2018-2019学年度生物教案必修二7.2种群基因频率的改变与生物进化

1、2018-20192018-2019 学年度生物教案人教版必修二7.27.2 种群基因频率的改变与生物进化1 1 / / 7 7种群基因频率的改变与生物进化考点同步解读高中生物课程标准在“课程设计思路”中明确指出必修2 2 模块有助于学生认识生命的延续和发展，领悟假说演绎、建立模型等科学方法及在科学研究中的应用；生物的遗传变异与环境变化在进化过程中的对立统一，形成生物进化观点。在具体内容标准“说明现代生物进化理论的主要内容”给出了两个活动建议：收集生物进化理论发展的资料和用数学方法讨论基因频率的变化。这些活动与标准的课程基本理念中倡导探究性学习，力图改变学生的学习方式，引导学生主动参与、 乐于

2、探究、勤于动手，逐步培养学生收集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力，以及交流与合作的能力等，突出创新精神和实践能力的培养是相互呼应 的。在本节中以上的观点和能力培养在学生活动中得以充分体现。鉴于以上考虑，在教学的过程中，利用教材又不拘泥于教材，使用“教学案”，提供生物学史的拓展阅读和训练 ， 引导学生通过种群基因频率的计算模型的建立，进一步了解遗传平衡定律；通过运用数学分析模拟遗传平衡定律的发现提高对基因频率变化的原因的认识，形成生物进化的观点。引导学生探究“自然选择对种群基因频率变化的影响”使学生领悟假说演绎法在生物进化理论研究中的应用。核心素养聚焦根据教学目标要求

3、，本节课的教学目标是让学生理解并应用基因频率的计算及运用数学方法讨论种群基因频 率的改变。学生已经知道了孟德尔遗传定律的主要内容，只是认知水平还有所欠缺，所以在教学中教师只要引导学生理解新的基因型是由不同的雌雄配子结合后而形成的就可以了。所以本节课的重点是种群、基因频率概念；突变和基因重组、自然选择在进化中的作用。关于种群的概念在生命系统的结构中已经有所介绍了，因此难点部分只是基因频率概念；突变和基因重组、自然选择在进化中的作用。一、教学目标的确定现代生物进化理论认为，生物进化的基本单位是种群，生物进化过程的实质就是种群基因频率发生定向改 变的过程。因此，要使学生达到生物课程标准规定的“说明现

4、代生物进化理论的主要内容”的要求，理解种 群基因频率的改变与生物进化的关系，本单元的教学，应该使学生能够解释种群、种群基因库和基因频率三个基本概念。依据生物课程标准提出的“用数学方法讨论基因频率的变化”的活动建议，依据学生已有的孟德尔遗 传定律的知识基础和能力基础，以及使学生能定量讨论种群基因组成特点、定量讨论基因频率的变化等，本单元的教学，应该使学生学会基因频率的计算方法。自然界中，种群基因频率的改变受多种因素的影响，但最普遍、最根本的影响是突变和基因重组。因此本2018-20192018-2019 学年度生物教案人教版必修二7.27.2 种群基因频率的改变与生物进化2 2 / / 7 7小

5、节教学，要使学生能够解释突变和基因重组为生物进化提供原材料的原因。生物进化过程的实质就是种群基因频率发生定向改变的过程。其中“定向”改变是通过自然选择的作用实现的，因此，教学应该安排学生探究“自然选择对种群基因频率变化的影响”的活动，使学生能够举例说明自然选择作用可以使种群基因频率发生定向改变。本小节内容理论性较强，逻辑严密，安排有学生讨论和探究活动，是发展学生科学分析问题的能力和探究能力的良好载体，因此，本小节教学，应该使学生尝试和模仿探究问题的过程和方法，促进学生养成分析问题的 科学思维习惯。二、教学设计思路本小节内容理论性较强，前后顺序逻辑严密，以系列的问题推进教学进程，以教师讲解、讨论

6、、探究的方 法处理教学内容是可行的。大致思路如下。1.1. 通过问题讨论引入本课。通过讨论，使学生发现自然选择学说的局限性，使学生领悟到对自然选择学说 的修正是必然的，并引出种群的概念。2.2. 通过讨论种群与物种的区别和种群与生物进化的关系，使学生理解，种群是繁殖的单位，是生物进化的基本单位。3.3. 如何描述种群的遗传组成？通过讨论使学生理解基因库和基因频率的含义和计算方法。4.4. 首先依据孟德尔遗传定律，计算亲子代间基因频率，然后，讨论在自然界中，基因频率为什么不可能稳 定不变，理解可能引起基因频率改变的因素。5.5. 从分析影响种群基因频率的因素入手，弓 I I 出变异和自然选择对基

