2022年人教高中生物必修2教案：第7章第2節(jié)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容3

1、第 7 章 現(xiàn)代生物進(jìn)化理論第 2 節(jié) 現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容第一課時(shí) 教學(xué)目的 1. 說(shuō)明種群,種群基因庫(kù)、基因頻率的概念；2. 運(yùn)用數(shù)學(xué)方法爭(zhēng)論基因頻率的變化；3. 說(shuō)明突變和基因重組為生物進(jìn)化供應(yīng)原材料的緣由；4. 說(shuō)明現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容；5. 明白隔離的概念和類型,以及隔離與物種形成的關(guān)系,生物多樣性形成的緣由；教學(xué)重點(diǎn) 1基因頻率的概念；2突變和基因重組、自然挑選、隔離在生物進(jìn)化過(guò)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基因頻率的概念和運(yùn)算方法；2自然挑選在生物進(jìn)化過(guò)程中的作用；3. 隔離在物種形成過(guò)程中的作用；教學(xué)用具 1非洲野牛遷徒生活的錄像片

2、斷；2英國(guó)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；教學(xué)方法 老師敘述,同學(xué)歸納,探究相結(jié)合；課時(shí)支配 二課時(shí)教學(xué)過(guò)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(wàn)種,仍有許很多多種生物沒(méi)有被我們發(fā)覺(jué),沒(méi)有發(fā)覺(jué)的生物數(shù)目可能要比已經(jīng)發(fā)覺(jué)的多 10 倍,更何況已經(jīng)絕滅的生物比現(xiàn)存的仍要多得多；據(jù)估量,曾在地球上生活過(guò)的生物種數(shù)可能多達(dá) 5 億10 億；這么多的生物從無(wú)到有,從少到多,從簡(jiǎn)潔到復(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

3、的“ 新陳 代 謝 ” , 這 就 是 生 物 的 進(jìn) 化 ； 板 書(shū) ）設(shè)問(wèn)：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？- 1 - / 8 敘述：在 21 世紀(jì)的今日,隨著現(xiàn)代生物科學(xué)的進(jìn)展,關(guān)于生物 進(jìn)化過(guò)程的爭(zhēng)論,雖然仍以達(dá)爾文進(jìn)化理論為框架,但達(dá)爾文原先的 思想?yún)s被大大改進(jìn)和擴(kuò)展了；關(guān)于自然挑選等問(wèn)題的爭(zhēng)論,已經(jīng)從生 物個(gè)體為單位進(jìn)展到了以種群為基本單位；形成了以自然挑選學(xué)說(shuō)為基礎(chǔ)的現(xiàn)代進(jìn)化理論；板書(shū)）設(shè) 問(wèn) ： 現(xiàn) 代 生 物 進(jìn) 化 理 論 的 主 要 內(nèi) 容 包 括 哪 幾 方 面 ？一.種群基因頻率的轉(zhuǎn)變與生物進(jìn)化 .1）種群是生物進(jìn)化的單位；提問(wèn)：為什么說(shuō)種

4、群是生物進(jìn)化的單位呢？種群的定義是什么？敘述：請(qǐng)通過(guò)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(yú)；2）一個(gè)池塘中的全部魚(yú)；）一片草地上的全部植物；3）一片草地上的全部蒲公英；4引導(dǎo)同學(xué)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(wèn)：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)基因溝通,并通過(guò)繁殖將各自的基因傳遞給后代；）敘述：因此說(shuō)種群是生物繁衍的基本單位；達(dá)爾文清晰地知道只 有能遺傳的變異才對(duì)進(jìn)化過(guò)程有意義；也就是說(shuō)可遺傳的變異是物種-

5、2 - / 8 或種群進(jìn)化的基礎(chǔ)；提 問(wèn) ： 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(kù)；）敘述：我們知道多指為顯性基因掌握的遺傳病,而絕大多數(shù)人表現(xiàn)為正常；白化病是隱性基因掌握的遺傳病,但絕大多數(shù)人表現(xiàn)正常提問(wèn)：以上事實(shí)說(shuō)明了什么；？回答：說(shuō)明不同的基因在種群的基因庫(kù)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) 的 比 例 叫做 基 因 頻 率；提 問(wèn) ： 怎 樣 才 能 知 道 某 種 基 因 的 基 因 頻 率 呢 ？敘述：可通過(guò)抽樣調(diào)查的方法獲得；例如,從某種種群中隨機(jī)抽出 100

