(完整版)《现代生物进化理论的主要内容》教学设计

1、第7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一种群基因频率的改变与生物进化（第一课时）马鞍山松源培正中学杨卫红【教材分析】学生在初中已学习了生物进化的证据、历程和自然选择学说等内容。教材第一节中，首先在初中生物 课学习了生物的遗传和变异等知识的基础上，分别阐述了拉马克和达尔文的生物进化学说，通过二者的对 比，可以看出达尔文的学说是更加科学和完善的，成为现代生物进化理论的基础。当然，达尔文的自然选 择学说由于受到时代的限制，也有许多不足之处。本节主要内容就是：近些年来，生物学家将遗传学、生 态学等研究成果引入到进化论的研究中，形成了以自然选择学说为基础的现代生物进化理论。从拉马克的 进

2、化论到达尔文的自然选择学说再到现代生物进化理论，进化论在不断完善发展，因此，生物进化理论的 继承与发展是本章的一条很重要的主线，学生可从学习中体会科学发展是一个动态的过程，它是在不断的 怀疑和求证、争论和修正中向前发展，从而在思想情感上激发学生勇于质疑与创新的精神。【教学目标】1 .解释种群、种群基因库、基因频率等概念；2 .运用数学方法讨论种群基因频率的变化；3 .培养学生处理资料和数据的能力，并培养学生以事实或实验结果为依据得出结论的科学态度；【教学重难点】教学重点：种群、基因频率等概念；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；【课时安排】2课时（本节是第1课时

3、）【教学策略】本次教学设计我做如下了些改动：1 .统一数据：为了避免学生陷入繁杂的数据处理，本教学设计将涉及到的所有案例的数据全部统一, 并采用表格的形式呈现，既直接又明了，还非常容易发现数据当中隐藏的规律；2 .案例教学：一个案例（桦尺蟆案例），贯穿始终，学生熟悉题意，省去了很多阅读和审题的时间, 但层层挖深，提问多样，真正地实现一题多问，举一反三。先分析亲本的基因型频率和基因频率；再分析 理想条件下，后代的基因型频率和基因频率；再分析非理想条件下（有自然选择），后代的基因型频率和 基因频率，逐步引领学生认识进化的实质；3 .模型实验：在进行数据统计的环节，引入数学模型进行分析，发现桦尺蟆体

4、色前后变化的规律， 但通过模拟实验，推理出引起此变化的本质，较为真实地还原了科学家们研究的方法和推理的过程； 马鞍山松源培正中学杨卫红第1页【教学过程】学习阶段教师组织和引导【设问导入】上节课我们学习了达尔文的自然选择学说，主要内容 是什么？A*礴I 丹储极弁不适施坏异就应环埴螂个体 的个体学生活动教学意图复习引入回顾主要内 容：过度繁殖、 遗传变异、生 存斗争、适者 生存复习并为后 面内容打下 伏笔马鞍山松源培正中学杨卫红第5页问题 探讨思考自然选择学说存在历史局限性？1 .以生物个体为进化单位合适吗？2 .遗传的本质是什么？变异的来源又是什么？3 .获得性遗传正确吗？学生思考回 答：达尔文

5、的 三个局限性分析理论的 不足，同时 引出课题：“现代生物 进化理论”思考：桦尺蟆的翅色是浅色(基因型为ss),偶然出现一黑色的变通过思帮助学生建异个体(基因型为 Ss),且S对s是显性，若黑色翅比浅色翅更适应考，学生发现立基本概环境。个体作为进化念，并培养(1)运一有利艾异的个体能永远生存卜去吗？单位存在的问学生分析处(2)该个体中的有利基因 S,如何保留？题，同时引出理资料和数种群(3)即使Ss的个体能够繁殖，后代都是黑色个体吗？基因库、基因据的能力是生相关概念介绍型频率、基因物进 化的种 群：生活在一定区域 的同种生物的全部个体叫做种群。基 因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因；频率

6、的概念。基本基因频率：在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比分析计算，单位率基因频率的计算方法：案例1某桦尺蟆种群中，黑色翅的基因为S,浅色翅的基因位 s,抽样调查100个个体，测得基因型为 SS Ss、ss的个体分别为10、 20、70个、问每种基因型频率是多少？S s基因频率是多少？基因型频率=该基因型个体数/该种群个体总数基因频率=种群中该基因的数目/全部等位基因的总数发现基因频率 的计算方法=纯合子基因型频率+ 1/2杂合子基因型频率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案例2:某桦尺蟆种群，黑色翅基因为 S,浅色翅基因为s,抽样调 查100个个体，测得基因型为

