《現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容》教學(xué)設(shè)計.doc

.第7章 現(xiàn)代生物進(jìn)化理論第2節(jié) 現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容一 種群基因頻率的改變與生物進(jìn)化（第一課時）馬鞍山松源培正中學(xué) 楊衛(wèi)紅【教材分析】學(xué)生在初中已學(xué)習(xí)了生物進(jìn)化的證據(jù)、歷程和自然選擇學(xué)說等內(nèi)容。教材第一節(jié)中，首先在初中生物課學(xué)習(xí)了生物的遺傳和變異等知識的基礎(chǔ)上，分別闡述了拉馬克和達(dá)爾文的生物進(jìn)化學(xué)說，通過二者的對比，可以看出達(dá)爾文的學(xué)說是更加科學(xué)和完善的，成為現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的基礎(chǔ)。當(dāng)然，達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說由于受到時代的限制，也有許多不足之處。本節(jié)主要內(nèi)容就是：近些年來，生物學(xué)家將遺傳學(xué)、生態(tài)學(xué)等研究成果引入到進(jìn)化論的研究中，形成了以自然選擇學(xué)說為基礎(chǔ)的現(xiàn)代生物進(jìn)化理論。從拉馬克的進(jìn)化論到達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說再到現(xiàn)代生物進(jìn)化理論，進(jìn)化論在不斷完善發(fā)展，因此，生物進(jìn)化理論的繼承與發(fā)展是本章的一條很重要的主線，學(xué)生可從學(xué)習(xí)中體會科學(xué)發(fā)展是一個動態(tài)的過程，它是在不斷的懷疑和求證、爭論和修正中向前發(fā)展，從而在思想情感上激發(fā)學(xué)生勇于質(zhì)疑與創(chuàng)新的精神?！窘虒W(xué)目標(biāo)】1解釋種群、種群基因庫、基因頻率等概念；2運用數(shù)學(xué)方法討論種群基因頻率的變化；3培養(yǎng)學(xué)生處理資料和數(shù)據(jù)的能力，并培養(yǎng)學(xué)生以事實或?qū)嶒灲Y(jié)果為依據(jù)得出結(jié)論的科學(xué)態(tài)度；【教學(xué)重難點】教學(xué)重點：種群、基因頻率等概念；教學(xué)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；【課時安排】2課時（本節(jié)是第1課時）【教學(xué)策略】本次教學(xué)設(shè)計我做如下了些改動：1統(tǒng)一數(shù)據(jù)：為了避免學(xué)生陷入繁雜的數(shù)據(jù)處理，本教學(xué)設(shè)計將涉及到的所有案例的數(shù)據(jù)全部統(tǒng)一，并采用表格的形式呈現(xiàn)，既直接又明了，還非常容易發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)當(dāng)中隱藏的規(guī)律；2案例教學(xué)：一個案例（樺尺蠖案例），貫穿始終，學(xué)生熟悉題意，省去了很多閱讀和審題的時間，但層層挖深，提問多樣，真正地實現(xiàn)一題多問，舉一反三。先分析親本的基因型頻率和基因頻率；再分析理想條件下，后代的基因型頻率和基因頻率；再分析非理想條件下（有自然選擇），后代的基因型頻率和基因頻率，逐步引領(lǐng)學(xué)生認(rèn)識進(jìn)化的實質(zhì)；3模型實驗：在進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計的環(huán)節(jié)，引入數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)樺尺蠖體色前后變化的規(guī)律，但通過模擬實驗，推理出引起此變化的本質(zhì)，較為真實地還原了科學(xué)家們研究的方法和推理的過程；【教學(xué)過程】學(xué)習(xí)階段教師組織和引導(dǎo)學(xué)生活動教學(xué)意圖復(fù)習(xí)引入【設(shè)問導(dǎo)入】上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說，主要內(nèi)容是什么？