《第2節(jié)種群是進(jìn)化的基本單位》教學(xué)設(shè)計(jì)(陜西省縣級(jí)優(yōu)課)-生物教案

《基因頻率的改變與生物進(jìn)化》教學(xué)設(shè)計(jì)戶縣第一中學(xué)姬海寧教材依據(jù)：《基因頻率的改變與生物進(jìn)化》這節(jié)內(nèi)容選自人教版高中生物必修二第七章第二節(jié)。第二節(jié)分為三小節(jié)來(lái)進(jìn)行教學(xué)，第一小節(jié)為基因頻率的改變與生物進(jìn)化，第二小節(jié)為隔離與新物種的形成，第三小節(jié)為共同進(jìn)化與生物多樣性的形成?；蝾l率的改變與生物進(jìn)化這一小節(jié)包括三部分內(nèi)容：1.種群是生物進(jìn)化的基本單位，2.突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料，3.自然選擇決定生物進(jìn)化的方向。基因頻率的改變與生物進(jìn)化這一節(jié)的內(nèi)容既是對(duì)第一節(jié)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的由來(lái)一節(jié)知識(shí)的擴(kuò)展與提高，又為隔離與新物種形成與共同進(jìn)化與物種多樣性的形成這些后續(xù)知識(shí)奠定基礎(chǔ)，同時(shí)也為必修二遺傳與進(jìn)化這本書(shū)的終結(jié)做好鋪墊。設(shè)計(jì)思路：生物進(jìn)化論，不僅是生物學(xué)中具有重要地位的基礎(chǔ)理論，也是對(duì)人們的自然觀和世界觀有著重要影響的理論。學(xué)生通過(guò)計(jì)算與討論的方式不僅可以了解，生物進(jìn)化不是個(gè)體能影響的，種群才是生物進(jìn)化的基本單位，生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變，進(jìn)化的方向也不會(huì)根據(jù)人類或該生物的主觀意識(shí)，而是由自然選擇決定的，進(jìn)一步樹(shù)立生物進(jìn)化的觀點(diǎn)和辯證唯物主義觀點(diǎn),而且能夠通過(guò)學(xué)習(xí)，進(jìn)化理論的發(fā)展過(guò)程，加深對(duì)科學(xué)本質(zhì)的理解和感悟。指導(dǎo)思想：采用互動(dòng)式教學(xué)模式，由教師提供討論素材，組織引導(dǎo)學(xué)生討論，師生共同總結(jié)的形式進(jìn)行。教學(xué)過(guò)程中首先提出問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)欲望，然后引導(dǎo)學(xué)生分析調(diào)查的數(shù)據(jù)，培養(yǎng)學(xué)生以事實(shí)或?qū)嶒?yàn)結(jié)果為依據(jù)得出結(jié)論的科學(xué)態(tài)度讓學(xué)生樹(shù)立“種群是生物進(jìn)化的單位”，“生物是進(jìn)化來(lái)的”，“自然選擇決定生物進(jìn)化的方向”，“生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是基因頻率發(fā)生改變”等思想觀念，幫助學(xué)生樹(shù)立辯證唯物主義的認(rèn)識(shí)觀。2.教學(xué)目標(biāo)：1）知識(shí)目標(biāo)（1）解釋種群、種群基因庫(kù)、基因頻率等概念。（2）運(yùn)用數(shù)學(xué)方法討論種群基因頻率的改變。（3）說(shuō)明基因頻率的改變與生物進(jìn)化的關(guān)系。2）能力目標(biāo)（1）培養(yǎng)學(xué)生收集資料和數(shù)據(jù)的能力以及處理資料和數(shù)據(jù)的能力。