2 现代生物进化理论的主要内容 教学设计 教案

教学准备1.教学目标1、知识目标（1）解释种群、种群基因库、基因频率等概念。（2）说明现代生物进化理论的主要内容。（3）举例说明共同进化和生物多样性形成的原因。2、情感态度与价值观：形成生物进化的观点和生物进化理论在发展的观念。3、能力目标（1）运用数学方法讨论种群基因频率的变化。（2）运用生物进化观点解释一些生物现象。2.教学重点/难点1、教学重点：（1）种群、基因库、基因频率概念；（2）突变和基因重组在生物进化过程中的作用。2、教学难点：（1）基因频率与基因型频率的计算；（2）自然选择对基因频率的影响。3.教学用具教学课件4.标签教学过程一、新课导入现代生物进化理论有诸多流派，如综合进化理论、新达尔文主义、新拉马克主义、中性学说、骤变论等。引导学生对搜集和整理有关现代生物进化的资料与达尔文自然选择学说进行比较，概括出最主要的两个方面：一是从性状水平深入到基因水平；二是从个体水平上升到种群水平。问题探讨：把自己想像成虎体内的一个基因，怎样才能使自己在后代中拥有更多的拷贝呢？那就要表现得比其他基因优秀。怎样才算优秀呢？通过拟人化的思考方式，调动学生兴趣，促进学生积极的思考。利用已有知识，学生自然将进化、适应和基因这三个核心概念联系起来，基因频率的概念也呼之欲出。二、种群基因频率的改变与生物进化引导组织学生回答提示：一个基因所控制的性状，对个体生存和繁殖后代的贡献越大，拥有该基因的个体就可能越多。（一）种群是生物进化的基本单位上节课我们学习了达尔文自然选择学说的主要观点，下面请同学们依据该学说的基本观点，分析下面的情境：情景1：如果在灰色翅（基因型为aa）昆虫的群体中偶然出现一只绿色翅（Aa）的变异个体，且绿色比灰色更不容易被敌害发现。1.问：根据达尔文“适者生存、不适者淘汰”的观点，该绿色个体能被选择下来吗？2.如果该绿色基因能很好的生活下来，他体内的A基因怎样才能传递给后代？思考回答：只有通过有性生殖，才能将基因传给子代，将基因A保留下来。总结性讲述：讨论发现，出现有利变异个体内的有利基因只有在群体中，通过有性生殖才能世代延续，另外有利变异个体的后代不一定能真实遗传。因此，研究生物的进化，仅仅研究个体的表现型是否与环境相适应是不够的，还需要研究群体的基因组成的变化，这个群体就是种群。问：怎样的一群生物个体可以称为种群呢？一个生物的“种”或“物种”与种群又有什么区别呢？物种可以分布在自然界不同的区域，只有在可以发生随机交配、繁衍，使基因能够世代传递的一定区域内的同种全部个体的集合才是一个种群。基因库和基因频率以及计算基因频率问：性状是由基因控制的，研究生物的进化必须研究种群的基因组成和变化。如何分析种群的基因组成和变化呢？由此人们提出基因库和基因频率的概念。什么是基因库？基因频率的含义是什么？某昆虫种群中，绿色翅的基因为A,褐色翅的基因位a，调查发现AA、Aa、aa的个体分别占30%、60%、10%、那么A、a的基因频率是多少？提示：1.（1）A配子占60%，a配子占40%。（2）子代基因型频率：AA占36%；Aa占48%；aa占16%。（3）子代种群的基因频率：A占60%；a占40%。（4）填表略。种群的基因频率会同子一代一样。2.对自然界的种群来说，这五个条件不可能同时都成立。例如，翅色与环境色彩较一致的，被天敌发现的机会就少些。3.突变产生新的基因会使种群的基因频率发生变化。基因A2的频率是增加还是减少，要看这一突变对生物体是有益的还是有害的。（二）突变和基因重组为生物进化提供原材料1、回忆变异类型2、所有的变异都能导致基因频率的变化吗？只有____________________________。3、突变和基因重组对于种群遗传组成的改变一样吗？为什么？因为只有________才能出现新基因，才能丰富基因库，改变基因频率。________可以增加基因型的种类。4、在自然情况下，突变的频率很低，且多数有害，对生物进化有重要意义吗？例如：每个果蝇约有104对基因，假定每个基因的突变率都是10-5。若有一个中等数量的果蝇种群(约有108个个体)，请同学们计算出每一代出现的基因突变数是多少?基因突变数是________________________这说明种群中每代产生的基因突变的数量是很大的，并通过繁殖得到积累，成为基因频率改变的基础。