2025届高三生物拓展性微专题（七）　种群基因频率的相关计算教学设计

2025届高三生物拓展性微专题（七）种群基因频率的相关计算教学设计课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、教材分析人教版选修三《生物变异与进化》中“基因频率与生物进化”一节，是学生在学习基因的分离定律、自由组合定律之后，对遗传学知识的进一步拓展。本节内容涉及基因频率的计算，基因频率变化的原因及生物进化的实质，是学生理解现代生物进化理论的关键。

课程标准要求学生能用数学语言描述种群基因频率及基因型频率，通过实例探讨生物进化的有关问题，认识生物进化的本质。因此，本节内容的教学设计应围绕基因频率的计算、基因频率变化的原因及生物进化的实质展开，通过实例分析，让学生理解生物进化的过程和机制。

在教学过程中，应注重理论与实践相结合，通过丰富的教学资源，激发学生的学习兴趣，提高学生的探究能力。同时，注重知识的拓展与延伸，让学生了解基因频率在生物进化中的应用，提高学生的实际应用能力。

结合学生所在年级和知识深度，本节内容的教学设计应注重基础知识的教学，确保学生能熟练掌握基因频率的计算方法，理解基因频率变化的原因及生物进化的实质。同时，通过拓展性微专题的设计，提高学生对生物进化理论的理解和应用能力。二、核心素养目标本节课旨在培养学生的生命观念、科学思维、科学探究和科学态度等生物学核心素养。具体目标如下：

1.生命观念：让学生理解种群基因频率的概念及其在生物进化中的重要性，认识到生物进化的实质是种群基因频率的改变。

2.科学思维：培养学生运用数学语言描述基因频率及基因型频率的能力，通过实例分析，让学生掌握基因频率的计算方法，并探讨基因频率变化的原因。

3.科学探究：引导学生运用所学知识解决实际问题，如通过案例分析，探讨生物进化的过程和机制。

4.科学态度：培养学生对生物进化理论的兴趣，激发学生探究生物进化的热情，培养学生敢于质疑、勇于探究的科学态度。三、教学难点与重点1.教学重点

-种群基因频率的概念及其在生物进化中的重要性。

-基因频率的计算方法，包括哈代-温伯格平衡公式及其应用。

-基因频率变化的原因，如自然选择、基因流、突变和漂变等。

-生物进化的实质是种群基因频率的改变。

2.教学难点

-种群基因频率的计算，特别是对于大种群和小种群的计算方法。

-基因频率变化原因的理解和应用，如何将理论知识应用于实际案例分析。

-理解生物进化的实质是种群基因频率的改变，而不是个体的变化。

-如何运用所学知识解决实际问题，如分析物种的进化历程和预测进化趋势。四、教学资源准备1.教材：确保每位学生都有《生物变异与进化》选修三的教材，以便于学生跟随教学进度进行学习和复习。

2.辅助材料：准备与教学内容相关的图片、图表、视频等多媒体资源，如种群基因频率变化示意图、自然选择和基因流对基因频率影响的实例图等，以直观展示种群基因频率的变化过程和原因。

3.实验器材：如果涉及实验，如模拟种群基因频率变化的实验，需提前准备实验器材，如彩球代表不同基因型的实验材料，确保实验器材的完整性和安全性，同时为学生提供安全的实验操作环境。

4.教室布置：根据教学需要，布置教室环境，如设置分组讨论区，方便学生进行小组讨论和实验操作；同时，预留足够的空间供学生进行实验操作，确保教学活动顺利进行。五、教学过程1.导入新课（5分钟）

-各位同学，我们今天要学习的是关于种群基因频率的相关计算。生物进化是一个长期的过程，而种群基因频率的改变是生物进化的实质。通过本节课的学习，我们将了解种群基因频率的概念、计算方法及其在生物进化中的应用。

2.种群基因频率的概念和计算方法（10分钟）

-首先，我们来回顾一下种群基因频率的概念。种群基因频率是指在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比例。例如，假设一个种群中有100个等位基因，其中A基因有60个，那么A基因的频率就是60%。

-接下来，我们学习一下基因频率的计算方法。在哈代-温伯格平衡条件下，基因频率的计算可以使用以下公式：p^2+2pq+q^2=1，其中p和q分别表示两个等位基因的频率，p^2和q^2分别表示两个等位基因的纯合子频率，2pq表示两个等位基因的杂合子频率。

3.基因频率变化的原因（10分钟）

-现在，我们来探讨一下基因频率变化的原因。自然选择是影响基因频率变化的重要因素。例如，假设在一个种群中，B基因使得个体对环境的适应性更好，那么在自然选择的作用下，B基因的频率就会逐渐增加。

-除了自然选择，基因流、突变和漂变也会影响基因频率的变化。基因流是指基因在种群之间的流动，可以改变种群的基因频率；突变是指基因发生突然的变化，为生物进化提供原材料；漂变是指由于随机事件导致的基因频率的随机变化。

4.生物进化的实质（5分钟）

-最后，我们来总结一下生物进化的实质。生物进化的实质是种群基因频率的改变。通过自然选择、基因流、突变和漂变等作用，种群基因频率会发生改变，从而导致生物进化的现象。

5.实例分析（10分钟）

-现在，我们来分析一个实例。假设在一个种群中，A基因频率为0.6，B基因频率为0.4。经过一代的自然选择，A基因的适应性更好，使得A基因频率增加了0.1。请同学们思考一下，这个实例中基因频率的变化是否符合自然选择的原理？

6.总结与布置作业（5分钟）

-通过本节课的学习，我们了解了种群基因频率的概念、计算方法及其在生物进化中的应用。希望同学们能够掌握这些知识，并能够运用到实际问题中。下节课，我们将进一步学习生物进化的证据和机制。