（2）運(yùn)用生物進(jìn)化的觀點(diǎn)解決一些自然界中的生物現(xiàn)象。3）情感態(tài)度與價(jià)值觀（1）通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生分析調(diào)查或?qū)嶒?yàn)所取的數(shù)據(jù)，培養(yǎng)學(xué)生以事實(shí)或?qū)嶒?yàn)結(jié)果為依據(jù)得出結(jié)論的科學(xué)態(tài)度。（2）通過(guò)教學(xué)活動(dòng)，讓學(xué)生樹(shù)立“種群是生物進(jìn)化的單位”，“生物是進(jìn)化而來(lái)的”，“自然選擇決定生物進(jìn)化的方向”，“生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是基因頻率發(fā)生改變”等思想觀念，幫助學(xué)生樹(shù)立辯證唯物主義的認(rèn)識(shí)觀。3.重點(diǎn)與難點(diǎn)：重點(diǎn)：（1）種群是生物進(jìn)化的基本單位（2）基因頻率的計(jì)算與條件難點(diǎn)：（1）種群是生物進(jìn)化的基本單位（2）運(yùn)用數(shù)學(xué)方法討論種群基因頻率的改變教學(xué)準(zhǔn)備：.現(xiàn)代生物進(jìn)化理論P(yáng)PT。一個(gè)種群中某種基因型的比例及基因頻率基因型頻率計(jì)算的表格。教學(xué)過(guò)程：第一課時(shí)：種群是生物進(jìn)化的基本單位情境創(chuàng)設(shè)：現(xiàn)代生物進(jìn)化理論在自然選擇學(xué)說(shuō)基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的，今天開(kāi)始進(jìn)入現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的學(xué)習(xí)。展示現(xiàn)代生物進(jìn)化理論內(nèi)容：1.種群是生物進(jìn)化的基本單位2.突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料3.自然選擇決定生物進(jìn)化的方向4.隔離導(dǎo)致物種形成5.共同進(jìn)化與生物多樣性的形成為什么種群是生物進(jìn)化的基本單位，而個(gè)體不是呢？我們通過(guò)種群的有關(guān)知識(shí)來(lái)找答案。一、種群是生物進(jìn)化的單位1，種群的概念復(fù)習(xí)種群的概念。教師引導(dǎo)種群才是進(jìn)行基因交流和傳遞的地方，有利變異個(gè)體內(nèi)的有利基因只有在群體中，通過(guò)有性生殖才能世代延續(xù)，。學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生討論并自由發(fā)表看法。教師總結(jié)：物種可以分布在不同的自然界的不同區(qū)域，只有在可以發(fā)生隨機(jī)交配、繁衍，使基因能夠世代相傳的一定區(qū)域內(nèi)的同種全部個(gè)體的集合才是一個(gè)種群。怎樣判斷一個(gè)群體是否是一個(gè)種群？學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生討論。教師歸納：（1）種群具有一定的時(shí)空限制，離開(kāi)一定的空間和時(shí)間的種群是不存在的。（2）種群中的個(gè)體并不是機(jī)械地集合在一起，而是彼此可以交配，并通過(guò)繁殖將各自的基因傳給后代。（3）一個(gè)種群中應(yīng)包括各年齡階段的個(gè)體。自然界的物種實(shí)際上是以一個(gè)個(gè)種群存在的，，優(yōu)秀的基因只有通過(guò)生殖才能傳遞給后代，才能在種群中擴(kuò)散開(kāi)來(lái)，種群是物種生殖的基本單位，種群也是進(jìn)化的基本單位。