63種群基因組成的變化與物種的形成微課精講知識(shí)點(diǎn)課件教案習(xí)題-高一下學(xué)期生物人教版必修2

重點(diǎn)知識(shí)：（一）種群是生物進(jìn)化的基本單位1．種群：生活在同一區(qū)域的同種生物的全部個(gè)體。種群中的個(gè)體并不是機(jī)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遞給后代。因此，種群也是生物繁殖的基本單位。2．種群基因庫：一個(gè)種群的全部個(gè)體所含有的全部基因。不同種群基因庫不同，種群中的個(gè)體一代代死亡，但基因庫卻代代相傳，并在傳遞中得到保持和發(fā)展。3．基因頻率:某種基因占全部等位基因的比率，叫做基因頻率。（1）通過基因型個(gè)體數(shù)量計(jì)算基因頻率：從某種種群中隨機(jī)抽出100個(gè)個(gè)體測(cè)知基因型為AA、Aa、aa的個(gè)體分別為30、60和10，A基因頻率＝（2×30+60）÷(2×100)=60%，a基因頻率＝160%=40%（2）通過基因型頻率計(jì)算基因頻率：一對(duì)等位基因的頻率之和等于1；一個(gè)基因的頻率=該基因純合子的基因型頻率+1/2雜合子的基因型頻率。（3）X染色體上的基因頻率：（女性純合子的數(shù)目×2+女性攜帶者的數(shù)目+有該基因的男性個(gè)體數(shù)）/（女性被調(diào)查數(shù)×2+男性被調(diào)查數(shù)）4．遺傳平衡：若某種群非常大，所有的雌雄個(gè)體間都能自由交配并產(chǎn)生后代，沒有遷入和遷出，自然選擇對(duì)該相對(duì)性狀沒有作用，該基因不產(chǎn)生突變，則這一種群繁殖若干代后基因頻率____（會(huì)、不會(huì)）變化。親代基因型的頻率AA（30%）Aa（60%）aa（10%）配子的比率A（

）

a（

）子一代基因型頻率AA（

）Aa（

）aa（

）子一代基因頻率A（

）

a（

）子二代基因型頻率AA（

）Aa（

）aa（

）子二代基因頻率A（

）

a（

）5．哈迪－溫伯格定律：在一個(gè)有性生殖的自然種群中，處于遺傳平衡時(shí)則：AA=p2

、aa=q2

、Aa=2pq，群體（人群、種群、隨機(jī)交配、自由交配）中只要知道aa的基因型頻率其他數(shù)值都可以通過該棋盤得出!A=pa=qA=pAA=p2

a=qAa=2pqaa=q2

6．自交和自由交配時(shí)基因(型)頻率變化規(guī)律：（1）自交：種群個(gè)體自交時(shí)，純合子增多，雜合子減少，基因型頻率發(fā)生改變，但自交過程不改變基因頻率。（2）自由交配：在無基因突變、各種基因型的個(gè)體生活力相同時(shí)，處于遺傳平衡的種群自由交配，上下代之間種群的基因頻率及基因型頻率不變。如果一個(gè)種群沒有處于遺傳平衡狀態(tài)，自由交配不改變基因頻率，但改變基因型頻率。精品課件：教案：【教學(xué)目標(biāo)】知識(shí)：解釋種群、種群基因庫和基因頻率概念；說明突變和基因重組產(chǎn)生生物進(jìn)化的原材料；舉例說明自然選擇使種群基因頻率定向改變。能力：學(xué)會(huì)基因頻率的計(jì)算方法；運(yùn)用數(shù)學(xué)方法討論種群基因頻率的改變；情感態(tài)度與價(jià)值觀：體驗(yàn)?zāi)M探究問題的過程和方法，養(yǎng)成分析問題和科學(xué)思維的習(xí)慣?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】基因頻率的概念及計(jì)算；數(shù)學(xué)方法討論種群基因頻率的變化；分析突變和基因重組與生物進(jìn)化的關(guān)系；探究自然選擇對(duì)種群基因頻率的影響?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】數(shù)學(xué)方法討論種群基因頻率的變化；探究自然選擇對(duì)種群基因頻率的影響【教學(xué)思路】本小節(jié)內(nèi)容理論性和邏輯性較強(qiáng)，相關(guān)的數(shù)據(jù)處理較多，在學(xué)生課外充分預(yù)習(xí)的基礎(chǔ)上，精心設(shè)計(jì)系列問題推進(jìn)教學(xué)過程，以引導(dǎo)學(xué)生討論、探究為主，結(jié)合老師講解與提升，利用多媒體輔助展示討論和探究的過程及結(jié)果。相信是可以高效地完成教學(xué)任務(wù)。主要的思路如下：1、創(chuàng)設(shè)情境，活躍氣氛，同時(shí)激發(fā)學(xué)生的思維。→2、以定量研究種群的基因組成為思維起點(diǎn)，展開對(duì)基因頻率的概念及計(jì)算學(xué)習(xí)及數(shù)學(xué)方法討論其變化。→3、以變異原理為基礎(chǔ)，分析突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料?！?、探究自然選擇對(duì)種群基因頻率改變的影響，發(fā)現(xiàn)自然選擇決定生物進(jìn)化的方向?！?、課堂小結(jié)，種群基因頻率改變時(shí)生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)?！窘虒W(xué)過程】教學(xué)內(nèi)容學(xué)生活動(dòng)教師的組織和引導(dǎo)教學(xué)意圖問題討論導(dǎo)入新課

