2019-2020年高中生物 現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容 第1課示范教案 新人教版.doc

2019-2020年高中生物 現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容 第1課示范教案 新人教版從容說課這節(jié)課文章一開頭就向我們展示了“會(huì)說話”的基因，采取此擬人化的手法目的是調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性，促進(jìn)學(xué)生積極的思考。讓學(xué)生把自己想象成虎體內(nèi)的一個(gè)基因，怎樣才能使自己在后代中擁有更多的拷貝呢?那就要表現(xiàn)得比其他基因優(yōu)秀。怎樣才算優(yōu)秀呢?就是所控制的性狀適應(yīng)性強(qiáng)。這樣就自然將進(jìn)化、適應(yīng)和基因這三個(gè)核心概念聯(lián)系起來，基因頻率的概念也就呼之欲出。本節(jié)課分為兩小節(jié)來教學(xué)，第一小節(jié)包括三部分內(nèi)容：種群是生物進(jìn)化的基本單位，突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料，自然選擇決定生物進(jìn)化的方向。為什么說種群是生物進(jìn)化的基本單位?這是本節(jié)的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一。教材主要說明兩點(diǎn)：一是說明個(gè)體不是進(jìn)化的基本單位，一個(gè)個(gè)體適應(yīng)能力無論多強(qiáng)，如果它的基因不能傳給后代，它在進(jìn)化上就沒有貢獻(xiàn)，如騾。二是種群是生物繁殖的基本單位，它是指同種生物中一群能夠自由交配的個(gè)體。如果同種生物的兩個(gè)異性個(gè)體相距遙遠(yuǎn)，沒有機(jī)會(huì)交配，它們就分別屬于兩個(gè)種群，這兩個(gè)種群是獨(dú)立進(jìn)化的，假以時(shí)日，有可能演變?yōu)閮蓚€(gè)物種。需要說明的是，對(duì)種群是進(jìn)化的基本單位的理解，只通過學(xué)習(xí)教材上這個(gè)標(biāo)題下的內(nèi)容是不夠的，還需要通過后續(xù)內(nèi)容的學(xué)習(xí)。在“種群是生物進(jìn)化的基本單位”標(biāo)題下，還重點(diǎn)講述了基因庫和基因頻率的概念，并安排了“思考與討論”。這個(gè)“思考與討論”活動(dòng)對(duì)于學(xué)生達(dá)成本小節(jié)知識(shí)目標(biāo)十分重要，其中第1題實(shí)際上涉及群體遺傳學(xué)中“哈代溫伯格平衡”的內(nèi)容，學(xué)生運(yùn)用學(xué)過的遺傳學(xué)知識(shí)完全可以得出答案，認(rèn)識(shí)到在五個(gè)假設(shè)條件成立時(shí)，種群基因頻率會(huì)保持代代相同。這個(gè)活動(dòng)中的第2、3題，引導(dǎo)學(xué)生分析出在自然界這五個(gè)假設(shè)條件不可能同時(shí)具備，因此，種群基因頻率會(huì)不斷變化。這就為本小節(jié)第二部分“突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料”奠定了基礎(chǔ)。關(guān)于本小節(jié)第二部分，由于在本模塊遺傳部分已經(jīng)講述了可遺傳變異的三個(gè)來源，因此，這里著重講述突變率以及突變?cè)谶M(jìn)化中的意義。關(guān)于本小節(jié)第三部分，教材主要通過“探究自然選擇對(duì)種群基因頻率變化的影響”來完成。這項(xiàng)探究強(qiáng)調(diào)的是運(yùn)用數(shù)學(xué)方法，而不是用實(shí)驗(yàn)材料來實(shí)際操作，對(duì)科學(xué)探究能力的全面提高具有獨(dú)特價(jià)值。第二小節(jié)隔離與物種的形成包括物種的概念和隔離在物種形成中的作用兩部分。引言與第一小節(jié)相銜接，自然引出怎樣判斷兩個(gè)種群是否屬于一個(gè)物種的問題。關(guān)于物種的概念，目前還沒有一個(gè)完全統(tǒng)一的定義，分類學(xué)上的物種主要依據(jù)的是形態(tài)學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)化論中的物種主要依據(jù)的是遺傳學(xué)標(biāo)準(zhǔn)以能否自由交配為標(biāo)準(zhǔn)，生態(tài)學(xué)上又主要以生態(tài)要求是否一致為標(biāo)準(zhǔn)。