度生物教案人教版必修二7.2種群基因頻率的改變與生物進(jìn)化

1、種群基因頻率的改變與生物進(jìn)化考點(diǎn)同步解讀?高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)?在“課程設(shè)計(jì)思路中明確指出必修2模塊有助于學(xué)生認(rèn)識(shí)生命的延續(xù)和開(kāi)展,領(lǐng)悟假說(shuō)演繹、建立模型等科學(xué)方法及在科學(xué)研究中的應(yīng)用;生物的遺傳變異與環(huán)境變化在進(jìn)化過(guò)程中的對(duì)立統(tǒng)一,形成生物進(jìn)化觀點(diǎn)。在具體內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)“說(shuō)明現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容給出了兩個(gè)活動(dòng)建議:收集生物進(jìn)化理論開(kāi)展的資料和用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的變化。這些活動(dòng)與?標(biāo)準(zhǔn)?的課程根本理念中倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí),力圖改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式,引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與、樂(lè)于探究、勤于動(dòng)手,逐步培養(yǎng)學(xué)生收集和處理科學(xué)信息的能力、獲取新知識(shí)的能力、分析和解決問(wèn)題的能力,以及交流與合作的能力等,突出創(chuàng)新精神和

2、實(shí)踐能力的培養(yǎng)是相互照應(yīng)的。在本節(jié)中以上的觀點(diǎn)和能力培養(yǎng)在學(xué)生活動(dòng)中得以充分表達(dá)。鑒于以上考慮,在教學(xué)的過(guò)程中,利用教材又不拘泥于教材,使用“教學(xué)案,提供生物學(xué)史的拓展閱讀和訓(xùn)練,引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)種群基因頻率的計(jì)算模型的建立,進(jìn)一步了解遺傳平衡定律;通過(guò)運(yùn)用數(shù)學(xué)分析模擬遺傳平衡定律的發(fā)現(xiàn)提高對(duì)基因頻率變化的原因的認(rèn)識(shí),形成生物進(jìn)化的觀點(diǎn)。引導(dǎo)學(xué)生探究“自然選擇對(duì)種群基因頻率變化的影響使學(xué)生領(lǐng)悟假說(shuō)演繹法在生物進(jìn)化理論研究中的應(yīng)用。核心素養(yǎng)聚焦根據(jù)教學(xué)目標(biāo)要求,本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)是讓學(xué)生理解并應(yīng)用基因頻率的計(jì)算及運(yùn)用數(shù)學(xué)方法討論種群基因頻率的改變。學(xué)生已經(jīng)知道了孟德?tīng)栠z傳定律的主要內(nèi)容,只是認(rèn)知水平還

3、有所欠缺,所以在教學(xué)中教師只要引導(dǎo)學(xué)生理解新的基因型是由不同的雌雄配子結(jié)合后而形成的就可以了。所以本節(jié)課的重點(diǎn)是種群、基因頻率概念;突變和基因重組、自然選擇在進(jìn)化中的作用。關(guān)于種群的概念在生命系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)中已經(jīng)有所介紹了,因此難點(diǎn)局部只是基因頻率概念;突變和基因重組、自然選擇在進(jìn)化中的作用。一、教學(xué)目標(biāo)確實(shí)定現(xiàn)代生物進(jìn)化理論認(rèn)為 ,生物進(jìn)化的根本單位是種群 ,生物進(jìn)化過(guò)程的實(shí)質(zhì)就是種群基因頻率發(fā)生定向改變的過(guò)程。因此 ,要使學(xué)生到達(dá)?生物課程標(biāo)準(zhǔn)?規(guī)定的“說(shuō)明現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容的要求 ,理解種群基因頻率的改變與生物進(jìn)化的關(guān)系 ,本單元的教學(xué) ,應(yīng)該使學(xué)生能夠解釋種群、種群基因庫(kù)和基因頻率