課堂練習(xí)：以下屬于種群范疇的是（）A.生活在島上的全部蛇B.青白江區(qū)所有小葉榕樹(shù)C. 青海湖自然保護(hù)區(qū)的全部鳥(niǎo)類D.一個(gè)菜市場(chǎng)每個(gè)水池里的全部鯉魚(yú)研究生物的進(jìn)化必須研究種群的基因組成和變化。如何分析種群的基因組成和變化呢？由此人們提出了基因庫(kù)和基因頻率、基因型頻率的概念。2.基因庫(kù)、基因頻率、基因型頻率提問(wèn)：什么是基因庫(kù)，什么是基因頻率，什么基因型頻率？學(xué)生活動(dòng)：閱讀教材有關(guān)部分。回答：一個(gè)種群中全部個(gè)體所含有的全部基因，叫做這個(gè)種群的基因庫(kù)。在一個(gè)種群基因庫(kù)中，某個(gè)基因占全部等位基因數(shù)的比率，叫做基因頻率?；蛐皖l率：某種基因型在某個(gè)種群中出現(xiàn)的比例?；蛐皖l率：某種基因型在某個(gè)種群中出現(xiàn)的比例。講解例題：某昆蟲(chóng)種群中，綠色翅的基因?yàn)锳，褐色翅的基因?yàn)閍，調(diào)查發(fā)現(xiàn)，AA、Aa、aa的個(gè)體分別占30、60、10，那么a和A的基因頻率各是多少？學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生計(jì)算并匯報(bào)計(jì)算結(jié)果和方法?；卮穑悍N群基因A的頻率為60%，基因a的頻率為40%，基因型頻率為：AA基因型頻率：30%Aa基因型頻率60%aa基因型頻率：10%教師總結(jié)：基因頻率=某基因數(shù)目/該基因的全部等位基因總數(shù)基因頻率=純合子基因型頻率+1/2雜合子基因型頻率等位基因的頻率之和等于1A+a=1練習(xí)1.在一個(gè)種群中隨機(jī)抽出一定數(shù)量的個(gè)體，其中基因型為AA的個(gè)體占18%，基因型Aa的個(gè)體占78%，aa的個(gè)體占4%?；蛐虯和a的頻率分別是，。分析：A＝18%+1/2×78%=57%a＝4%+1/2×78%=43%練習(xí)2.某工廠有男女職工各200名，對(duì)他們進(jìn)行調(diào)查發(fā)現(xiàn)，女性色盲基因攜帶者為15人，患者5人，男性患者11人，那么這個(gè)群體中色盲基因頻率為：（）A、6%B、15%C、12%D、5.88%分析：由于色盲基因及其等位基因只存在于X染色體上，而Y染色體上沒(méi)有，因此該等位基因的總數(shù)=200×2+200×1=600（女性每人含兩個(gè)X基因，男性每人含一個(gè)X基因），色盲基因的總數(shù)為Xb=15×1+5×2+11×1=36（女性攜帶者、男性患者都有一個(gè)Xb，而女性患者含兩個(gè)Xb），因此色盲基因的基因頻率=36/600×100%=6%上述昆蟲(chóng)種群中：如果讓該種群隨機(jī)交配，依據(jù)孟德?tīng)栠z傳規(guī)律，子一代、子二代的基因型頻率和基因頻率又會(huì)怎樣呢？學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生計(jì)算（教師要加強(qiáng)引導(dǎo)，先板書(shū)引導(dǎo)怎么計(jì)算，然后讓學(xué)生計(jì)算并從計(jì)算結(jié)果中觀察基因頻率和基因型頻率變化的規(guī)律）思考與討論（課本115頁(yè)）：（1）A配子占60％，a配子占40％。（2）子代基因型頻率：AA占36％；Aa占48％；aa占16％。（3）子代種群的基因頻率：A占60％；a占40％。（4）種群的基因頻率變化情：如下表所示：親代基因型的頻率AA（30%）Aa（60%）aa（10%）配子的比率A（60%）a（40%）子一代代基因型頻率AA（36%）Aa（48%）aa（16%）子一代代基因頻率A（60%）a（40%）學(xué)生活動(dòng)：討論要使種群基因頻率不發(fā)生變化，此種群應(yīng)具備哪些條件？