《第2節(jié)種群是進化的基本單位》教學設計(陜西省縣級優(yōu)課)-生物教案

《基因頻率的改變與生物進化》教學設計戶縣第一中學姬海寧教材依據(jù)：《基因頻率的改變與生物進化》這節(jié)內容選自人教版高中生物必修二第七章第二節(jié)。第二節(jié)分為三小節(jié)來進行教學，第一小節(jié)為基因頻率的改變與生物進化，第二小節(jié)為隔離與新物種的形成，第三小節(jié)為共同進化與生物多樣性的形成?；蝾l率的改變與生物進化這一小節(jié)包括三部分內容：1.種群是生物進化的基本單位，2.突變和基因重組產(chǎn)生進化的原材料，3.自然選擇決定生物進化的方向?；蝾l率的改變與生物進化這一節(jié)的內容既是對第一節(jié)現(xiàn)代生物進化理論的由來一節(jié)知識的擴展與提高，又為隔離與新物種形成與共同進化與物種多樣性的形成這些后續(xù)知識奠定基礎，同時也為必修二遺傳與進化這本書的終結做好鋪墊。設計思路：生物進化論，不僅是生物學中具有重要地位的基礎理論，也是對人們的自然觀和世界觀有著重要影響的理論。學生通過計算與討論的方式不僅可以了解，生物進化不是個體能影響的，種群才是生物進化的基本單位，生物進化的實質是種群基因頻率的改變，進化的方向也不會根據(jù)人類或該生物的主觀意識，而是由自然選擇決定的，進一步樹立生物進化的觀點和辯證唯物主義觀點,而且能夠通過學習，進化理論的發(fā)展過程，加深對科學本質的理解和感悟。指導思想：采用互動式教學模式，由教師提供討論素材，組織引導學生討論，師生共同總結的形式進行。教學過程中首先提出問題，激發(fā)學生學習欲望，然后引導學生分析調查的數(shù)據(jù)，培養(yǎng)學生以事實或實驗結果為依據(jù)得出結論的科學態(tài)度讓學生樹立“種群是生物進化的單位”，“生物是進化來的”，“自然選擇決定生物進化的方向”，“生物進化的實質是基因頻率發(fā)生改變”等思想觀念，幫助學生樹立辯證唯物主義的認識觀。2.教學目標：1）知識目標（1）解釋種群、種群基因庫、基因頻率等概念。（2）運用數(shù)學方法討論種群基因頻率的改變。（3）說明基因頻率的改變與生物進化的關系。2）能力目標（1）培養(yǎng)學生收集資料和數(shù)據(jù)的能力以及處理資料和數(shù)據(jù)的能力。（2）運用生物進化的觀點解決一些自然界中的生物現(xiàn)象。3）情感態(tài)度與價值觀（1）通過引導學生分析調查或實驗所取的數(shù)據(jù)，培養(yǎng)學生以事實或實驗結果為依據(jù)得出結論的科學態(tài)度。（2）通過教學活動，讓學生樹立“種群是生物進化的單位”，“生物是進化而來的”，“自然選擇決定生物進化的方向”，“生物進化的實質是基因頻率發(fā)生改變”等思想觀念，幫助學生樹立辯證唯物主義的認識觀。3.重點與難點：重點：（1）種群是生物進化的基本單位（2）基因頻率的計算與條件難點：（1）種群是生物進化的基本單位（2）運用數(shù)學方法討論種群基因頻率的改變教學準備：.現(xiàn)代生物進化理論PPT。一個種群中某種基因型的比例及基因頻率基因型頻率計算的表格。教學過程：第一課時：種群是生物進化的基本單位情境創(chuàng)設：現(xiàn)代生物進化理論在自然選擇學說基礎上發(fā)展而來的，今天開始進入現(xiàn)代生物進化理論的學習。展示現(xiàn)代生物進化理論內容：1.種群是生物進化的基本單位2.突變和基因重組產(chǎn)生進化的原材料3.自然選擇決定生物進化的方向4.隔離導致物種形成5.共同進化與生物多樣性的形成為什么種群是生物進化的基本單位，而個體不是呢？