現(xiàn)代生物進(jìn)化理論簡介 第一課時(shí)

1、第一節(jié) 現(xiàn)代生物進(jìn)化理論簡介 第一課時(shí)教學(xué)目的1.了解達(dá)爾文自然選擇學(xué)說的主要內(nèi)容。2.了解種群，種群基因庫、基因頻率的概念，以及基因頻率的計(jì)算方法。3.了解突變和基因重組為生物進(jìn)化提供原材料的原因。4.通過對樺尺蠖在工業(yè)區(qū)體色變黑例子的學(xué)習(xí)，了解自然選擇在生物進(jìn)化中的作用。5.了解隔離的概念和類型，以及隔離與物種形成的關(guān)系。教學(xué)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。教學(xué)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。教學(xué)用具1非洲野牛遷徒生活的錄像片斷。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

2、數(shù)量變化的CAI課件。3加拉帕克斯島地雀演化的CAI課件。教學(xué)方法教師講述，學(xué)生歸納，探究相結(jié)合。教學(xué)過程(第一課時(shí))引言：我們已經(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”地球走向滅亡，進(jìn)行著自然界的“新陳代謝”，這就是生物的進(jìn)化。設(shè)問：生物為什么會(huì)進(jìn)化？生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是什么？生物進(jìn)化有什么規(guī)律？講述：19世紀(jì)，達(dá)爾文

3、提出的以自然選擇學(xué)說為核心的生物進(jìn)化論，已被廣大學(xué)者所承認(rèn)，任何理論通常都要隨著知識的增加而改進(jìn)，隨著遺傳學(xué)和生態(tài)學(xué)等現(xiàn)代生物科學(xué)的發(fā)展和深入到生物進(jìn)化理論的研究，使達(dá)爾文進(jìn)化理論不斷完善和發(fā)展，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。（板書）觀看：錄像非洲草原野牛四季生活及生殖過程，突出遷徙路經(jīng)大河時(shí)，許多個(gè)體被淹死或被鱷魚吃掉的情景。提問：請同學(xué)們根據(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)容是什么？有什么重要意義及局限性？（回答：主要內(nèi)容包括：過度繁殖，生存斗爭，遺傳變異、適者生存。）提問：什么是過度繁殖？（回答：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)

4、生大量的后代表現(xiàn)為過度繁殖。）提問：為什么自然界中的生物總是繁殖的多生存下來的少呢？（回答：因?yàn)樯鏃l件是有限的，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。）提問：生物個(gè)體的幸存與被淘汰的基礎(chǔ)是什么？（回答：生物個(gè)體具有既能保持親本的性狀又會(huì)出現(xiàn)不同的變異性狀。達(dá)爾文清楚地知道可遺傳的變異是生物進(jìn)化的基礎(chǔ)。）提問：在生存斗爭中，什么樣的個(gè)體容易獲勝，并生存下來？（回答：有利變異個(gè)體容易在生存斗爭中獲勝并將這些變異遺傳下去，不利變異個(gè)體則容易被淘汰。達(dá)爾文把這種適者生存不適者被淘汰的過程叫作自然選擇。）在

5、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。提問：達(dá)爾文自然選擇學(xué)說有什么重要意義？（回答：科學(xué)的解釋了：（1）生物進(jìn)化的原因；（2）生物的多樣性和適應(yīng)性。）提問：什么是生物進(jìn)化的原因？（回答：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。）講述：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（1）遺傳和變異的本質(zhì)，（2）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。在21世紀(jì)的今天，隨著現(xiàn)代生物科學(xué)的發(fā)展，關(guān)于生物進(jìn)化過程的研究，雖然仍

6、以達(dá)爾文進(jìn)化理論為框架，但達(dá)爾文原來的思想?yún)s被大大改進(jìn)和擴(kuò)展了。關(guān)于自然選擇等問題的研究，已經(jīng)從生物個(gè)體為單位發(fā)展到了以種群為基本單位。形成了以自然選擇學(xué)說為基礎(chǔ)的現(xiàn)代進(jìn)化理論。（板書）設(shè)問：現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容包括哪幾方面？講述：主要內(nèi)容包括四個(gè)方面：（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。提問：為什么說種群是生物進(jìn)化的單位呢？種群的定義是什么？講述：請通過實(shí)例分析歸納出種群的概念。例如：（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