6、個(gè)個(gè)體測(cè)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？老師的引導(dǎo)下由同學(xué)自己 計(jì) 算 得 出：A 基 因 頻 率a 基 因 頻 率提問(wèn)： 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(guó)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- 3 - / 8 烈變化的過(guò)程；第一顯現(xiàn)19 世紀(jì)中期長(zhǎng)滿地衣的淺色樹(shù)干及樹(shù)干上棲 息 著 淺 色 與 黑 色9 ： 1的 樺 尺 蠖 的 畫(huà) 面；提問(wèn)： 18

7、50 年以前該地區(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：由于淺色與環(huán)境顏色相像,是樺尺蠖的愛(ài)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(shuō)明黑色基因是突變產(chǎn)生的；觀看：顯現(xiàn)其次個(gè)畫(huà)面,即隨著英國(guó)工業(yè)的進(jìn)展,工廠排出的煤 煙使地衣不能生存,結(jié)果樹(shù)皮暴露并被熏成黑色的樹(shù)干及棲息著淺色與黑色1：9的兩色樺尺蠖；探究試驗(yàn)：讓同學(xué)背對(duì)電腦屏幕,老師哨聲一響同學(xué)轉(zhuǎn)身快速用 鼠標(biāo)點(diǎn)掉一個(gè)樺尺蠖,哨聲一響再背過(guò)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

8、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) 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(wèn)：以上試驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明兩色樺尺蠖的數(shù)量變化的根本緣由是什 么？回答：緣由是黑色基因 S）與淺色基因 s）兩種基因顯現(xiàn)的頻率發(fā) 生 了 改 變 ,這 是 長(zhǎng) 期自 然 選 擇 的 結(jié) 果 ；）- 4 - / 8 講 述 ： 由 此 可 見(jiàn) , 種 群 中 的 基 因 頻 率 是 可 以 改 變 的 ,提 問(wèn) ： 進(jìn) 化 所 需 要 的 變 異 的 來(lái) 源 有 幾 方 面 ？回答：突變和基因重組；）敘述：由減數(shù)分

9、裂和有性生殖引起的基因重組,通過(guò)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(duì)染色體,即使每對(duì)染色體只含有一對(duì)雜合的等位基因,通過(guò)自由組合就會(huì)產(chǎn)生 出 8 萬(wàn)多種不同配子,這樣在一個(gè)新生兒中就可能有 6 l07個(gè)以上的 基因重組；考慮到染色體上有許很多多對(duì)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(jiàn),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；導(dǎo)致基因頻率轉(zhuǎn)變的因素是：基因突變、基因重組、自然挑選；2 ） 突 變 和基 因重 組 產(chǎn) 生 進(jìn) 化 的 原材 料；方向；3 ）自然選擇決定生物進(jìn)化的成；4）隔離導(dǎo)致物種的形總之,種群中的個(gè)體一代一代死亡,但

10、基因庫(kù)卻在代代相傳的過(guò) 程中保持和進(jìn)展；因此說(shuō),生物進(jìn)化的過(guò)程實(shí)質(zhì)上就是種群基因 頻率 發(fā)生變化的過(guò)程；所以說(shuō)種群是進(jìn)化的單位；其次課時(shí)）二. 隔離導(dǎo)致物種的形成引言：我們已經(jīng)知道了：1）生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的轉(zhuǎn)變；2）種群是生物進(jìn)化的單位； 3）影響種群基因頻率轉(zhuǎn)變的因素有基因突變、基因重組、自然挑選；提問(wèn)：基因突變與基因頻率的轉(zhuǎn)變有什么關(guān)系呢？回答：基因突變是可遺傳變異的根原來(lái)源；這是由于基因突變可產(chǎn)生新基因 等位基 因）,是基因頻率轉(zhuǎn)變的基礎(chǔ)；）提問(wèn)：基因突變有什么特點(diǎn)？回答：基因突變的特點(diǎn)有：1）普遍存在的；2）隨機(jī)發(fā)生的；3）突變頻率是很低的；- 5 - / 8 4）多數(shù)對(duì)生

