专题11 基因频率与基因型频率相关计算2023-2024学年新教材高中生物必修第二册同步教学设计（苏教版2019）

专题11基因频率与基因型频率相关计算2023-2024学年新教材高中生物必修第二册同步教学设计（苏教版2019）授课内容授课时数授课班级授课人数授课地点授课时间设计意图本节课旨在让学生理解基因频率与基因型频率的概念，掌握相关计算方法，并能够运用这些知识解决实际生物学问题。结合高中生物必修第二册（苏教版2019）的教学内容，通过案例分析、小组讨论与练习题等多种教学手段，帮助学生巩固遗传学基本原理，提高学生的实际应用能力和逻辑思维能力。核心素养目标1.培养学生运用数学方法解决生物学问题的能力。

2.提升学生基于遗传学原理分析生物现象的科学思维。

3.加强学生合作交流，发展其团队协作和问题解决能力。学习者分析1.学生已经掌握了基本的遗传学概念，如基因、染色体、遗传规律等，并能够理解孟德尔的分离定律和自由组合定律。

2.学生对生物学有较高的兴趣，尤其是在探索遗传奥秘方面。他们具备一定的逻辑推理能力，喜欢通过实验和案例分析来学习。然而，学生的学习风格各不相同，有的学生偏好直观教学，有的则喜欢抽象思维。

3.学生在理解基因频率和基因型频率的计算时可能会遇到困难，特别是在处理复杂遗传背景下的计算问题。此外，将理论知识应用于实际问题时，学生可能会感到挑战，需要更多的实例和练习来加强理解。教学资源1.高中生物必修第二册教材（苏教版2019）

2.多媒体教学设备（投影仪、电脑）

3.基因频率与基因型频率计算相关PPT

4.练习题和试卷

5.网络教学资源（遗传学相关视频、在线模拟实验）

6.小组讨论指导材料

7.实验室模型与用具（如有条件）教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

发布预习任务：通过在线平台发布预习资料，包括基因频率与基因型频率的概念介绍和基础计算示例，明确要求学生掌握的计算方法和理解的概念。

设计预习问题：设计如“解释基因频率与基因型频率的区别”、“如何计算某一基因的频率”等问题，引导学生思考。

监控预习进度：通过在线平台跟踪学生的预习情况，及时解答学生的疑问。

学生活动：

自主阅读预习资料：学生根据预习任务阅读资料，理解基因频率和基因型频率的计算方法。

思考预习问题：学生针对预习问题进行思考，尝试解答，记录下不理解的地方。

提交预习成果：学生将预习笔记和问题提交至在线平台。

教学方法/手段/资源：

自主学习法：通过独立完成预习任务，培养学生的自主学习能力。

信息技术手段：利用在线平台进行资源的共享和问题的交流。

作用与目的：

帮助学生提前掌握基础知识，为课堂深入学习打下基础。

2.课中强化技能

教师活动：

导入新课：通过介绍一个家族遗传病史的案例，引出基因频率与基因型频率的计算。

讲解知识点：讲解基因频率和基因型频率的计算公式，并通过实际例题演示计算过程。

组织课堂活动：分组讨论不同遗传背景下的基因频率计算，鼓励学生运用所学知识解决问题。

解答疑问：对学生在学习和讨论中提出的问题进行解答。

学生活动：

听讲并思考：学生认真听讲，跟随老师的思路思考问题。

参与课堂活动：学生积极参与讨论，尝试解决实际问题。

提问与讨论：学生在讨论中提出疑问，与同学和老师进行交流。

教学方法/手段/资源：

讲授法：讲解基因频率和基因型频率的计算方法。

实践活动法：通过实际例题和讨论，让学生在实践中学习。

合作学习法：分组讨论，培养学生的团队合作能力。

作用与目的：

强化学生对基因频率与基因型频率计算方法的理解和应用能力。

3.课后拓展应用

教师活动：

布置作业：根据课程内容，布置相关的计算题目，巩固学生对基因频率和基因型频率的理解。

提供拓展资源：提供遗传学相关的网站和书籍，供学生深入了解。

反馈作业情况：及时批改作业，给出具体反馈，帮助学生进步。

学生活动：

完成作业：学生独立完成作业，巩固所学知识。

拓展学习：利用提供的资源进行拓展学习，加深对遗传学的理解。

反思总结：总结学习过程中的收获和不足，提出改进措施。

教学方法/手段/资源：

自主学习法：鼓励学生自主完成作业和拓展学习。

反思总结法：引导学生进行自我反思，提升学习效果。

作用与目的：

巩固课堂所学，通过拓展学习提升学生的知识深度和广度，通过反思总结提高学生的自我学习能力。学生学习效果学生学习后，在以下方面取得了显著的效果：

1.知识理解与掌握：

学生能够准确理解基因频率和基因型频率的概念，并掌握其计算方法。通过课堂讲解和实例分析，学生能够区分基因频率与基因型频率的区别，并能够运用相关公式进行计算。例如，在给定一个种群基因型分布的情况下，学生能够独立计算出各个基因的频率。

2.应用能力：

学生能够将所学的基因频率与基因型频率的计算方法应用于解决实际问题。通过课后作业和拓展学习，学生能够将理论知识与实际案例相结合，如分析人类遗传病的发生概率、遗传多样性的评估等。学生能够运用所学知识进行简单的遗传咨询。

3.分析与推理能力：

学生在掌握了基因频率与基因型频率的基本概念后，能够运用这些知识进行逻辑推理和分析。例如，在给定一个复杂的遗传背景时，学生能够通过计算不同基因型的频率，预测后代的遗传特征。