4、三個(gè)根本概念。依據(jù)?生物課程標(biāo)準(zhǔn)?提出的“用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的變化的活動(dòng)建議 ,依據(jù)學(xué)生已有的孟德?tīng)栠z傳定律的知識(shí)根底和能力根底 ,以及使學(xué)生能定量討論種群基因組成特點(diǎn)、定量討論基因頻率的變化等 ,本單元的教學(xué) ,應(yīng)該使學(xué)生學(xué)會(huì)基因頻率的計(jì)算方法。自然界中 ,種群基因頻率的改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) ,要使學(xué)生能夠解釋突變和基因重組為生物進(jìn)化提供原材料的原因。生物進(jìn)化過(guò)程的實(shí)質(zhì)就是種群基因頻率發(fā)生定向改變的過(guò)程。其中“定向改變是通過(guò)自然選擇的作用實(shí)現(xiàn)的 ,因此 ,教學(xué)應(yīng)該安排學(xué)生探究“自然選擇對(duì)種群基因頻率變化的影響的活動(dòng) ,使學(xué)生能夠舉

5、例說(shuō)明自然選擇作用可以使種群基因頻率發(fā)生定向改變。本小節(jié)內(nèi)容理論性較強(qiáng) ,邏輯嚴(yán)密 ,安排有學(xué)生討論和探究活動(dòng) ,是開(kāi)展學(xué)生科學(xué)分析問(wèn)題的能力和探究能力的良好載體 ,因此 ,本小節(jié)教學(xué) ,應(yīng)該使學(xué)生嘗試和模仿探究問(wèn)題的過(guò)程和方法 ,促進(jìn)學(xué)生養(yǎng)成分析問(wèn)題的科學(xué)思維習(xí)慣。二、教學(xué)設(shè)計(jì)思路本小節(jié)內(nèi)容理論性較強(qiáng) ,前后順序邏輯嚴(yán)密 ,以系列的問(wèn)題推進(jìn)教學(xué)進(jìn)程 ,以教師講解、討論、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(guò)問(wèn)題討論引入本課。通過(guò)討論 ,使學(xué)生發(fā)現(xiàn)自然選擇學(xué)說(shuō)的局限性 ,使學(xué)生領(lǐng)悟到對(duì)自然選擇學(xué)說(shuō)的修正是必然的 ,并引出種群的概念。2.通過(guò)討論種群與物種的區(qū)別和種群與生物進(jìn)化的

6、關(guān)系 ,使學(xué)生理解 ,種群是繁殖的單位 ,是生物進(jìn)化的根本單位。3.如何描述種群的遺傳組成？通過(guò)討論使學(xué)生理解基因庫(kù)和基因頻率的含義和計(jì)算方法。4.首先依據(jù)孟德?tīng)栠z傳定律 ,計(jì)算親子代間基因頻率 ,然后 ,討論在自然界中 ,基因頻率為什么不可能穩(wěn)定不變 ,理解可能引起基因頻率改變的因素。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(duì)基因頻率的影響 ,并得出突變和基因重組可產(chǎn)生進(jìn)化的原材料 ,但不能決定進(jìn)化的方向。6.通過(guò)探究“自然選擇對(duì)種群基因頻率變化的影響 ,使學(xué)生理解在自然選擇的作用下 ,可以使種群的基因頻率發(fā)生定向改變 ,導(dǎo)致生物進(jìn)化。 本小節(jié)教學(xué)安排2課時(shí)。三、教學(xué)實(shí)施的

7、程序第1課時(shí)教師的組織和引導(dǎo)學(xué)生活動(dòng)教學(xué)意圖 上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了達(dá)爾文自然選擇學(xué)說(shuō)的主要觀點(diǎn) ,下面請(qǐng)同學(xué)們依據(jù)該學(xué)說(shuō)的根本觀點(diǎn) ,分析下面的情境： “如果在灰色翅基因型為aa昆蟲(chóng)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 ,且綠色比灰色更不易被捕食。那么 ,昆蟲(chóng)的翅色將怎樣變化？結(jié)合學(xué)生的討論 ,提出質(zhì)疑：該綠色個(gè)體一定能被選擇下來(lái)嗎？為什么？如果該綠色個(gè)體能很好生活下來(lái) ,它體內(nèi)的A基因怎樣才能傳遞給子代呢？如果Aa與其他個(gè)體交配生殖 ,后代還會(huì)是綠色的嗎？ 討論發(fā)現(xiàn) ,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(guò)有性生殖才能世代延續(xù) ,另外有利變異個(gè)體的后代不一定能真實(shí)遺傳。因此

