发现式教学【教学设计】《现代生物进化理论的主要内容》(人教)

1、现代生物进化理论的主要内容教学模式介 ： 式学 ，科学家用来解决 、探究未知的理性策略可以 授 学生。其模式是在学生 极参与科学探索 程， 教 模 科学家解决 的 程， 使学生体会科学家如何面 疑 境， 学会搜集和加工 料， 最 达到 的解决， 从而 得在真 生活情境中 和解决 的能力。 式教学的 程 ：激趣 学 目 学 思点 疑 断反 拓展延伸 思路 明：多媒体展示：一 老虎 片，提 ：你看 自私的基因 本 ？作者 什么用 的 呢？虎有成千上万个基因，有的决定牙 的 利程度，有的决定肌肉的粗壮程度 把自己想象成虎体内的一个基因，你不 不愿意自己在虎的后代中消失，而且想 越来越多的虎 有自己的

2、拷 ，怎 才能达到 一目的呢？引入激 学生 极 ，引入教学主 ： 代生物 化理 的主要内容。根据教材的 需求把要完成的教学内容分解成 次由浅入深的各个小目 ， 学生去感知教材， 接生活，最大限度的使学生 口、 手、 ，把学 的主 交 学生。本 利用多媒体 源 学生 行引 ， 学生一 思考一 小 本 的知 构，起“温故而知新 ”的作用。 更重要的是 学生把新知 与旧知 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。教师按小组巡视并检查学生对问题的解决情况，收集学生的学习信息，及时引导， 点拨，利用教学中预设的各个层次的问题，引导学生积极思考，养成良好的思维习惯。诊断反馈环节是贯穿本

3、模式的一条主线。从形式上看，练既可以是综合、书面的，也可以是整体、口头的；从内容上看，既可以是知识掌握，也可以是思维训练；既可以是巩固强化，也可以迁移延伸；从教学程序上看，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。“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。通过延伸使知识系统化，条理化，提升认识水平，为进一步获得生物知识奠定良好的技能与心理基础。教材分析本节选自人教版普通高中课程标准实验教科书生物（必修2）第七章现代生物进化理论第2 节现代生物进化理论的主要内容。本节包括三小节：种群

4、基因频率的改变与生物进化、隔离与物种的形成、共同进化与生物多样性的形成。教参中给出的参考课时是：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 、基因

5、率概念；2、突 和基因重 在生物 化 程中的作用。【教学 点】1、基因 率与基因型 率的 算；2、自然 基因 率的影响。课前准备1、多媒体 件；2、学生完成相 内容；3、学生 前 相关背景 料，搜集有关 料。教学过程：一、激趣导学“ 趣是最好的老 ”。学 趣是学 机中的重要成分，是学 机中最 ，最活 的因素。是推 学生 生 求知 ，从事学 活 的 大心理 因。多媒体展示：一 老虎 片，提 ：你看 自私的基因 本 ？作者 什么用 的 呢？虎有成千上万个基因，有的决定牙 的 利程度，有的决定肌肉的粗壮程度 把自己想象成虎体内的一个基因，你不 不愿意自己在虎的后代中消失，而且想 越来越多的虎 有自己

6、的拷 ，怎 才能达到 一目的呢？引入激 学生 极 ，引入教学主 ： 代生物 化理 的主要内容。二、目标导学“教是 了达到不需要教 ”。叶圣陶先生 ： “教 当然需教， 而尤宜致力于 。 者，多方 法 ”。怎 “教 ”呢？布 姆在 “教育目 分 学 ”中指出：欲使学生在 堂教学中愉快学 ，主 取知 ，在目 意 使下， 生永恒的“内 力 ”。 然， “ 学 ” 就成 “六 ”模式中最核心的部分；也是一堂 中“ 篇幅 ”最 的一段。【目 分解】1运用 系和 比等方法解 种群、基因 、基因 率的概念。2运用数学方法 种群基因 率的 化和相关 算。3通 教材的 例分析得出生物 化的 。4以加拉帕戈斯群

7、上13 种地雀的形成 例，理解物种的概念，以及新物种形成的 。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

8、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。思考：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

9、/ 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杂合子频率提问：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 X BX B 占 50 人， X BX b 占 30 人， X bX b 占 20 人， X B Y占 80 人， X bY

10、占 20 人，求 X B、 X b 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。提示：（ 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% ；

11、 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？特别是如果第点假设（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？提示：满足五个

12、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（A 2），种群的基因频率会变化吗？基因A 2 的频率可能会怎样变化？提示：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。总结：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。PPT 展示：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

13、基因重组产生进化的原材料提问：影响种群基因频率的因素有哪些呢？讲授：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讲授：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

14、相互交配并且产生可育后代的一群生物。讲授：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。思考：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

15、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。思考：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

16、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。提问：物种的形成都需要地理隔离吗？提示：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

17、：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。思考：捕食者的存在是不是对被捕食者有害无益呢？提示：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。总结：生物的进化与无机环境的变化也是相互影响的。（二）生物多样性的形成讲授：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。

18、估计现在全世界生存着约 5001000 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？它们生活在什么环境中？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

19、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。总结： 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，

20、所以安排一定时间接受质疑、咨询、解惑，实现因材施教。教师按小组巡视并检查学生对问题的解决情况，收集学生的学习信息，及时引导， 点拨，利用教学中预设的各个层次的问题，引导学生积极思考，养成良好的思维习惯。设问：1、生物多样性的原因？提示： (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

21、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？提示：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。从形式上看，练既可以是综合、书面的，也可以是整体、口头的；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。从内容上看，既可以是知识掌握，也可以是思维训练；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；

22、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（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C）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

23、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。通过延伸使知识系统化，条理化，提升认识水平，为进一步获