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1、2022年高二生物 人類的起源和發(fā)展(第2課時(shí))教案
教學(xué)目的
1.了解達(dá)爾文自然選擇學(xué)說(shuō)的主要內(nèi)容。
2.了解種群,種群基因庫(kù)、基因頻率的概念,以及基因頻率的計(jì)算方法。
3.了解突變和基因重組為生物進(jìn)化提供原材料的原因。
4.通過(guò)對(duì)樺尺蠖在工業(yè)區(qū)體色變黑例子的學(xué)習(xí),了解自然選擇在生物進(jìn)化中的作
用。
5.了解隔離的概念和類型,以及隔離與物種形成的關(guān)系。
教學(xué)重點(diǎn)
1.基因頻率的概念。
2.自然選擇在生物進(jìn)化過(guò)程中的作用。
3.隔離的概念和類型,以及物種形成的方式。
教學(xué)難點(diǎn)
1.基因頻率的概念和計(jì)算方法。
2.自然選
2、擇在生物進(jìn)化過(guò)程中的作用。
教學(xué)用具
1.非洲野牛遷徒生活的錄像片斷。
2.英國(guó)曼徹斯特地區(qū)18世紀(jì)中期到20世紀(jì)中期淺色型和黑色型樺尺蠖數(shù)量變化
的CAI課件。
3.加拉帕克斯島地雀演化的CAI課件。
教學(xué)方法
教師講述,學(xué)生歸納,探究相結(jié)合。
課時(shí)安排
二課時(shí)
板 書(shū)
教學(xué)過(guò)程
第七章 生物的進(jìn)化
第一節(jié)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論簡(jiǎn)介
(二)突變和基因重組產(chǎn)生生物進(jìn)化的原材料
1.種群中基因突變的特點(diǎn):
突變數(shù)很大、不定向的
2.種群基因重組的
結(jié)果:
產(chǎn)生更多變異、不定向的
3、
結(jié)論:提供進(jìn)化的原材料。
(三)自然選擇決定生物進(jìn)化的方向
原因是:
淘汰不利變異基因、積累有利變異基因
結(jié)果是:
使基因頻率定向改變。
(四)隔離導(dǎo)致物種的形成
1.物種的定義
2.物種區(qū)分的主要依據(jù)是:有無(wú)生殖隔離
3.物種形成的原因:
突變和基因重組、自然選擇、隔離
綜合作用的結(jié)果
第二課時(shí)
引言:我們已經(jīng)知道了:(1)生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變。(2)種群是生物進(jìn)化的單位。(3)影響種群基因頻率改變的因素有基因突變、基因重組、
4、自然選擇。
提問(wèn):基因突變與基因頻率的改變有什么關(guān)系呢?
?。ɑ卮穑夯蛲蛔兪强蛇z傳變異的根本來(lái)源。這是因?yàn)榛蛲蛔兛僧a(chǎn)生新基因(等位基因),是基因頻率改變的基礎(chǔ)。)
提問(wèn):基因突變有什么特點(diǎn)?
回答:基因突變的特點(diǎn)有:
?。?)普遍存在的;
(2)隨機(jī)發(fā)生的;
?。?)突變頻率是很低的;
?。?)多數(shù)對(duì)生物體是有害的;
?。?)不定向的。
講述:自然界中生物的自然突變頻率很低,而且一般對(duì)生物體是有害的。
提問(wèn):為什么還能夠改變種群中的基因頻率呢?
回答:這是因?yàn)榉N群都由許多個(gè)體組成,每個(gè)個(gè)體都有成千上萬(wàn)個(gè)基因,雖然每個(gè)基因的突變率
5、很低,但每個(gè)種群的每一代都會(huì)產(chǎn)生大量的突變基因。
講述:例如,果蠅約有104萬(wàn)對(duì)基因,假定每個(gè)基因的突變率都是10-5,若有一個(gè)中等數(shù)量的果蠅種群(約有108個(gè)個(gè)體),請(qǐng)同學(xué)們計(jì)算出每一代出現(xiàn)基因突變數(shù)是多少?(由學(xué)生計(jì)算得出結(jié)論)每一代出現(xiàn)基因突變數(shù)是107個(gè)。說(shuō)明種群中每一代產(chǎn)生的基因突變的數(shù)量是很大的,并通過(guò)繁殖得到積累是基因頻率改變的基礎(chǔ)。突變有利有害不是絕對(duì)的,是相對(duì)的。這取決于生物的生存環(huán)境。再次出示英國(guó)曼徹斯特地區(qū)19世紀(jì)中期到20世紀(jì)中期淺色樺尺蠖和黑色樺尺蠖比例變化的畫(huà)面,引導(dǎo)學(xué)生答出(S)黑色基因是基因突變產(chǎn)生的,對(duì)樺尺蠖的生存是有害的,但隨著英國(guó)工業(yè)的發(fā)展,樺尺蠖生
6、存環(huán)境的改變,有害的基因(S)變?yōu)橛欣幕?。因此說(shuō),突變基因的有害與有利是相對(duì)的,不是絕對(duì)的。
提問(wèn):基因重組與基因頻率的改變有什么關(guān)系?
