《种群基因组成的变化与物种的形成》设计 省赛一等奖

《种群基因组成的变化与物种的形成第2课时》教学设计教材分析本节内容选自高中生物学必修二第六章第三节。本节课是在学习了孟德尔遗传定律的基础上向学生介绍了有关基因频率方面的内容，反映了新课改在设计教材顺序时以人为本，从学生实际出发的思想，关注了学生的思维和学生德育的培养。本节内容前与学生已经知道了基因的分离定律、自由组合定律、基因突变、基因重组和染色体变异等，还知道基因与性状的关系，这些都是学习本章内容的重要基础。突变在进化中的意义，教材主要通过“探究——自然选择对种群基因频率变化的影响”来完成。这项探究强调的是运用数学方法，而不是用实验材料来实际操作，对科学探究能力的全面提高具有独特价值。关于隔离在物种形成中的作用，首先交代了隔离的概念，包括生殖隔离和地理隔离等。接下来安排“资料分析”活动，让学生通过分析加拉帕戈斯群岛上地雀的物种分化过程，来认识隔离在物种形成中的作用。学情分析本部分相关内容涉及到遗传学的有关计算，由于本模块初学生已经学习了遗传学的基本规律。所以本节内容相对会简单一些，难点在学生对知识点的理解。可以通过学生身边的实例来讲解种群的含义及种群才是生物进化的基本单位。关于课本的思考与讨论，应该让学生多参加活动，主动学习。这对本节的学习有很打帮助。同时学生在上一节已经学习了达尔文的自然选择学说等生物进化的有关知识，掌握了自然选择学说的重要意义和局限性。同时，学生在前面已经全面学习了遗传变异的有关知识，已经掌握了遗传和变异的实质，对于生物进化的知识在初中的学习中也已有所了解。在此基础上，结合一些实际的事例，利用已有知识，在老师的引导下，通过交流、讨论，可以对未知进行探究，归纳出所要获得的知识。核心素养1.生命观念：认同种群是生物繁殖和进化的基本单位；认同生物进化的实质；形成进化与环境相适应的观念。2.科学思维：通过数学方法讨论种群基因频率的变化；同各国归纳的思维方法，概括出物种形成的两种过程的概念模型。3.科学探究：通过实验来探究抗生素对细菌的选择作用。4.社会责任：建立合理使用抗生素的科学观念。教学目标1.知识与技能（1）举例说明种群、基因库、基因频率、隔离等概念。（2）运用数学方法讨论种群基因频率的变化。（3）阐明生物进化的实质。（4）举例说明隔离与物种形成的关系。2.过程与方法（1）学会基因频率的计算方法；运用数学方法讨论种群基因频率的改变（2）运用生物进化观点解释一些生物现象。（3）体验模拟探究问题的过程和方法，养成分析问题和科学思维的习惯。3.情感态度与价值观（1）形成生物进化的观点和生物进化理论在发展的观念。（2）通过实验探究，建立合理使用抗生素的科学观念，宣传健康生活的概念。教学重点1.种群、基因库、基因频率、隔离等概念。2.生物进化的实质。3.突变和基因重组、自然选择、隔离在生物进化中的作用。教学难点1.数学方法讨论种群基因频率的变化。2.隔离在物种形成中的作用。教学过程复习引入新课思考：种群个体间随机交配（自由交配），后代的基因频率和基因型频率都没有改变。那种群个体自交，则后代的基因频率和基因型频率怎么改变呢？总结：若种群中个体间随机交配，则后代中的基因频率和基因型频率均不变；若种群中个体自交，则后代中的基因频率不变，而基因型频率发生改变。在自然条件下，哈代-温伯格定律所需的五个条件是难以全部同时满足的，因而种群的基因频率必定发生改变。而生物进化的实质就是种群的基因频率发生改变，所以进化是必然要发生的。二、种群基因频率的变化基因突变产生新的等位基因，这就可以使种群的基因频率发生变化。达尔文曾指出：可遗传的变异是生物进化的原材料。突变和基因重组产生进化的原材料自然界，生物自发突变的频率很低，而且突变大多数是有害的，为什么还能够作为生物进化的原材料的呢？果蝇1组染色体上约有×104，假定每个基因的突变率是10－5，一个约有108个果蝇的种群每一代出现的基因突变率是？2××104×10－5×108＝×107突变的有害和有利并不是绝对的，它取决于生物的生存环境。三、自然选择对种群基因频率变化的影响19世纪，桦尺蠖种群中黑色基因（S）频率为5%，浅灰色基因（s）频率为95%20世纪，桦尺蠖种群中黑色基因（S）频率为95%，浅灰色基因（s）频率为5%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，种群中相应的频率会不断提高；相反具有不利变异的个体留下后代的机会少，种群中相应基因的频率会下降。因此，在自然选择的作用下，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。提示：(1)变异是不定向的，不能决定生物进化的方向，只能为生物进化提供原材料。自然选择是定向的，决定着生物进化的方向。(2)自然选择直接作用于生物的表现型而不是基因型，最终使种群的基因频率发生定向改变。四、探究抗生素对细菌的选择作用实验原理：一般情况下，一定浓度的抗生素能杀死细菌，但变异的细菌可能产生耐药性。在实验室连续培养细菌时，如果向培养基中添加抗生素，耐药菌有可能存活下来。实验目的要求：通过观察细菌在含有抗生素的培养基上的生长状况，探究抗生素对细菌的选择作用。实验材料用具：经高温灭菌的牛肉膏蛋白胨液体培养基及固体培养基平板，细菌菌株（如大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等），含有抗生素（如青霉素、卡那霉素等）的ye't圆形滤纸片（以下简称“抗生素纸片”），不含抗生素的纸片，镊子，涂布器，无菌棉签，酒精灯，记号笔，直尺等。实验结果与区域①相比，区域②③④纸片周围会出现抑菌圈；②③④区域抑菌圈的平均直径逐代越来越小。实验结论①细菌耐药性的出现是发生了可遗传的变异；②抗生素的选择作用导致了耐药菌比例的逐渐升高。板书设计种群基因组成的变化与物种的形成一、种群基因频率的变化二、自然选择对种群基因频率变化的影响三、探究抗生素对细菌的选择作用练习1.某岛屿上存在着尺蛾的两个变种，该地区原为森林，后建设成工业区。下表为该地区不同时期的两个变种尺蛾的数量比。这种变化产生的原因是

(C)A．灰尺蛾迁离，黑尺蛾迁入B．工业煤烟使灰尺蛾变成黑尺蛾C．自然选择作用D．人工选择作用2.下列说法正确的是（A）A.从根本上讲，没有突变，就没有生物的进化B.突变具有低频性，不能为生物进化提供原材料C.有害突变不能成为生物进化的原材料D.所有变异都不能决定