7、因频率的影响，并得出突变和基因重组 可产生进化的原材料，但不能决定进化的方向。6.6. 通过探究“自然选择对种群基因频率变化的影响”，使学生理解在自然选择的作用下，可以使种群的基因频率发生定向改变，导致生物进化。本小节教学安排 2 2 课时。三、教学实施的程序第 1 1 课时教师的组织和引导学生活动教学意图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学生自由讨论，并发表自通过该问题讨2018-20192018-2019 学年度生物教案人教版必修二7.27.2 种群基因频率的改变与生物进化3 3 / / 7 7点，分析下面的情境：己的看法。论，使学生发现自然选20

8、18-20192018-2019 学年度生物教案人教版必修二7.27.2 种群基因频率的改变与生物进化4 4 / / 7 7“如果在灰色翅（基因型为择学说中某些观点与现aaaa）昆虫的群体中偶然出现一只代遗传学所揭示出的遗绿色翅（基因型为 AaAa）的变异个学生讨论认识到，绿色个体传和变异的本质之间的体，且绿色比灰色更不易被捕食。即使不被捕食者捕食，也可能因矛盾，体会对自然选择那么，昆虫的翅色将怎样变其他原因中途夭折。学说的修正是必然的。化？”学生讨论回答出只有通过结合学生的讨论，提出质疑：有性生殖，才能将基因传给子代，该绿色个体一定能被选择将基因 A A 保留下来。下来吗？为什么？学生依据孟

9、德尔定律，分析如果该绿色个体能很好生子代的基因型和表现性。活下来，它体内的 A A 基因怎样才能传递给子代呢？如果 AaAa 与其他个体交配生殖，后代还会是绿色的吗？讨论发现，出现有利变异个通过问题探讨，体内的有利基因只有在群体中，使学生初步了解，研究通过有性生殖才能世代延续，另学生阅读教材。生物的进化，仅仅研究外有利变异个体的后代不一定能学生讨论并自由发表看个体的表现型是否与环真实遗传。因此，研究生物的进法。境相适应是不够的，还化，仅仅研究个体的表现型是否引导学生讨论出：物种可需要研究群体的基因组与环境相适应是不够的，还需要以分布在自然界不同的区域，只成及其变化。研究群体的基因组成的变化，这

10、有在可以发生随机交配、繁衍，引入种群的概念。个群体就是种群。使基因能够世代传递的一定区域怎样的一群生物个体可以内的同种全部个体的集合才是一使学生知道什么称为种群呢？个种群。是种群。一个生物“种”或“物学生讨论（可以没有结通过比较，使学生种”与种群有何区别呢？果）。初步理解种群和物种的人们为什么要提出“种群”区别，理解种群的概念。2018-20192018-2019 学年度生物教案人教版必修二7.27.2 种群基因频率的改变与生物进化5 5 / / 7 7这个概念呢？归纳出：自然界的物种实际学生阅读教材有关部分。使学生初步认识上是以一个个种群存在的，种群到种群是生物进化的基是物种繁衍、进化的基本

11、单位。学生计算，并介绍计算结果本单位，并认识到，提它为研究生物与环境的关系和物和方法。出新的概念在研究中的种的变化带来了方便。意义。性状是由基因控制的，研究使学生认识到为生物的进化必须研究种群的基因学生计算。什么要提出并研究基因组成和变化。如何分析种群的基库和基因频率。因组成和变化呢？由此人们提出使学生初步理基因库和基因频率的概念。什么解基因库和基因频率的是基因库？基因频率的含义是什学生讨论，并回答出：基因概念。么？频率在亲子代间疋稳定不变的，使学生学会计算请学生计算下面假设的种群基因型频率到子二代也会稳定下基因频率的方法（变换的一对等位基因的基因频率：来。数据，避免学生照书回某昆虫种群中，绿

