二． 生物進(jìn)化的原材料 可遺傳變異的三個(gè)來源 三． 自然選擇對(duì)種群基因頻率的變化影響 四． 生物的變異是不定向的而自然選擇作用是定向的。 五． 自然選擇決定生物進(jìn)化的方向