我們通過種群的有關知識來找答案。一、種群是生物進化的單位1，種群的概念復習種群的概念。教師引導種群才是進行基因交流和傳遞的地方，有利變異個體內的有利基因只有在群體中，通過有性生殖才能世代延續(xù)，。學生活動：學生討論并自由發(fā)表看法。教師總結：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)生隨機交配、繁衍，使基因能夠世代相傳的一定區(qū)域內的同種全部個體的集合才是一個種群。怎樣判斷一個群體是否是一個種群？學生活動：學生討論。教師歸納：（1）種群具有一定的時空限制，離開一定的空間和時間的種群是不存在的。（2）種群中的個體并不是機械地集合在一起，而是彼此可以交配，并通過繁殖將各自的基因傳給后代。（3）一個種群中應包括各年齡階段的個體。自然界的物種實際上是以一個個種群存在的，，優(yōu)秀的基因只有通過生殖才能傳遞給后代，才能在種群中擴散開來，種群是物種生殖的基本單位，種群也是進化的基本單位。課堂練習：以下屬于種群范疇的是（）A.生活在島上的全部蛇B.青白江區(qū)所有小葉榕樹C. 青海湖自然保護區(qū)的全部鳥類D.一個菜市場每個水池里的全部鯉魚研究生物的進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、基因型頻率的概念。2.基因庫、基因頻率、基因型頻率提問：什么是基因庫，什么是基因頻率，什么基因型頻率？學生活動：閱讀教材有關部分?；卮穑阂粋€種群中全部個體所含有的全部基因，叫做這個種群的基因庫。在一個種群基因庫中，某個基因占全部等位基因數(shù)的比率，叫做基因頻率?；蛐皖l率：某種基因型在某個種群中出現(xiàn)的比例?；蛐皖l率：某種基因型在某個種群中出現(xiàn)的比例。講解例題：某昆蟲種群中，綠色翅的基因為A，褐色翅的基因為a，調查發(fā)現(xiàn)，AA、Aa、aa的個體分別占30、60、10，那么a和A的基因頻率各是多少？學生活動：學生計算并匯報計算結果和方法?；卮穑悍N群基因A的頻率為60%，基因a的頻率為40%，基因型頻率為：AA基因型頻率：30%Aa基因型頻率60%aa基因型頻率：10%教師總結：基因頻率=某基因數(shù)目/該基因的全部等位基因總數(shù)基因頻率=純合子基因型頻率+1/2雜合子基因型頻率等位基因的頻率之和等于1A+a=1練習1.在一個種群中隨機抽出一定數(shù)量的個體，其中基因型為AA的個體占18%，基因型Aa的個體占78%，aa的個體占4%。基因型A和a的頻率分別是，。分析：A＝18%+1/2×78%=57%a＝4%+1/2×78%=43%練習2.某工廠有男女職工各200名，對他們進行調查發(fā)現(xiàn)，女性色盲基因攜帶者為15人，患者5人，男性患者11人，那么這個群體中色盲基因頻率為：（）A、6%B、15%C、12%D、5.88%分析：由于色盲基因及其等位基因只存在于X染色體上，而Y染色體上沒有，因此該等位基因的總數(shù)=200×2+200×1=600（女性每人含兩個X基因，男性每人含一個X基因），色盲基因的總數(shù)為Xb=15×1+5×2+11×1=36（女性攜帶者、男性患者都有一個Xb，而女性患者含兩個Xb），因此色盲基因的基因頻率=36/600×100%=6%上述昆蟲種群中：如果讓該種群隨機交配，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怎樣呢？