8、 ,研究生物的進(jìn)化 ,僅僅研究個(gè)體的表現(xiàn)型是否與環(huán)境相適應(yīng)是不夠的 ,還需要研究群體的基因組成的變化 ,這個(gè)群體就是種群。怎樣的一群生物個(gè)體可以稱(chēng)為種群呢？一個(gè)生物“種或“物種與種群有何區(qū)別呢？人們?yōu)槭裁匆岢觥胺N群這個(gè)概念呢？歸納出：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)化的根本單位。它為研究生物與環(huán)境的關(guān)系和物種的變化帶來(lái)了方便。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？由此人們提出基因庫(kù)和基因頻率的概念。什么是基因庫(kù)？基因頻率的含義是什么？請(qǐng)學(xué)生計(jì)算下面假設(shè)的種群的一對(duì)等位基因的基因頻率：某昆蟲(chóng)種群中 ,綠色翅

9、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20、60、20 ,那么A和a的基因頻率各是多少？計(jì)算得知 ,該種群基因A的頻率為50% ,基因a的頻率為50%。如果讓該種群隨機(jī)交配 ,依據(jù)孟德?tīng)栠z傳定律 ,子一代、子二代的基因型頻率和基因頻率又會(huì)怎樣呢？從后代的基因型頻率和基因頻率的計(jì)算結(jié)果中 ,發(fā)現(xiàn)了什么現(xiàn)象？如果種群基因型頻率和基因頻率世代穩(wěn)定不變 ,生物將無(wú)法進(jìn)化 ,顯然與事實(shí)不符。自然界種群的基因頻率能世代不變嗎？為什么？顯然 ,同時(shí)滿足以上5個(gè)條件是不可能的 ,即使前4個(gè)條件可以滿足 ,基因突變和染色體變異總會(huì)發(fā)生的。為什么？以上5種因素中哪些因素是影響基

10、因頻率變化的根本原因？布置作業(yè)。 學(xué)生自由討論 ,并發(fā)表自己的看法。學(xué)生討論認(rèn)識(shí)到 ,綠色個(gè)體即使不被捕食者捕食 ,也可能因其他原因中途夭折。學(xué)生討論答復(fù)出只有通過(guò)有性生殖 ,才能將基因傳給子代 ,將基因A保存下來(lái)。學(xué)生依據(jù)孟德?tīng)柖?,分析子代的基因型和表現(xiàn)性。學(xué)生閱讀教材。 學(xué)生討論并自由發(fā)表看法。 引導(dǎo)學(xué)生討論出：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(jī)交配、繁衍 ,使基因能夠世代傳遞的一定區(qū)域內(nèi)的同種全部個(gè)體的集合才是一個(gè)種群。 學(xué)生討論可以沒(méi)有結(jié)果。學(xué)生閱讀教材有關(guān)局部。學(xué)生計(jì)算 ,并介紹計(jì)算結(jié)果和方法。學(xué)生計(jì)算。學(xué)生討論 ,并答復(fù)出：基因頻率在親子代間是穩(wěn)定不變的 ,基

11、因型頻率到子二代也會(huì)穩(wěn)定下來(lái)。 學(xué)生討論 ,通過(guò)相互補(bǔ)充 ,歸納出保證種群基因頻率穩(wěn)定不變的5種因素：該種群非常大；所有的雌雄個(gè)體都能自由交配；沒(méi)有遷入和遷出；自然選擇對(duì)不同表現(xiàn)型的個(gè)體沒(méi)有作用；這對(duì)基因不發(fā)生突變和攜帶這對(duì)基因的染色體不發(fā)生變異。 學(xué)生討論答復(fù)出： 變異是絕對(duì)會(huì)發(fā)生的。 變異是引發(fā)基因頻率改變的根本原因。 通過(guò)該問(wèn)題討論 ,使學(xué)生發(fā)現(xiàn)自然選擇學(xué)說(shuō)中某些觀點(diǎn)與現(xiàn)代遺傳學(xué)所揭示出的遺傳和變異的本質(zhì)之間的矛盾 ,體會(huì)對(duì)自然選擇學(xué)說(shuō)的修正是必然的。 通過(guò)問(wèn)題探討 ,使學(xué)生初步了解 ,研究生物的進(jìn)化 ,僅僅研究個(gè)體的表現(xiàn)型是否與環(huán)境相適應(yīng)是不夠的 ,還需要研究群體的基因組成及其變化。引

