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1、探究实验:自然选择对种群基因频率变化的影响哈尔滨市第一中学校 付莹一、 使用教材人民教育出版社生物教材必修二第七章第二节现代生物进化理论的主要内容。二、 实验器材彩色铅笔 纸袋 绘图纸 杂色豆 白色豆三、 实验创新点或改进要点使用杂色豆和白色豆模拟鸟捕食对桦尺蠖种群的影响.四、 实验原理或实验设计思路图1. 设计思路思维导图五、 实验教学目标（一） 知识与技能1.举例说出影响种群基因频率的因素2.掌握自然选择是如何随时间的推移而影响等位基因频率的3.能够将数据转换成曲线图，理性分析数据与误差。（二） 过程与方法1.学习并体会科学探究的一般方法和思维路径。2.通过自学、小组合作等学习方法，形成科
2、学探究能力。（三） 情感态度与价值观 1.认同科学探究的严谨与艰辛。2.提高对进化观念的认同感，提高学生的社会责任感与使命感。六、实验教学内容表2.实验教学内容学生活动探究活动内容目的探究活动一使用两种颜色的豆子模拟鸟的捕食对种群的影响明确自然选择过程中,直接受选择的是表现型而不是基因型探究活动二收集五个世代的数据随时间改变,基因库发生变化,基因频率定向改变探究活动三记录数据,绘制曲线,深入讨论培养实验能力,提高生物科学素养七、实验教学过程1.情境引入通过模拟鸟的捕食对桦尺蠖种群的影响,使自然选择的压力具体化.2.探究活动用两种颜色的豆子来模拟个体的基因组成,通过自然选择改变种群,记录五个世代
3、以内的等位基因频率。3.学以致用利用所学知识，拓展思路,用两种颜色的菜豆设计模拟实验，演示有害隐性基因频率随时间变化情况,研究人类遗传病遗传特点.八、 实验教学效果与评价1.进化观念的认同基于达尔文自然选择学说建立的现代生物进化理论,有深远和广泛的影响,所以本节内容是培养学生理解自然选择作用的良好素材。2.探究能力的提升学生需要通过自主探究，演示实验,深入思考以及得出结论,渐进式培养科学思维。通过教师问题引导与自主实验提升探究能力。3.科学思维的培养学生通过将实验数据处理成曲线图、误差分析等环节，从感性认识提升到理性分析，从定性到定量研究，有助于培养科学思维。4.社会责任的提升通过分析自然选择
4、对生物的影响，唤醒学生的环保意识和社会责任意识。九 板书设计单靠“死”记还不行,还得“活”用,姑且称之为“先死后活”吧。让学生把一周看到或听到的新鲜事记下来,摒弃那些假话套话空话,写出自己的真情实感,篇幅可长可短,并要求运用积累的成语、名言警句等,定期检查点评,选择优秀篇目在班里朗读或展出。这样,即巩固了所学的材料,又锻炼了学生的写作能力,同时还培养了学生的观察能力、思维能力等等,达到“一石多鸟”的效果。学 案探究问题:自然选择对种群基因频率变化的影响模拟鸟捕食对桦尺蠖种群的影响。基因型SS为纯合子，表现型为黑色。Ss为杂合子，表现型也是黑色；ss是浅色的纯合子。实验目标：1.用两种颜色的豆子
5、来模拟自然选择2.计算五个世代以内的等位基因频率3.演示自然选择是如何随时间的推移而影响等位基因频率的， 4.记录整理数据5.分析实验过程，讨论，完善实验实验器材:彩色铅笔 纸袋 绘图纸 杂色豆 白色豆安全警示:注意,散落地上的豆子要立即清理干净,以防有人滑倒.实验步骤:1.将50粒杂色豆和50粒白色豆放入纸袋中2.摇动纸袋，取出两粒豆，他们代表一只桦尺蠖的基因型。将这两粒豆作为1对放在一边，继续取出剩下的49对.3.将成对的豆子分成两排，代表桦尺蠖两种体色的表现型黑色（基因型为SS或者Ss)和浅色（基因型为ss）4.检查两排豆子。将25%黑色和50%的白色桦尺蠖去掉。这些数字表示对桦尺蠖种群
6、的随机选择压力。如果计算结果是小数，小数部分也记为1(即再去掉一只桦尺蠖）5.计数剩下的杂色豆和白色豆，将结果记录在数据表中。6.把两种豆的数量分别除以两者之和，算出等位基因的频率，并记录到表格里。7.开始下一代，将100粒豆放入纸袋，杂色豆与白色豆的比例应该符合第6步计算出的频率。8.重复步骤2-7，收集5个世代的数据。9.把5代每个等位基因的频率绘制成折线图。纵坐标为等位基因频率，横坐标为世代数。不同的等位基因用不同颜色的铅笔来画。10.将所有材料放回原处以备下次使用.等位基因频率S等位基因频率s世代数量百分比频率数量百分比频率起始12345分析与讨论：1.分析数据:其中一个等位基因消失了吗？为什么？2.科学思维：你绘制的折线图说明等位基因频率和自然选择之间有什么关系？ 3.误差分析：你的小组和其他小组的数据有差别吗？如果有，差别是怎么样的？4.该实验还有哪些需要改进的地方？5.推断：如果鸟的数量增多，等位基因的频率会发生什么变化？ 6.你还能想到哪些可以使等位基因频率发生变化的因素？第 3 页
