現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容教學(xué)設(shè)計(jì)

1、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(shí)）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(shuō)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(shí)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(shuō)，通過(guò)二者的對(duì) 比，可以看出達(dá)爾文的學(xué)說(shuō)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(shuō)由于受到時(shí)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(lái)，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(shuō)為基礎(chǔ)的現(xiàn)代生物進(jìn)化理論。從拉馬克的 進(jìn)

2、化論到達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說(shuō)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(huì)科學(xué)發(fā)展是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過(guò)程，它是在不斷的 懷疑和求證、爭(zhēng)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。【教學(xué)目標(biāo)】1 .解釋種群、種群基因庫(kù)、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 .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(shí)或?qū)嶒?yàn)結(jié)果為依據(jù)得出結(jié)論的科學(xué)態(tài)度；【教學(xué)重難點(diǎn)】教學(xué)重點(diǎn)：種群、基因頻率等概念；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；【課時(shí)安排】2課時(shí)（本節(jié)是第1課時(shí)

3、）【教學(xué)策略】本次教學(xué)設(shè)計(jì)我做如下了些改動(dòng)：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(jì)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(gè)案例（樺尺蟆案例），貫穿始終，學(xué)生熟悉題意，省去了很多閱讀和審題的時(shí)間, 但層層挖深，提問(wèn)多樣，真正地實(shí)現(xiàn)一題多問(wèn)，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(shí)進(jìn)化的實(shí)質(zhì)；3 .模型實(shí)驗(yàn)：在進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的環(huán)節(jié)，引入數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)樺尺蟆體

4、色前后變化的規(guī)律， 但通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)，推理出引起此變化的本質(zhì)，較為真實(shí)地還原了科學(xué)家們研究的方法和推理的過(guò)程；【教學(xué)過(guò)程】學(xué)習(xí) 階段教師組織和引導(dǎo)學(xué)生活動(dòng)教學(xué)意圖【設(shè)問(wèn)導(dǎo)入】上節(jié)課我， 是什么們學(xué)習(xí)了達(dá)爾戈二的自然選擇學(xué)說(shuō)，主要內(nèi)容IHI rpfft -tt 時(shí)： Hh過(guò)度繁殖U 火中飾速帕丁查界復(fù)習(xí) 引入師看 闞1H制耍具有有并造苗H*即H斗.活條件有眼利IT： »凹吵大安內(nèi) 容：過(guò)度繁殖、 遺傳變異、生 存斗爭(zhēng)、適者 生存復(fù)習(xí)并為后 面內(nèi)容打卜 伏筆興萍4包人適膏被尚汰ja-J!問(wèn)題 探討思考自然選擇學(xué)說(shuō)存在歷史局限性1 .以生物個(gè)體為進(jìn)化單位合適嗎2 .遺傳的本質(zhì)是什么變異的來(lái)源

5、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(gè)局限性分析理論的 不足，同時(shí) 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：樺尺蟆的翅色是淺色(基因型為ss),偶然出現(xiàn)一黑色的變 異個(gè)體(基因型為 Ss),且S對(duì)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(gè)體能永遠(yuǎn)生存卜去嗎(2)該個(gè)體中的有利基因 S,如何保留(3)即使Ss的個(gè)體能夠繁殖，后代都是黑色個(gè)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(gè)體叫做種群?；?因庫(kù)：一個(gè)種群中全部個(gè)體所含有的全部基因；基因頻率：在一個(gè)種群基因庫(kù)中，某個(gè)基因占全部等位基因數(shù)的比 率基因頻率的

6、計(jì)算方法：案例1某樺尺蟆種群中，黑色翅的基因?yàn)镾,淺色翅的基因位 s,抽樣調(diào)查100個(gè)個(gè)體，測(cè)得基因型為 SS Ss、ss的個(gè)體分別為10、 20、70個(gè)、問(wèn)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(gè)體數(shù)/該種群個(gè)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(guò)思 考，學(xué)生發(fā)現(xiàn) 個(gè)體作為進(jìn)化 單位存在的問(wèn) 題，同時(shí)引出 基因庫(kù)、基因 型頻率、基因 頻率的概念。 分析計(jì)算， 發(fā)現(xiàn)基因頻率 的計(jì)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

7、2:某樺尺蟆種群，黑色翅基因?yàn)镾,淺色翅基因?yàn)閟,抽樣調(diào)查100個(gè)個(gè)體，測(cè)得基因型為 SS Ss、ss的分別為10、20、70個(gè)、 若該種群為親本，如果讓該種群隨機(jī)交配，沒(méi)有遷入和遷出，無(wú)自 然選擇，無(wú)突變，根據(jù)孟德?tīng)柗蛛x定律計(jì)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) Fi代種群的基因頻率各是多少(4)將計(jì)算結(jié)果填入表格，想一想，子二代、子三代以及若7代以后，種群的基因頻率會(huì)改變嗎計(jì)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(jì)算，教師分析總結(jié)：(1) S 配子的比率=(10*2+20)/(100*2 ) =20% s

