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1、名校名 推荐种群基因频率的改变与生物进化一、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，
2、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。因此本小节教学，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
3、。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、探究的方法处理教学内容是可行的。大致思路如下。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.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.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.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
4、.从分析影响种群基因频率的因素入手，引出变异和自然选择对基因频率的影响，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.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 课时。三、教学实施的程序第 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点，分析下学生自由讨论， 并发表自己的通过该问题讨论，面的情境：看法。使学生发现自然选择“如果在灰色翅（基因型为aa）昆学说中某些观点与现虫的群体中偶然出现一只绿色翅代遗传学
5、所揭示出的（基因型为Aa ）的变异个体， 且绿 学生讨论认识到，绿色个体即使遗传和变异的本质之1名校名 推荐色比灰色更不易被捕食。那么，昆不被捕食者捕食，也可能因其他虫的翅色将怎样变化？ ”原因中途夭折。结合学生的讨论，提出质疑：学生讨论回答出只有通过有性生该绿色个体一定能被选择下来吗？殖，才能将基因传给子代，将基为什么？因 A 保留下来。如果该绿色个体能很好生活下来，学生依据孟德尔定律，分析子代它体内的 A 基因怎样才能传递给子的基因型和表现性。代呢？如果 Aa 与其他个体交配生殖，后代还会是绿色的吗？讨论发现，出现有利变异个体内的有利基因只有在群体中，通过有性生殖才能世代延续，另外有利变异
6、个体的后代不一定能真实遗传。因学生阅读教材。此，研究生物的进化，仅仅研究个学生讨论并自由发表看法。体的表现型是否与环境相适应是不引导学生讨论出： 物种可以分够的，还需要研究群体的基因组成布在自然界不同的区域，只有在的变化，这个群体就是种群。可以发生随机交配、繁衍，使基怎样的一群生物个体可以称为种群因能够世代传递的一定区域内的呢？同种全部个体的集合才是一个种一个生物 “种 ”或 “物种 ”与种群有何群。区别呢？学生讨论（可以没有结果） 。人们为什么要提出 “种群 ”这个概念呢？学生阅读教材有关部分。归纳出：自然界的物种实际上是以一个个种群存在的，种群是物种繁衍、进化的基本单位。它为研究生学生计算
7、，并介绍计算结果和方物与环境的关系和物种的变化带来法。了方便。性状是由基因控制的，研究生物的进化必须研究种群的基因组成和变学生计算。化。如何分析种群的基因组成和变化呢？由此人们提出基因库和基因频率的概念。什么是基因库？基因频率的含义是什么？学生讨论，并回答出：基因频率请学生计算下面假设的种群的一对在亲子代间是稳定不变的，基因等位基因的基因频率：型频率到子二代也会稳定下来。某昆虫种群中， 绿色翅的基因为A ，学生讨论，通过相互补充，归褐色翅的基因为 a，调查发现， AA 、纳出保证种群基因频率稳定不变 Aa 、 aa 的个体分别占 20、60、20，的 5 种因素：该种群非常大；那么 A 和 a
8、 的基因频率各是多少？所有的雌雄个体都能自由交计算得知， 该种群基因 A 的频率为配；没有迁入和迁出；自然50% ，基因 a 的频率为 50%。如果选择对不同表现型的个体没有作让该种群随机交配，依据孟德尔遗用；这对基因不发生突变和携间的矛盾，体会对自然选择学说的修正是必然的。通过问题探讨，使学生初步了解，研究生物的进化，仅仅研究个体的表现型是否与环境相适应是不够的，还需要研究群体的 基 因 组 成 及 其 变化。引入种群的概念。使学生知道什么是种群。通过比较，使学生初步理解种群和物种的区别，理解种群的概念。使学生初步认识到种群是生物进化的基本单位，并认识到，提出新的概念在研究中的意义。使学生认
9、识到为什么要提出并研究基因库和基因频率。使学生初步理解基因库和基因频率的概念。使学生学会计算基因频率的方法（变换数据，避免学生照书回答）。2名校名 推荐传定律，子一代、子二代的基因型频率和基因频率又会怎样呢？从后代的基因型频率和基因频率的计算结果中，发现了什么现象？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 个条件是不可能的，即使前 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 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 课时带这对基因的染色体不发生变学会
10、计算基因频率和异。基因型频率的方法。学生讨论回答出：变异是绝对会发生的。变异是引发基因频率改变的使学生发现基因型频根本原因。率和基因频率的变化规律。使学生能够领会到自然界的种群发生变化是必然的。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。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，自然学生回忆上节课的内容。巩固旧知识， 引入本课。界种群的基因频率变化是必然学生回答出：影响基因频率变化的。能说明原因吗？的 5 种因素，并指出变异是普遍变异对生物进化会产生何种影的，是绝对的，所以基因频率变响？化是必然的。复习变异的类型，为进一学生讨论。步讨论变异对生物的影
11、响学生大致回答出： 不遗传的变异；性质，以及突变和重组对首先请同学们回忆变异的类型。可遗传的变异，以及变异的三种进化的作用奠定基础。来源。使学生理解，只有可遗传所有的变异都能导致基因频率学生讨论。变异才能影响种群基因组的变化吗？为什么？学生发表看法。成，才可能改变基因频率。教师结合学生的回答，不断质学生回答出： 只有可遗传的变疑、启发、引导。异才能导致下代基因型频率和基在三种可遗传的变异来源中，基 因频率的改变。使学生理解突变和重组因突变和染色体变异可以统称学生讨论。的区别。认识到突变的重为突变。突变和基因重组对于种要意义。群遗传组成的改变一样吗？为学生回答出：不一样。因为只有什么？基因发生改
12、变才能出现新基因，在自然情况下，突变的频率很才能丰富基因库， 改变基因频率。低，且多数有害， 对生物进化有重组可以增加基因型的种类。重要意义吗？学生阅读教材有关部分。使学生理解突变和重组自然界生物进化是有方向的，生 学生回答问题。都是随机的、不定向的，物具有普遍的适应现象。 突变和 学生讨论，并回答出，突变和重它只是为进化提供原始材基 因 重 组 产 生 的 变 异 有 方 向 组都是随机的、不定向的，它只料，不能决定生物进化的3名校名 推荐吗？它们会使生物产生适应性是为进化提供原始材料。方向。吗？生物进化的方向是什么因素决使学生了解有关事实。定的呢？请探究下面问题。学生阅读 “探究 ”中的资料和提出如何解释桦尺蠖种群中s 基因 的问题。锻 炼 学 生 作 出 假 设 的 技的频率越来越低的现象？学生讨论。能。大 家 提 出 的 解 释 或 假 设 合 理 学生解释 （假设）：自然选择可以吗？使种群的基因频率发生定向改下面我们可以创设一个情境， 探 变。使学生知道情境，明确探究假设的合理性。学生阅读有关内容。究的问题。明确探究
