高中生物 7_2《現(xiàn)代生物進(jìn)化的主要內(nèi)容》教學(xué)設(shè)計(jì) 新人教版必修21.doc

1、a7.2現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容 教學(xué)設(shè)計(jì) 教學(xué)目標(biāo)：1、解釋種群、種群基因庫、基因頻率等概念。 2、運(yùn)用數(shù)學(xué)方法討論種群基因頻率的變化。3、說明現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容。4、舉例說明共同進(jìn)化和生物多樣性形成的原因。5、形成生物進(jìn)化的觀點(diǎn)和生物進(jìn)化理論在發(fā)展的觀念。教學(xué)重點(diǎn)：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(jìn)化過程中的作用。教學(xué)難點(diǎn)：1、 基因頻率的概念。2、 自然選擇對(duì)種群基因頻率的影響。3、 隔離在物種形成中的作用。課時(shí)安排：3課時(shí)教學(xué)準(zhǔn)備:多媒體課件制作。教學(xué)過程教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖【第1課時(shí)】有一個(gè)本書的名字叫做自私的基因，請(qǐng)問

2、同學(xué)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(duì)自己最滿意的是什么？我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了達(dá)爾文自然選擇學(xué)說的主要觀念，那現(xiàn)在我們就根據(jù)這個(gè)學(xué)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(gè)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(dāng)中呢？學(xué)生發(fā)表自己的看法學(xué)生自由討論，并通過閱讀課本，認(rèn)識(shí)到任何一個(gè)物種都不能長(zhǎng)生不死，個(gè)體的優(yōu)秀性狀會(huì)隨著個(gè)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(xué)生的參與課堂的學(xué)習(xí)興趣。aa可見，研究生物的進(jìn)化，僅研究個(gè)體的表現(xiàn)型是否與環(huán)境相適應(yīng)是不夠的，還必須研究群體的基因組成的變化，這個(gè)群體就是種群。種群的概念其實(shí)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(xué)習(xí)它完整的概念。提供實(shí)例讓學(xué)生判斷。小結(jié)：可見種群中的個(gè)體并不是機(jī)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(jìn)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(gè)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(huì)有什么變化嗎？列舉教材實(shí)例，幫助理解基因庫的概念和基因頻率的計(jì)算方法之一，即通過基因型的數(shù)目計(jì)算基因頻率，課本實(shí)例的計(jì)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(duì)該實(shí)例的計(jì)算過程進(jìn)行適

4、當(dāng)?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(jì)算基因頻率的方法二：通過基因頻率計(jì)算。進(jìn)一步探究：這一種群繁殖若干代以后，種群的基因頻率會(huì)不會(huì)發(fā)生改變。進(jìn)入教材【思考與討論】：用數(shù)學(xué)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(duì)表格數(shù)據(jù)可見，子代的基因頻率世代保持不變。引導(dǎo)閱讀材料“假設(shè)”部分的5個(gè)前提，我們的計(jì)算是基于這5個(gè)條件下的，可是，對(duì)自然界來說，這幾個(gè)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(huì)發(fā)生變化，基因頻率自然也會(huì)發(fā)生改變，

5、但是新出現(xiàn)的等位基因頻率會(huì)如何變化呢？”這一例子中順利認(rèn)識(shí)到個(gè)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(xué)生閱讀教材黑體字及實(shí)例。學(xué)生閱讀教材，初步理解基因庫和基因頻率的概念學(xué)生參與計(jì)算學(xué)生自行計(jì)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(xué)生匯報(bào)表格數(shù)據(jù)，并依次回答教材的問題。學(xué)生不難舉出實(shí)例。學(xué)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(duì)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(xué)生進(jìn)一步熟悉種群的概念。引出基因庫和基因頻率的概念使學(xué)生學(xué)會(huì)通過基因型的數(shù)目和基因型的頻率計(jì)算基因頻率的方法。學(xué)會(huì)應(yīng)用所

