人教版生物必修二第7章-現(xiàn)代生物進化理論第2節(jié)《種群基因頻率的改變與生物進化》參考教案1

種群基因頻率的轉(zhuǎn)變與生物進化一、教學(xué)目標的確定現(xiàn)代生物進化理論認為，生物進化的基本單位是種群，生物進化過程的實質(zhì)就是種群基因頻率發(fā)生定向轉(zhuǎn)變的過程。因此，要使同學(xué)達到《生物課程標準》規(guī)定的“說明現(xiàn)代生物進化理論的主要內(nèi)容”的要求，理解種群基因頻率的轉(zhuǎn)變與生物進化的關(guān)系，本單元的教學(xué)，應(yīng)當使同學(xué)能夠解釋種群、種群基因庫和基因頻率三個基本概念。依據(jù)《生物課程標準》提出的“用數(shù)學(xué)方法爭辯基因頻率的變化”的活動建議，依據(jù)同學(xué)已有的孟德爾遺傳定律的學(xué)問基礎(chǔ)和力量基礎(chǔ)，以及使同學(xué)能定量爭辯種群基因組成特點、定量爭辯基因頻率的變化等，本單元的教學(xué)，應(yīng)當使同學(xué)學(xué)會基因頻率的計算方法。自然界中，種群基因頻率的轉(zhuǎn)變受多種因素的影響，但最普遍、最根本的影響是突變和基因重組。因此本小節(jié)教學(xué)，要使同學(xué)能夠解釋突變和基因重組為生物進化供應(yīng)原材料的緣由。生物進化過程的實質(zhì)就是種群基因頻率發(fā)生定向轉(zhuǎn)變的過程。其中“定向”轉(zhuǎn)變是通過自然選擇的作用實現(xiàn)的，因此，教學(xué)應(yīng)當支配同學(xué)探究“自然選擇對種群基因頻率變化的影響”的活動，使同學(xué)能夠舉例說明自然選擇作用可以使種群基因頻率發(fā)生定向轉(zhuǎn)變。本小節(jié)內(nèi)容理論性較強，規(guī)律嚴密，支配有同學(xué)爭辯和探究活動，是進展同學(xué)科學(xué)分析問題的力量和探究力量的良好載體，因此，本小節(jié)教學(xué)，應(yīng)當使同學(xué)嘗試和仿照探究問題的過程和方法，促進同學(xué)養(yǎng)成分析問題的科學(xué)思維習(xí)慣。二、教學(xué)設(shè)計思路本小節(jié)內(nèi)容理論性較強，前后挨次規(guī)律嚴密，以系列的問題推動教學(xué)進程，以老師講解、爭辯、探究的方法處理教學(xué)內(nèi)容是可行的。大致思路如下。1.通過問題爭辯引入本課。通過爭辯，使同學(xué)發(fā)覺自然選擇學(xué)說的局限性，使同學(xué)領(lǐng)悟到對自然選擇學(xué)說的修正是必定的，并引出種群的概念。2.通過爭辯種群與物種的區(qū)分和種群與生物進化的關(guān)系，使同學(xué)理解，種群是繁殖的單位，是生物進化的基本單位。3.如何描述種群的遺傳組成？通過爭辯使同學(xué)理解基因庫和基因頻率的含義和計算方法。4.首先依據(jù)孟德爾遺傳定律，計算親子代間基因頻率，然后，爭辯在自然界中，基因頻率為什么不行能穩(wěn)定不變，理解可能引起基因頻率轉(zhuǎn)變的因素。5.從分析影響種群基因頻率的因素入手，引出變異和自然選擇對基因頻率的影響，并得出突變和基因重組可產(chǎn)生進化的原材料，但不能打算進化的方向。6.通過探究“自然選擇對種群基因頻率變化的影響”，使同學(xué)理解在自然選擇的作用下，可以使種群的基因頻率發(fā)生定向轉(zhuǎn)變，導(dǎo)致生物進化。本小節(jié)教學(xué)支配2課時。三、教學(xué)實施的程序第1課時

老師的組織和引導(dǎo)

