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1、種群基因頻率的改變與生物進(jìn)化
一、教學(xué)目標(biāo)
(一)知識與技能
1.解釋種群是生物進(jìn)化的基本單位。
2.簡述基因頻率的概念及基因頻率的計(jì)算方法。
3. 解釋突變和基因重組為生物進(jìn)化提供原材料.
4.闡述自然選擇可以使種群基因頻率發(fā)生定向改.
?。ǘ┻^程與方法
1.學(xué)會(huì)獲取和整合信息.
2.運(yùn)用生物進(jìn)化觀點(diǎn)解釋一些生物現(xiàn)象。
3.學(xué)會(huì)運(yùn)用數(shù)學(xué)方法探究生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)
(三)情感態(tài)度與價(jià)值觀
1. 體驗(yàn)合作學(xué)習(xí)的樂趣
2. 樹立辯證唯物主義的認(rèn)識觀
二、教學(xué)重難點(diǎn)
重點(diǎn):1.種群、物種、基因頻率等概念。
2.突變和基因重組、自然選擇在生物進(jìn)化過程
2、中的作用
難點(diǎn):自然選擇對種群基因頻率的影響
三、教學(xué)策略
學(xué)生已經(jīng)具有一定的邏輯推理能力,并且學(xué)過基因突變、基因重組和染色體變異的相關(guān)知識,這些為本節(jié)課的授課提供了大大地幫助。但是由于知識抽象,理論性強(qiáng),計(jì)算繁瑣,學(xué)生容易厭倦,從而導(dǎo)致課堂氣氛沉悶,效果大打折扣。為此,將采取啟發(fā)式教學(xué),創(chuàng)設(shè)趣味性教學(xué)情境,有效地激發(fā)學(xué)生的求知欲,在多種活動(dòng)中探索生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)。
四、教學(xué)準(zhǔn)備
教學(xué)課件、黑白卡紙、黑白兩種棋子等
五、教學(xué)過程
教學(xué)過程
教師活動(dòng)
學(xué)生活動(dòng)
設(shè)計(jì)意圖
導(dǎo)入
同學(xué)們,請欣賞圖片,這張圖片展示了什么過程呢?
是的,關(guān)于生物進(jìn)化,達(dá)
3、爾文用“自然選擇學(xué)說”較完整地作出了闡述。隨著科學(xué)的發(fā)展,該學(xué)說不斷地被修正和完善,形成了以自然選擇學(xué)說為核心的現(xiàn)代生物進(jìn)化理論。今天我們將一起討論種群基因頻率的改變與生物進(jìn)化。請同學(xué)們把課本翻到P114(板書)。
人類的進(jìn)化
展示人類進(jìn)化圖片,吸引學(xué)生注意力,導(dǎo)入課題。
一、
種群是生物進(jìn)化的基因單位
二、自然選擇決定生物進(jìn)化的方向
4、
三、突變和基因重組為生物進(jìn)化提供原材料
首先,我們看一個(gè)例子:假如在褐色翅(基因型為aa)昆蟲的群體偶然出現(xiàn)一只綠色翅(Aa)的變異個(gè)體. 如圖所示,在綠草地中,這個(gè)變異個(gè)體的出現(xiàn),會(huì)使該群體發(fā)生什么變化?
控制綠色的基因能通過繁殖傳給后代,并且在群體中擴(kuò)散。所以研究生物的進(jìn)化不能局限于個(gè)體的變化,而是應(yīng)該關(guān)注群體的變化。引出種群的概念
種群是生物進(jìn)化的基本單位。例如生活在臥龍自然保護(hù)區(qū)的熊貓,一片草地上的蒲公英。組成種群的個(gè)體有幼年、成年、老年,每個(gè)個(gè)體含有許多基因,并且有差異。我們把一個(gè)種群中全部個(gè)體含有的全部基因稱為“基因庫”。
通過舉例分析基因頻率的計(jì)算。已知某昆蟲
5、翅的綠色由A基因控制,褐色由a基因控制。測得基因型為AA、Aa、aa的個(gè)體數(shù)分別是30、60、10個(gè)。求該種群基因A和a的頻率。
我們用數(shù)學(xué)公式來描述基因頻率:
A基因頻率與a基因頻率之和等于1,則a的頻率 = 1 – 0.6 = 0.4
過渡:
這是在特定的條件下計(jì)算的基因頻率,如果環(huán)境改變了,A基因頻率還會(huì)保持在60%嗎?
