第七章现代生物进化理论.docx
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第七章现代生物进化理论
第七章现代生物进化理论第一节 现代生物进化理论的由来
一、教学目标
⒈举例说出达尔文之前，人们是怎样看待生物进化的。
⒉概述达尔文的自然选择学说的主要内容。
⒊评述达尔文自然选择学说的贡献和局限性。
⒋探讨生物进化观点对人们思想观念的影响。
二、教学重点和难点
1.教学重点
（1）达尔文自然选择学说的主要内容。
（2）分析达尔文自然选择学说的贡献和局限性。
（3）探讨生物进化观点对人们思想观念的影响。
2.教学难点
（1）分析达尔文自然选择学说的局限性。
三、教学方法
讲述与学生练习、讨论相结合
四、教学课时
2
五、教学过程
教学内容
教师组织和引导
学生活动
教学意图
一.情境导入
〖情境导入〗世界上到底是先有鸡还是先有蛋？
这个问题困扰了人类几千年！
对于这个问题，首先是神学家们作出了“解释”：
先有鸡，因为上帝创造了鸡，然后让鸡下蛋！
随着科学的发展人们不相信上帝了！
没了上帝，上帝创造了鸡的“解释”也就没人相信了。
通过初中生物知识的学习，我们已经知道生物是进化的，而不是女娲造人，也不是上帝造物。
那么生物是怎样进化的呢？
这节课，让我们共同讨论生物进化的一些学说。
（点评：
利用课件，展示由单细胞生物到人的生物进化过程的录像，激发出学生学习兴趣，在录像中提到“地球上已经发现的动、植物有200多万种，这么多个不相同的生物是怎样产生的？
进化论提供了最科学的解释。
”）
（实录：
边看录像边听解说，很多学生脸上流露出好奇的表情。
课堂气氛活跃）
听讲思考
激起了学生主动探究的热情以情激情，创设情境
一.拉马克的进化学说
1.屏幕展示拉马克的人物及介绍，并看书思考以下问题：
拉马克进化学说的主要内容？
生物进化的主要原因是什么？
（点评：
绝大数学生通过看书可以总结出答案：
①生物不是神造的，而是由古老生物进化来的②生物是由低等到高等逐渐进化的③生物各种适应性特征的形成都是由于用进废退和获得性遗传。
生物进化原因：
一是“用进废退”二是“获得性遗传”；但是对于“获得性遗传”这个名词理解不透澈，所以教师要单独讲解）
2．举例说明此观点：
课件展示长颈鹿，设置问题：
利用拉马克的观点解释长颈鹿为什么脖子长？
（实录：
学生争先恐后发表自己的观点，得到正确的解释：
拉马克认为长颈鹿的进化是因为草地退化后要吃树叶，当然颈长的有优势，它们想要长颈，于是天天使劲地将颈伸长，终于形成了现在的长颈鹿。
其他的学生也是表示赞同。
教师进一步规范指正。
课堂气氛进一步活跃）
3．相关练习
下列表述中哪一项不是拉马克的观点：
（B）
A．生物的种类是随着时间的推移而变化的；
B．生物的种类从古到今是一样的；
C．环境的变化使生物出现新的性状，并且将这些性状遗传给后代；
D．生物的某一器官发达与否取决于用与不用。
【链接】拉马克的进化论提出以后，并没有引起社会的重视。
就连达尔文在开始他著名的5年航海旅程时，也还认为物种是不变，而且都是神创造的。
后来他又通过大量观察和思考提出了“自然选择学说”
思考回答
学及时练
二.达尔文的自然选择学说
屏幕展示达尔文的图像，航海途径以及有关达尔文相关内容。
1．播放四段关于自然选择学说的录像，诱导学生思考观察。
并提出相关的问题：
①每一段录像各说明了自然选择学说的什么内容？
②哪项内容是生物生存的条件？
哪项内容是生物生存的手段、动力？
哪项内容是生物生存的基础、内因？
哪项内容是生物生存的结果？
③生存斗争中包括几方面？
哪种最为剧烈？