種群是生物進(jìn)化的基本單位。

種群基因庫、基因頻率、基因型頻率的概念及計(jì)算

用數(shù)學(xué)方法討論種群基因頻率的變化

突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化原材料

探究“自然選擇對(duì)種群基因頻率變化的影響”

自然選擇決定生物進(jìn)化的方向。

總結(jié)歸納用擬人化的方式思考問題，發(fā)現(xiàn)個(gè)體的壽命是有限的，但個(gè)體內(nèi)的基因是可以通過有性生殖在后代中延續(xù)并擴(kuò)散的。

閱讀教材中種群的概念，思考：1、以下描述的生物群體是種群：A、一片草原上所有的蛇B、我國長江所有白鰭豚C、漳州地區(qū)所有灘涂上的紅樹林。D、第二農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)所有的菠菜。2、一個(gè)種群中的個(gè)體是機(jī)械的集合在一起的嗎？“種群”與“物種”有區(qū)別嗎？

閱讀教材中的相關(guān)定義，練習(xí)計(jì)算。同時(shí)發(fā)現(xiàn)計(jì)算技巧：等位基因的頻率之和為1；常染色體上的基因頻率與基因型頻率之間的關(guān)系式。

分析得出：欲求子代的基因頻率，要先通過遺傳分析得到子代的基因型頻率。復(fù)習(xí)孟德爾遺傳定律的適用條件，推理得出：若孟德爾遺傳定律來分析解題，種群必須符合5個(gè)條件。進(jìn)行種群隨機(jī)交配的遺傳分析。計(jì)算并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析得出：理想狀態(tài)下，種群繁殖過程，基因型頻率從子一代開始保持不變?；蝾l率一直保持不變。分析數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)遺傳平衡定律。

舉例說明種群中基因突變的普遍性，自然選擇普遍存在等等，理解自然界很難同時(shí)滿足這五個(gè)條件。

缺失或重復(fù)改變基因頻率；易位和倒位似乎不改變基因頻率；單體變異會(huì)改變基因頻率，整倍體變異不一定改變基因頻率。等等

分析發(fā)現(xiàn)：突變和重組都是隨機(jī)的、不定向的，得出它們能夠產(chǎn)生生物進(jìn)化的原材料，但不能決定進(jìn)化的方向。

閱讀探究資料并提出問題：淺色型樺尺蠖為什么越來越少？樺尺蠖種群中ss基因型頻率為什么越來越低？樺尺蠖種群中s（S）的基因頻率為什么越來越低（高）？樺尺蠖種群中S（s）基因頻率為什么定向改變了？

分析原因作出假設(shè)：自然選擇是種群基因頻率發(fā)生定向的改變。

討論探究思路,并表述：可以根據(jù)史實(shí)，對(duì)19世紀(jì)中葉的英國曼切斯特的樺尺蠖種群的基因型頻率賦予假設(shè)的數(shù)值，接著假設(shè)由于自然選擇，黑色樺尺蠖增加的比例，淺色樺尺蠖相應(yīng)減少的比例，然后逐年計(jì)算種群的基因型頻率，再計(jì)算基因頻率。統(tǒng)計(jì)比較數(shù)據(jù)的變化規(guī)律，即可證明假設(shè)是否正確。

制定并實(shí)施探究方案。課前預(yù)習(xí)并各小組創(chuàng)設(shè)數(shù)字化問題情境，計(jì)算并制定表格統(tǒng)計(jì)結(jié)果。做出電子稿，課堂上展示交流。

分析結(jié)果，得出結(jié)論。結(jié)果：隨著黑色樺尺蠖比例逐年上升，S基因頻率也逐年上升?！Y(jié)論：自然選擇的使種群基因頻率發(fā)生定向改變，而且選擇壓力越大，改變幅度就越大。

討論樹干變黑對(duì)淺色型的出生率的影響？直接接受選擇的是基因型還是表型？

生物進(jìn)化的基本單位——種群生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是——基因頻率的變化生物進(jìn)化的材料來源于——突變和基因重組生物進(jìn)化的方向決定于——自然選擇圖片情境創(chuàng)設(shè)：假如你是老虎體內(nèi)的一個(gè)控制有利性狀的基因，你有個(gè)愿望“我真的還想再活五百年！”。你覺得這個(gè)愿望可能實(shí)現(xiàn)嗎？總結(jié)：研究進(jìn)化，僅研究個(gè)體的適應(yīng)性是不夠的，還需要研究群體的基因組成及其變化指導(dǎo)閱讀通過答案解析，引導(dǎo)學(xué)生辨析種群的兩個(gè)“同一”性，發(fā)現(xiàn)種群是自然界生物繁殖的基本單位，因此是生物進(jìn)化的基本單位。