7、 SS Ss、ss的分别为10、20、70个、 若该种群为亲本，如果让该种群随机交配，没有迁入和迁出，无自 然选择，无突变，根据孟德尔分离定律计算：(1)该种群产生的 S、s配子的比率各是多少？(2) F1代的基因型频率各是多少？(3) F1代种群的基因频率各是多少？(4)将计算结果填入表格，想一想，子二代、子三代以及若7代以后，种群的基因频率会改变吗？计算理想条件 下种群基因频 率帮助学生理 解种群是生 物进化基本 单位学生计算，教师分析总结:(1) S 配子的比率=(10*2+20)/(100*2 ) =20% s 配子的比率=(70*2+20)/(100*2) =80%(2) (3)自由

8、交配后F1代的基因型频率和基因频率：P S =20% s =80%生物进化实质提出问题一一通过材料，设置情境“工业黑化”现象：材料1. 19世纪中叶以前，英国曼彻斯特地区的桦尺蟆几乎都是浅色型，该种群中S基因频率只有5%H下。到20世纪中叶，黑色的桦尺蟆成了常见类型，S基因频率上升到95%A上。材料2. 19世纪中叶以前曼彻斯特地区的树干上长满了浅色的地衣， 而后来工业发展，工厂排出的煤烟使地衣不能生存，树皮熏成了黑色。学生阅读 课本上 P116 ,并提 出问题：s 基因频率 为什么越 来越少？提供材料， 创设问题情境作出假设一一组织活动：“抓虫子”规则：有一个同学操作，另一学生计时，记录将1

9、0只白色桦尺蟆、10只黑色桦尺蟆分别用鼠标拖在相应位置所需时间；一学生操 作；另一学 生计时，其 他同学帮 忙计数；通过实验创 设的情境， 让学生作出 假设V金并由此做出假设：黑褐色环境的选择作用使s基因频率越来越低实验探究：引导学生设计实验，证明自然选择在“工业黑化”中的作 用，最后提供参考资料：参考资料：20世纪50年代，有人做了这样实验：将黑色桦尺蟆和浅色 桦尺蟆标记后，放养在工业区和没有污染的非工业区，一段时间后，将 回收有标记个体，结果工业区回收的黑色桦尺蟆远多于灰白色，而在非学生思考， 设计实验拓展延伸， 培养学生设 计实验，科 学探究的能 力。(4)种群的基因频率不会改变师生讨论

10、：以种群为研究单位，在理想条件下，种群中的基因频率是不改变的，种群是生物进化 的基本单位F1S (20%)s (80%S (20%SS (4%)Ss (16%)s (80%Ss (16%)ss (64%)工业区，回收的浅色桦尺蟆远多于暗黑色。数学建模案例3:浅色个体每年增加 10%黑色个体每年减少 10%几年内，桦尺 蟆种群每年的基因型频率与基因频率是多少？亲代F1代F2代F3代» a «基因型 耀率一SS10%4%4%4%K «Ss20%32%32%32%nt70%64%64%64%* «基因 频率S20%20%20%20%58。骊80%80%80%

11、9 4（自然选择条件）比较两组数据：第比第2年第3年第4年基因型 频率SS10%】.5%13，14.6%Ss20%22,9%26%2S.3%SS70%65.6%SO56.1%基因 频率s20%33%26.1%2a3%升高s30%77%73.9%70.7%降低（理想条件）学生分析 数据发现： 在自由交 配等理想 条件下种 群的基因 频率是不 变的，但是 自然选择 可以使种 群的基因 频率发生 定向改变！培养学生分 析处理资料 和数据的能 力，比较2 组数据，让 学生理解自 然选择的实 质师生共同总结：自然选择会使种群基因频率发生改变讨论问题：通过问题， 学生思考层层深入， 讨论引导学生发现进化实

12、质问题1:自然选择的本质是什么？问题2:如果自然选择是针对种群的基因进行的，它会导致种群发生什 么变化？问题3:除了选择，还有哪些因素会导致种群基因频率发生变化？问题4:种群基因频率的改变与生物进化有什么关系？得出结论：进化的实质是种群基因频率的改变课堂延伸简要回顾今天的内容，并介绍生物进化理论在发展发展和兼容并蓄的观点 看待科学理论拓展学生视野，以持续【课后反思】本堂课的教学设计，以问题为纽带，通过一个桦尺蟆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