回答:由于基因突變是不定向的,突變的結(jié)果可產(chǎn)生相應(yīng)的等位基因。如前所述,假如人的23對(duì)同源染色體上都有一對(duì)等位基因,通過(guò)減數(shù)分裂和受精作用,在后代中則可產(chǎn)生6′107個(gè)以上基因重組類型,使種群中出現(xiàn)大量的可遺傳變異,從而使突變基因頻率擴(kuò)增。由于這些變異的產(chǎn)生是不定向的,無(wú)法定向改變基因頻率。
設(shè)問(wèn):生物進(jìn)化的方向是如何決定的呢?
請(qǐng)同學(xué)們閱讀課文P66頁(yè)(第二段)P67(第一段),同時(shí)回憶CAI課件所展示的結(jié)果,四人一組討論,從宏
7、觀(性狀)和微觀(基因)兩個(gè)方面分析英國(guó)曼徹斯特地區(qū)從19世紀(jì)中期到20世紀(jì)中期,樺尺蠖比例的變化,說(shuō)明樺尺蠖進(jìn)化過(guò)程的原因。
講述:1.從宏觀(性狀)上來(lái)看進(jìn)化過(guò)程為:19世紀(jì)中期樺尺蠖的淺色性狀與環(huán)境色彩相似,屬于保護(hù)色,較能適應(yīng)環(huán)境而大量生存;黑色性狀與環(huán)境色彩差異很大,不能適應(yīng)環(huán)境,易被捕食者捕食,因此,突變產(chǎn)生后,后代的個(gè)體數(shù)受到限制。19世紀(jì)中期到20世紀(jì)中期,由于地衣死亡,樺尺蠖棲息的樹(shù)干裸露并被煙熏黑,使得黑色性狀與環(huán)境色彩相似而大量生存,淺色性狀與環(huán)境色彩差異很大,易被捕食者捕食而大量被淘汰。表現(xiàn)為適者生存,不適者被淘汰。
2.從微觀(基因)來(lái)看進(jìn)化過(guò)程為: 19
8、世紀(jì)中期以前,由于黑色基因(S)為不利變異基因,控制的性狀不能適應(yīng)環(huán)境而受到限制,因此,當(dāng)時(shí)種群中淺色基因(s)的頻率為95%,黑色基因(S)的頻率為5%。到20世紀(jì)中期由于黑色基因(S)控制的性狀能適應(yīng)環(huán)境而大量生存并繁殖后代,淺色基因(s)控制的性狀不能適應(yīng)環(huán)境而大量被淘汰,使后代數(shù)量大量減少。淺色基因(s)的頻率下降為5%,黑色基因(S)的頻率上升為95%。結(jié)果是淘汰了不利變異的基因并保留了有利變異基因,通過(guò)遺傳逐漸積累。
由此可見(jiàn),種群產(chǎn)生的變異是不定向的,經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的自然選擇和種群的繁殖使有利變異基因不斷積累,不利變異基因逐代淘汰,使種群的基因頻率發(fā)生了定向改變,導(dǎo)致生物朝一定方
9、向緩慢進(jìn)化。因此,定向的自然選擇決定了生物進(jìn)化的方向。
請(qǐng)根據(jù)樺尺蠖的進(jìn)化過(guò)程分析:
?。?)是否產(chǎn)生了新的物種,為什么?