8、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%F1(4) 師生 在理S (20%)s (80%種群的基因頻率不會(huì)改變 討論：以種群為研究單位， 想條件下，種群中的基因S (20%SS (4%)Ss (16%)s (80%Ss (16%)ss (64%)頻率是不改變的，種群是生物進(jìn)化的基本單位提出問(wèn)題一一通過(guò)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(guó)曼徹斯特地區(qū)的樺尺蟆幾乎都是淺色型，該種群中S基因頻率只有5%H下。到20世紀(jì)中葉，黑色的樺尺蟆成了常見(jiàn)類型，S基因頻率上升到95%

9、A上。材料2. 19世紀(jì)中葉以前曼徹斯特地區(qū)的樹(shù)干上長(zhǎng)滿了淺色的地衣， 而后來(lái)工業(yè)發(fā)展，工廠排出的煤煙使地衣不能生存，樹(shù)皮熏成了黑色。學(xué)生閱讀 課本上 P116 ,并提 出問(wèn)題：s 基因頻率 為什么越 來(lái)越少提供材料， 創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境作出假設(shè)一一組織活動(dòng)：“抓蟲(chóng)子”規(guī)則：有一個(gè)同學(xué)操作，另一學(xué)生計(jì)時(shí)，記錄將10只白色樺尺蟆、10只黑色樺尺蟆分別用鼠標(biāo)拖在相應(yīng)位置所需時(shí)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(lái)越低一學(xué)生操 作；另一學(xué) 生計(jì)時(shí)，其 他同學(xué)幫 忙計(jì)數(shù)；通過(guò)實(shí)驗(yàn)創(chuàng) 設(shè)的情境， 讓學(xué)生作出 假設(shè)實(shí)驗(yàn)探究：引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，證明自然選擇在“工業(yè)黑化”中的作 用，最后提供參考資

10、料：參考資料：20世紀(jì)50年代，有人做了這樣實(shí)驗(yàn)：將黑色樺尺蟆和淺色 樺尺蟆標(biāo)記后，放養(yǎng)在工業(yè)區(qū)和沒(méi)有污染的非工業(yè)區(qū)，一段時(shí)間后，將 回收有標(biāo)記個(gè)體，結(jié)果工業(yè)區(qū)回收的黑色樺尺蟆遠(yuǎn)多于灰白色，而在非 工業(yè)區(qū)，回收的淺色樺尺蟆遠(yuǎn)多于暗黑色。學(xué)生思考， 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)拓展延伸， 培養(yǎng)學(xué)生設(shè) 計(jì)實(shí)驗(yàn)，科 學(xué)探究的能 力。數(shù)學(xué)建模案例3:淺色個(gè)體每年增加 10%黑色個(gè)體每年減少 10%幾年內(nèi)，樺尺蟆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(huì)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，但是培養(yǎng)學(xué)生

11、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(shí) 質(zhì)生物 進(jìn)化 實(shí)質(zhì)自然選擇 可以使種 群的基因 頻率發(fā)生 定向改變！討論問(wèn)題：?jiǎn)栴}1:自然選擇的本質(zhì)是什么問(wèn)題2:如果自然選擇是針對(duì)種群的基因進(jìn)行的，它會(huì)導(dǎo)致種群發(fā)生什 么變化問(wèn)題3:除了選擇，還有哪些因素會(huì)導(dǎo)致種群基因頻率發(fā)生變化問(wèn)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(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變學(xué)生思考 討論通過(guò)問(wèn)題， 層層深入， 引導(dǎo)學(xué)生發(fā) 現(xiàn)進(jìn)化實(shí)質(zhì)課堂 延伸簡(jiǎn)要回顧今大的內(nèi)容，并介紹生物進(jìn)化埋論在發(fā)展拓展學(xué)生視野，以持續(xù) 發(fā)展和兼容并蓄的觀點(diǎn) 看待科學(xué)理論【課后反思】本堂課的教學(xué)設(shè)計(jì)，以問(wèn)題

12、為紐帶，通過(guò)一個(gè)樺尺蟆種群進(jìn)化的過(guò)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(guò)獨(dú)立思考，親身體驗(yàn)科學(xué)不是一個(gè)靜態(tài)的體系，而是一個(gè)不斷發(fā)展的動(dòng)態(tài)過(guò)程；在科 學(xué)領(lǐng)域沒(méi)有終極真理，存在質(zhì)疑和爭(zhēng)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(shí)，更 重要的是進(jìn)一步樹(shù)立生物進(jìn)化的觀點(diǎn)和辯證唯物主義觀點(diǎn)，加深對(duì)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(jiǎn)單地講述，灌輸知識(shí)要強(qiáng)得多，學(xué)生對(duì)這一知識(shí)的理解和掌握也就更深更牢固。通過(guò)多 媒體的輔助活躍了課堂氣氛。將一些本來(lái)不太好理解的問(wèn)題簡(jiǎn)單化，取得了較好的效果，也得到了學(xué)生的認(rèn)可。主動(dòng)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(dòng)”起來(lái)，那要對(duì)教師