12、入種群的概念。 使學(xué)生知道什么是種群。通過(guò)比擬 ,使學(xué)生初步理解種群和物種的區(qū)別 ,理解種群的概念。使學(xué)生初步認(rèn)識(shí)到種群是生物進(jìn)化的根本單位 ,并認(rèn)識(shí)到 ,提出新的概念在研究中的意義。使學(xué)生認(rèn)識(shí)到為什么要提出并研究基因庫(kù)和基因頻率。 使學(xué)生初步理解基因庫(kù)和基因頻率的概念。使學(xué)生學(xué)會(huì)計(jì)算基因頻率的方法變換數(shù)據(jù) ,防止學(xué)生照書(shū)答復(fù)。學(xué)會(huì)計(jì)算基因頻率和基因型頻率的方法。使學(xué)生發(fā)現(xiàn)基因型頻率和基因頻率的變化規(guī)律。使學(xué)生能夠領(lǐng)會(huì)到自然界的種群發(fā)生變化是必然的。使學(xué)生理解 ,種群的前后代基因頻率的改變是必然的 ,初步理解改變的根本原因是變異。第2課時(shí)教師的組織和引導(dǎo)學(xué)生活動(dòng)教學(xué)意圖 從上節(jié)大家已經(jīng)知道 ,

13、自然界種群的基因頻率變化是必然的。能說(shuō)明原因嗎？ 變異對(duì)生物進(jìn)化會(huì)產(chǎn)生何種影響？首先請(qǐng)同學(xué)們回憶變異的類(lèi)型。所有的變異都能導(dǎo)致基因頻率的變化嗎？為什么？教師結(jié)合學(xué)生的答復(fù) ,不斷質(zhì)疑、啟發(fā)、引導(dǎo)。在三種可遺傳的變異來(lái)源中 ,基因突變和染色體變異可以統(tǒng)稱(chēng)為突變。突變和基因重組對(duì)于種群遺傳組成的改變一樣嗎？為什么？ 在自然情況下 ,突變的頻率很低 ,且多數(shù)有害 ,對(duì)生物進(jìn)化有重要意義嗎？自然界生物進(jìn)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(huì)使生物產(chǎn)生適應(yīng)性嗎？生物進(jìn)化的方向是什么因素決定的呢？請(qǐng)?zhí)骄肯旅鎲?wèn)題。如何解釋樺尺蠖種群中s基因的頻率越來(lái)越低的現(xiàn)象？大家

14、提出的解釋或假設(shè)合理嗎？下面我們可以創(chuàng)設(shè)一個(gè)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)學(xué)生討論、計(jì)算 ,將結(jié)果填寫(xiě)在表格中?！敖虝?shū)先生恐怕是市井百姓最為熟悉的一種稱(chēng)呼 ,從最初的門(mén)館、私塾到晚清的學(xué)堂 ,“教書(shū)先生那一行當(dāng)怎么說(shuō)也算是讓國(guó)人景仰甚或敬畏的一種社會(huì)職業(yè)。只是更早的“先生概念并非源于教書(shū) ,最初出現(xiàn)的“先生一詞也并非有傳授知識(shí)那般的含義。?孟子?中的“先生何為出此言也？；?論語(yǔ)?中的“有酒食 ,先生饌；?國(guó)策?中的“先生坐 ,何至于此？等等 ,均指“先生為父兄或有學(xué)問(wèn)、有德行的長(zhǎng)輩。其實(shí)?國(guó)策?中本身就有“先生長(zhǎng)者 ,有德之稱(chēng)的說(shuō)法。可見(jiàn)“先生之原意非真正的“教師

