《现代生物进化理论的主要内容》 教学设计人教版高中生物必修2文档格式.docx

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第一小节2课时，第二、三小节各用一课时。

我的构想是在第一节整体讲解现代生物进化理论，以帮助学生对主干知识形成整体印象，第二节专题讲解数学思想生物进化中的运用，帮助学生把细枝末节深入地弄明白。

教学目标

【知识与能力目标】

1、说明现代生物进化理论的主要内容；

2、概述生物进化理论与生物多样性的形成。

【过程与方法目标】

形成生物进化的观点和生物进化理论在发展的观念。

【情感态度价值观目标】

1、运用数学方法讨论种群基因频率的变化；

2、运用生物进化观点解释一些生物现象。

教学重难点

【教学重点】

1、种群、基因库、基因频率概念；

2、突变和基因重组在生物进化过程中的作用。

【教学难点】

1、基因频率与基因型频率的计算；

2、自然选择对基因频率的影响。

课前准备

1、多媒体课件；

2、学生完成相应预习内容；

3、学生课前查阅相关背景资料，搜集有关资料。

教学过程：

一、激趣导学

“兴趣是最好的老师”。

学习兴趣是学习动机中的重要成分，是学习动机中最现实，最活跃的因素。

是推动学生产生寻求知识，从事学习活动的强大心理动因。

二、目标导学

“教是为了达到不需要教”。

叶圣陶先生认为：

“教师当然需教，而尤宜致力于‘导’。

导者，多方设法”。

怎样“教”呢？

布卢姆在“教育目标分类学”中指出：

欲使学生在课堂教学中愉快学习，主动获取知识，在目标意识驱使下，产生永恒的“内驱力”。

显然，“导学”环节就成为“六环节”模式中最核心的部分；

也是一堂课中“时间篇幅”最长的一段。

【目标分解】

1．运用联系和对比等方法解释种群、基因库、基因频率的概念。

2．运用数学方法讨论种群基因频率的变化和相关计算。

3．通过教材的实例分析得出生物进化的实质。

4．以加拉帕戈斯群岛上13种地雀的形成为例，理解物种的概念，以及新物种形成的环节。

三、导思点拨

在目标导学环节后，利用多媒体资源对学生进行引导，让学生一边思考一边学习，起到加强印象的作用。

更重要的是让学生把新知识与旧知识联系，形成新的概念，在自己的认知结构中进行重组，完善知识结构，总结学习方法。

符合“认知——思考——再认知”的认知规律。

【新课讲授】

一、种群基因频率的改变与生物进化

引导组织学生回答课前提文。

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。

（一）种群是生物进化的基本单位

1、种群概念

提问：

什么叫种群？

学生：

生活在一定区域的同种生物的全部个体。

PPT展示：

卧龙自然保护区猕猴种群和蒲公英种群。

思考：

判断下列是否属于种群？

（1）一个池塘中的全部鱼（否）

（2）一个池塘中的全部鲤鱼（是）

（3）两个池塘内的全部青蛙（否）

（4）一片草地上的全部植物（否）

（5）一片草地上的成年梅花鹿（否）

2、种群的特点

种群中的个体并不是机械地集合在一起，而是彼此可以交配，并通过繁殖将各自的基因传给后代。

同前一年的蝗虫种群相比，新形成的蝗虫种群在基因组成上有可能会发生变化吗？

3、种群的基因库

讲授：

一个种群中全部个体所含有的全部基因，种群个体多，个体差异大，基因库越大。

4、基因频率

在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率。

基因频率=种群中该基因的数目/全部等位基因的总数==纯合子频率+1/2杂合子频率

基因型频率=该基因型个体数/该种群个体总数

PPT展示实例：

如某昆虫种群中决定翅色为绿色的基因为A，决定翅色为褐色的基因为a，从种群中随机抽出100个个体，测知基因型为AA、Aa和aa的个体分别是30、60和10个。

那么A和a的基因频率是多少?

基因频率=种群中该基因的数目/全部等位基因的总数=纯合子频率+1/2杂合子频率

若在伴性遗传中的基因频率怎么计算？

例：

某学校男女各有100人，其中XBXB占50人，XBXb占30人，XbXb占20人，XBY占80人，XbY占20人，求XB、Xb的基因频率。

教师指导，学生计算。

在自由交配等理想条件下，讨论下一代种群基因组成的变化。

思考与讨论：

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;

（1）该种群产生的A配子和a配子的比率各是多少?

（2）子代基因型的频率各是多少?

（3）子代种群的基因频率各是多少?