本小節(jié)物種的定義采取的是遺傳學(xué)標(biāo)準(zhǔn)。因此，在定義之前有一個(gè)狀語：“在遺傳學(xué)和進(jìn)化論中”。關(guān)于隔離在物種形成中的作用，首先交代了隔離的概念，包括生殖隔離和地理隔離等。接下來安排“資料分析”活動(dòng)，讓學(xué)生通過分析加拉帕戈斯群島上地雀的物種分化過程，來認(rèn)識(shí)隔離在物種形成中的作用。第三小節(jié)共同進(jìn)化與生物多樣性的形成包括共同進(jìn)化、生物多樣性的形成和生物進(jìn)化理論在發(fā)展三部分內(nèi)容。共同進(jìn)化包含兩層含義：一是不同物種間的共同進(jìn)化，二是生物與無機(jī)環(huán)境之間的相互影響和共同演變。關(guān)于物種間的共同進(jìn)化，教材通過兩個(gè)實(shí)例來說明，并且指出捕食者的存在客觀上有利于被捕食者種群的發(fā)展，有利于增加物種多樣性，這對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的辯證思維具有重要意義，也較好地體現(xiàn)了學(xué)習(xí)生物學(xué)的價(jià)值。關(guān)于生物多樣性的形成，首先指出生物多樣性包括基因多樣性、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性，接著講述了生物進(jìn)化的幾個(gè)重要階段。需要說明的是，這里講述的不僅是物種的更替，而且包括地球環(huán)境的變遷和生態(tài)系統(tǒng)的演變，包括生物與環(huán)境之間的相互作用，體現(xiàn)了共同進(jìn)化的觀點(diǎn)。本小節(jié)第三部分，教材簡單介紹了中性學(xué)說和間斷平衡說，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到在進(jìn)化論領(lǐng)域至今仍有不同觀點(diǎn)，進(jìn)化理論仍在不斷發(fā)展，同時(shí)也再次強(qiáng)調(diào)以自然選擇學(xué)說為核心的進(jìn)化理論的重要地位。在介紹不同觀點(diǎn)時(shí)，需要把握好主流觀點(diǎn)和其他觀點(diǎn)之間的尺度。 三維目標(biāo)1.知識(shí)與技能（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改變。（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。（6）培養(yǎng)學(xué)生收集資料和數(shù)據(jù)的能力以及處理資料和數(shù)據(jù)的能力。（7）運(yùn)用生物進(jìn)化觀點(diǎn)解釋一些生物現(xiàn)象。（8）通過教學(xué)活動(dòng)使學(xué)生學(xué)會(huì)抽樣調(diào)查的方法。2.過程與方法采用互動(dòng)式教學(xué)模式，由教師提供討論素材，組織引導(dǎo)學(xué)生討論、活動(dòng)，最后由師生共同總結(jié)的形式進(jìn)行。3.情感態(tài)度與價(jià)值觀（1）通過引導(dǎo)學(xué)生分析調(diào)查或?qū)嶒?yàn)所取的數(shù)據(jù)，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。（2）通過教學(xué)活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生“生物是進(jìn)化來的”“生物的進(jìn)化與環(huán)境密切相關(guān)”的思想觀念，幫助學(xué)生樹立辯證唯物主義的認(rèn)識(shí)觀。教學(xué)重點(diǎn)1.種群、物種、隔離、基因頻率等概念。2.突變和基因重組、自然選擇、隔離在生物進(jìn)化中的作用。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。教具準(zhǔn)備大量的電子圖片和動(dòng)畫。課時(shí)安排4課時(shí)第1課時(shí)教學(xué)過程課前準(zhǔn)備1.搜集相關(guān)電子圖片和生物進(jìn)化有關(guān)的影音文件或f1ash，并制作成教學(xué)課件。