蘇教版教學(xué)教案生物進(jìn)化理論發(fā)展分享

1、生物進(jìn)化理論發(fā)展一、知識結(jié)構(gòu)二、教材分析本節(jié)著重講述了“現(xiàn)代生物進(jìn)化理論”的內(nèi)容。種群是生物進(jìn)化的單位，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，隔離導(dǎo)致物種形成。教材首先在初中生物課的基礎(chǔ)上，以“過度繁殖、生存斗爭、遺傳變異和適者生存”為主線介紹自然選擇。接著進(jìn)一步闡述這個(gè)學(xué)說的重要意義和局限性，并且指出近些年來，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)說為基礎(chǔ)的現(xiàn)代生物進(jìn)化理論。現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的內(nèi)容是本節(jié)的重點(diǎn)。關(guān)于種群是生物進(jìn)化的單位，教材著重講述了兩方面的內(nèi)容：宏觀與微觀，讓學(xué)生能較好地理解種群是生物進(jìn)化的基本單位。關(guān)于突變和基因重

2、組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料，教材著重講述了突變在種群中出現(xiàn)的數(shù)量，以及突變對生物體生存的影響等。關(guān)于自然選擇決定生物進(jìn)化的方向，教材舉例介紹了生物如何在自然選擇作用下，種群基因頻率定向改變的結(jié)果。關(guān)于隔離導(dǎo)致物種形成，教材主要講述了物種的概念、隔離和物種的形成這三方面的內(nèi)容。首先，簡要介紹物種的概念，然后講述隔離的概念和類型，再后舉例講述了經(jīng)長期的地理隔離而達(dá)到生殖隔離的物種形成方式。教材在最后進(jìn)行了內(nèi)容的歸納和總結(jié)，闡述了四個(gè)論點(diǎn)之間的內(nèi)在了解，有利于學(xué)生對現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的了解。本節(jié)中關(guān)于種群的內(nèi)容，可為第八章生物與環(huán)境中有關(guān)種群的內(nèi)容打下基礎(chǔ)；有關(guān)進(jìn)化的原材料、物種的形成等知識需要第六章遺傳和變

3、異中有關(guān)基因突變、基因重組、染色體數(shù)目變異等內(nèi)容作基礎(chǔ)。三、教學(xué)目標(biāo)1知識目標(biāo)（1）達(dá)爾文自然選擇學(xué)說的主要內(nèi)容（A：知道）。（2）種群、種群基因庫、基因頻率的概念，以及基因頻率的計(jì)算方法（B：識記）。（3）突變和基因重組為生物進(jìn)化提供原材料的原因（B：識記）。（4）自然選擇在生物進(jìn)化中的作用（B：識記）。（5）隔離的概念和類型，以及隔離與物種形成的關(guān)系（B：識記）。2能力目標(biāo)通過教學(xué)過程培養(yǎng)學(xué)生的思維能力、歸納總結(jié)能力。四、重點(diǎn)實(shí)施方案1重點(diǎn)（1）基因頻率的概念。（2）自然選擇在生物進(jìn)化過程中的作用。（3）隔離的概念和類型，以及物種形成的方式。2實(shí)施方案（1）閱讀、理解、識記有關(guān)內(nèi)容。（2）

4、結(jié)合實(shí)例，學(xué)會計(jì)算基因頻率的方法。（3）通過經(jīng)典題例講評，獲得運(yùn)用基本概念去分析、解決問題的思維方法。五、難點(diǎn)突破策略1難點(diǎn)（1）基因頻率的概念和計(jì)算方法。（2）自然選擇在生物進(jìn)化過程中的作用。2突破策略（1）閱讀有關(guān)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實(shí)例得出結(jié)論。（2）指導(dǎo)學(xué)生分析、比較，進(jìn)行思維遷移，鞏固課堂效果，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。六、教具準(zhǔn)備1非洲野牛遷徙生活的錄像片斷。2英國曼徹斯特地區(qū)18世紀(jì)中期到20世紀(jì)中期淺色型和黑色型樺尺蠖數(shù)量變化的CAI課件。3加拉帕克斯島地雀演化的CAI課件。七、學(xué)法指導(dǎo)* 采用教師講述，學(xué)生歸納、探究相結(jié)合的教學(xué)方法。八、課時(shí)安排2課時(shí)=第一課時(shí)一教學(xué)程序?qū)дn 我們已