12、色翅的基学生讨论，通过相互补答）。因为 A A,褐色翅的基因为 a a，调查充，归纳出保证种群基因频率稳学会计算基因频发现，AAAaAa、aaaa 的个体分别占定不变的 5 5 种因素：该种群非率和基因型频率的方2020、6060、2020，那么 A A 和 a a 的基因常大；所有的雌雄个体都能自法。频率各是多少？由交配；没有迁入和迁出；计算得知，该种群基因A A 的自然选择对不同表现型的个体没使学生发现基因频率为 50%50%基因 a a 的频率为 50%50%有作用；这对基因不发生突变如果让该种群随机交配，依据孟和携带这对基因的染色体不发生型频率和基因频率的变德尔遗传定律，子一代、子二代

13、变异。化规律。的基因型频率和基因频率又会怎学生讨论回答出：使学生能够领会样呢？变异是绝对会发生的。到自然界的种群发生变从后代的基因型频率和基因变异是引发基因频率改化是必然的。频率的计算结果中，发现了什么变的根本原因。2018-20192018-2019 学年度生物教案人教版必修二7.27.2 种群基因频率的改变与生物进化6 6 / / 7 7现象？如果种群基因型频率和基因频率世代稳定不变，生物将无法进化，显然与事实不符。自然界种群的基因频率能世代不变吗？为什么？显然，同时满足以上 5 5 个条件是不可能的，即使前 4 4 个条件 可以满足，基因突变和染色体变 异总会发生的。为什么？以上 5 5

14、 种因素中哪些因素是影响基因频 率变化的根本原因？布置作业。第 2 2 课时教师的组织和引导学生活动教学意图从上节大家已经知道，学生回忆上节课的内容。巩固旧知识，弓 1 1 入自然界种群的基因频率变化是学生回答出：影响基因频本课。必然的。能说明原因吗？率变化的 5 5 种因素，并指出变异变异对生物进化会产生何是普遍的，是绝对的，所以基因种影响？频率变化是必然的。学生讨论。复习变异的类型，为进学生大致回答出：不遗传一步讨论变异对生物的影首先请同学们回忆变异的的变异；可遗传的变异，以及变响性质，以及突变和重组对类型。异的三种来源。进化的作用奠定基础。学生讨论。使学生理解，只有可遗所有的变异都能导致

15、基因学生发表看法。传变异才能影响种群基因频率的变化吗？为什么？学生回答出：只有可遗组成，才可能改变基因频教师结合学生的回答，不传的变异才能导致下代基因型率。使学生理解，种群的前后代基因频率的改 变是必然的，初步理解 改变的根本原因是变 异。2018-20192018-2019 学年度生物教案人教版必修二7.27.2 种群基因频率的改变与生物进化7 7 / / 7 7断质疑、启发、引导。在三种可遗传的变异来源 中，基因突变和染色体变异可频率和基因频率的改变。学生讨论。使学生理解突变和以统称为突变。突变和基因重学生回答出：不一样。因重组的区别。认识到突变的组对于种群遗传组成的改变一为只有基因发生改

16、变才能出现重要意乂。样吗？为什么？新基因，才能丰富基因库，改变在自然情况下，突变的频基因频率。率很低，且多数有害，对生物重组可以增加基因型的种类。进化有重要意义吗？自然界生物进化是有方向学生阅读教材有关部使学生理解突变和的，生物具有普遍的适应现象。分。重组都是随机的、不定向突变和基因重组产生的变异有学生回答问题。的，它只是为进化提供原始方向吗？它们会使生物产生适学生讨论，并回答出，突材料，不能决定生物进化的应性吗？变和重组都是随机的、不定向方向。生物进化的方向是什么因的，它只是为进化提供原始材素决定的呢？请探究下面冋料。使学生了解有关事实。题。如何解释桦尺蠖种群中 s s锻炼学生作出假设的基因的频率越来越低的现象？学生阅读“探究”中的资技能。大家提出的解释或假设合料和提出的问题。理吗？学生讨论。下面我们可以创设一个情学生解释（假设）：自然使学生知道情境，明确境，探究假设的合理性。选择可以使种群的基因频率发探究的问题。明确探究任务，提出具体生定向改变。要求。学生阅读有关内容。使学生学会用数学方指导学生讨论、计算，将学生阅读教材有关部分，法讨论自然选择作用可以结果填写在表格中。分组讨论情境中的问题。使基因频率疋向改变。分析计算结果，给你什么学生计算。2018-20192018-2019 学年度生物教案人教版必修二7.27.2 种群基因频率的改变