2.制定學(xué)生課前預(yù)習(xí)的提綱。（1）通讀課文。（2）思考“問題探討”中的2個(gè)問題。（3）思考“本節(jié)聚焦”中的3個(gè)問題。（4）復(fù)習(xí)數(shù)學(xué)課中學(xué)過的概率統(tǒng)計(jì)的相關(guān)知識(shí)和孟德爾遺傳規(guī)律。（5）登陸此網(wǎng)站hongde.net/wcl/index.htm和中華博覽網(wǎng)進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。情境創(chuàng)設(shè)通過語言陳述或設(shè)問與學(xué)生對(duì)話交流的形式復(fù)習(xí)有關(guān)進(jìn)化的基礎(chǔ)知識(shí)達(dá)爾文進(jìn)化論的基本內(nèi)容。通過提出問題：“在達(dá)爾文進(jìn)化論的基礎(chǔ)之上，現(xiàn)代生物學(xué)的研究又有了什么新進(jìn)展？”引起學(xué)生的興趣，吸引學(xué)生的注意。師生互動(dòng)引入（復(fù)習(xí)）：上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了達(dá)爾文自然選擇學(xué)說的主要觀點(diǎn)，那么此觀點(diǎn)是什么？（答：略）請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)此觀點(diǎn)，分析下面的情境：“如果在灰色翅（基因型為aa）昆蟲的群體中偶然出現(xiàn)一只綠色翅（基因型為Aa）的變異個(gè)體，且綠色比灰色更不容易捕食。那么，昆蟲的翅色將怎樣變化？”學(xué)生討論：學(xué)生自由討論，并發(fā)表自己的看法。提出質(zhì)疑：該綠色個(gè)體一定能被選擇下來嗎？為什么？（教師要明確提出這個(gè)問題的教學(xué)意圖：讓學(xué)生通過討論，發(fā)現(xiàn)自然選擇學(xué)說中的某些觀點(diǎn)與現(xiàn)代遺傳學(xué)所揭示的遺傳和變異的本質(zhì)之間的矛盾，體會(huì)對(duì)自然選擇學(xué)說的修正是必然的）學(xué)生回答：（學(xué)生的答案可能五花八門）可能有幾種答案：（1）綠色個(gè)體確實(shí)比灰色個(gè)體容易生存下來，昆蟲的翅色由灰色朝著綠色的方向進(jìn)化。（2）即使綠色個(gè)體不容易被捕食，也可能由于其他原因中途夭折。提問：如果該綠色個(gè)體能很好地生活下來，它體內(nèi)的A基因怎樣才能傳遞給它的下一代呢？回答：（學(xué)生討論）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。提問：如果Aa與其他個(gè)體交配生殖，后代還會(huì)是綠色嗎？學(xué)生活動(dòng)：復(fù)習(xí)孟德爾遺傳規(guī)律，討論、分析子代的基因型和表現(xiàn)型以及基因型與表現(xiàn)型的關(guān)系。回答：不一定。教師講述：出現(xiàn)有利變異個(gè)體內(nèi)的有利基因只有在群體中，通過有性生殖才能世代延續(xù)，另外，有利變異的個(gè)體的后代不一定能真實(shí)遺傳。因此，研究生物的進(jìn)化，僅僅研究個(gè)體的表現(xiàn)形式是否與環(huán)境相適應(yīng)是不夠的，還需要研究群體的基因組成的變化，這個(gè)群體就是種群。種群是生物進(jìn)化的基本單位。提問：怎樣的一群生物個(gè)體可以稱為種群呢？學(xué)生活動(dòng)：閱讀教材。回答：生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個(gè)體叫做種群。課堂練習(xí)：以下屬于種群范疇的是A.一座山上所有的馬尾松B.一塊草地上所有的昆蟲C.一個(gè)池塘內(nèi)所有的魚類D.一個(gè)公園內(nèi)所有的樹木與學(xué)生一起進(jìn)行分析：首先讓學(xué)生復(fù)習(xí)種群的概念。選項(xiàng)A指的是在一定自然區(qū)域內(nèi)（一座山）一種生物（馬尾松）全部的個(gè)體，符合種群的定義。選項(xiàng)B指的是在一定自然區(qū)域內(nèi)（一塊草地）的全部昆蟲，昆蟲并不是一種生物，而是多種生物的總和（綱），故不符合種群的定義。選項(xiàng)C、D與選項(xiàng)B原因基本相同，故答案選A。提問：一個(gè)生物“種”或“物種”與種群有何區(qū)別？