5、經(jīng)知道地球上現(xiàn)存的有記載的生物種類大約200多萬種，還有許許多多種生物沒有被我們發(fā)現(xiàn)。沒有發(fā)現(xiàn)的生物數(shù)目可能要比已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的多10倍，更何況已經(jīng)絕滅的生物比現(xiàn)存的還要多得多，據(jù)估計(jì)，曾在地球上生活過的生物種數(shù)可能多達(dá)5億10億。這么多的生物從無到有，從少到多，從簡單到復(fù)雜，從低等到高等，一批又一批地“踏上”地球，又“遠(yuǎn)離”地球走向死亡，進(jìn)行著自然界的“新陳代謝”，這就是生物的進(jìn)化。二教學(xué)目標(biāo)達(dá)成一、達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說1主要內(nèi)容師講述：在19世紀(jì)，達(dá)爾文提出了以自然選擇學(xué)說為核心的生物進(jìn)化論。自然選擇學(xué)說的主要內(nèi)容是什么呢? 放映錄像：非洲草原野牛四季生活及生殖過程，重點(diǎn)放映遷徙路徑大河時(shí)，許多

6、野牛個(gè)體被淹死或被鱷魚吃掉的情景。師引導(dǎo)：學(xué)生根據(jù)錄像及初中所學(xué)有關(guān)知識總結(jié)歸納出達(dá)爾文自然選擇學(xué)說的主要內(nèi)容是：過度繁殖，生存斗爭（生存競爭），遺傳變異，適者生存。師引導(dǎo)：指導(dǎo)學(xué)生明確以下內(nèi)容：(1)任何一種生物的繁殖能力都很強(qiáng)，在不太長的時(shí)間內(nèi)能產(chǎn)生大量的后代。但因?yàn)樯锏纳鏃l件有限，生物在爭奪有限的空間和食物的情況下，同種生物個(gè)體之間，種與種之間、生物與無機(jī)環(huán)境之間不斷進(jìn)行著激烈的生存斗爭，斗爭的結(jié)果是一部分個(gè)體被淘汰。例如：鯉魚在繁殖季節(jié)，雌魚會產(chǎn)許多卵，雄魚也會產(chǎn)下大量的精子，但是能夠形成受精卵是少數(shù)；受精卵形成后，在孵化的過程中個(gè)體弱小的幼鯉又會被淘汰掉，能夠存活下來的只是很少的

7、一些個(gè)體。(2)在生存斗爭中，具有有利變異的個(gè)體將幸存并會將這些變異遺傳下去；而不利變異個(gè)體則很容易地被淘汰掉。達(dá)爾文把這種適者生存，不適者被淘汰的過程叫做自然選擇。在長期的自然選擇過程中，微小的有利變異得到積累變?yōu)轱@著變異，從而產(chǎn)生了適應(yīng)特定環(huán)境的生物新類型，這就是生物進(jìn)化的原因。(3)自然選擇學(xué)說科學(xué)地解釋了生物進(jìn)化的原因及生物的多樣性和適應(yīng)性。但由于受到當(dāng)時(shí)科學(xué)發(fā)展水平的限制，自然選擇學(xué)說對于遺傳和變異的本質(zhì)，自然選擇如何對可遺傳的變異起作用的問題不能作出科學(xué)的解釋。2以自然選擇學(xué)說為基礎(chǔ)的現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的提出近些年來，生物學(xué)家在達(dá)爾文的進(jìn)化理論的基礎(chǔ)上，將遺傳學(xué)、生態(tài)學(xué)等研究成果引入