同學(xué)活動

教學(xué)意圖

上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了達爾文自然選擇學(xué)說的主要觀點，下面請同學(xué)們依據(jù)該學(xué)說的基本觀點，分析下面的情境：“假如在灰色翅（基因型為aa）昆蟲的群體中偶然消滅一只綠色翅（基因型為Aa）的變異個體，且綠色比灰色更不易被捕食。那么，昆蟲的翅色將怎樣變化？”結(jié)合同學(xué)的爭辯，提出質(zhì)疑：該綠色個體肯定能被選擇下來嗎？為什么？假如該綠色個體能很好生活下來，它體內(nèi)的A基因怎樣才能傳遞給子代呢？假如Aa與其他個體交配生殖，后代還會是綠色的嗎？爭辯發(fā)覺，消滅有利變異個體內(nèi)的有利基因只有在群體中，通過有性生殖才能世代連續(xù)，另外有利變異個體的后代不肯定能真實遺傳。因此，爭辯生物的進化，僅僅爭辯個體的表現(xiàn)型是否與環(huán)境相適應(yīng)是不夠的，還需要爭辯群體的基因組成的變化，這個群體就是種群。怎樣的一群生物個體可以稱為種群呢？一個生物“種”或“物種”與種群有何區(qū)分呢？人們?yōu)槭裁匆岢觥胺N群”這個概念呢？歸納出：自然界的物種實際上是以一個個種群存在的，種群是物種繁衍、進化的基本單位。它為爭辯生物與環(huán)境的關(guān)系和物種的變化帶來了便利。性狀是由基因把握的，爭辯生物的進化必需爭辯種群的基因組成和變化。如何分析種群的基因組成和變化呢？由此人們提出基因庫和基因頻率的概念。什么是基因庫？基因頻率的含義是什么？請同學(xué)計算下面假設(shè)的種群的一對等位基因的基因頻率：某昆蟲種群中，綠色翅的基由于A，褐色翅的基由于a，調(diào)查發(fā)覺，AA、Aa、aa的個體分別占20、60、20，那么A和a的基因頻率各是多少？計算得知，該種群基因A的頻率為50%，基因a的頻率為50%。假如讓該種群隨機交配，依據(jù)孟德爾遺傳定律，子一代、子二代的基因型頻率和基因頻率又會怎樣呢？從后代的基因型頻率和基因頻率的計算結(jié)果中，發(fā)覺了什么現(xiàn)象？假如種群基因型頻率和基因頻率世代穩(wěn)定不變，生物將無法進化，明顯與事實不符。自然界種群的基因頻率能世代不變嗎？為什么？明顯，同時滿足以上5個條件是不行能的，即使前4個條件可以滿足，基因突變和染色體變異總會發(fā)生的。為什么？以上5種因素中哪些因素是影響基因頻率變化的根本緣由？布置作業(yè)。

同學(xué)自由爭辯，并發(fā)表自己的看法。

同學(xué)爭辯生疏到，綠色個體即使不被捕食者捕食，也可能因其他緣由中途夭折。同學(xué)爭辯回答出只有通過有性生殖，才能將基因傳給子代，將基因A保留下來。同學(xué)依據(jù)孟德爾定律，分析子代的基因型和表現(xiàn)性。

同學(xué)閱讀教材。

同學(xué)爭辯并自由發(fā)表看法。

引導(dǎo)同學(xué)爭辯出：物種可以分布在自然界不同的區(qū)域，只有在可以發(fā)生隨機交配、繁衍，使基因能夠世代傳遞的肯定區(qū)域內(nèi)的同種全部個體的集合才是一個種群。

同學(xué)爭辯（可以沒有結(jié)果）。

同學(xué)閱讀教材有關(guān)部分。

同學(xué)計算，并介紹計算結(jié)果和方法。

同學(xué)計算。

同學(xué)爭辯，并回答出：基因頻率在親子代間是穩(wěn)定不變的，基因型頻率到子二代也會穩(wěn)定下來。

同學(xué)爭辯，通過相互補充，歸納出保證種群基因頻率穩(wěn)定不變的5種因素：①該種群格外大；②全部的雌雄個體都能自由交配；③沒有遷入和遷出；④自然選擇對不同表現(xiàn)型的個體沒有作用；⑤這對基因不發(fā)生突變和攜帶這對基因的染色體不發(fā)生變異。

同學(xué)爭辯回答出：

變異是確定會發(fā)生的。

變異是引發(fā)基因頻率轉(zhuǎn)變的根本緣由。

通過該問題爭辯，使同學(xué)發(fā)覺自然選擇學(xué)說中某些觀點與現(xiàn)代遺傳學(xué)所揭示出的遺傳和變異的本質(zhì)之間的沖突，體會對自然選擇學(xué)說的修正是必定的。

通過問題探討，使同學(xué)初步了解，爭辯生物的進化，僅僅爭辯個體的表現(xiàn)型是否與環(huán)境相適應(yīng)是不夠的，還需要爭辯群體的基因組成及其變化。引入種群的概念。

使同學(xué)知道什么是種群。通過比較，使同學(xué)初步理解種群和物種的區(qū)分，理解種群的概念。

使同學(xué)初步生疏到種群是生物進化的基本單位，并生疏到，提出新的概念在爭辯中的意義。使同學(xué)生疏到為什么要提出并爭辯基因庫和基因頻率。

使同學(xué)初步理解基因庫和基因頻率的概念。使同學(xué)學(xué)會計算基因頻率的方法（變換數(shù)據(jù)，避開同學(xué)照書回答）。學(xué)會計算基因頻率和基因型頻率的方法。