如何定量地描述種群基因組成？從定義推導(dǎo)出相應(yīng)的公式，方便記憶和應(yīng)用。

有性生殖過程中，基因或分離或重組，那么種群基因頻率是否會(huì)改變？

引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用孟德爾遺傳定律分析種群理想狀態(tài)下隨機(jī)交配產(chǎn)生后代的基因型頻率，進(jìn)而計(jì)算基因頻率。設(shè)計(jì)表格，便于觀察和發(fā)現(xiàn)規(guī)律。

種群的基因頻率沒有變化，就意味著沒有進(jìn)化。顯然這是違背自然事實(shí)的。五個(gè)條件自然界都能滿足嗎？

引導(dǎo)討論然后總結(jié)：生物的變異和自然選擇是普遍存在的，因此種群基因頻率變化時(shí)必然的。

基因突變是種群基因頻率改變的最根本原因，它既豐富了種群基因庫，又改變基因頻率，其他變異方式呢？教師總結(jié)指出：從理論上看，染色體變異具體方式對(duì)基因頻率的影響不同，但是染色體變異往往會(huì)影響個(gè)體生存能力甚至死亡或不育，因此，染色體變異可能改變基因頻率。

生物進(jìn)化方向是何種因素決定的？

引導(dǎo)學(xué)生相互評(píng)價(jià)，學(xué)會(huì)從表現(xiàn)型比例到基因型頻率再到基因頻率看待問題的深度和價(jià)值。

指出自然選擇使各種環(huán)境因素的綜合。

19世紀(jì)、20世紀(jì)已經(jīng)遠(yuǎn)去了，我們當(dāng)然不可能穿越回到那個(gè)年代在來個(gè)實(shí)地調(diào)查分析取證，用什么方法來證明我們的假設(shè)是否準(zhǔn)確？

創(chuàng)設(shè)數(shù)字化問題情境的方法探究

點(diǎn)撥次年種群基因型頻率的計(jì)算方法。

評(píng)價(jià)各小組的探究方案，肯定學(xué)生的科學(xué)態(tài)度及合作精神。

關(guān)注學(xué)生對(duì)結(jié)果與結(jié)論表達(dá)。

總結(jié)：自然選擇決定生物進(jìn)化的方向。

樹干變黑不影響淺色型樺尺蠖的生殖能力，但由于成活率的下降，所以其子代的出生率必然下降。直接作用于個(gè)體的表現(xiàn)型，但是間接作用于基因型，最終作用于種群的基因頻率。所以進(jìn)化的基本單位是種群，進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變?；蝾l率受多種因素的影響，其中基因突變是種群基因頻率改變的根本原因，自然選擇使種群基因頻率定向改變。激發(fā)興趣導(dǎo)入種群的概念。

訓(xùn)練學(xué)生準(zhǔn)確地掌握概念。

導(dǎo)入概念

學(xué)會(huì)快速準(zhǔn)確地計(jì)算基因頻率。

導(dǎo)入“討論基因頻率變化”

鞏固和提升遺傳定律的應(yīng)用。

訓(xùn)練數(shù)據(jù)處理分析能力。

導(dǎo)入自然條件的討論

訓(xùn)練學(xué)生邏輯思維嚴(yán)密性理解自然界中種群基因頻率變化是必然的。

導(dǎo)入變異與進(jìn)化關(guān)系的分析。

知識(shí)遷移，推理分析

導(dǎo)入探究

學(xué)會(huì)提出有價(jià)值的問題

表達(dá)能力

解決問題的能力。

合作精神的培養(yǎng)。

表達(dá)能力

回歸主題種群基因頻率的改變與生物進(jìn)化。練習(xí)：1.

假設(shè)上述昆蟲種群非常大，所有的雌雄個(gè)體間都能自由交配并產(chǎn)生后代，沒有遷入和遷出，不同翅色的個(gè)體生存和繁殖的機(jī)會(huì)是均等的，基因A和a都不產(chǎn)生突變，根據(jù)孟德爾的分離定律計(jì)算。(1)

該種群產(chǎn)生的A配子和a配子的比值各是多少？【答案】A配子占60%，a配子占40%。(2)

子代基因型的頻率各是多少？【答案】子代的基因型頻率：AA占36%，Aa占48%，aa占16%。(3)

子代種群的基因頻率各是多少？【答案】子代種群的基因頻率：A占60%，a占40%。(4)

將計(jì)算結(jié)果填入右表，想一想，子二代、子三代以及若干代以后，種群的基因頻率會(huì)同子一代一樣嗎？【答案】種群的基因頻率會(huì)同子一代一樣。2.

上述計(jì)算結(jié)果是建立在5個(gè)假設(shè)條