11、物體是有害的；5）不定向的；敘述：自然界中生物的自然突變頻率很低,而且一般對(duì)生物體是有害的；提問(wèn)：為什么仍能夠轉(zhuǎn)變種群中的基因頻率呢？回答：這是由于種群都由很多個(gè)體組成,每個(gè)個(gè)體都有成千上萬(wàn)個(gè)基因,雖然每個(gè)基因的突變率很低,但每個(gè)種群的每一代都會(huì)產(chǎn)生大量的突變基因；敘述：例如,果蠅約有 104 萬(wàn)對(duì)基因,假定每個(gè)基因的突變率都是 105,如有一個(gè)中等數(shù)量的果蠅種群 約有 10 8 個(gè)個(gè)體）,請(qǐng)同學(xué)們運(yùn)算出每一代顯現(xiàn)基因突變數(shù)是多少？由同學(xué)運(yùn)算得出結(jié)論）每一代顯現(xiàn)基因突變數(shù)是 10 7 個(gè)；說(shuō)明種群中每一代產(chǎn)生的基因突變的數(shù)量是很大的,并通過(guò)繁衍得到積存是 基因頻率轉(zhuǎn)變的基礎(chǔ)；突變有利有害不是肯

12、定的,是相對(duì)的；這取決于生物的生存環(huán)境；再次出示英國(guó)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(huà)面,引導(dǎo)同學(xué)答出 S）黑色基因是基因突變產(chǎn)生的,對(duì)樺尺蠖的生存是有害的,但隨著英國(guó)工業(yè)的進(jìn)展,樺尺蠖生存環(huán)境的轉(zhuǎn)變,有害的基因 變基因的有害與有利是相對(duì)的,不是肯定的；提問(wèn)：基因重組與基因頻率的轉(zhuǎn)變有什么關(guān)系？S）變?yōu)橛欣幕颍灰虼苏f(shuō),突回答：由于基因突變是不定向的,突變的結(jié)果可產(chǎn)生相應(yīng)的等位基因；如前所述,假如人的 23 對(duì)同源染色體上都有一對(duì)等位基因,通過(guò)減數(shù)分裂和受精作用,在后代中就可產(chǎn)生 10 7 個(gè)以上基因重組類型,使種群中顯現(xiàn)大量的可遺傳變異,從而使

13、突變基因頻率擴(kuò)增；由6于這些變異的產(chǎn)生是不定向的,無(wú)法定向轉(zhuǎn)變基因頻率；設(shè)問(wèn)：生物進(jìn)化的 方向是如何打算的呢？請(qǐng)同學(xué)們閱讀課文 P66頁(yè)其次段） P67第一段）,同時(shí)回憶 CAI 課件所展現(xiàn)的結(jié)果,四人一組爭(zhēng)論,從宏觀 性狀）和微觀 基因）兩個(gè)方面分析英國(guó)曼徹斯特地區(qū)從 19 世紀(jì)中期到20 世紀(jì)中期,樺尺蠖比例的變化,說(shuō)明樺尺蠖進(jìn)化過(guò)程的緣由；敘述： 1從宏觀 性狀）上來(lái)看進(jìn)化過(guò)程為： 19 世紀(jì)中期樺尺蠖的淺色性狀與環(huán)境色彩相像,屬于愛(ài)護(hù)色,較能適應(yīng)環(huán)境而大量生存；黑色性狀與環(huán)境顏色差異很大,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

14、期,由于地衣死亡,樺尺蠖棲息的樹(shù)干暴露并被煙熏黑,使得黑色性狀與環(huán)境顏色相像而大量生存,淺色性狀與環(huán)境顏色差異很大,易被捕食者捕食而大量被剔除；表現(xiàn)為適者生存,不適者被剔除；2從微觀 基因）來(lái)看進(jìn)化過(guò)程為： 19 世紀(jì)中期以前,由于黑色基因 S）為不利變異基因,掌握的性狀不能適應(yīng)環(huán)境而受到限制,因此,當(dāng)時(shí)種群中淺色基因 s）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）掌握的性狀能適應(yīng)環(huán)境而大量生存并繁衍后代,淺色基因s）掌握的性狀不能適應(yīng)環(huán)境而大量被剔除,使后代數(shù)量大量削減；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)果是剔除了不利變異的基因

