高中生物 7_2《現(xiàn)代生物進化的主要內(nèi)容》教學設計 新人教版必修21.doc

1、a7.2現(xiàn)代生物進化理論的主要內(nèi)容 教學設計 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(shù)學方法討論種群基因頻率的變化。3、說明現(xiàn)代生物進化理論的主要內(nèi)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：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。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。課時安排：3課時教學準備:多媒體課件制作。教學過程教師活動學生活動設計意圖【第1課時】有一個本書的名字叫做自私的基因，請問

2、同學們，你覺得你遺傳了父母的哪些優(yōu)秀的基因呢？或者說在表型特征上你對自己最滿意的是什么？我們已經(jīng)學習了達爾文自然選擇學說的主要觀念，那現(xiàn)在我們就根據(jù)這個學說并以課本上問題探討來分析：如果把自己想象成虎體內(nèi)的一個優(yōu)秀的基因，如何才能使自己的優(yōu)秀基因保留在這花花世界當中呢？學生發(fā)表自己的看法學生自由討論，并通過閱讀課本，認識到任何一個物種都不能長生不死，個體的優(yōu)秀性狀會隨著個體的死亡而消失，但是可以從“父母可以將一些優(yōu)秀基因傳給子代激發(fā)學生的參與課堂的學習興趣。aa可見，研究生物的進化，僅研究個體的表現(xiàn)型是否與環(huán)境相適應是不夠的，還必須研究群體的基因組成的變化，這個群體就是種群。種群的概念其實咱們

3、在必修一的第一堂課講生命系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次中已經(jīng)有提過，那么我們現(xiàn)在就來學習它完整的概念。提供實例讓學生判斷。小結(jié)：可見種群中的個體并不是機械的集合，而是可以彼此交配，并通過繁殖將各自的基因傳給后代。歸納出：種群是生物進化的基本單位，也是生物繁殖和存在的基本單位，它為研究生物和環(huán)境的關(guān)系和物種的變化帶來了方便。種群在繁衍的過程中，個體有新老交替，基因卻可以代代相傳，那么后代的基因組成和親代相比會有什么變化嗎？列舉教材實例，幫助理解基因庫的概念和基因頻率的計算方法之一，即通過基因型的數(shù)目計算基因頻率，課本實例的計算方法可總結(jié)為A的基因頻率=A基因的數(shù)量/（A和a基因的總數(shù)）。對該實例的計算過程進行適

4、當?shù)淖冃停篈%=(30*2+60)/(100*2)變型為30/100+1/2*60/100，從變型式子中不難發(fā)現(xiàn)A%=AA%+1/2Aa%，這是計算基因頻率的方法二：通過基因頻率計算。進一步探究：這一種群繁殖若干代以后，種群的基因頻率會不會發(fā)生改變。進入教材【思考與討論】：用數(shù)學方法討論基因頻率的變化。并思考子二代、子三代的情況。核對表格數(shù)據(jù)可見，子代的基因頻率世代保持不變。引導閱讀材料“假設”部分的5個前提，我們的計算是基于這5個條件下的，可是，對自然界來說，這幾個條件都能成立嗎？也就是不難看出，如果該種群出現(xiàn)了新的突變型，出現(xiàn)新的等位基因，那么基因庫就會發(fā)生變化，基因頻率自然也會發(fā)生改變，

5、但是新出現(xiàn)的等位基因頻率會如何變化呢？”這一例子中順利認識到個體死亡后，決定表現(xiàn)型的基因可以通過生殖而世代延續(xù)。學生閱讀教材黑體字及實例。學生閱讀教材，初步理解基因庫和基因頻率的概念學生參與計算學生自行計算，完成表格，歸納回答出問題：子代（子一代、子二代）的基因頻率和基因型頻率是否變化？學生匯報表格數(shù)據(jù)，并依次回答教材的問題。學生不難舉出實例。學生通過自然選擇不難看出這一新突變的基因型頻率如何變化還要看這一突變性狀對生物是有利還是有害的。師生共同解決問題，引入種群的概念。使學生進一步熟悉種群的概念。引出基因庫和基因頻率的概念使學生學會通過基因型的數(shù)目和基因型的頻率計算基因頻率的方法。學會應用所

6、學放大計算基因頻率和基因型頻率。aa現(xiàn)在我們回過頭繼續(xù)分子這張表格，在假設條件下子一代、子二代的基因型頻率也沒有發(fā)生變化，可見理想種群的自由交配并不會改變種群的基因頻率和基因型頻率，但我們也看到后代的基因型頻率和親代的卻又不一樣，子代AA為36%，而親代的為30%。補充完善所學內(nèi)容，介紹“遺傳平衡定律”學生通過前面的學習不難發(fā)現(xiàn)后代是理想種群隨機交配的結(jié)果，而數(shù)據(jù)中親代并不是這樣獲得的。使學生領(lǐng)會到自然界的種群發(fā)生變化是必然的。至少變異是絕對會發(fā)生的。初步理解前后代基因頻率改變的根本原因是變異?！镜?課時】 上節(jié)課我們說了理想種群在自然界是不存在的，至少變異是隨機的，絕對的，會由此導致種群的基