（点评：
通过录像形象而直接的阐述出达尔文自然选择学说的内容：
过渡繁殖、生存斗争、遗传变异、适者生存；其中过渡繁殖是生物生存的条件，生存斗争是生物生存的手段、动力，遗传变异为基础，适者生存为生物生存的结果。
四则内容环环相扣，学生易懂而又深刻。
使本来枯燥无味的内容，变得丰富多彩。
）
（实录：
学生很少见到带有录像的课件，所以个个精神抖擞，兴致盎然，从明亮的眼睛中看到了对知识获取的渴望。
每一段录像都诱导他们相互讨论，相互争执，课堂气氛更为活跃。
学生的回答大多数也是正确的，教师加以指点订正。
）
2．课件再次展示远古长颈鹿和现代长颈鹿的对比照片。
设置问题：
利用达尔文的自然选择学说的观点解释长颈鹿为什么脖子长？
（点评：
相同的问题，不同的学说给予不同的解释，相互比较。
为下文拉马克与达尔文两者观点的比较作下铺垫）
（实录：
学生纷纷响应，踊跃参与，各抒己见。
一部分同学还是以拉马克的观点解释，但后来听到其他同学正确的解释，才恍然大悟。
其中以一位女同学幽默而又洪亮的回答（“长颈鹿，对开始它们不叫长颈鹿，叫鹿。
它们过渡繁殖超过了环境的承受能力，树叶不够吃，势必加剧种内之间的斗争这叫生存斗争；而对于现在的鹿有脖子短的有脖子长的这叫遗传变异；对于脖子长的鹿有优势，而脖子短的因为够不着树叶而最终饿死淘汰，这叫适者生存。
”）结束了这次讨论。
教师最后通过课件给予正确的答案：
达尔文认为长颈鹿的进化原因是：
长颈鹿产生的后代超过环境承受能力（过度繁殖）；它们都要吃树叶而树叶不够吃（生存斗争）；它们有颈长和颈短的差异（遗传变异）；颈长的能吃到树叶生存下来，颈短的却因吃不到树叶而最终饿死了（适者生存）。
气氛达到高潮。
）
教师最后通过课件的形式展现出长颈鹿的进化过程，并通过对课本中图示的达尔文自然选择学说的解释模型，引导学生学会利用自然选择学说解释一些生物现象。
使课本的知识得以迁移运用
3．再次设置思考讨论题：
达尔文的自然选择学说是否否定了拉马克的观念呢？
如何评价达尔文的自然选择学说？
（贡献和局限性）引导学生看书并分组讨论的出答案
（点评：
通过这种方式让学生学会独立思考，并学会从课本提炼知识，归纳知识，懂得生物进化理论的发展不是新理论对旧理论的否定和排斥，而是新理论对旧理论的修正、深入和扩展。
）
（实录：
经过学生的讨论，并争执后最终得出答案
（1）①接受了拉马克关于器官“用进废退”和“获得性遗传的观点”，承认变异是可以遗传的；②他改变了拉马克过分强调“生物内在的自我改进的力量”的观点，在解释适应性的形成时强调“自然选择”的作用
（2）肯定：
①较好的解释了生物的多样性和适应性；②相对系统地解释了生物进化的原因。
局限：
①未能对遗传和变异的本质作出科学的解释。
②对生物进化的解释局限于个体水平；③认为物种的形成都是渐变的结果，骤变不可能形成新物种。
教师再次通过课件展示上述答案）
【链接】达尔文提出自然选择学说已经过去100多年，在这100多年期间，生物科学得到了飞速的发展，那么现在生物进化理论又对达尔文的自然选择学说进行了那些修改呢？
看想问
把理性知识通过感性认识来潜移默化。
三.达尔文以后进化理论的发展
本知识点内容很少，所以教师可以通过一个问题引导学生看书，相互讨论的出答案。
问题：
现在生物进化理论对达尔文的自然选择学说进行了那些修改呢？
（实录：
学生通过1分钟左右的时间看书直接而又准确的得出答案：
1关于遗传和变异的研究，已经从性状水平深入到基因水平，人们逐渐认识到遗传和变异的本质；
2获得性遗传的观点，已经被大多数学者所摈弃；
3研究的对象从生物个体为单位，发展到以种群为基本单位。
）