7、導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出（1）與（4）屬于種群，因此，總結(jié)出種群是指生活在同一地點(diǎn)的同種生物個(gè)體的總和。提問：種群的組成有什么特點(diǎn)？個(gè)體之間存在著什么關(guān)系？（回答：種群個(gè)體間具有年齡和性別的差異，并不是機(jī)械的結(jié)合在一起。個(gè)體之間存在關(guān)系是：彼此可以交配實(shí)現(xiàn)基因交流，并通過繁殖將各自的基因傳遞給后代。）講述：因此說種群是生物繁殖的基本單位。達(dá)爾文清楚地知道只有能遺傳的變異才對進(jìn)化過程有意義。也就是說可遺傳的變異是物種或種群進(jìn)化的基礎(chǔ)。提問：進(jìn)化所需要的變異的來源有幾方面？（回答：突變和基因重組。）講述：由減數(shù)分裂和有性生殖引起的基因重組，通過產(chǎn)生不同基因的組合，都提高了群體的可遺傳變異。例如，人有23對染色

8、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(huì)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6l07個(gè)以上的基因重組?？紤]到染色體上有許許多多對雜合基因，因此實(shí)際上基因重組數(shù)可能是一個(gè)天文數(shù)字。由此可見，一個(gè)個(gè)體所含的基因僅僅是種群中基因的小小組成部分。提問：種群中全部個(gè)體的基因稱為什么？（回答：一個(gè)種群所含有的全部基因，叫做這個(gè)種群的基因庫。）講述：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，但絕大多數(shù)人表現(xiàn)正常。提問：以上事實(shí)說明了什么？（回答：說明不同的基因在種群的基因庫中所占的比例是不同的。）講述：某種基因在某個(gè)種群中出現(xiàn)

9、的比例叫做基因頻率。提問：怎樣才能知道某種基因的基因頻率呢？講述：可通過抽樣調(diào)查的方法獲得。例如，從某種種群中隨機(jī)抽出100個(gè)個(gè)體測知基因型為AA、As、aa的個(gè)體分別為30、60和10，其中A基因頻率為多少？a基因頻率為多少？教師的引導(dǎo)下由學(xué)生自己計(jì)算得出：A基因頻率a基因頻率提問：（1）種群中某基因的頻率能否發(fā)生變化？（2）導(dǎo)致種群中某基因頻率發(fā)生變化的因素有哪些？觀看：用CAI課件模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。首先出現(xiàn)19世紀(jì)中期長滿地衣的淺色樹干及樹干上棲息著淺色與黑色9：1的樺尺蠖的畫面。提問：1850年

10、以前該地區(qū)的樺尺蠖為什么以淺色為主？黑色個(gè)體很少的原因是什么？回答：因?yàn)闇\色與環(huán)境色彩相似，是樺尺蠖的保護(hù)色。黑色易被天敵捕食，而受到控制。講述：調(diào)查發(fā)現(xiàn)淺色基因頻率為95，黑色基因頻率為5，這說明黑色基因是突變產(chǎn)生的。觀看：出現(xiàn)第二個(gè)畫面，即隨著英國工業(yè)的發(fā)展，工廠排出的煤煙使地衣不能生存，結(jié)果樹皮裸露并被熏成黑色的樹干及棲息著淺色與黑色1：9的兩色樺尺蠖。探究實(shí)驗(yàn)：讓學(xué)生背對電腦屏幕，教師哨聲一響學(xué)生轉(zhuǎn)身迅速用鼠標(biāo)點(diǎn)掉一個(gè)樺尺蠖，哨聲一響再背過身去這樣重復(fù)多次后，統(tǒng)計(jì)剩下的兩色樺尺蠖的數(shù)量。討論：（1）多數(shù)幸存者的顏色與生存環(huán)境有什么關(guān)系？（回答：與生存環(huán)境顏色相近。）討論：（2）你的實(shí)驗(yàn)

11、結(jié)果與自然選擇有什么關(guān)系？（回答：與自然選擇結(jié)果類似。）提問：以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明兩色樺尺蠖的數(shù)量變化的根本原因是什么？（回答：原因是黑色基因（S）與淺色基因（s）兩種基因出現(xiàn)的頻率發(fā)生了改變，這是長期自然選擇的結(jié)果。）講述：由此可見，種群中的基因頻率是可以改變的，導(dǎo)致基因頻率改變的因素是：基因突變、基因重組、自然選擇?？傊N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。因此說，生物進(jìn)化的過程實(shí)質(zhì)上就是種群基因頻率發(fā)生變化的過程。所以說種群是進(jìn)化的單位。板書:第七章 生物的進(jìn)化 第一節(jié)現(xiàn)代生物進(jìn)化理簡介一、達(dá)爾文自然選擇學(xué)說（一）主要內(nèi)容過度繁殖、生存斗爭、遺傳變異、適者生存 （二）重要意義科學(xué)解釋了：（1）生物進(jìn)化的原因。（2）生物的多樣性和