8、到進(jìn)化論的研究中，形成了以自然選擇學(xué)說為基礎(chǔ)的現(xiàn)代生物進(jìn)化理論。二、現(xiàn)代生物進(jìn)化理論簡介現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容包括：(1)種群是生物進(jìn)化的單位；(2)突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料；(3)自然選擇決定生物進(jìn)化的方向；(4)隔離導(dǎo)致物種的形成。 (一)種群是生物進(jìn)化的單位1.種群的定義師：舉例：(1)一個(gè)池塘中的全部鯉魚；(2)一個(gè)池塘中的全部魚；(3)一片草地上的全部植物；(4)一片草地上的全部蒲公英。引導(dǎo)：學(xué)生分析歸納出(1)與(4)屬于種群。師生歸納：種群指生活在同一地點(diǎn)的同種生物個(gè)體的總和。2.種群的特點(diǎn)（1）種群的個(gè)體之間具有年齡和性別的差別，并不是機(jī)械地結(jié)合在一起。（2）種群也是

9、生物繁殖的基本單位。個(gè)體之間彼此可以交配，并通過繁殖將各自的基因傳遞給后代。3.基因庫、基因頻率生：閱讀教材P65，找出基因庫和基因頻率的概念。師生歸納：種群的基因庫是指一個(gè)種群所含有的全部基因。不同的基因在種群的基因庫中所占的比例是不同的。師舉例：我們知道多指為顯性基因控制的遺傳病，而絕大多數(shù)人表現(xiàn)為正常。白化病是隱性基因控制的遺傳病，絕大多數(shù)人表現(xiàn)正常。師生歸納：基因頻率是指某種基因在某個(gè)種群中出現(xiàn)的比例。生質(zhì)疑：怎樣才能知道某種基因的基因頻率呢?我們可以通過抽樣調(diào)查的方法獲得。師引導(dǎo)：學(xué)生計(jì)算這樣一個(gè)例子：從某種生物的種群中隨機(jī)抽出100個(gè)個(gè)體，測知其基因型分別為AA、Aa、aa的個(gè)體分

10、別為30、60和10個(gè)，問其中A基因頻率為多少?a基因頻率為多少?解法一：通過基因型計(jì)算基因頻率，就AA、Aa、aa來說，每個(gè)個(gè)體可認(rèn)為含有2個(gè)基因，則100個(gè)個(gè)體共有200個(gè)基因：A基因頻率=(230+60)200=60a基因頻率=(210+60)200=40解法二：通過基因型頻率計(jì)算基因頻率，即一個(gè)等位基因的頻率等于它的純合體頻率與1/2雜合體頻率之和，則：A基因頻率=30+(1/2)60=60B基因頻率=10+(1/2)60=40從上述可知，種群中一對等位基因的頻率之和等于l(其基因型頻率之和也等于1)。生質(zhì)疑：種群中某基因的頻率是否一直不變呢?讓我們觀看一個(gè)課件。生觀看：用CAI課件模

11、擬英國曼徹斯特地區(qū)樺尺蠖從19世紀(jì)中期到20世紀(jì)中期，淺色型樺尺蠖和黑色型樺尺蠖所占比例發(fā)生劇烈變化的過程。1850年以前該地區(qū)的樺尺蠖以淺色為主，黑色個(gè)體很少。隨著英國工業(yè)的發(fā)展，工廠排出的煤煙使環(huán)境發(fā)生了改變，黑色樺尺蠖與淺色樺尺蠖的數(shù)量發(fā)生了巨大的變化。黑色型達(dá)到了95左右，淺色型由余下了5左右。師生歸納：由此可見，種群中的基因頻率是在不斷改變的。種群中的個(gè)體一代一代死亡，但基因庫卻在代代相傳的過程中保持和發(fā)展。結(jié)論：生物進(jìn)化過程實(shí)質(zhì)上就是種群基因頻率發(fā)生變化的過程。所以說種群是生物進(jìn)化的單位。三教學(xué)目標(biāo)鞏固1自然選擇題學(xué)說的主要內(nèi)容之間的關(guān)系(1)過度繁殖為自然選擇提供更多的選擇材料，