-请同学们课后复习本节课的内容，并完成课后作业，包括计算不同种群基因频率的例子，以及分析基因频率变化的原因。六、学生学习效果1.知识理解：学生们对种群基因频率的概念、计算方法及其在生物进化中的作用有了更深入的理解。他们能够用数学语言描述基因频率及基因型频率，并掌握基因频率的计算方法。

2.分析能力：通过实例分析，学生们能够运用所学知识分析生物进化的过程和机制，理解自然选择、基因流、突变和漂变等因素对基因频率变化的影响。

3.实践能力：学生们能够运用所学知识解决实际问题，如分析物种的进化历程和预测进化趋势。他们能够将理论知识与实际案例相结合，提高自己的实践能力。

4.科学思维：学生们通过学习基因频率的计算和方法，培养了运用科学思维分析问题的习惯。他们能够从数学角度思考生物学问题，提高自己的科学思维能力。

5.学习兴趣：本节课通过丰富的教学资源和实例分析，激发了学生对生物进化理论的兴趣，使他们更加主动地参与到学习过程中，提高学习效果。

6.合作能力：在小组讨论和实验操作环节，学生们能够积极与他人合作，共同解决问题，提高自己的沟通能力和团队协作能力。

7.自主学习能力：学生们在本节课的学习过程中，通过自主学习、思考和解决问题，提高了自己的自主学习能力。他们能够主动查找资料、分析问题，并在学习过程中不断反思和调整自己的学习策略。七、教学反思与总结教学反思：

在教授种群基因频率的相关计算这一课时，我深感教学过程中的得与失。首先，我意识到在导入新课时，我运用了与学生生活紧密相关的实例，使得学生能够迅速进入学习状态，这体现了教学的启发性和生活化。然而，我也发现自己在课堂上的语言表达有时过于专业，导致部分学生难以理解，这说明我在教学语言的通俗化方面还有待提高。

在种群基因频率的概念和计算方法部分，我通过展示丰富的多媒体资源，使得抽象的知识点更加形象化，这有助于学生直观地理解种群基因频率的变化。然而，我在课堂上的板书设计上稍显混乱，导致学生对基因频率计算公式的记忆不够深刻，这是我需要在今后的教学中改进的地方。

在基因频率变化的原因部分，我引导学生通过实例分析，培养他们的科学思维能力。但我也发现，在课堂讨论中，我对学生的引导不够充分，使得部分学生的分析不够深入，这提示我在课堂引导方面还需加强。

教学总结：

然而，我也发现教学中存在的一些问题。首先，课堂节奏的把握有待提高，部分环节过于拖沓，影响了教学效果。其次，对学生学习情况的关注不够，导致部分学生在课堂上的参与度不高。最后，教学资源的运用不够充分，使得课堂氛围不够活跃。

针对以上问题，我将在今后的教学中进行改进。首先，我会调整课堂节奏，提高教学效率。其次，我会更加关注每个学生的学习情况，提高他们的课堂参与度。最后，我会更加充分地运用教学资源，营造活跃的课堂氛围。通过这些措施，我相信能够提高我的教学效果，使得学生能够在生物进化这一章节上取得更好的学习效果。八、板书设计种群基因频率计算

1.概念：种群基因频率是指在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比例。

2.计算方法：

-哈代-温伯格平衡公式：p^2+2pq+q^2=1

-实例：假设一个种群中有100个等位基因，A基因有60个，那么A基因的频率就是60%。

3.基因频率变化的原因：

-自然选择：B基因使得个体对环境的适应性更好，B基因频率逐渐增加。

-基因流：基因在种群之间的流动，改变种群基因频率。

-突变：基因发生突然的变化，为生物进化提供原材料。

-漂变：随机事件导致的基因频率的随机变化。

4.生物进化的实质：种群基因频率的改变。

5.实例分析：分析物种的进化历程和预测进化趋势。典型例题讲解例题1：一个种群中有两个等位基因A和a，它们的基因频率分别为p和q，已知p^2+2pq+q^2=1，求A和a的基因频率。

解题思路：

1.根据哈代-温伯格平衡公式，p^2+2pq+q^2=1。

2.由于A和a是两个等位基因，它们的总频率为p+q。

3.因此，A的基因频率为p+q，a的基因频率为1-(p+q)。

例题2：在一个种群中，A和a是两个等位基因，它们的基因频率分别为0.6和0.4，求A的基因频率和a的基因频率。

解题思路：

1.已知A和a的基因频率分别为0.6和0.4。

2.A的基因频率即为A的频率，即0.6。

3.a的基因频率即为1-A的频率，即1-0.6=0.4。

例题3：一个种群中有三个等位基因A、B和a，它们的基因频率分别为p、q和r，已知p^2+2pq+q^2+2pq+2qr+r^2=1，求A、B和a的基因频率。

解题思路：

1.根据哈代-温伯格平衡公式，p^2+2pq+q^2+2pq+2qr+r^2=1。

2.由于A、B和a是三个等位基因，它们的总频率为p+q+r。

3.因此，A的基因频率为p+q，B的基因频率为p+q，a的基因频率为1-(p+q+r)。

例题4：在一个种群中，A、B和a是三个等位基因，它们的基因频率分别为0.6、0.3和0.1，求A、B和a的基因频率。

解题思路：

1.已知A、B和a的基因频率分别为0.6、0.3和0.1。

2.A的基因频率即为A的频率，即0.6。

3.B的基因频率即为B的频率，即0.3。

4.a的基因频率即为1-A的频率-B的频率，即1-0.6-0.3=0.1。

例题5：一个种群中有四个等位基因A、B、C和a，它们的基因频率分别为p、q、r和s，已知p^2+2pq+q^2+2p