回答:沒(méi)有產(chǎn)生新的物種,因?yàn)槁鼜厮固氐貐^(qū)的樺尺蠖是一個(gè)種群,個(gè)體之間彼此可以自由交配,實(shí)現(xiàn)基因交流,并通過(guò)繁殖將各自的基因傳遞給后代。
提問(wèn):(2)什么是物種?物種又是如何形成的?(板書(shū))
回答:物種是指分布在一定的自然區(qū)域內(nèi),具有一定的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能,而且在自然狀態(tài)下能夠相互交配和繁殖,并能夠產(chǎn)生可育后代的一群生物個(gè)體。即物種是代代相傳保持一個(gè)共同基因庫(kù)的群體。
提問(wèn):騾子是怎樣產(chǎn)生的?能否傳種接代?說(shuō)明什么問(wèn)題?
回答:騾子
10、是馬和驢的雜交后代,不能繁殖,原因是馬和驢是兩個(gè)物種。
講述:這一事實(shí)說(shuō)明不同物種之間不能交配,或即使交配成功,也不能產(chǎn)生可育的后代,該現(xiàn)象稱之為生殖隔離。
請(qǐng)分析說(shuō)明:區(qū)分物種的主要依據(jù)是什么?
回答:區(qū)分物種的主要依據(jù)是有無(wú)生殖隔離。
提問(wèn):生殖隔離(物種)形成的主要原因是什么?
觀看:演示CAI課件,給出加拉帕戈斯群島的地圖。請(qǐng)同
學(xué)們用地理知識(shí)估算島與島之間的距離。再出示不同島上的植被情況(突出果實(shí)的大?。寣W(xué)生了解各島嶼的生存條件。最后出示有不同特征的地雀,特別突出地雀喙形大小的特征,然后讓學(xué)生根據(jù)地雀的特征和島嶼生存條件將地雀安放在適宜的島上(放錯(cuò)
11、會(huì)發(fā)出鳴響)。
講述:加拉帕戈斯群島上的14種地雀都起源于同一個(gè)物
種,是南美雀類的后代。請(qǐng)同學(xué)們分析,它們形態(tài)特征形成顯著差異的原因是什么?
提問(wèn):加拉帕戈斯群島之間的水域起了什么作用。
回答:起到地理隔離的作用。
講述:一個(gè)種群由于地理環(huán)境原因被分割成了許多個(gè)小的種群——這種隔離稱為地理隔離。被地理?xiàng)l件隔開(kāi)的小種群的基因組成或基因頻率起初就不可能完全相同。
提問(wèn):根據(jù)基因突變的隨機(jī)性的特點(diǎn),長(zhǎng)期的隔離對(duì)不同島嶼上地雀小種群的基因組成有什么影響?
回答:由于突變是隨機(jī)的,被分割的小種群可能會(huì)出現(xiàn)完全不同的突變。由于地理隔離,各種群間沒(méi)有基因交流,因此一個(gè)
12、種群中的突變自然不會(huì)引起另一種群的改變。
提問(wèn):根據(jù)不同島嶼的生態(tài)環(huán)境特點(diǎn)分析14種地雀形成顯著差異的根本原因是什么?
回答:由于地理隔離,各種群生活在不同的生態(tài)環(huán)境中,因而有不同的選擇方向。即,不同種群選擇保留下的基因不同,使分開(kāi)的種群的基因庫(kù)組成和基因頻率產(chǎn)生了很大的差異。這就是14種地雀形態(tài)特征顯著差異的根本原因。
講述:經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期地理隔離,不同種群在形態(tài)特征。生活習(xí)性上有了顯著的差異,若再次相遇仍能交配和繁殖可育后代,這樣的不同種群稱之為亞種。如,東北虎和華南虎屬于不同的虎亞種。如果通過(guò)長(zhǎng)期的地理隔離,使不同種群個(gè)體之間形成生殖隔離(不能發(fā)生基因交流)。新物種就產(chǎn)生了,如,加拉帕戈斯群島上的14種地雀的形成過(guò)程,就是長(zhǎng)期的地理隔離導(dǎo)致生殖隔離的結(jié)果。
因此說(shuō):物種形成的原因是突變和基因重組。自然選擇及隔離三個(gè)基本環(huán)節(jié)綜合作用的結(jié)果。不同新物種形成的過(guò)程進(jìn)行的十分緩慢,往往需要成千上萬(wàn)代甚至更長(zhǎng)。
小結(jié):現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的基本觀點(diǎn)是:
進(jìn)化的基本單位是種群
進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變
物種形成的基本環(huán)節(jié)是:
突變和基因重組——提供進(jìn)化的原材料
自然選擇——基因頻率定向改變,決定進(jìn)化的方向。
隔離——物種形成的必要條件
鞏固練習(xí):(課后習(xí)題)