15、之意 ,倒是與當(dāng)今“先生的稱(chēng)呼更接近?？磥?lái) ,“先生之根源含義在于禮貌和尊稱(chēng) ,并非具學(xué)問(wèn)者的專(zhuān)稱(chēng)。稱(chēng)“老師為“先生的記載 ,首見(jiàn)于?禮記?曲禮? ,有“從于先生 ,不越禮而與人言 ,其中之“先生意為“年長(zhǎng)、資深之傳授知識(shí)者 ,與教師、老師之意根本一致。分析計(jì)算結(jié)果 ,給你什么啟示？環(huán)境對(duì)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？最后歸納總結(jié)：突變和重組為生物進(jìn)化提供了原始材料 ,自然選擇可以使基因頻率發(fā)生定向改變 ,導(dǎo)致生物朝著一定的方向不斷進(jìn)化。 布置作業(yè)：課后練習(xí)題。學(xué)生回憶上節(jié)課的內(nèi)容。學(xué)生答復(fù)出：影響基因頻率變化的5種因素 ,并指出變異是普遍的 ,是

16、絕對(duì)的 ,所以基因頻率變化是必然的。學(xué)生討論。學(xué)生大致答復(fù)出：不遺傳的變異；可遺傳的變異 ,以及變異的三種來(lái)源。學(xué)生討論。 學(xué)生發(fā)表看法。 學(xué)生答復(fù)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改變。 學(xué)生討論。 學(xué)生答復(fù)出：不一樣。因?yàn)橹挥谢虬l(fā)生改變才能出現(xiàn)新基因 ,才能豐富基因庫(kù) ,改變基因頻率。 重組可以增加基因型的種類(lèi)。 學(xué)生閱讀教材有關(guān)局部。學(xué)生答復(fù)下列問(wèn)題。學(xué)生討論 ,并答復(fù)出 ,突變和重組都是隨機(jī)的、不定向的 ,它只是為進(jìn)化提供原始材料。學(xué)生閱讀“探究中的資料和提出的問(wèn)題。學(xué)生討論。學(xué)生解釋假設(shè)：自然選擇可以使種群的基因頻率發(fā)生定向改變。學(xué)生閱讀有關(guān)內(nèi)容。學(xué)生閱讀教材有

17、關(guān)局部 ,分組討論情境中的問(wèn)題。學(xué)生計(jì)算。學(xué)生報(bào)告計(jì)算結(jié)果。自然選擇作用可以定向改變基因頻率 ,且環(huán)境選擇作用越大 ,改變的幅度也越大。在黑色背景下 ,淺色樺尺蠖被天敵發(fā)現(xiàn)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。 穩(wěn)固舊知識(shí) ,引入本課。 這個(gè)工作可讓學(xué)生分組負(fù)責(zé)收集整理,登在小黑板上,每周一換。要求學(xué)生抽空抄錄并且閱讀成誦。其目的在于擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面,引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注社會(huì),熱愛(ài)生活,所以?xún)?nèi)容要盡量廣泛一些,可以分為人生、價(jià)值、理想、學(xué)習(xí)、成長(zhǎng)、責(zé)任、友誼、愛(ài)心、探索、環(huán)保等多方面。如此下去,除假期外,一年便可以積累40多那么材料。如果學(xué)生的腦海里有了眾多的鮮活生動(dòng)的材料,寫(xiě)起文章來(lái)還用亂翻參考書(shū)嗎?復(fù)習(xí)變異的類(lèi)型 ,為進(jìn)一步討論變異對(duì)生物的影響性質(zhì) ,以及突變和重組對(duì)進(jìn)化的作用奠定根底。其實(shí),任何一門(mén)學(xué)科都離不開(kāi)死記硬背,關(guān)鍵是記憶有技巧,“死記之后會(huì)“活用。不記住那些根底知識(shí),怎么會(huì)向高層次進(jìn)軍?尤其是語(yǔ)文學(xué)科涉獵的范圍很廣,要真正提高學(xué)生的寫(xiě)作水平,單靠分析文章的寫(xiě)作技巧是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,必須從根底知識(shí)抓起,每天擠一點(diǎn)時(shí)間讓學(xué)生“死記名篇佳句、名言警句,以及豐富的詞語(yǔ)、新穎的