學(xué)生自由發(fā)表看法。教師歸納：要使種群的基因頻率世代不變，要滿足以下條件：①該種群非常大；②所有的雌雄個(gè)體都能自由交配；③沒(méi)有遷入和遷出；④自然選擇對(duì)不同表現(xiàn)型的生物個(gè)體沒(méi)有作用；⑤這對(duì)基因不發(fā)生突變和攜帶者對(duì)基因的染色體不發(fā)生異常。一個(gè)理想狀態(tài)下的種群,其基因頻率和基因型頻率在后代中是怎樣變化的？上述種群，如果F1個(gè)體再自由交配，產(chǎn)生F2呢？學(xué)生計(jì)算后發(fā)現(xiàn)：在上述條件下，種群的基因頻率和基因型頻率可以世代相傳不發(fā)生變化，保持平衡叫遺傳平衡定律。設(shè)A的基因頻率=p，a的基因頻率=q，p+q=1(p+q)2=p2+2pq+q2=1AA基因型頻率為p2，Aa基因型頻率為2pq，aa基因型頻率為q2。練習(xí)：用定律計(jì)算自由交配問(wèn)題：某群體中基因型AA、Aa、aa的個(gè)體比例為1：2：1；若此群體自由交配，則后代中各種基因型的個(gè)體比例。如果aa個(gè)體不能產(chǎn)生配子，此種群個(gè)體自由交配，則F1中各基因型的比例。課堂小結(jié)：本節(jié)課要求掌握的是生物進(jìn)化的基本單位是什么？種群的概念和概念的應(yīng)用以及基因庫(kù)和基因頻率的概念和相關(guān)計(jì)算。掌握了這些知識(shí)才能使我們更好地去理解生物進(jìn)化的過(guò)程和實(shí)質(zhì)。研究生物的進(jìn)化要以種群為單位，研究種群就必須研究種群的基因組成和變化，即要掌握基因庫(kù)和基因頻率的概念和相關(guān)的計(jì)算?；驇?kù)是指一個(gè)種群中全部個(gè)體所含有的全部基因?；蝾l率是指在一個(gè)種群基因庫(kù)中，某個(gè)基因占全部等位基因數(shù)的比率。關(guān)于基因頻率的計(jì)算我們要掌握計(jì)算的方法：某種基因的頻率=某基因數(shù)目/該基因的全部等位基因總數(shù)。等位基因的頻率之和等于1即A+a=1。一個(gè)理想狀態(tài)下的種群,其基因頻率和基因型頻率在后代中變化的規(guī)律：種群的基因頻率和基因型頻率可以世代相傳不發(fā)生變化，保持平衡叫遺傳平衡定律。設(shè)A的基因頻率=p，a的基因頻率=q，p+q=1(p+q)2=p2+2pq+q2=1AA基因型頻率為p2，Aa基因型頻率為2pq，aa基因型頻率為q2。布置作業(yè)：課本P118基礎(chǔ)題第1、2題。板書(shū)設(shè)計(jì)：第2節(jié)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容一、種群基因頻率的改變與生物進(jìn)化（一）種群是生物進(jìn)化的單位1.種群2.基因庫(kù)3.基因頻率4.基因頻率的計(jì)算方法某種基因的頻率=某基因數(shù)目/該基因的全部等位基因總數(shù)A+a=1遺傳平衡定律：(p+q)2=p2+2pq+q2=1課后反思：這節(jié)課基本完成了教學(xué)計(jì)劃中的內(nèi)容，學(xué)生理解了為什么種群是生物進(jìn)化的基本單位，而不是個(gè)體。同時(shí)通過(guò)對(duì)于種群中基因頻率變化的計(jì)算掌握了基因頻率計(jì)算的方法和變化規(guī)律。這一節(jié)課，我這次先后上了3遍，可是對(duì)于這一節(jié)課的難點(diǎn)的突破，一直以來(lái)都沒(méi)有很好的把握。特別是對(duì)于一個(gè)理想狀況的種群中，基因頻率的計(jì)算過(guò)程，以前只是把計(jì)算的結(jié)果告訴學(xué)生，很少鍛煉學(xué)