回顧主要內(nèi)容：過度繁殖、遺傳變異、生存斗爭、適者生存復(fù)習(xí)并為后面內(nèi)容打下伏筆問題探討思考自然選擇學(xué)說存在歷史局限性？1以生物個體為進(jìn)化單位合適嗎？2遺傳的本質(zhì)是什么？變異的來源又是什么？3獲得性遺傳正確嗎？學(xué)生思考回答：達(dá)爾文的三個局限性分析理論的不足，同時引出課題：“現(xiàn)代生物進(jìn)化理論”種群是生物進(jìn)化的基本單位思考：樺尺蠖的翅色是淺色(基因型為ss)，偶然出現(xiàn)一黑色的變異個體（基因型為Ss），且S對s是顯性，若黑色翅比淺色翅更適應(yīng)環(huán)境。（1）這一有利變異的個體能永遠(yuǎn)生存下去嗎？（2）該個體中的有利基因S，如何保留？（3）即使Ss的個體能夠繁殖，后代都是黑色個體嗎？相關(guān)概念介紹種 群：生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個體叫做種群。基 因 庫：一個種群中全部個體所含有的全部基因；基因頻率：在一個種群基因庫中，某個基因占全部等位基因數(shù)的比率基因頻率的計算方法：案例1某樺尺蠖種群中，黑色翅的基因為S， 淺色翅的基因位s，抽樣調(diào)查100個個體，測得基因型為SS、Ss、ss的個體分別為10、20、70個、問每種基因型頻率是多少？S、s基因頻率是多少？基因型頻率= 該基因型個體數(shù) / 該種群個體總數(shù) 基因頻率= 種群中該基因的數(shù)目 / 全部等位基因的總數(shù) = 純合子基因型頻率 + 1/2雜合子基因型頻率通過思考，學(xué)生發(fā)現(xiàn)個體作為進(jìn)化單位存在的問題，同時引出基因庫、基因型頻率、基因頻率的概念。分析計算，發(fā)現(xiàn)基因頻率的計算方法幫助學(xué)生建立基本概念，并培養(yǎng)學(xué)生分析處理資料和數(shù)據(jù)的能力在自由交配等理想條件下，討論下一代種群基因組成的變化案例2：某樺尺蠖種群，黑色翅基因為S， 淺色翅基因為s，抽樣調(diào)查100個個體，測得基因型為SS、Ss、ss的分別為10、20、70個、若該種群為親本，如果讓該種群隨機(jī)交配，沒有遷入和遷出，無自然選擇，無突變，根據(jù)孟德爾分離定律計算：（1）該種群產(chǎn)生的S、s配子的比率各是多少？（2）F1代的基因型頻率各是多少？（3）F1代種群的基因頻率各是多少？（4）將計算結(jié)果填入表格，想一想，子二代、子三代以及若干代以后，種群的基因頻率會改變嗎？計算理想條件下種群基因頻率幫助學(xué)生理解種群是生物進(jìn)化基本單位學(xué)生計算，教師分析總結(jié)：（1）S配子的比率=(10*2+20)/（100*2）=20%；s配子的比率=(70*2+20)/（100*2）=80%（2）（3）自由交配后F1代的基因型頻率和基因頻率：P S =20% s =80% S（20%）s（80%）S（20%）SS（4%）Ss（16%）s（80%）Ss（16%）ss（64%）F1 （4）種群的基因頻率不會改變師生討論：以種群為研究單位，在理想條件下，種群中的基因頻率是不改變的，種群是生物進(jìn)化的基本單位生物進(jìn)化實質(zhì)提出問題通過材料，設(shè)置情境 “工業(yè)黑化”現(xiàn)象：材料1. 19 世紀(jì)中葉以前，英國曼徹斯特地區(qū)的樺尺蠖幾乎都是淺色型，該種群中S 基因頻率只有5%以下。到20 世紀(jì)中葉，黑色的樺尺蠖成了常見類型，S基因頻率上升到95%以上。材料2. 19 世紀(jì)中葉以前曼徹斯特地區(qū)的樹干上長滿了淺色的地衣，而后來工業(yè)發(fā)展，工廠排出的煤煙使地衣不能生存，樹皮熏成了黑色。