7、因頻率發(fā)生改變。首先回顧我們在前面章節(jié)學習的變異的類型，是不是所有類型的變異都可以改變種群的基因頻率呢？提問。教師對學生的回答進行評價、適當補充。達爾文曾很明確的指出，可遺傳的變異是生物進化的原材料，如果沒有可遺傳的變異，生物就不可能進化。在三種類型的可遺傳變異中我們把染色體變異和基因突變統(tǒng)稱為突變。也可以說突變和重組是生物進化的原材料?？墒俏覀儗W過，自然狀態(tài)下基因突變有低頻性、多害少利性等特點，那它如何能對生物進化起作用，作為進化的原材料呢？此外，突變還有一個不定向性的特點，也就是說突變的基因?qū)男誀畈灰欢ㄊ沁m合能夠被長期保留下來的，而我們知道自然界中進化是有方向的，可見提供原材料的突變并

8、不能決定生物進化的方向？那生物進化的方向是由什么因素決定的呢？我們一起來看看教材中的學生回憶學生回答：變異分為可遺傳的變異（基因突變、基因重組和染色體變異）和不可遺傳的變異。其中只有可遺傳的變異并且發(fā)生在配子中才能通過有性生殖遺傳給后代。學生閱讀教材相關(guān)材料。學生思考。并通過閱讀教材相關(guān)實例回答該問題。引出下一個內(nèi)容。學生閱讀“探究”中的資料，做出合理的假設，同時計算并完成表格。復習上節(jié)課的知識，引入新內(nèi)容。復習變異的基本類型。為學習變異對進化的影響做準備。使學生鞏固用數(shù)學的方法計算種群基因頻率，同時發(fā)現(xiàn)并體會到自然選擇對種群基因頻率變化的影響。aa“探究”內(nèi)容根據(jù)材料中的提示，與學生核對計算

9、結(jié)果。討論并解決討論題部分。總結(jié)：課本黑體字，在自然選擇的作用下，種群的基因頻率發(fā)生定向改變，導致生物朝著一定的方向不斷進化。學生假設：自然選擇使種群的基因型發(fā)生了定向改變。討論1：許多淺色的個體可能在沒有交配產(chǎn)卵前就已經(jīng)被天敵捕食。討論2：天敵看到的只是樺尺蠖的體色而不是控制體色的基因。學生了解到自然選擇的選擇對象是表現(xiàn)型而不是內(nèi)在的基因型，【第3課時】 隔離與物質(zhì)形成 共同進化與生物多樣性在上節(jié)課我們討論的曼切斯特樺尺蠖的例子中，100年的時間隨著工業(yè)革命的發(fā)展，控制樺尺蠖體色的基因頻率發(fā)生了很大的改變，這種改變是適應當時的環(huán)境的，這確實是一種進化，但是改變前后的樺尺蠖依然屬于同一個物種，

10、為什么這么說呢？區(qū)分兩個種群是否是一個物質(zhì)的標志又是什么？在遺傳學和進化的研究中是如何定義物種的概念的。強調(diào)概念中關(guān)于“后代可育”這一特點，自然界中馬和牛，雞和鴨、狗和豬屬于不同的物質(zhì)這都很好理解，但是自然界中存在騾、獅虎獸、虎獅獸等看起來奇特的例子，如，騾是馬和驢的后代，但是騾子并不可以，故馬和驢依然屬于不同的物種。引出生殖隔離的概念。再比如：兩個魚塘中養(yǎng)著的都是鯉魚，它們屬于一個種群還是兩個種群？兩個魚塘中的魚能夠進行基因交流嗎？一問一答，引出地理隔離的概念。列舉地理隔離的例子。 以上介紹的兩種隔離類型有什么共同的特點？進而引出隔離的概念。隔離在新的物種的形成過程中起著怎樣的作用呢？設置問

11、題串：1、一群快樂生活的鼠，雌雄個體之間可以自由交配，繁衍后代，這說明了什么？2、當這群鼠被河分開后它們是一個種群還是兩個種群呢？3、幾千年后，大河干涸，兩群各自都發(fā)生了變化的鼠會合在一起時，還能發(fā)生交配嗎？學生思考，閱讀教材，嘗試回答。根據(jù)教材學生回答物種的概念。學生深入理解物種的內(nèi)涵和生殖隔離的含義。理解地理隔離的概念。在自然狀態(tài)下都不能發(fā)生基因交流。觀察教材圖片，思考問題。導入新內(nèi)容。培養(yǎng)學生嚴謹?shù)乃季S和準確回答問題的能力。學習教材相關(guān)概念。培養(yǎng)學生的觀察能力，分析能力。aa請學生回答。可見，幾千年后，河兩岸的鼠以及不再是一個物種了。進一步提問：是什么原因造成同一物種分化成不同類型的新種