而且突变的有利或有害并不是绝对的，它取决于生物的________。5、突变和基因重组产生的变异有方向吗？由于突变和基因重组都是________、________，因此它们只是提供了________，不能决定生物进化的方向。探究：提示：1.树干变黑会影响桦尺蠖种群中浅色个体的出生率，这是因为许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天敌捕食。2.是表现型。比如，天敌看到的是桦尺蠖的体色而不是控制体色的基因。三、隔离与物种的形成1、物种的概念：能在自然条件下相互交配并且产生可育后代的一群生物。2、隔离在物种形成中的作用3、隔离和物种形成：①主要方式－渐变式（经过长期的地理隔离而达到生殖隔离，形成新物种）②不同物种间都存在隔离，物种的形成必须经过生殖隔离时期，但不一定要经过隔离，如爆发式：小结：资料分析:1.由于这两个种群的个体数量都不够多，基因频率可能是不一样的。2.不一样。因为突变是随机发生的。3.不同岛屿的地形和植被条件不一样，因此环境的作用会有差别，导致种群基因频率朝不同的方向改变。4.不会。因为个体间有基因的交流。四、共同进化与生物多样性的形成（一）、共同进化问：什么是共同进化？1、共同进化的概念：思考为什么捕食者的存在有利于增加物种多样性？2、什么是“精明的捕食者”策略（二）、生物多样性产生的原因〖问〗1、生物圈的形成是__________________与______________的结果，是__________的产物。2、生物多样性主要包括三个层次的内容：___________、___________、___________。生物多样性的形成经历了漫长的___________。3、生物进化历程的主要依据是___________。最早的生物化石是距今___________。提示：1.最早出现的生物是厌氧的单细胞生物，它们生活在海洋中。2.多细胞生物大约是在寒武纪出现的，它们生活在海洋中。3.最早登陆的生物是植物，否则动物登陆后就会饿死。4.当时陆地上还是一片荒芜，生物都生活在海洋中。5.恐龙是在中生代后期绝灭的。物种绝灭对生物多样性的影响是复杂的。恐龙的绝灭有利于哺乳动物的繁盛。（三）、生物进化理论在发展1.有些学者的研究表明，基因突变对生物适应性的影响并不是非益即害或是非害即益的，而是_____________________，___________对这些突变不起作用，这些基因经过长期的积累，会导致种群间遗传物质出现较大差别。因此有人主张，决定生物进化方向的是_______，而不是自然选择。2.更多的学者则认为____________________，因此，不能否认______的作用。3、还有人提出物种形成并不都是___________的过程，而是种群___________与___________交替出现的过程。总之进化理论不会停滞不前，而是在不断发展。课堂小结培养了学生的创新意识和合作精神。在研究性学习过程中，通过学生自己设计、操作、分析实验，将课下活动与课上学习相结合，使学生有了充分表现自己、发挥自己想象力、创造力的时间和空间。学生通过小组讨论互相帮助，互相启发，在讨论中碰撞出创造思维的火花，体会了相互合作的重要性和必要性。训练了科学研究的基本方法和思维过程。研究性学习让学生从身边熟知的、感兴趣的事物和现象入手提出问题，以个人或小组合作的方式进行探究研讨，亲身体验了应用科学方法解决问题的过程。加强了学生个性的发展。在研讨活动中，学生可提出不同的设计方案和结果，鼓励学生开展讨论，各抒己见，大胆质疑，体现了研究性学习培养科学态度、求新、求异精神的主旨。教学效果良好。研究性学习充分体现了学生在学习中的主体作用，有助于学生养成独立思考、积极探究、勇于表达的学习习惯。板书第7章现代生物进化理论第2节现代生物进化理论的主要内容一、种群是生物进化的基本单位1、种群的概念：生活在一定区域的同种生物的群不个体。2、基因库：一个种群中全部个体所含有的全不基因3、基因频率：在一个人种群基因库中，某个基因占全部等位基因的比率。4、进化的实质：种群基因频率的改变。二、突变和基因重组产生进化的原材料三、自然选择决定生物进化的方向四、隔离导致物种的形成1、地理隔离2、生物隔离3、物种的概念五、共同进化与生物多样性的形成