高中生物《現代生物進化理論的主要內容》教案5新人教版必修.doc

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備課組員 課時 2 課時 課題 第七章 第2節(jié) 現代生物進化理論的主要內容 課型 科學探究 教學 目的 一、教學目標 1.解釋種群、種群基因庫、基因頻率等概念。 2.運用數學方法討論種群基因頻率的變化。 3.說明現代生物進化理論的主要內容。 4.舉例說明共同進化和生物多樣性形成的原因。 5.形成生物進化的觀點和生物進化理論在發(fā)展的觀念。 教學 重點 難點 二、教學重點和難點 1.教學重點 （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、隔離在生物進化過程中的作用。 2.教學難點 （1）基因頻率的概念。 （2）自然選擇對種群基因頻率的影響。 （3）隔離在物種形成中的作用。 教學 方法 手段 猜想,問題情境導入法，觀察法，談話法，歸納總結法 教 學 過 程 設 計 [引入] 達爾文自然選擇學說中某些觀點，與現代遺傳學所揭示的遺傳和變異的本質之間引發(fā)的問題沖突開始 一． 種群是生物進化的基本單位 [問題探討]使學生初步了解一種生物個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、擴散，這個群體就是種群，種群是生物進化的基本單位。 [探討種群的定義] 學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體的變化，只能以種群為單位。因此，要從研究種群中全部個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)，偶然出現一綠色的變異個體（基因型為Aa），如果綠色翅與灰色翅比較，更適應環(huán)境。按照達爾文“適者生存，不適者淘汰”的觀點，這一有利變異的個體能永遠生存下去嗎？ 該個體中的有利基因A，怎樣才能世代傳衍下去？即使Aa的個體能夠繁殖，后代都是綠色個體嗎？通過該問題的探討，可以使學生發(fā)現，某個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)，另外有利變異個體（Aa）的有性生殖的后代，還會出現aa的個體。因此，研究生物的進化，僅僅研究個體的表現型是否與環(huán)境相適應是不夠的，還需要研究群體的基因組成變化，這個群體就是種群（提出種群的概念）。 [計算基因頻率的方法] 例題講解：課本115頁例題?？偨Y基因頻率計算公式： 某種基因的頻率= 該種群中此基因的數量/該種群中該基因數和其等們基因數的總和100% [練習] 基因頻率的計算 兩位學生上黑板演算 [教師點評] 1 個體數與基因總數的關系 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：一個種群基因庫中的基因頻率，在子代又會怎樣呢？ 關于用數學方法討論基因頻率的變化，可以采用教材中所設計的順序和方式進行，也可以先依據孟德爾遺傳定律，從親代的基因型頻率，計算子代的基因型頻率和基因頻率，如果時間允許，還可以繼續(xù)計算子二代、子三代的基因型頻率和基因頻率。如果采用后一種方式，在計算后，教師應引導學生從中概括出：依據孟德爾遺傳法則，一個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。這種現象在自然界的種群中會發(fā)生嗎？由此引發(fā)學生討論。在學生討論的基礎上 [思考與與討論] 教師和學生共同得出，自然界中種群的基因頻率要穩(wěn)定不變（不進化），必須滿足以下幾點： ① 該種群非常大； ②所有的雌雄個體都能自由交配； ③沒有遷入和遷出； ④自然選擇對不同表現型的個體沒有作用； ⑤這對基因不發(fā)生突變，并且攜帶這對基因的染色體不發(fā)生變異。 顯然，同時滿足以上5個條件是不可能的，即使前4個條件可以滿足，基因突變和染色體變異總會發(fā)生的。通過討論基因頻率的變化可以認識到，自然界中種群的基因頻率一定會發(fā)生變化，也就是說種群的進化是必然的。 [第二課時的引入]影響種群基因頻率的因素有哪些？引出變異和自然一 生物進化的原材料 選擇對基因頻率的影響 關于突變和基因重組產生進化的原材料，只有可遺傳的變異，才對生物進化產生影響。讓學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] 以及對基因頻率的影響。在這里還應該強調，突變和重組都是隨機的、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化的原始材料，不能決定生物進化的方向。生物進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] 自然選擇對種群基因頻率變化的影響 探究“自然選擇對種群基因頻率變化的影響”以方便學生討論為原則，將教學班分成若干個小組。注意以下幾點。 1.指導學生閱讀樺尺蠖種群變化的資料（教師可以導讀教材相關部分），依據這些事實明確提出問題。 2.作出假設。針對事實和問題，依據學生已有的知識背景提出假設。在這里，假設可以是：黑褐色的生活環(huán)境，不利于淺色樺尺蠖的生存，對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，可以根據學生情況靈活處理。一般情況下，可以直接使用教材提供的問題情境。可以先指導學生，依據假設計算第2年的基因型頻率和基因頻率，即：如果第1年種群個體數為100個，當黑色 （表現型） 個體每年增加10%時，基因型為SS （黑色） 個體第2年將會增加到11個，基因型為Ss （黑色） 個體第2年將增加到22個，基因型為ss （淺色） 個體第2年將減少到63個。第2年種群個體總數為96個，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%。在學生理解了計算方法后，可獨立計算以后年份的基因型頻率和基因頻率，[找出規(guī)律] 在分析計算結果的基礎上，應要求學生討論教材中設置的兩個討論題。使學生理解，在黑色背景下，淺色樺尺蠖被天敵發(fā)現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型。 探究之后，教師應強調，在自然選擇的作用下，可以使基因頻率發(fā)生定向改變，決定生物進化的方向。 關于“隔離與物種的形成”內容的教學，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，教師應著重引導學生依據物種定義，舉例說明并區(qū)分物種。學生理解物種概念后，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部個體之間，沒有形成生殖隔離，基因交流就不會停止，遺傳組成的差異就不會拉大，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。 學生初步理解隔離的概念之后 [資料分析]安排學生討論隔離的各種可能的方式，教師歸納出隔離的類型。然后組織學生閱讀分析教材中的，組織討論“資料分析”中提出的幾個問題。最后教師應強調，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，原來屬于一個物種的兩個種群，就成了兩個物種。 關于“共同進化與生物多樣性的形成”內容的教學，可以學生自學為基礎，教師提出一些具有啟發(fā)性的問題，師生共同歸納總結的方式推進教學過程。使學生理解共同進化的含義，無機環(huán)境的變化、無機環(huán)境的復雜化和多樣化、有性生殖的出現和生態(tài)系統結構的復雜化和多樣化對生物多樣性形成的作用。 [討論] 組織學生討論生物進化理論在發(fā)展。 教學反思 作業(yè)布置 試卷 板書設計 第七章 第2節(jié) 現代生物進化理論的主要內容 一．種群是生物進化的基本單位 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量/該種群中該基因數和其等們基因數的總和100% 基因突變 基因重組 染色體變異 二． 生物進化的原材料 可遺傳變異的三個來源 三． 自然選擇對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化的方向