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1、
最新人教版必修二第 2 節(jié)《現代生物進化理論的主要內容》教案 2
節(jié) 現代生物進化理論的主要內容
一、教學目標:
1、知識目標
( 1)解釋種群、種群基因庫、基因頻率等概念。
( 2)說明現代生物進化理論的主要內容。
( 3)舉例說明共同進化和生物多樣性形成的原因。
2、能力目標
( 1)運用數學方法討論種群基因頻率的變化。
( 2)運用生物進化觀點解釋一些生物現象。
3、情感態(tài)度與價值觀:形成生物進化的觀點和生物進化理論在發(fā)展的觀念二、教學重點和難點
教學重點:
( 1)種群、物種
2、、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。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。
三、教學方法: 講授法、討論法、讀書指導法
四、課時安排: 4 課時
五、教學過程:
(一)、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
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
3、進化的基本單位。
(二)、種群是生物進化的基本單位
1、 [ 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)。
2、 [ 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
4、, 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)。
3、 [ 計算基因頻率的方法 ]
例題講解:課本 115 頁例題。總結基因頻率計算公式:
某種基因的頻率 = 該種群中此基因的數量
5、 / 該種群中該基因數和其等們基因數的總和 100%
4、 [ 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?
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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
6、
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 , 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
7、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。
(三)、突變和基因重組產生進化的原材料
1、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。
2、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?
8、(引入自然選擇的作用)
(四)、自然選擇決定生物進化的方向
1、 [ 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
,
9、 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 ,
10、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
11、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。
(四)、隔離與物種的形成
1、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
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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
12、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。
2、 [ 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
13、。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。
(五)、共同進化與生物多樣性的形成
1、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(tǒng)結構的復雜化
和多樣化對生物多樣性形成的作用。
14、
2、 [ 討論 ] 組織學生討論生物進化理論在發(fā)展。
六、板書設計
一、種群是生物進化的基本單位
1 、種群的概念:生活在一定區(qū)域的同種生物的群不個體。
2 、基因庫:一個種群中全部個體所含有的全不基因
3 、基因頻率:在一個人種群基因庫中, 某個基因占全部等位基因的比率。
4 、進化的實質:種群基因頻率的改變。二、突變和基因重組產生進化的原材料
三、自然選擇決定生物進化的方向
四、隔離導致物種的形成
1、地理隔離
2、生物隔離
3、物種的概念
五、共同進化與生物多樣性的形成
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