教师加以点拨，为第二节现代生物进化理论的主要内容作好铺垫。
小结
教师通过课件的形式，将这节课的基本框架展现到屏幕上，让学生在头脑中建构出本节的思路框架，尤其是拉马克——用进废退；达尔文——物竞天择等概括性语言不可缺少。
然后拿出5分钟左右的时间，让学生消化回顾。
最终达到当堂的知识当堂巩固。
四、知识迁移：
结合本节内容教师精心挑选典型习题，使学生学习的理论知识，得以迁移运用，起到再次巩固的效果
1.某植物单植年产百粒种子，其中大部分被鸟所食，或因气候、土壤、水分等原因不能在第二年长成成株，按达尔文的观点，这一现象说明（）
A.物种是可变的；B.过渡繁殖，生存斗争；
C.选择的不定向性；D.用进废退，获得性遗传。
2.对生物进化的方向起决定作用的是（）
A．基因重组；B.基因突变；C.染色体变异；D.自然选择。
3.用达尔文进化学说的观点来判断下列叙述，其中正确的是（）
A.长颈鹿经常努力伸长颈和前肢去吃树上的叶子，因此颈和前肢都变得很长；
B.北极熊生活在冰天雪地的环境里，它们的身体产生了定向的白色变异；
C.野兔的保护色和鹰锐利的目光，是他们长期互相选择的结果；
D.在长期有毒农药的作用下，农田害虫产生了抗药性。
4.下列哪一项符合达尔文对生物进化过程的论述（）
A.变异——生存斗争——有利变异的积累——适者生存；
B.生存斗争——生物变异——有利变异的积累——适者生存；
C.环境变化——生物变异——适者生存——有利变异积累；
D.生物变异——生存斗争——适者生存——有利变异积累。
5.用现代生物进化理论看达尔文自然选择学说，其缺陷（）
A.能科学地解释生物进化的原因和生物的适应性、多样性的形成；
B.认为生物个体是生物进化的基本单位；
C.对遗传和变异的本质未能作出科学的解释；
D.认为物种的形成都是渐变的结果，骤变不可能形成新物种。
（点评：
通过这5道小题的测试，大部分学生已经能够很好的掌握了本节的精髓，尤其是达尔文的自然选择学说，是：
“环境在选择生物，而不是生物在适应环境”“变异产生于环境变化之前”）
课后反思
本堂课的教学设计，以问题为纽带，通过四个达尔文自然选择学说内容的录像营造了一种“教学情意场”，学生是以探索者、研究者的身份投入学习的。
学生通过独立思考，亲身体验科学不是一个静态的体系，而是一个不断发展的动态过程；在科学领域没有终极真理，存在质疑和争论不仅是正常的，而且能促进科学的进步。
这样学生不仅掌握了知识，更重要的是进一步树立生物进化的观点和辩证唯物主义观点，加深对科学本质的理解和感悟，提高了能力。
这样处理，比通常由教师简单地讲述，灌输知识要强得多，学生对这一知识的理解和掌握也就更深更牢固。
通过多媒体的辅助活跃了课堂气氛。
将一些本来不太好理解的问题简单化，取得了较好的效果，也得到了学生的认可。
主动学习的学生比例也进一步增大。
这节研究课让我深深感到：
开展诱导探究教学，进行课程改革，最根本是要转变教学观念，真正地让学生的主体性充分实现，能够在教师的诱导下，独立地完成学习任务。
让学生真正地“动”起来，那要对教师提出更高的要求。
第2节现代生物进化理论的主要内容
一、教学目标
1.知识方面
⑴解释种群、种群基因库、基因频率等概念。
⑵说明现代生物进化理论的主要内容。
⑶举例说明共同进化和生物多样性形成的原因。
2.情感态度与价值观方面
⑴形成生物进化的观点和生物进化理论在发展的观念。
3.能力方面
⑴运用数学方法讨论种群基因频率的变化。
⑵运用生物进化观点解释一些生物现象。
二、教学重点和难点
1.教学重点
（1）种群、物种、基因频率、隔离等概念。
（2）突变和基因重组、自然选择、隔离在生物进化过程中的作用。