6、學(xué)放大計(jì)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(shè)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(huì)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(bǔ)充完善所學(xué)內(nèi)容，介紹“遺傳平衡定律”學(xué)生通過前面的學(xué)習(xí)不難發(fā)現(xiàn)后代是理想種群隨機(jī)交配的結(jié)果，而數(shù)據(jù)中親代并不是這樣獲得的。使學(xué)生領(lǐng)會(huì)到自然界的種群發(fā)生變化是必然的。至少變異是絕對(duì)會(huì)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。【第2課時(shí)】 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(jī)的，絕對(duì)的，會(huì)由此導(dǎo)致種群的基

7、因頻率發(fā)生改變。首先回顧我們?cè)谇懊嬲鹿?jié)學(xué)習(xí)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(duì)學(xué)生的回答進(jìn)行評(píng)價(jià)、適當(dāng)補(bǔ)充。達(dá)爾文曾很明確的指出，可遺傳的變異是生物進(jìn)化的原材料，如果沒有可遺傳的變異，生物就不可能進(jìn)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(jìn)化的原材料?？墒俏覀儗W(xué)過，自然狀態(tài)下基因突變有低頻性、多害少利性等特點(diǎn)，那它如何能對(duì)生物進(jìn)化起作用，作為進(jìn)化的原材料呢？此外，突變還有一個(gè)不定向性的特點(diǎn)，也就是說突變的基因?qū)?yīng)的性狀不一定是適合能夠被長(zhǎng)期保留下來的，而我們知道自然界中進(jìn)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(jìn)化的方向？那生物進(jìn)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(xué)生回憶學(xué)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(xué)生閱讀教材相關(guān)材料。學(xué)生思考。并通過閱讀教材相關(guān)實(shí)例回答該問題。引出下一個(gè)內(nèi)容。學(xué)生閱讀“探究”中的資料，做出合理的假設(shè)，同時(shí)計(jì)算并完成表格。復(fù)習(xí)上節(jié)課的知識(shí)，引入新內(nèi)容。復(fù)習(xí)變異的基本類型。為學(xué)習(xí)變異對(duì)進(jìn)化的影響做準(zhǔn)備。使學(xué)生鞏固用數(shù)學(xué)的方法計(jì)算種群基因頻率，同時(shí)發(fā)現(xiàn)并體會(huì)到自然選擇對(duì)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(xué)生核對(duì)計(jì)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(dǎo)致生物朝著一定的方向不斷進(jìn)化。學(xué)生假設(shè)：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(gè)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(xué)生了解到自然選擇的選擇對(duì)象是表現(xiàn)型而不是內(nèi)在的基因型，【第3課時(shí)】 隔離與物質(zhì)形成 共同進(jìn)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(shí)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(yīng)當(dāng)時(shí)的環(huán)境的，這確實(shí)是一種進(jìn)化，但是改變前后的樺尺蠖依然屬于同一個(gè)物種，

10、為什么這么說呢？區(qū)分兩個(gè)種群是否是一個(gè)物質(zhì)的標(biāo)志又是什么？在遺傳學(xué)和進(jìn)化的研究中是如何定義物種的概念的。強(qiáng)調(diào)概念中關(guān)于“后代可育”這一特點(diǎn)，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(gè)魚塘中養(yǎng)著的都是鯉魚，它們屬于一個(gè)種群還是兩個(gè)種群？?jī)蓚€(gè)魚塘中的魚能夠進(jìn)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(diǎn)？進(jìn)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(shè)置問