學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生討論并自由發(fā)表看法。教師總結(jié)：物種可以分布在不同的自然界的不同區(qū)域，只有在可以發(fā)生隨機(jī)交配、繁衍，使基因能夠世代相傳的一定區(qū)域內(nèi)的同種全部個(gè)體的集合才是一個(gè)種群。提問：人們?yōu)槭裁匆岢觥胺N群”這個(gè)概念呢？學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生討論，可以沒有結(jié)果。教師歸納：自然界的物種實(shí)際上是以一個(gè)個(gè)種群存在的，種群是物種繁衍、進(jìn)化的基本單位。它為研究生物與環(huán)境的關(guān)系和物種的變化帶來了方便。教師講述：性狀是由基因控制的，研究生物的進(jìn)化必須研究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？由此人們提出了基因庫和基因頻率的概念。提問：什么是基因庫？什么是基因頻率？學(xué)生活動(dòng)：閱讀教材有關(guān)部分。回答：一個(gè)種群中全部個(gè)體所含有的全部基因，叫做這個(gè)種群的基因庫。在一個(gè)種群基因庫中，某個(gè)基因占全部等位基因數(shù)的比率，叫做基因頻率。講解例題：某昆蟲種群中，綠色翅的基因?yàn)锳，褐色翅的基因?yàn)閍，調(diào)查發(fā)現(xiàn)，AA、Aa、aa的個(gè)體分別占40、120、40，那么a和A的基因頻率各是多少？學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生計(jì)算并匯報(bào)計(jì)算結(jié)果和方法。回答：種群基因A的頻率為50%，基因a的頻率為50%。教師總結(jié)：某種基因的頻率=等位基因的頻率之和等于1鞏固練習(xí)：展示在投影上（或?qū)懺诤诎迳希?，讓學(xué)生當(dāng)堂練習(xí)加以鞏固。在一個(gè)種群中隨機(jī)抽出一定數(shù)量的個(gè)體，其中基因型為AA的個(gè)體占18%，基因型為Aa的個(gè)體占78%，aa的個(gè)體占4%。那么基因A和a的頻率分別是多少？教師與學(xué)生一起分析：解：設(shè)所抽出的個(gè)體數(shù)為n，則基因A的數(shù)量=n18%2 + n78%=1.14n基因a的數(shù)量=n4%2 + n78%=0.86n此對(duì)等位基因的總數(shù)=2n基因A的頻率=1.14n/2n = 57%，基因a的頻率=157%= 43%。提問：如果讓該種群隨機(jī)交配，依據(jù)孟德爾遺傳規(guī)律，子一代、子二代的基因型頻率和基因頻率又會(huì)怎樣呢？學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生計(jì)算（教師要加強(qiáng)引導(dǎo)，注意讓學(xué)生計(jì)算并從結(jié)果中觀察基因頻率和基因型頻率變化的規(guī)律）提問：從計(jì)算結(jié)果中，發(fā)現(xiàn)了什么現(xiàn)象？回答：基因頻率在親子代之間是穩(wěn)定不變的，基因型頻率到了子二代也會(huì)穩(wěn)定下來。提問：自然界種群的基因頻率能世代不變嗎？為什么？學(xué)生活動(dòng)：討論要使種群基因頻率不發(fā)生變化，此種群應(yīng)具備哪些條件？學(xué)生自由發(fā)表看法。教師歸納：要使種群的基因頻率世代不變，要滿足以下條件：該種群非常大；所有的雌雄個(gè)體都能自由交配；沒有遷入和遷出；自然選擇對(duì)不同表現(xiàn)型的生物個(gè)體沒有作用；這對(duì)基因不發(fā)生突變和攜帶者對(duì)基因的染色體不發(fā)生異常。這五個(gè)條件都是影響種群基因頻率變化的原因。顯然要全部滿足這五個(gè)條件是不可能的，即使?jié)M足了前四個(gè)條件，基因突變和染色體變異總是會(huì)發(fā)生的。提問：影響種群基因頻率變化的根本原因是什么？回答：變異。（為下一課時(shí)的教學(xué)作好鋪墊）教師精講以生物個(gè)體為單位來研究生物的進(jìn)化，可以看出有局限性，有利的變異個(gè)體不一定能真實(shí)地遺傳。因此，研究生物的進(jìn)化，僅僅研究個(gè)體的表現(xiàn)形式是否與環(huán)境相適應(yīng)是不夠的，還需要研究群體的基因組成的變化，也就是說，我們應(yīng)將種群作為研究生物進(jìn)化的基本單位。