2.教学难点
（1）基因频率的概念。
（2）自然选择对种群基因频率的影响。
（3）隔离在物种形成中的作用。
三、教学方法
问题导学法、讲授法、直观法
四、教学课时
4课时
五、教学过程
教学内容
教师组织和引导
学生活动
教学意图
第1课时
一、种群基因频率的改变与生物进化
问题探讨
引导组织学生回答
〖提示〗一个基因所控制的性状，对个体生存和繁殖后代的贡献越大，拥有该基因的个体就可能越多。
思考讨论
⑴种群是生物进化的基本单位
种群和物种
基因库和基因频率
计算基因频率
思考与讨论
上节课我们学习了达尔文自然选择学说的主要观点，下面请同学们依据该学说的基本观点，分析下面的情境：
情景1：
如果在灰色翅（基因型为aa）昆虫的群体中偶然出现一只绿色翅（Aa）的变异个体，且绿色比灰色更不容易被敌害发现。
1.〖问〗根据达尔文“适者生存、不适者淘汰”的观点，该绿色个体能被选择下来吗？
2.如果该绿色基因能很好的生活下来，他体内的A基因怎样才能传递给后代？
〖总结性讲述〗讨论发现，出现有利变异个体内的有利基因只有在群体中，通过有性生殖才能世代延续，另外有利变异个体的后代不一定能真实遗传。
因此，研究生物的进化，仅仅研究个体的表现型是否与环境相适应是不够的，还需要研究群体的基因组成的变化，这个群体就是种群。
〖问〗怎样的一群生物个体可以称为种群呢？
一个生物的“种”或“物种”与种群又有什么区别呢？
〖问〗性状是由基因控制的，研究生物的进化必须研究种群的基因组成和变化。
如何分析种群的基因组成和变化呢？
由此人们提出基因库和基因频率的概念。
什么是基因库？
基因频率的含义是什么？
某昆虫种群中，绿色翅的基因为A,褐色翅的基因位a，调查发现AA、Aa、aa的个体分别占30%、60%、10%、那么A、a的基因频率是多少？
〖提示〗1.
（1）A配子占60%，a配子占40%。
（2）子代基因型频率：
AA占36%；Aa占48%；aa占16%。
（3）子代种群的基因频率：
A占60%；a占40%。
（4）填表略。
种群的基因频率会同子一代一样。
2.对自然界的种群来说，这五个条件不可能同时都成立。
例如，翅色与环境色彩较一致的，被天敌发现的机会就少些。
3.突变产生新的基因会使种群的基因频率发生变化。
基因A2的频率是增加还是减少，要看这一突变对生物体是有益的还是有害的。
思考回答
只有通过有性生殖，才能将基因传给子代，将基因A保留下来。
物种可以分布在自然界不同的区域，只有在可以发生随机交配、繁衍，使基因能够世代传递的一定区域内的同种全部个体的集合才是一个种群。
体会对自然选择学说的修正是必然的。
使学生初步了解，研究生物的进化需要研究群体的基因组成及其变化。
理解种群的概念。
理解基因库和基因频率的概念。
使学生学会计算基因频率的方法
⑵突变和基因重组为生物进化提供原材料
1、回忆变异类型
________
变异突变________
________________
________
2、所有的变异都能导致基因频率的变化吗？
只有________________________________。
3、突变和基因重组对于种群遗传组成的改变一样吗？
为什么？
________。
因为只有________才能出现新基因，才能丰富基因库，改变基因频率。
________可以增加基因型的种类。
4、在自然情况下，突变的频率很低，且多数有害，对生物进化有重要意义吗？
例如：
每个果蝇约有104对基因，假定每个基因的突变率都是10-5。
若有一个中等数量的果蝇种群（约有108个个体），请同学们计算出每一代出现的基因突变数是多少?