11、題串：1、一群快樂生活的鼠，雌雄個(gè)體之間可以自由交配，繁衍后代，這說明了什么？2、當(dāng)這群鼠被河分開后它們是一個(gè)種群還是兩個(gè)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(huì)合在一起時(shí)，還能發(fā)生交配嗎？學(xué)生思考，閱讀教材，嘗試回答。根據(jù)教材學(xué)生回答物種的概念。學(xué)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(dǎo)入新內(nèi)容。培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S和準(zhǔn)確回答問題的能力。學(xué)習(xí)教材相關(guān)概念。培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力，分析能力。aa請(qǐng)學(xué)生回答?？梢姡瑤浊旰?，河兩岸的鼠以及不再是一個(gè)物種了。進(jìn)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(gè)過程中是否起了作用？地理隔離是如何導(dǎo)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(gè)過程中具體是如何導(dǎo)致新物種形成的？我們?cè)賮砜匆粋€(gè)例子?！举Y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(shè)想南美大陸的一種地雀來到加拉帕戈斯群島后，先在兩個(gè)島嶼上形成兩個(gè)初始種群，這兩個(gè)種群的個(gè)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(duì)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(duì)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(gè)小島，還會(huì)形成這么多種地雀嗎？對(duì)學(xué)生的回答進(jìn)行引導(dǎo)，適時(shí)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(duì)這整個(gè)過程進(jìn)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(gè)問題：1、地理隔離一旦形成，就能長(zhǎng)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(gè)環(huán)節(jié)：突變和重組、自然選擇、隔離。明確每個(gè)環(huán)節(jié)在物中形成中起的作用。除漸變式外，簡(jiǎn)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(jìn)化與生物多樣性的形成】任何一個(gè)物種都不是單獨(dú)進(jìn)化的。學(xué)生回答：同一個(gè)物質(zhì)被河流分開后變成了兩個(gè)種群，它們之間就有著地理隔離，幾千年后，當(dāng)?shù)乩砀綦x消失了，它們間又存在生殖隔離了。學(xué)生逐一作答。學(xué)生作答。培養(yǎng)學(xué)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(xué)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(dòng)物互助互利動(dòng)物和植物共同進(jìn)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(dòng)物之間共同進(jìn)化。提問：不同種生物之間在進(jìn)化上密切相關(guān)，生物的進(jìn)化與無機(jī)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(jìn)化的關(guān)系生物與無機(jī)環(huán)境相互影響。小結(jié)：共同進(jìn)化的概念：不同物種之間、生物與無機(jī)環(huán)境之間在相互影響中不斷進(jìn)化和發(fā)展。共同進(jìn)化產(chǎn)生了生物多樣性。介紹生物多樣性的三個(gè)層次，詳細(xì)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(xì)胞水平的多樣性，

15、表現(xiàn)在染色體的多樣性；個(gè)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(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)閱讀教材125頁，并嘗試用文字和箭頭一對(duì)一對(duì)的列出生物進(jìn)化的規(guī)律。 請(qǐng)學(xué)生回答，其他學(xué)生補(bǔ)充。結(jié)合同學(xué)的回答情況，對(duì)生物進(jìn)化規(guī)律進(jìn)行逐一歸納：簡(jiǎn)單復(fù)雜低等高等原核細(xì)胞真核細(xì)胞單細(xì)胞多細(xì)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(jìn)化理論發(fā)展的幾個(gè)學(xué)說的主要思想，及其核心，如中性突變理論和間斷平衡學(xué)說。中性突變理論：中性學(xué)說認(rèn)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(duì)于這些中性突變不會(huì)發(fā)生自然選擇與適者生存的情況。生物的進(jìn)化主要是中性突變?cè)谧匀蝗后w中進(jìn)行隨

16、機(jī)的閱讀教材相關(guān)內(nèi)容及課本上的兩幅圖。學(xué)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(gè)體數(shù)量多的物種，這樣就會(huì)避免出現(xiàn)一種或幾種生物在生態(tài)系統(tǒng)中占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)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(jī)環(huán)境的選擇作用可導(dǎo)致生物朝著一定方向進(jìn)化；生物的進(jìn)化反過來又會(huì)影響無機(jī)環(huán)境。 適當(dāng)記錄。 閱讀教材，總結(jié)歸納，嘗試作答。 感受生物之間共同進(jìn)化。全面理解共同進(jìn)化涵蓋的范圍，感受到共同進(jìn)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(xué)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(xué)說和達(dá)爾文進(jìn)化論的不同之處。中性學(xué)說是達(dá)爾文進(jìn)