種群是指生活在一定區(qū)域內(nèi)的同種生物的全部個(gè)體。這里要求根據(jù)種群的概念能夠作出對(duì)種群的判斷。研究生物的進(jìn)化要以種群為單位，研究種群就必須研究種群的基因組成和變化，即要掌握基因庫和基因頻率的概念和相關(guān)的計(jì)算。基因庫是指一個(gè)種群中全部個(gè)體所含有的全部基因。基因頻率是指在一個(gè)種群基因庫中，某個(gè)基因占全部等位基因數(shù)的比率。關(guān)于基因頻率的計(jì)算我們要掌握計(jì)算的方法：某種基因的頻率= 等位基因的頻率之和等于1最后，我們要知道在各種環(huán)境因素的影響下種群的基因頻率不是世代不變的，而是在不斷變化的。評(píng)價(jià)反饋1.現(xiàn)在許多學(xué)者認(rèn)為，生物進(jìn)化的基本單位是A.生物個(gè)體B.同種生物的全部個(gè)體C.種群D.生活在一起的全部生物解析：研究生物的進(jìn)化，僅僅研究個(gè)體的表現(xiàn)形式是否與環(huán)境相適應(yīng)是不夠的，還需要研究群體的基因組成的變化，即要以種群為單位開展研究，故答案選C。答案：C2.根據(jù)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論，下列符合種群概念的是A.太平洋里全部的魚B.中華人民共和國國土上的所有人C.稻田里全部的蛇D.草原上的灰倉鼠解析：選項(xiàng)A和C說的都是多種生物的總和，與種群定義不符；選項(xiàng)D指的是一種生物（物種）；選項(xiàng)B說的是在中華人民共和國這個(gè)區(qū)域內(nèi)全部的人（一種）。故答案選B。答案：B3.已知人眼的褐色（A）對(duì)藍(lán)眼（a）是顯性。在一個(gè)有30 000人的群體中，藍(lán)眼的有3 600人，褐眼的有26 400人，其中雜合子的個(gè)體有14 400人。那么，在這一個(gè)人群中A和a的基因頻率分別為A.0.64和0.36B.0.36和0.64C.0.50和0.50D.0.82和0.18解析：此對(duì)等位基因（A+a）數(shù)目的總和=30 0002=60 000，基因a的數(shù)量=14 400+3 6002=21 600，基因A的數(shù)量=14 400+（26 40014 400）2=38 400，根據(jù)公式：某種基因的頻率= 等位基因的頻率之和等于1代入公式得出，基因A的頻率=0.64，基因a的頻率=10.64=0.36，故答案選A。答案：A4.下列有關(guān)種群基因庫的敘述中，不正確的是A.一個(gè)種群的基因庫包括這個(gè)種群所含有的全部基因B.生物的個(gè)體總是要死亡的，但基因庫卻因種群個(gè)體的繁殖而代代相傳C.種群中每個(gè)個(gè)體含有種群基因庫的全部基因D.基因突變可改變基因庫的組成解析：例如，基因庫中含有等位基因A和a，而在這個(gè)種群中就可能存在基因型為aa或AA的個(gè)體，故答案C不正確。答案：C課堂小結(jié)本節(jié)課要求掌握的是生物進(jìn)化的基本單位是什么？（種群）種群的概念和概念的應(yīng)用以及基因庫和基因頻率的概念和相關(guān)計(jì)算。掌握了這些知識(shí)才能使我們更好地去理解生物進(jìn)化的過程和實(shí)質(zhì)。布置作業(yè)課本P118基礎(chǔ)題第1、2題。課后拓展在豚鼠中，黑毛對(duì)白毛是顯性，如果基因庫中，90是顯性基因B，10是隱性基因b，則種群中基因型BB、Bb、bb的頻率分別是A.81、18、1 B.45、40、15C.18、81、1D.45、45、10解析：此題可根據(jù)遺傳平衡定律公式來計(jì)算，如果用p代表基因B的頻率，q代表基因b的頻率。那么，遺傳平衡定律可以寫成：（p+q）2= p2 + 2pq + q2。其中p2代表一個(gè)等位基因B純合子的頻率，q2代表另一個(gè)等位基因b純合子的頻率，2pq代表雜合子Bb的頻率。如果一種群達(dá)到了遺傳平衡，其基因型頻率應(yīng)當(dāng)符合p2 + 2pq +q2 1。故可得出：BB基因型頻率=p2=（90）2= 81；Bb基因型頻率=2pq=29010= 18；bb基因型頻率=q2=（10）2= 1。答案：A板書設(shè)計(jì)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（一）種群是生物進(jìn)化的單位1.種群的概念2.基因庫的概念3.基因頻率的概念4.基因頻率的計(jì)算方法