學(xué)生閱讀課本上P116，并提出問題：s基因頻率為什么越來越少？提供材料，創(chuàng)設(shè)問題情境作出假設(shè)組織活動：“抓蟲子”規(guī)則：有一個同學(xué)操作，另一學(xué)生計時，記錄將10只白色樺尺蠖、10只黑色樺尺蠖分別用鼠標(biāo)拖在相應(yīng)位置所需時間；并由此做出假設(shè)：黑褐色環(huán)境的選擇作用使s基因頻率越來越低一學(xué)生操作；另一學(xué)生計時，其他同學(xué)幫忙計數(shù)；通過實驗創(chuàng)設(shè)的情境，讓學(xué)生作出假設(shè)實驗探究：引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實驗，證明自然選擇在“工業(yè)黑化”中的作用，最后提供參考資料：參考資料：20世紀(jì)50年代，有人做了這樣實驗：將黑色樺尺蠖和淺色樺尺蠖標(biāo)記后，放養(yǎng)在工業(yè)區(qū)和沒有污染的非工業(yè)區(qū)，一段時間后，將回收有標(biāo)記個體，結(jié)果工業(yè)區(qū)回收的黑色樺尺蠖遠(yuǎn)多于灰白色，而在非工業(yè)區(qū)，回收的淺色樺尺蠖遠(yuǎn)多于暗黑色 。學(xué)生思考，設(shè)計實驗拓展延伸，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計實驗，科學(xué)探究的能力。數(shù)學(xué)建模案例3：淺色個體每年增加10%，黑色個體每年減少10%，幾年內(nèi)，樺尺蠖種群每年的基因型頻率與基因頻率是多少？（自然選擇條件）比較兩組數(shù)據(jù)：（理想條件）師生共同總結(jié)：自然選擇會使種群基因頻率發(fā)生改變學(xué)生分析數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)：在自由交配等理想條件下種群的基因頻率是不變的，但是自然選擇可以使種群的基因頻率發(fā)生定向改變！培養(yǎng)學(xué)生分析處理資料和數(shù)據(jù)的能力，比較2組數(shù)據(jù)，讓學(xué)生理解自然選擇的實質(zhì)討論問題：問題1：自然選擇的本質(zhì)是什么？問題2：如果自然選擇是針對種群的基因進(jìn)行的，它會導(dǎo)致種群發(fā)生什么變化？問題3：除了選擇，還有哪些因素會導(dǎo)致種群基因頻率發(fā)生變化？問題4：種群基因頻率的改變與生物進(jìn)化有什么關(guān)系？得出結(jié)論：進(jìn)化的實質(zhì)是種群基因頻率的改變學(xué)生思考討論通過問題，層層深入，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)進(jìn)化實質(zhì)課堂延伸簡要回顧今天的內(nèi)容，并介紹生物進(jìn)化理論在發(fā)展拓展學(xué)生視野，以持續(xù)發(fā)展和兼容并蓄的觀點看待科學(xué)理論【課后反思】本堂課的教學(xué)設(shè)計，以問題為紐帶，通過一個樺尺蠖種群進(jìn)化的過程分析，學(xué)生是以探索者、研究者的身份投入學(xué)習(xí)的。學(xué)生通過獨立思考，親身體驗科學(xué)不是一個靜態(tài)的體系，而是一個不斷發(fā)展的動態(tài)過程；在科學(xué)領(lǐng)域沒有終極真理，存在質(zhì)疑和爭論不僅是正常的，而且能促進(jìn)科學(xué)的進(jìn)步。這樣學(xué)生不僅掌握了知識，更重要的是進(jìn)一步樹立生物進(jìn)化的觀點和辯證唯物主義觀點，加深對科學(xué)本質(zhì)的理解和感悟，提高了能力。這樣處理，比通常由教師簡單地講述，灌輸知識要強得多，學(xué)生對這一知識的理解和掌握也就更深更牢固。通過多媒體的輔助活躍了課堂氣氛。將一些本來不太好理解的問題簡單化，取得了較好的效果，也得到了學(xué)生的認(rèn)可。主動學(xué)習(xí)的學(xué)生比例也進(jìn)一步增大。讓學(xué)生真正地“動”起來，那要對教師提出更高的要求。最后