基因突变数是________________________
这说明种群中每代产生的基因突变的数量是很大的，并通过繁殖得到积累，成为基因频率改变的基础。
而且突变的有利或有害并不是绝对的，它取决于生物的________。
5、突变和基因重组产生的变异有方向吗？
由于突变和基因重组都是________、________，因此它们只是提供了________，不能决定生物进化的方向。
探究
〖提示〗1.树干变黑会影响桦尺蠖种群中浅色个体的出生率，这是因为许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天敌捕食。
2.是表现型。
比如，天敌看到的是桦尺蠖的体色而不是控制体色的基因。
三、自然选择决定生物进化的方向
典型例题：
例：
中心血防站调查了1788个MN血型的人，其中397人是M型（LMLM），861人是MN型（LMLN），530人是N型（LNLN），请分别计算LM和LN的基因频率。
解析：
本题考查基因频率的计算方法。
据题意可知，M型者含有两个LM基因，MN型者含有一个LM和一个LN基因，N型者含有两个LN基因。
故本题应如此计算
LM%=（2×397+861）/2×1788×100%=46.3%
LN%=（861+2×530）/2×1788×100%=53.7%
例2、根据现代生物进化理论．判断下列说法正确的是（）
A．研究物种的迁徙规律，关键是研究一对雌雄个体的迁徙行为
B．研究物种间的差异，关键是研究它们能否交配产生后代
C．生物进化的过程，实质是基因频率变化的过程
D．生物进化的方向．决定于生物变异的方向
解析：
现代生物进化理论认为，种群是生物进化的基本单位，因此研究的着眼点是种群，而不是个体。
生物进化的过程实质就是种群基因频率变化的过程。
生物进化的方向是由自然选择决定而非生物变异的方向决定，本题考查了对现代生物进化理论的理解。
答案：
C
【自我诊断】
●基础题
1、下列哪项属于种群（ ）
A、一个池塘中所有鱼类 B、一块稻田里的所有昆虫
C、一片草地的所有蒲公英 D、分散在各湖泊、河流的鲤鱼
2．
（1）已知人眼的褐色（A）对蓝色（a）是显性。
在一个30000人的人群中，蓝
眼人3600人，褐眼人26400人，其中纯合体有1200人。
那么，在这个人群
中A和a的基因频率为（）
A、0.64和0.36B、0.36和0.64 C、0.50和0.50D、0.82和0.18
（2）种群的基因频率总是_________________的，其原因是（）
A、自然选择B、自然选择和遗传漂变
C、自然选择、遗传漂变和迁移D、自然选择、遗传漂变、迁移、突变等
（3）若一个种群中，某一性状的出现频率增加，这很可能（）
A、这个性状对环境具有很强的适应性B、该群体中具此性状的纯合体多
C、这个性状的出现是由环境条件引起的D、控制这个性状的基因为隐性
3．
（1）马（2N=64）和驴（2N=62）杂交能产生后代称为骡子，能够正常发育，但不能生育，这种情况称之为（）
A、杂交育种B、人工诱变C、基因重组D、生殖隔离
（2）产生这种情况的原因主要是（）
A、染色体结构发生变化B、马和驴的遗传物质有本质的区别
C、发生突变D、减数分裂过程中联会紊乱
4.现代生物进化理论认为：
种群是生物进化的基本单位，突变和重组、选择、隔离是新物种形成的基本环节。
其中新物种的形成的必要条件是（）
A、基因突变B、选择C、生殖隔离D、物种变化
5.华南虎和东北虎两个亚种的形成是因为（）
A、地理隔离的结果B、生殖隔离的结果
C、地理隔离和生殖隔离的结构D、基因突变和基因重组的结果
6.用生物进化论的观点解释病菌的抗药性不断增强的原因是（ ）（多选）
A、使用抗菌素的剂量不断加大，病菌向抗药能力增强方向变异
B、抗菌素对病菌进行人工选择，生存下来的病菌都是抗药能力强的
C、抗菌素对病菌进行自然选择，生存下来的个体都是抗药能力强的
D、病菌中原来就的抗药性强的个体，在使用抗菌素的过程中淘汰了抗药性弱的个体
7.据科学考察，海洋生物比陆地生物的进化速度缓慢，其原因是（ ）
A.海洋生物比陆地生物低等B、海洋环境相对稳定