学生讨论计算并填表。

（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%。

总结：

由此可见，如果满足上述五个条件，种群的基因频率可以世代相传不发生变化，保持平衡。

子代基因型频率也不发生变化。

这就是哈代－温伯格平衡，也叫遗传平衡定律。

在一个大的群体中，没有自然选择，没有突变，没有迁入迁出，无论自交和自由交配多少代种群基因频率不变，自由交配子代基因型比例也不变，但自交基因型比例会改变。

学生计算并比较自由交配和自交的结果。

思考1：

上述结论是在满足五个假设条件的基础上计算的，对自然界的种群来说，这五个条件都能成立吗？

特别是如果第⑤点假设（⑤基因A和a都不产生突变,即没有基因突变和染色体变异。

）成立这与前面我们所学的基因突变的哪个特性相违背？

满足五个假设条件的种群是理想的种群，在自然条件下,这样的种群是不存在的。

这也从反面说明了在自然界中，种群的基因频率迟早要发生变化。

思考2：

如果该种群出现新的突变型，也就是产生新的等位基因（A2），种群的基因频率会变化吗？

基因A2的频率可能会怎样变化？

基因突变突变产生的新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还是有害的，这往往取决于生物生存的环境。

通过讨论基因频率的变化可以认识到，自然界中种群的基因频率一定会发生变化，也就是说种群的进化是必然的。

生物进化的实质：

种群的进化过程就是种群基因频率发生变化的过程。

（二）突变和基因重组产生进化的原材料

影响种群基因频率的因素有哪些呢？

基因突变、染色体变异、自然选择、迁入迁出、遗传漂变。

其中突变和基因重组是产生进化的原材料，生物自发突变的频率很低，而且突变大多是有害的，基因突变产生的等位基因，通过有性生殖中的基因重组，可以形成多种多样的基因型，从而使种群出现大量的可遗传变异。

（三）自然选择决定生物进化的方向

在自然选择的作用下，具有有利变异的个体有更多的机会产生后代，基因频率会不断提高，相反，不利变异的个体留下后代的机会少，因此，种群的基因频率会发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化。

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。

物种：

在自然状态下能互相交配，并产生出可育后代的一群生物个体。

如：

全世界的人都是一个物种，无论白人黑人黄种人结婚，都能产生具有生殖能力的后代。

再如：

所有的马是一个物种，所有的驴也是一个物种。

但马和驴不是一个物种，因为马与驴交配产生的后代骡没有生殖能力。

两个组合是否为同一个物种，判断的依据是什么？

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。

2、隔离的类型

隔离：

不同种群个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。

分为地理隔离和生殖隔离。

地理隔离：

同一种生物由于地理上的障碍而分成不同的种群，使得种群间不能发生基因交流的现象。

生殖隔离：

不同物种之间的个体不能自由交配或交配后不能产生可育的后代的现象。

隔离和物种的形成又有何关系呢？

3、隔离在物种形成中的作用

实例分析：

在一个山谷中，生活着一个鼠种群。

雌鼠和雄鼠之间可以自由交配，繁衍后代。

后来山洪爆发，在山谷中形成了一条汹涌的大河。

将整个鼠种群分成了两个部分，一半在河这边，一半在那边。

就这样过了几千年。

后来，河流干涸了，两个鼠种群又会合在一起。

它们发现彼此大不相同，它们为什么会大不相同？

还能算是同一个物种吗？

学生思考。

阅读教材P120资料回答下列问题：

1.不同岛屿上的地雀种群，产生突变的情况一样吗？

（不一样。

因为突变是随机发生的。

）

2.对不同岛屿上的地雀种群来说，环境的作用有无差别？

这对种群基因频率的变化会产生什么影响？

（有差异，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。

3.如果这片海域只有一个小岛，还会形成这么多种地雀吗?