12、加劇了生存斗爭。(2)變異是不定向的，具有有利變異的個(gè)體通過遺傳在后代中得到積累和加強(qiáng)，產(chǎn)生適應(yīng)環(huán)境的新類型，這是生物多樣性和適應(yīng)性形成的原因，因此遺傳變異是生物進(jìn)化的內(nèi)在因素。(3)自然選擇是定向的，決定著生物進(jìn)化的方向。(4)自然選擇是通過生存斗爭來實(shí)現(xiàn)的，生存斗爭是生物進(jìn)化的動力。(5)適應(yīng)是自然選擇的結(jié)果。2達(dá)爾文在北大西洋東部以馬德拉群島上發(fā)現(xiàn)有550種昆蟲，其中有200種昆蟲的翅已退化，不會飛翔，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是 ( )A生存斗爭的結(jié)果 B食物中缺乏翅生長的物質(zhì)C定向變異的逐代積累 D自然選擇的結(jié)果答案：D3從某生物種群中隨機(jī)抽出1000個(gè)個(gè)體，測知基因型為BB、Bb、bb的個(gè)

13、體分別為300個(gè)、600個(gè)和100個(gè)。(1)在這1000個(gè)個(gè)體中，B基因有 ；其基因頻率為 。(2)在這1000個(gè)個(gè)體中，b基因有 ；其基因頻率為 。答案：(1)1200 60 (2)800 404下列生物屬于種群的是 ( )A一塊水田里的全部水稻、水草、魚、蝦及其他生物 B一塊朽木上的全部真菌C一塊棉田中的全部幼蚜，有翅和無翅的成蚜 D一個(gè)池塘中的全部魚答案：C5根據(jù)達(dá)爾文的進(jìn)化學(xué)說，長頸鹿的頸和腿之所以特別長，是由于( )、A為了攝食樹葉，頸和腿不斷伸長，代代相傳，愈伸愈長B長頸、長腿者比短頸、短腿者有較佳的生存機(jī)會C長頸、長腿者影響了遺傳基因D基因控制的性狀在表達(dá)時(shí)受到環(huán)境的影響答案：B

14、6自然選擇是指( )A生物繁殖能力超越生存環(huán)境的承受力 B生物過度繁殖引起的生存斗爭C在生存斗爭中，適者生存 D遺傳使微小的有利變異得到積累和加強(qiáng)答案：C四布置作業(yè)五總結(jié)本節(jié)課主要是了解了“達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說的主要內(nèi)容、意義和局限性”；由于其具有局限性，所以人們對其進(jìn)行了補(bǔ)充和發(fā)展，提出了“現(xiàn)代生物進(jìn)化理論”。現(xiàn)代生物進(jìn)化理論認(rèn)為種群是生物進(jìn)化的基本單位，生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變。六板書設(shè)計(jì)第二課時(shí)一教學(xué)程序?qū)дn 通過上節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們已經(jīng)知道了：(1)種群是生物進(jìn)化的單位，同時(shí)也是生物繁殖的單位。(2)種群的基因庫中，某種基因頻率不是一成不變的，而是在不斷改變的。(3)生物進(jìn)化的

15、過程實(shí)質(zhì)就是種群基因頻率發(fā)生變化的過程。生質(zhì)疑：那么：（1）是哪些因素導(dǎo)致了種群基因頻率的改變呢?（2）基因頻率的改變又是如何導(dǎo)致生物進(jìn)化的呢?二教學(xué)目標(biāo)達(dá)成一 自然選擇學(xué)說二 現(xiàn)代生物進(jìn)化理論簡介（一）種群是生物進(jìn)化的單位（二）突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料師講述：在第六章第四節(jié)我們學(xué)習(xí)了“生物的變異”的有關(guān)內(nèi)容。知道可遺傳的變異可以引起生物的進(jìn)化。生質(zhì)疑：那么，可遺傳的變異的來源有哪幾個(gè)方面呢? (思維并回答：基因突變、基因重組和染色體變異。)其中，我們把基因突變和染色體變異統(tǒng)稱為突變。也就是說，突變和基因重組引起了可遺傳的變異，對生物的進(jìn)化起到了非常重要的作用。實(shí)質(zhì)上，突變、基因重組、自