展示英國的曼徹斯特地區(qū)的樺尺蠖。樺尺蠖白天生活在樹干上。其體色受等位基因(S和s)控制,黑色對淺色是顯性的。19世紀(jì)時(shí),在長滿淺色的地衣樹干上,天敵最容易捕捉到哪種類型的個(gè)體?
當(dāng)時(shí)S基因頻率在5%以下。到了20世紀(jì)中葉,樹干被煤煙熏黑了,在黑色樹干上
6、,天敵最容易捕捉的是淺色個(gè)體。這時(shí)候S基因上升到95%。這種現(xiàn)象讓我們思考:控制淺色的s基因的頻率越來越低呢?結(jié)合所學(xué)的知識,你的答案是什么?請一位同學(xué)說說自己的觀點(diǎn)。
下面我們就一起探究自然選擇是如何影響種群基因頻率的?
老師將同學(xué)們分成6個(gè)小組,每組4個(gè)人。請看實(shí)驗(yàn)的材料:
1.黑色棋子模擬黑色的樺尺蠖白色棋子模擬淺色的個(gè)體黑、白卡紙代表樺尺蠖生活的環(huán)境。
2.每組中2位學(xué)生模擬鳥類。(備注:要根據(jù)自然規(guī)律,模擬自然選擇的過程。但不要特意捕捉某種類型個(gè)體;捕捉時(shí),背對卡紙,轉(zhuǎn)身捕捉第一眼看到的)
3.另兩位同學(xué)統(tǒng)計(jì)各種基因型剩余的個(gè)體數(shù)量并計(jì)算基因型頻率和基因頻率.在坐標(biāo)系中繪制
7、S基因頻率和s基因頻率的曲線圖。
巡查指導(dǎo),展示學(xué)生的研究結(jié)果。并設(shè)問:結(jié)合數(shù)據(jù)嘗試分析天敵對樺尺蠖種群基因頻率改變的影響。(板書)
過渡:自然界的有利變異和不利變異是怎么產(chǎn)生的?變異的途徑有哪些?
其中,基因突變和染色體變異統(tǒng)稱突變。基因突變能產(chǎn)生新的等位基因。基因重組能使種群出現(xiàn)大量的可以遺傳變異。由于突變和重組都是隨機(jī)的、不定向的,它們?yōu)樯镞M(jìn)化提供了原材料。這些原材料經(jīng)過自然選擇作用,生物朝著一定的方向進(jìn)化。生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì):種群基因頻率的定向改變。(師生總結(jié))
基因頻率改變就表示生物在進(jìn)化,生物進(jìn)化一定會(huì)形成新的物種嗎?這個(gè)內(nèi)容我們將在下節(jié)課學(xué)習(xí)。
8、
思考
回答:綠色不容易被發(fā)現(xiàn),生存幾率大。通過繁殖產(chǎn)生后代。綠色個(gè)體會(huì)越來越多。
回答:它們生活在一定區(qū)域,它們屬于同種生物,可以交配,不是機(jī)械地集合在一起。
聽講、計(jì)算
100個(gè)個(gè)體基因的總數(shù)是200個(gè)。
a的頻率 = (60 + 10×2 )/ 200 = 0.4
答:不會(huì)
答:黑色樺尺蠖
回答:環(huán)境變化
學(xué)生分組活動(dòng)、討論、分析整理數(shù)據(jù)、繪制曲線圖。
答:自然選擇淘汰掉不利變異個(gè)體,保留有利變異個(gè)體
9、,經(jīng)過繁殖產(chǎn)生更多后代,使相應(yīng)基因的頻率上升。
答:基因突變、基因重組和染色體變異
訓(xùn)練學(xué)生的語言表達(dá)能力。提出有利變異和不利變異為后續(xù)內(nèi)容的教學(xué)作出鋪墊。
學(xué)會(huì)運(yùn)用數(shù)學(xué)方法理解基因頻率的概念。
培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)結(jié)協(xié)作意識,體驗(yàn)合作學(xué)習(xí)的樂趣。
課堂鞏固練習(xí)
詳見導(dǎo)學(xué)案
練習(xí)
進(jìn)行技能訓(xùn)練,及時(shí)反饋。
假如某種群非常大,所有雌雄個(gè)體能自由交配產(chǎn)生后代,沒有遷入和遷出,沒有自然選擇,沒有發(fā)生突變。請思考該種群繁殖若干代后,其基因頻率會(huì)發(fā)生變化嗎?如何分析?
課后作業(yè)
板書設(shè)計(jì)
種群基因頻率的改變與生物進(jìn)化