（不会。

因为个体间有基因的交流。

以加拉帕格斯群岛不同种地雀形成为例进行图解。

4、物种的形成方式

物种形成的方式有多种，经过长期地理隔离而达到生殖隔离是比较常见的方式。

物种的形成都需要地理隔离吗？

如二倍体西瓜和四倍体西瓜，因此隔离是物种形成的必要条件。

三、共同进化与生物多样性的形成

（一）共同进化

问：

什么是共同进化？

1、共同进化的概念：

不同物种之间，生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，这就是共同进化。

2、资料分析，PPT展示资料。

捕食者的存在是不是对被捕食者有害无益呢？

捕食者所吃掉的大多是被捕食者中年老、病弱或年幼的个体，客观上起到促进种群发展的作用；

而且捕食者一般不能将所有的猎物都吃掉，否则自己也无法生存，这就是所谓的“精明的捕食者”策略。

生物的进化与无机环境的变化也是相互影响的。

（二）生物多样性的形成

生物多样性的内容：

基因多样性——物种的个体数量多，个体之间的差异大，构成基因库的基因种类多。

物种多样性——地球上已经被人类记录的物种约有200万种左右。

估计现在全世界生存着约500~1000万种生物，许多还没有被人类所发现。

生态系统多样性——不同物种需要不同的生态环境。

生态系统的多样性是物种多样性的重要条件。

仔细观察下图，讨论以下问题。

1、最早出现的生物是哪一类生物？

它们生活在什么环境中？

厌氧的单细胞生物，它们生活在海洋中。

2、多细胞生物大约是什么时期出现的？

在寒武纪出现的，它们生活在海洋中。

3、最早登陆的生物是植物还是动物？

为什么？

植物，否则动物登陆后就会饿死。

4、同今天你所看到的地球相比，寒武纪时地球上的生态系统有什么特点？

当时陆地上还是一片荒芜，生物都生活在海洋中。

5、恐龙是什么时候绝灭的？

物种绝灭对生物多样性会产生怎样的影响？

恐龙是在中生代后期绝灭的。

物种绝灭对生物多样性的影响是复杂的。

恐龙的绝灭有利于哺乳动物的繁盛。

（三）生物进化理论在发展

关于自然选择的作用还存在争论：

1、有人主张，决定生物进化方向的是中性突变的逐渐积累；

2、但更多的学者认为，基因突变并不是都是中性的，有些基因突变反映在个体的性状上，与环境相适应的程度有差异，因此，不能否认自然选择的作用。

关于物种的形成是否是渐变也还存在着争议。

总之进化理论不会停滞不前，而是在不断发展。

PPT投影

四、设问寻疑

通过目标导学和导思点拨环节后，完成了教学的基本目标，解决了学生带共性的问题，但每个学生都是一个世界，他们难免还存在着个别特殊问题，所以安排一定时间接受质疑、咨询、解惑，实现因材施教。

设问：

1、生物多样性的原因？

（1）根本原因：

基因（DNA分子结构）的多样性。

不同DNA分子中脱氧核苷酸的数目、种类、排列顺序不同决定了DNA分子结构的多样性。

（2）直接原因：

蛋白质的多样性。

蛋白质是生命活动的主要承担者和体现者。

组成蛋白质的氨基酸种类、数目、排列顺序和蛋白质的空间结构四个因素决定了蛋白质的多样性。

（3）从生物进化的角度看，生物的多样性是多种多样的环境对生物的不定向变异进行定向选择的结果。

2、生物进化的总趋势是？

简单→复杂，低等→高等，水生→陆生，异养→自养，厌氧→需氧，原核生物→真核单细胞生物→多细胞生物，无性生殖→有性生殖。

。

五、诊断反馈

诊断反馈环节是一个灵活而流动的环节，是贯穿本模式的一条主线。

既可以是说，也可以是听；

既可以是知识掌握，也可以是思维训练；

既可以是独立作业，也可以是集体讨论。

既可以是巩固强化，也可以迁移延伸。

从教学程序上看，虽然主要是安排在新课结束后巩固所学、迁移知识，培养能力，但也可以安排在新课开始前的导入性训练；

还可以安排在新课进行中的发现性训练或强化训练。

【课堂诊断】

1.下列关于种群的说法不正确的是（C）

A.种群是生物进化的基本单位

B.种群是生物繁殖的基本单位

C.中国大陆上所有老虎是一个种群

D.同一种群的个体可以自由交配

2.下列关于基因库的叙述正确的是（C）

A.一个种群中一个个体所含有的全部基因叫做这个种群的基因库

B.一个种群中全部个体所含有的显性基因叫做这个种群的基因库

C.一个种群中全部个体所含有的全部基因叫做这个种群的基因库

D.一个种群的基因库会随着种群中一代一代的死亡而消减和灭亡

3.某海岛上生活着一种昆虫，经调查翅的长度和个体数的关系（纵坐标为个体数量，横坐标为翅的长度）。

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是（D）

4.虫媒花与某些能够传粉的昆虫表现出了惊人的相互适应，形成这种现象的原因是（D）

A.种内斗争的结果B.定向变异的结果

C.种间互助的结果D.共同进化的结果

5.关于共同进化的表述，正确的是（D）

A.物种可以单独进化

B.捕食者的存在对被捕食者无害

C.物种之间的共同进化是通过种间互助实现的

D.一个物种的形成或绝灭会影响其他若干物种的进化

六、拓展延伸

此环节属于延伸阶段，“大教学观”指出，要让课堂教学向课外延伸，指导学生开展相关的课外实验，丰富教学内容，培养学生的多种能力。

生物学科本身就是一门实验性的自然学科。

通过课外生物实践培养学生热爱生命、热爱科学、热爱自然的情感。

生物多样性三层次之间的关系

教学反思

教学无定法，贵在得法。

学习和运用教学模式，应当着重把握其明晰的教学思想，追求神似而不拘泥于形式。

我探索构建的“六环节”课堂教学模式，力求体现“授之以渔”，其指导思想是明晰，那就是让学生“学会学习、学会生存、学会与人共处、学会发现”。

由于教学过程的千变万化和教学对象的千差万别，这一模式也必然会在教学实践中不断丰富和完善。

教师要善于充分挖掘每个模式的教学功能，避免陷入教学模式单一僵化的误区，不断整合与创建新的教学模式，努力构建和谐课堂。

本堂课的教学设计，以问题为纽带，通过一个桦尺蠖种群进化的过程分析，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。

让学生真正地“动”起来，那要对教师提出更高的要求。

最后要说的是，基因频率、基因型频率的相关计算也是学生理解本章节内容的很大的难题，如何将这些数据转化成现代生物进化理论的依据也是学生理解的现实难点，本节设计在这两处作了大胆的尝试，从实际教学效果来看，效果明显。

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。