使同學(xué)發(fā)覺基因型頻率和基因頻率的變化規(guī)律。使同學(xué)能夠領(lǐng)悟到自然界的種群發(fā)生變化是必定的。

使同學(xué)理解，種群的前后代基因頻率的轉(zhuǎn)變是必定的，初步理解轉(zhuǎn)變的根本緣由是變異。第2課時

老師的組織和引導(dǎo)

同學(xué)活動

教學(xué)意圖

從上節(jié)大家已經(jīng)知道，自然界種群的基因頻率變化是必定的。能說明緣由嗎？變異對生物進化會產(chǎn)生何種影響？

首先請同學(xué)們回憶變異的類型。

全部的變異都能導(dǎo)致基因頻率的變化嗎？為什么？老師結(jié)合同學(xué)的回答，不斷質(zhì)疑、啟發(fā)、引導(dǎo)。在三種可遺傳的變異來源中，基因突變和染色體變異可以統(tǒng)稱為突變。突變和基因重組對于種群遺傳組成的轉(zhuǎn)變一樣嗎？為什么？在自然狀況下，突變的頻率很低，且多數(shù)有害，對生物進化有重要意義嗎？自然界生物進化是有方向的，生物具有普遍的適應(yīng)現(xiàn)象。突變和基因重組產(chǎn)生的變異有方向嗎？它們會使生物產(chǎn)生適應(yīng)性嗎？生物進化的方向是什么因素打算的呢？請?zhí)骄肯旅鎲栴}。如何解釋樺尺蠖種群中s基因的頻率越來越低的現(xiàn)象？大家提出的解釋或假設(shè)合理嗎？下面我們可以創(chuàng)設(shè)一個情境，探究假設(shè)的合理性。明確探究任務(wù)，提出具體要求。指導(dǎo)同學(xué)爭辯、計算，將結(jié)果填寫在表格中。分析計算結(jié)果，給你什么啟示？環(huán)境對樺尺蠖產(chǎn)生了怎樣的影響？在自然選擇作用中，直接受選擇的是基因型還是表現(xiàn)型？最終歸納總結(jié)：突變和重組為生物進化供應(yīng)了原始材料，自然選擇可以使基因頻率發(fā)生定向轉(zhuǎn)變，導(dǎo)致生物朝著肯定的方向不斷進化。

布置作業(yè)：課后練習(xí)題。同學(xué)回憶上節(jié)課的內(nèi)容。同學(xué)回答出：影響基因頻率變化的5種因素，并指出變異是普遍的，是確定的，所以基因頻率變化是必定的。同學(xué)爭辯。同學(xué)大致回答出：不遺傳的變異；可遺傳的變異，以及變異的三種來源。同學(xué)爭辯。

同學(xué)發(fā)表看法。

同學(xué)回答出：只有可遺傳的變異才能導(dǎo)致下代基因型頻率和基因頻率的轉(zhuǎn)變。

同學(xué)爭辯。

同學(xué)回答出：不一樣。由于只有基因發(fā)生轉(zhuǎn)變才能消滅新基因，才能豐富基因庫，轉(zhuǎn)變基因頻率。

重組可以增加基因型的種類。

同學(xué)閱讀教材有關(guān)部分。同學(xué)回答問題。同學(xué)爭辯，并回答出，突變和重組都是隨機的、不定向的，它只是為進化供應(yīng)原始材料。

同學(xué)閱讀“探究”中的資料和提出的問題。同學(xué)爭辯。同學(xué)解釋（假設(shè)）：自然選擇可以使種群的基因頻率發(fā)生定向轉(zhuǎn)變。同學(xué)閱讀有關(guān)內(nèi)容。同學(xué)閱讀教材有關(guān)部分，分組爭辯情境中的問題。同學(xué)計算。同學(xué)報告計算結(jié)果。自然選擇作用可以定向轉(zhuǎn)變基因頻率，且環(huán)境選擇作用越大，轉(zhuǎn)變的幅度也越大。

在黑色背景下，淺色樺尺蠖被天敵發(fā)覺和捕食的幾率大于黑色的樺尺蠖，黑色背景不影響樺尺蠖的生存和繁殖，直接受選擇的是表現(xiàn)型。

鞏固舊學(xué)問，引入本課。

復(fù)習(xí)變異的類型，為進一步爭辯變異對生物的影響性質(zhì)，以及突變和重組對進化的作用奠定基礎(chǔ)。使同學(xué)理解，只有可遺傳變異才能影響種群基因