12、？隔離在這個過程中是否起了作用？地理隔離是如何導致生殖隔離的？在這幾千年的過程中，不同種群的鼠又分別發(fā)生著什么樣的變化，隔離在這個過程中具體是如何導致新物種形成的？我們再來看一個例子。【資料分析】：加拉帕戈斯群島上的雀。討論教材中提供的問題：1、設想南美大陸的一種地雀來到加拉帕戈斯群島后，先在兩個島嶼上形成兩個初始種群，這兩個種群的個體數(shù)量都不多，它們的基因頻率一樣嗎？2、不同島嶼的地雀，產(chǎn)生突變的情況一樣嗎？3、對不同島嶼上的地雀種群來說，環(huán)境的作用有沒有差別？這對種群基因頻率的變化產(chǎn)生什么影響？4、如果這片海域只有一個小島，還會形成這么多種地雀嗎？對學生的回答進行引導，適時糾正。閱讀教材相

13、關(guān)段落，嘗試從內(nèi)因、外因、結(jié)果上對這整個過程進行描述。理解地理隔離在物種形成過程中起到的作用，比解決兩個問題：1、地理隔離一旦形成，就能長生新的物種嗎？2、物種形成的必要條件是什么？得出結(jié)論。小結(jié)物種形成的三個環(huán)節(jié)：突變和重組、自然選擇、隔離。明確每個環(huán)節(jié)在物中形成中起的作用。除漸變式外，簡單介紹物種形成的其他方式：爆發(fā)式和人工創(chuàng)造新物種?！竟餐M化與生物多樣性的形成】任何一個物種都不是單獨進化的。學生回答：同一個物質(zhì)被河流分開后變成了兩個種群，它們之間就有著地理隔離，幾千年后，當?shù)乩砀綦x消失了，它們間又存在生殖隔離了。學生逐一作答。學生作答。培養(yǎng)學生資料分析能力和語言組織的能力。培養(yǎng)語言組織

14、能力，理順地理隔離形成新物種的過程。培養(yǎng)學生歸納總結(jié)的能力。直接切入主題。aa舉例1、開花植物與傳粉動物互助互利動物和植物共同進化。舉例2、捕食者與被捕食者相互選擇，“精明的捕食者”不同種類動物之間共同進化。提問：不同種生物之間在進化上密切相關(guān)，生物的進化與無機環(huán)境的變化是否有關(guān)呢？舉例3、原始大氣氧氣含量變化與生物進化的關(guān)系生物與無機環(huán)境相互影響。小結(jié)：共同進化的概念：不同物種之間、生物與無機環(huán)境之間在相互影響中不斷進化和發(fā)展。共同進化產(chǎn)生了生物多樣性。介紹生物多樣性的三個層次，詳細拓展基因多樣性在不同水平中深層次的內(nèi)容：包括分子水平的多樣性，表現(xiàn)在DNA和蛋白質(zhì)的多樣性；細胞水平的多樣性，

15、表現(xiàn)在染色體的多樣性；個體水平的多樣性，即表現(xiàn)型的多樣性，反映的是基因型的多樣性。引導學生自主學習閱讀教材125頁，并嘗試用文字和箭頭一對一對的列出生物進化的規(guī)律。 請學生回答，其他學生補充。結(jié)合同學的回答情況，對生物進化規(guī)律進行逐一歸納：簡單復雜低等高等原核細胞真核細胞單細胞多細胞無性生殖有性生殖原始異養(yǎng)厭氧自養(yǎng)厭氧自養(yǎng)需氧水生水陸兩棲陸生陳述：生物進化理論發(fā)展的幾個學說的主要思想，及其核心，如中性突變理論和間斷平衡學說。中性突變理論：中性學說認為多數(shù)或絕大多數(shù)突變都是中性的。即無所謂有利或不利，因此對于這些中性突變不會發(fā)生自然選擇與適者生存的情況。生物的進化主要是中性突變在自然群體中進行隨

16、機的閱讀教材相關(guān)內(nèi)容及課本上的兩幅圖。學生總結(jié)：1、繁殖媒介專門化可提高效率，避免無謂消耗。2、捕食者一般不能將所有的獵物吃掉，否則自己也無法生存。其往往捕食個體數(shù)量多的物種，這樣就會避免出現(xiàn)一種或幾種生物在生態(tài)系統(tǒng)中占絕對優(yōu)勢的局面，為其他物種的形成騰出空間有利于增加物種的多樣性。總結(jié)3、無機環(huán)境的選擇作用可導致生物朝著一定方向進化；生物的進化反過來又會影響無機環(huán)境。 適當記錄。 閱讀教材，總結(jié)歸納，嘗試作答。 感受生物之間共同進化。全面理解共同進化涵蓋的范圍，感受到共同進化的結(jié)果能夠增加物質(zhì)的多樣性。形成多種多樣的生態(tài)系統(tǒng)。培養(yǎng)學生總結(jié)歸納的能力。aa“遺傳漂變”的結(jié)果，而與選擇無關(guān)。這是中性學說和達爾文進化論的不同之處。中性學說是達爾文進