學生活動：學生計算（教師要加強引導，先板書引導怎么計算，然后讓學生計算并從計算結果中觀察基因頻率和基因型頻率變化的規(guī)律）思考與討論（課本115頁）：（1）A配子占60％，a配子占40％。（2）子代基因型頻率：AA占36％；Aa占48％；aa占16％。（3）子代種群的基因頻率：A占60％；a占40％。（4）種群的基因頻率變化情：如下表所示：親代基因型的頻率AA（30%）Aa（60%）aa（10%）配子的比率A（60%）a（40%）子一代代基因型頻率AA（36%）Aa（48%）aa（16%）子一代代基因頻率A（60%）a（40%）學生活動：討論要使種群基因頻率不發(fā)生變化，此種群應具備哪些條件？學生自由發(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：①該種群非常大；②所有的雌雄個體都能自由交配；③沒有遷入和遷出；④自然選擇對不同表現(xiàn)型的生物個體沒有作用；⑤這對基因不發(fā)生突變和攜帶者對基因的染色體不發(fā)生異常。一個理想狀態(tài)下的種群,其基因頻率和基因型頻率在后代中是怎樣變化的？上述種群，如果F1個體再自由交配，產(chǎn)生F2呢？學生計算后發(fā)現(xiàn)：在上述條件下，種群的基因頻率和基因型頻率可以世代相傳不發(fā)生變化，保持平衡叫遺傳平衡定律。設A的基因頻率=p，a的基因頻率=q，p+q=1(p+q)2=p2+2pq+q2=1AA基因型頻率為p2，Aa基因型頻率為2pq，aa基因型頻率為q2。練習：用定律計算自由交配問題：某群體中基因型AA、Aa、aa的個體比例為1：2：1；若此群體自由交配，則后代中各種基因型的個體比例。如果aa個體不能產(chǎn)生配子，此種群個體自由交配，則F1中各基因型的比例。課堂小結：本節(jié)課要求掌握的是生物進化的基本單位是什么？種群的概念和概念的應用以及基因庫和基因頻率的概念和相關計算。掌握了這些知識才能使我們更好地去理解生物進化的過程和實質。研究生物的進化要以種群為單位，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的計算。基因庫是指一個種群中全部個體所含有的全部基因。基因頻率是指在一個種群基因庫中，某個基因占全部等位基因數(shù)的比率。關于基因頻率的計算我們要掌握計算的方法：某種基因的頻率=某基因數(shù)目/該基因的全部等位基因總數(shù)。等位基因的頻率之和等于1即A+a=1。一個理想狀態(tài)下的種群,其基因頻率和基因型頻率在后代中變化的規(guī)律：種群的基因頻率和基因型頻率可以世代相傳不發(fā)生變化，保持平衡叫遺傳平衡定律。設A的基因頻率=p，a的基因頻率=q，p+q=1(p+q)2=p2+2pq+q2=1AA基因型頻率為p2，Aa基因型頻率為2pq，aa基因型頻率為q2。布置作業(yè)：課本P118基礎題第1、2題。板書設計：第2節(jié)現(xiàn)代生物進化理論的主要內容一、種群基因頻率的改變與生物進化（一）種群是生物進化的單位1.種群2.基因庫3.基因頻率4.基因頻率的計算方法某種基因的頻率=某基因數(shù)目/該基因的全部等位基因總數(shù)A+a=1遺傳平衡定律：(p+q)2=p2+2pq+q2=1課后反思：這節(jié)課基本完成了教學計劃中的內容，學生理解了為什么種群是生物進化的基本單位，而不是個體。同時通過對于種群中基因頻率變化的計算掌握了基因頻率計算的方法和變化規(guī)律。這一節(jié)課，我這次先后上了3遍，可是對于這一節(jié)課的難點的突破，一直以來都沒有很好的把握。特別是對于一個理想狀況的種群中，基因頻率的計算過程，以前只是把計算的結果告訴學生，很少鍛煉學