16、然選擇等因素均能影響種群的基因頻率的改變，而基因頻率的改變造成了生物的進(jìn)化。生質(zhì)疑：基因突變與基因頻率的改變有什么關(guān)系呢?師生：前面我們學(xué)過：基因突變可以產(chǎn)生新的等位基因，是可遺傳變異的根本來源，是基因頻率改變的基礎(chǔ)。師設(shè)疑：根據(jù)我們所知道的基因突變的特點(diǎn)，我們知道：自然界中生物的自然突變頻率很低，而且一般對生物體是有害的。為什么還能夠改變種群中的基因頻率呢?師生：(學(xué)生討論后得出結(jié)論)這是因?yàn)榉N群是由許多個(gè)體組成的。每個(gè)個(gè)體都有成千上萬個(gè)基因，雖然每個(gè)基因的突變率都很低，但每個(gè)種群的每一代都會產(chǎn)生大量的突變基因，所以對于種群來說發(fā)生突變的數(shù)量是很大的。師：例如：每個(gè)果蠅約有104。對基因，假

17、定每個(gè)基因的突變率都是10-5。若有一個(gè)中等數(shù)量的果蠅種群(約有108個(gè)個(gè)體)，請同學(xué)們計(jì)算出每一代出現(xiàn)的基因突變數(shù)是多少? 生：(由學(xué)生計(jì)算得出)每代出現(xiàn)基因突變數(shù)是2l07個(gè)。師：這說明種群中每代產(chǎn)生的基因突變的數(shù)量是很大的，并通過繁殖得到積累，成為基因頻率改變的基礎(chǔ)。而且突變的有利或有害并不是絕對的，面是相對的，它取決于生物的生存環(huán)境。上節(jié)課我們觀看了英國曼徹斯特地區(qū)19世紀(jì)中期到20世紀(jì)中期淺色樺尺蠖和黑色樺尺蠖比例變化的畫面。在19世紀(jì)中期，黑色基因是基因突變產(chǎn)生的，對樺尺蠖的生存是有害的；但隨著英國工業(yè)的發(fā)展，樺尺蠖生存的環(huán)境發(fā)生改變，有害的黑色基因變?yōu)橛欣幕?。在突變過程中產(chǎn)生

18、了許多相應(yīng)的等位基因。通過有性生殖過程中的基因重組，形成了多種多樣的基因型，從而使種群出現(xiàn)大量的可遺傳變異。例如，人有23對染色體，即使每對染色體只含有一對雜合的等位基因，通過自由組合就會產(chǎn)生出8萬多種不同配子，這樣在一個(gè)新生兒中就可能有6107個(gè)以上的基因重組類型。這樣，突變和基因重組造成基因頻率擴(kuò)增。而使可遺傳的變異大大增加。但是，這些變異的產(chǎn)生是不定向的，因此，無法定向改變基因頻率，也就不能決定生物進(jìn)化的方向。(三)自然選擇決定生物進(jìn)化的方向師生：指導(dǎo)學(xué)生閱讀課文P6667，同時(shí)展示英國曼徹斯特地區(qū)從19世紀(jì)中期到20世紀(jì)中期樺尺蠖比例發(fā)生變化的多媒體課件。師生：組織學(xué)生討論，從宏觀(性

19、狀)和微觀(基因)兩方面分析生物進(jìn)化的原因。1從宏觀(性狀)上看進(jìn)化過程為：19世紀(jì)中期樺尺蠖的淺色性狀與環(huán)境色彩相似，屬于保護(hù)色，較能適應(yīng)環(huán)境而大量生存；黑色性狀與環(huán)境色彩差異很大，不能適應(yīng)環(huán)境，易被捕食者捕食。因此，突變產(chǎn)生后，后代的個(gè)體數(shù)受到限制。19世紀(jì)中期到20世紀(jì)中期，由于地衣死亡，樺尺蠖棲息的樹干裸露并被煙熏黑，使得黑色性狀與環(huán)境色彩相似而大量生存；淺色性狀與環(huán)境色彩差異很大，易被捕食者捕食而大量被淘汰。表現(xiàn)為適者生存，不適者被淘汰。2從微觀(基因)來看進(jìn)化過程為：19世紀(jì)中期以前，由于黑色基因(S)為不利變異基因，控制的性狀不能適應(yīng)環(huán)境而受到限制，因此，當(dāng)時(shí)種群中淺色基因(s)