4.科学思维：

学生的科学思维能力得到了提升。在学习过程中，学生不仅学会了如何计算基因频率和基因型频率，更重要的是学会了如何运用科学方法思考问题。学生能够基于遗传学原理，对生物现象进行科学解释，形成科学的思维习惯。

5.合作交流能力：

通过小组讨论和课堂活动，学生的团队合作和交流能力得到了锻炼。在讨论中，学生能够有效地表达自己的观点，倾听他人的意见，并在合作中共同解决问题。

6.自主学习与反思能力：

学生的自主学习能力得到了提高。在课前预习和课后拓展学习中，学生能够独立查找资料，自主完成学习任务。同时，通过反思总结，学生能够认识到自己的不足，并制定改进措施。

7.实践操作能力：

在实验和模拟活动中，学生的实践操作能力得到了加强。学生能够熟练使用实验室设备，进行遗传实验，并通过实验验证理论知识的正确性。

8.情感态度与价值观：

学生对生物学的兴趣得到了增强。在学习基因频率与基因型频率的过程中，学生对遗传学的奥秘产生了好奇心，对生物学研究有了更深的认识，培养了探索生命科学的热情。典型例题讲解例题1：

在一个种群中，AA型的个体占16%，Aa型的个体占48%，aa型的个体占36%。求该种群中A基因的频率。

解答：

A基因的频率可以通过以下公式计算：

A基因频率=AA频率+0.5*Aa频率

A基因频率=16%+0.5*48%=32%+24%=56%

例题2：

某城市中，红绿色盲的发病率是7%。假设红绿色盲是由一个隐性基因引起的，且男性中红绿色盲的发病率是女性两倍。求该城市中红绿色盲基因的频率。

解答：

设红绿色盲基因为a，正常基因为A。

男性中红绿色盲的发病率为7%/2=3.5%，女性为7%-3.5%=3.5%。

由哈代-温伯格平衡定律可知：

p^2+2pq+q^2=1

其中，p为A基因频率，q为a基因频率。

因为男性中红绿色盲的发病率等于qa，所以qa=3.5%。

因为女性中红绿色盲的发病率等于q^2，所以q^2=3.5%。

由q^2=3.5%，得到q=√0.035≈0.187。

所以，红绿色盲基因的频率为0.187。

例题3：

在一个种群中，Bb型的个体占20%，bb型的个体占25%。假设这个种群符合哈代-温伯格平衡，求B基因的频率。

解答：

由哈代-温伯格平衡定律可知：

p^2+2pq+q^2=1

其中，p为B基因频率，q为b基因频率。

因为bb型的个体占25%，所以q^2=0.25，得到q=√0.25=0.5。

因为Bb型的个体占20%，所以2pq=0.2，代入q的值得到2p*0.5=0.2，解得p=0.2。

所以，B基因的频率为0.2。

例题4：

某种植物的花色由一个基因控制，红花为显性，白花为隐性。在一个种群中，红花的频率是75%。求红花基因的频率。

解答：

设红花基因为R，白花基因为r。

红花的频率为75%，即RR和Rr型的个体总和为75%。

由哈代-温伯格平衡定律可知：

p^2+2pq+q^2=1

其中，p为R基因频率，q为r基因频率。

因为RR和Rr型的个体总和为75%，所以p^2+2pq=0.75。

因为RR型的个体频率为p^2，Rr型的个体频率为2pq，所以RR型的个体频率为0.75-2pq。

由于RR型的个体频率为p^2，所以p^2=0.75-2pq。

由p^2+2pq+q^2=1，代入p^2的值得到0.75-2pq+2pq+q^2=1，简化得到q^2=0.25，解得q=√0.25=0.5。

所以，R基因的频率为p=1-q=1-0.5=0.5。

例题5：

在一个种群中，A基因的频率为0.6，B基因的频率为0.4。求该种群中AABB型的个体频率。

解答：

由哈代-温伯格平衡定律可知，两个基因座上的基因独立分离。

AABB型的个体频率等于A基因频率与B基因频率的乘积。

所以，AABB型的个体频率=A基因频率*B基因频率=0.6*0.4=0.24。教学评价与反馈1.课堂表现：

学生在课堂上的表现积极，能够认真听讲并主动参与课堂活动。在讲解基因频率与基因型频率的计算方法时，学生能够跟随老师的思路，积极思考并尝试解决提出的问题。尤其是在实例分析环节，学生能够主动提出自己的疑问，并与老师和同学进行讨论。

2.小组讨论成果展示：

小组讨论环节，学生能够围绕给定的问题进行深入的探讨。在展示成果时，各小组都能够清晰地表达自己的计算过程和结论。例如，在讨论不同遗传背景下的基因频率计算时，各小组能够结合实际案例，运用所学知识进行合理的推理和分析。

3.随堂测试：

随堂测试旨在检验学生对基因频率与基因型频率计算方法的掌握程度。测试结果显示，大部分学生能够正确运用计算公式，但仍有部分学生在理解上存在困难。针对测试结果，教师及时进行了讲评和个别辅导，帮助学生巩固知识点。

4.作业完成情况：

学生对课后作业的完成情况良好。在作业中，学生能够独立完成基因频率与基因型频率的计算题目，并在拓展学习环节中积极查找相关资料。通过作业的批改，教师发现学生在计算过程中存在的一些问题，并及时给出了反馈和指导。

5.教师评价与反馈：

针对学生在整个教学过程中的