C、海洋生物发生变异少D、海洋生物的变异个体生存机会少
8．根据现代生物进化理论．判断下列说法正确的是（）
A、生物进化的方向．决定于生物变异的方向
B、生物进化的过程，实质是基因频率变化的过程
C、研究物种间的差异，关键是研究它们能否交配产生后代
D、研究物种的迁徙规律，关键是研究一对雌雄个体的迁徙行为
9、.某海岛上生活着一群昆虫，经调查翅的长度和个体数的关系如右图曲线。
后来该小岛上经常刮大风，若干年后再进行调查，你认为最能代表此时情况的曲线图是（ ）
10、现代生物进化理论认为，突变和基因重组是产生进化的原材料，下列哪种变异现象不属于此类突变的范畴（）
A．猫叫综合症B.高茎×高茎高茎、矮茎
C.镰刀型细胞贫血症D.二倍体×四倍体三倍体六倍体
●拓展题
11．
（1）19世纪中叶以来，随着英国重工业的发展，尺蛾中黑化蛾的比例越来越高。
为了研究环境改变对尺蛾种群变化的影响，1950年科学工作者在英国的两个地区利用标志重捕法进行了调查，获得如下结果：
项目
地
区
白色蛾
黑化蛾
释放数
回收数
回收率
释放数
回收数
回收率
污染区
64
16
25．0％
154
82
53．2％
非污染区
393
54
13．7％
406
19
4．7％
请回答下列问题：
①自然选择是的过程。
②表中两组数据
大于、大于
共同支持“自然选择决定
进化方向”这一论点。
（2）生物20世纪50年代后，英国开始实行控制计划，大气环境污染得到了治理。
请根据下图说出
三者的变化关系并解释原因。
12．滥用抗生素往往会导致细菌耐药性的产生。
（1）细菌抗药性变异的来源属于。
（2）尽管在细菌菌群中天然存在抗药性基因，但是使用抗生素仍可治疗由细菌引起的感染，原因在于菌群中。
（3）细菌耐药性的形成是抗生素对细菌进行的结果，其内在实质是。
（4）在抗生素的作用下，细菌往往只要一到两代就可以得到抗性纯系。
而有性生殖的生物，淘汰一个原来频率较低的隐性基因，形成显性纯合子组成的种群的过程却需要很多代，原因是。
参考答案：
1、C2、
（1）A
（2）不断变化的D（3）A3、
（1）D
（2）D4、C
5、A6、CD7、B8、B9、B10、B
11
（1）①适者生存，不适者被淘汰②53．2%25．0%13．7%4．7%（两组数据先后顺序可调换）
（2）①由于煤烟排放量减少，SO2浓度逐年降低
②由于SO2浓度降低，树干上地衣数量增多。
原因是地衣对SO2敏感，因此SO2浓度降低，有利于地衣的生长。
③由于地衣数量增多，黑化蛾频率逐年降低。
原因是地衣颜色浅，黑化蛾易被鸟类捕食。
12、
（1）基因突变
（2）有抗药性基因的个体占极少数（抗药性基因频率极低）
（3）定向选择菌群中抗药性基因频率增加（4）隐性基因可通过杂合子保存下来
第2课时
二.隔离与物种的形成
二.隔离与物种的形成
1、物种的概念：
能在自然条件下相互交配并且产生可育后代的一群生物。
2、隔离在物种形成中的作用
3、隔离和物种形成：
①主要方式－渐变式（经过长期的地理隔离而达到生殖隔离，形成新物种）
一个种群新物种产生
地质变迁
生殖隔离
多个小种群
地理隔离
环境变化两种群相遇不能进行基因交流
保留不同基因
种群基因频率改变种群基因库和基因频率继续改变
两种群相遇可能进行基因交流
亚种多个亚种
②不同物种间都存在隔离，物种的形成必须经过生殖隔离时期，但不一定要经过隔离，如爆发式：
物种A杂交染色体加倍
杂种植物异源多倍体（新物种）
物种B
〖小结〗
生殖
隔离
基因频率发生改变
自然
选择
地理
隔离
种群小种群（产生许多变异）新物种
资料分析
1.由于这两个种群的个体数量都不够多，基因频率可能是不一样的。
2.不一样。
因为突变是随机发生的。
3.不同岛屿的地形和植被条件不一样，因此环境的作用会有差别，导致种群基因频率朝不同的方向改变。
4.不会。
因为个体间有基因的交流。
旁栏思考题
最先在裸露的岩石上生长的植物往往是地衣，地衣的出现促进岩石的分解，形成土壤，为苔藓植物的生长
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