20、的頻率為95，黑色基因(S)的頻率為5。到20世紀(jì)中期由于黑色基因(S)控制的性狀能適應(yīng)環(huán)境而大量生存并繁殖后代，淺色基因(s)控制的性狀不能適應(yīng)環(huán)境而大量被淘汰，使后代數(shù)量大量減少。結(jié)果淺色基因(s)的頻率下降為5，黑色基因(S)的頻率上升為95。結(jié)果是淘汰了不利變異的基因，而保留了有利變異基因，通過遺傳逐漸積累。結(jié)論：由此可見，種群中產(chǎn)生的變異是不定向的，經(jīng)過長期的自然選擇，其中的不利變異被不斷淘汰，有利變異則逐漸積累，從而使種群的基因頻率發(fā)生定向改變，導(dǎo)致生物朝著一定的方向緩慢地進(jìn)化。因此，生物進(jìn)化的方向是由自然選擇決定的。(四)隔離導(dǎo)致物種的形成從曼徹斯特地區(qū)的樺尺蠖進(jìn)化過程我們可以看

21、出，樺尺蠖還是一個(gè)種群，個(gè)體之間彼此可以自由交配，實(shí)現(xiàn)基因交流，并通過繁殖將各自的基因傳遞給后代。因此沒有產(chǎn)生新的物種。設(shè)疑：什么是物種呢?物種是如何形成的呢?生：閱讀教材P67，畫出物種的概念。明確不同物種之間一般是不能交配的，即使交配成功，也不能產(chǎn)生可育的后代。例如：馬和驢雜交繁殖騾子不育就是如此。這種現(xiàn)象稱之為生殖隔離。生殖隔離是隔離的一種類型。在自然界中，新物種的形成往往要有隔離發(fā)生。生：閱讀P6768，畫出隔離、地理隔離、生殖隔離的概念。師：演示多媒體課件：加拉帕戈斯群島的地圖，群島的不同小島上的植被情況(突出果實(shí)的大小)，具有不同特征的地雀(特別突出地雀喙形大小的特征)。讓學(xué)生根據(jù)

22、地雀喙形大小的特征和島嶼生存條件將地雀安放在適宜的島上(放錯(cuò)會發(fā)出鳴響)。加拉帕戈斯群島上的14種地雀都起源于同一個(gè)物種，是南美雀類的后代。從南美大陸遷來后，逐漸分布到不同的群島上，群島之間的海洋起到了地理隔離的作用。被地理?xiàng)l件隔離開的小種群的基因組成或基因頻率起初就不可能完全相同。長期的隔離使被分割的小種群可能會出現(xiàn)完全不同的突變，而且各種群間沒有基因交流，因此一個(gè)種群中的突變自然不會引起另一種群的改變。各種群生活在不同的生存環(huán)境中，因而有不同的選擇方向。即不同種群選擇保留下的基因不同，使分開的種群的基因庫組成和基因頻率產(chǎn)生了很大的差異。這就是14種地雀形態(tài)特征顯著差異的根本原因。經(jīng)過長期的地理隔離，不同種群在形態(tài)特征、生活習(xí)性上有了顯著的差異，若再次相遇仍能交配和繁育后代，這樣的不同種群稱之為亞種。如東北虎和華南虎屬于不同的虎亞種。如果通過長期的地理隔離，使不同種群個(gè)體之間形成生殖隔離，新物種就形成了。如加拉帕戈斯群島上的14種地雀的形成過程，就是如此。結(jié)論：因此說，物種形成的原因是突變和基因重組、自然選擇及隔離三個(gè)基本環(huán)節(jié)綜合作用的結(jié)果。不同