15、并保留了有利變異基因,通過(guò)遺傳逐步積存；由此可見(jiàn),種群產(chǎn)生的變異是不定向的,經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的自然挑選和種群的繁衍使有利變異 基因不斷積存,不利變異基因逐代剔除,使種群的基因頻率發(fā)生了定向轉(zhuǎn)變,導(dǎo)致生物朝一 定方向緩慢進(jìn)化；因此,定向的自然挑選打算了生物進(jìn)化的方向；請(qǐng)依據(jù)樺尺蠖的進(jìn)化過(guò)程分析：1）是否產(chǎn)生了新的物種,為什么？回答：沒(méi)有產(chǎn)生新的物種,由于曼徹斯特地區(qū)的樺尺蠖是一個(gè)種群,個(gè)體之間彼此可以 自由交 配,實(shí)現(xiàn)基因溝通,并通過(guò)繁衍將各自的基因傳遞給后代；提問(wèn)： 2）什么是物種？物種又是如何形成的？板書(shū)）回答：物種是指分布在肯定的自然區(qū)域內(nèi),具有肯定的形狀結(jié)構(gòu)和生理功能,而且在自 然狀態(tài)下能夠相互

16、交配和繁衍,并能夠產(chǎn)生可育后代的一群生物個(gè)體；即物種是代代相傳保 持一個(gè)共同基因庫(kù)的群體；提問(wèn)：騾子是怎樣產(chǎn)生的？能否傳種接代？說(shuō)明什么問(wèn)題？回答：騾子是馬和驢的雜交后代,不能繁衍,緣由是馬和驢是兩個(gè)物種；敘述：這一事實(shí)說(shuō)明不同物種之間不能交配,或即使交配勝利,也不能產(chǎn)生可育的后 代,該現(xiàn)象稱之為生殖隔離；- 6 - / 8 請(qǐng)分析說(shuō)明：區(qū)分物種的主要依據(jù)是什么？回答：區(qū)分物種的主要依據(jù)是有無(wú)生殖隔離；提問(wèn)：生殖隔離 物種）形成的主要緣由是什么？觀看：演示 CAI 課件,給出加拉帕戈斯群島的地圖；請(qǐng)同學(xué)們用地理學(xué)問(wèn)估算島與島之間的距離；再出示不同島上的植被情形 突出果實(shí)的大?。?讓同學(xué)明白各島

17、嶼的生存條件；最終出示有不同特點(diǎn)的 地雀,特殊突出地雀喙形大小的特征,然后讓同學(xué)依據(jù)地雀的特點(diǎn)和島嶼生存條件將地雀安放在相宜的島上 放錯(cuò)會(huì)發(fā)出鳴響）；敘述：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；請(qǐng)同學(xué)們分析,它們形狀特點(diǎn)形成顯著差異的緣由是什么？提問(wèn)：加拉帕戈斯群島之間的水域起了什么作用；回答：起到地理隔離的作用；敘述：一個(gè)種群由于地理環(huán)境緣由被分割成了很多個(gè)小的種群這種隔離稱為地理隔 離；被地理?xiàng)l件隔開(kāi)的小種群的基因組成或基因頻率起初就不行能完全相同；提問(wèn)：依據(jù)基因突變的隨機(jī)性的特點(diǎn),長(zhǎng)期的隔離對(duì)不同島嶼上地雀小種群的基因組成 有什么影響？回答：由于突變是隨機(jī)的

18、,被分割的小種群可能會(huì)出 現(xiàn)完全不同的突變；由于地理隔離,各種群間沒(méi)有基因溝通,因此一個(gè)種群中的突變自然不 會(huì)引起另一種群的轉(zhuǎn)變；提問(wèn)：依據(jù)不同島嶼的生態(tài)環(huán)境特點(diǎn)分析14 種地雀形成顯著差異的根本緣由是什么？回答：由于地理隔離,各種群生活在不同的生態(tài)環(huán)境 中,因而有不同的挑選方向；即,不同種群挑選保留下的基因不同,使分開(kāi)的種群的基因庫(kù)組成和基因頻率產(chǎn)生了很大的差異；這就是14 種地雀形狀特點(diǎn)顯著差異的根本緣由；敘述：經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期地理隔離,不同種群在形狀特點(diǎn)；生活習(xí)性上有了顯著的差異,如再次 相遇仍能交配和繁衍可育后代,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；假如通過(guò)長(zhǎng)期的地理隔離,使不同種群個(gè)體之間形成生殖隔離 不能發(fā)生基因交流）；新物種就產(chǎn)生了,如,加拉帕戈斯群島上的 隔離導(dǎo)致生殖隔離的結(jié)果；14 種地雀的形成過(guò)程,就是長(zhǎng)期的地理因此說(shuō)：物種形成的緣由是突變和基因重組；自然挑選及隔離三個(gè)基本環(huán)節(jié)綜合作用的 結(jié)果；不同新物種形成的過(guò)程進(jìn)行的