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6.3種群基因組成的變化與物種的形成(教案)-2022-2023學年高一生物人教版(2019)必修二

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6.3種群基因組成的變化與物種的形成(教案)-2022-2023學年高一生物人教版(2019)必修二

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人教版(2019)必修二 遺傳與進化 第6章 生物的進化
第3節 種群基因組成的變化與物種的形成
一、教學目標的確定
課程標準與本節對應的“內容要求”是:“闡明具有優勢性狀的個體在種群中所占比例將會增加,運用統計與概率的相關知識,解釋并預測種群內某一遺傳性狀的分布及變化,”根據上述要求和建議,本節課教學目標確定如下:
1.闡述種群、種群基因庫、基因頻率等概念。
2.運用數學方法討論種群基因頻率的變化。
3.闡明自然選擇對種群基因頻率的景響。
4.說明隔離在物種形成中的作用。
二、教學重難點
教學重點
種群、種群基因庫、基因頻率等概念。
教學難點
隔離在物種形成中的作用。
三、教學步驟
1.新課導入
教師活動:展示課本思考討論中的內容,引導學生思考“現有雞還是現有蛋”這個歷史遺留問題。
教師活動:講解以上問題:這兩種觀點都有一定的道理,但都不全面。因為它們忽視了雞和蛋在基因組成上的一致性也忽視了生物的進化是以種群為單位而不是以個體為單位這一重要觀點。生物進化的過程是種群基因庫在環境的選擇作用下定向改變的過程,以新種群與祖先種群形成生殖隔離為標志,并不是在某一時刻突然有一個個體或一個生殖細胞成為一個新物種。
教師活動:因此,研究生物的進化,僅僅研究個體的表現型是否與環境相適應是不夠的,還需要研究群體的基因組成變化,這個群體就是種群。
2.新課講授
一、種群基因組成的變化
教師活動:展示相關圖片,激發學生興趣并導入種群的概念,并引導學生歸納出以下的種群三要素:同一區域、同一物種的生物、全部個體。
教師活動:歸納總結種群的特點:種群中的個體并不是機械地集合在一起,而是彼此可以交配,并通過繁殖將各自的基因傳給后代。
教師活動:種群可能在任意時刻都有出生和死亡,那么他們的基因會隨著改變嗎?
教師活動:講解種群中全部個體所含有的全部基因,引出基因庫的概念。
教師活動:引導學生閱讀教材P111內容,理解基因庫的概念,以及基因頻率的計算,并且在課件中展示基因型頻率、基因頻率和基因庫的比較的表格。
教師活動:利用課件展示遺傳平衡定律的計算公式,并展示相關計算方法。
教師活動:講解遺傳平衡的條件::(1)該種群非常大。(2)所有的雌雄個體都能自由交配。(3)沒有遷入和遷出。(4)自然選擇對不同表現型的個體沒有作用。(5)這對基因不發生突變,并且攜帶這對基因的染色體不發生變異。
教師活動:引導學生思考課本P111思考討論中的問題。
教師活動:講解要點為:
1.(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)子代種群的基因型頻率:A占60%,a占40%
(4)種群的基因頻率會同子一代一樣。
親代基因型的比值 AA(30%) Aa(60%) aa(10%)
配子的比值 A(30%) A(30%) a(30%) a(10%)
子代基因型頻率 AA(36%) Aa(48%) aa(16%)
子代基因頻率 A(60%) a(40%)
2.對自然界的種群而言,這5個條件是理想狀態,實際是不存在的,如種群數量不可能無限大;由于受地理隔離的作用,雌雄個體間會失去自由交配的機會;有個體的遷入、遷出;自然選擇會對翅色遺傳起選擇作用;基因突變頻率雖低,但卻是普遍存在的。以上事實說明,上述計算結果是在假設的理想條件下得到的。
3.若種群產生新基因A2,會使種群的基因頻率發生變化。基因A2的頻率增大還是減少,要看這一突變對生物體有利還是有害。
教師活動:針對上面數據,大家思考一下:各代基因頻率相同嗎?基因型頻率相同嗎?
教師活動:剛才提到了這五個條件,我們無法保證不會出現基因突變,所以自然界中的種群的基因頻率會不斷變化。
教師活動:講解基因突變產生新的基因,這就可以使基因頻率發生變化。
教師活動:講解可遺傳的變異來自于基因突變、基因重組和染色體變異,基因突變和染色體變異可以統稱為突變。
教師活動:生物自發突變的頻率很低,且大多數突變對生物體是有害的,它為何還能作為生物進化的原材料呢?
教師活動:展示課本相關資料,并進行計算。
教師活動:講解基因突變對種群的利與弊。
教師活動:引導學生思考課本P112探究實踐的內容,并引導學生思考,講解要點為:
1.樹干變黑會影響樺尺蛾種群中淺色個體的出生率,這是因為樹干變黑后,淺色個體容易被發現,被捕食的概率增加,許多淺色個體可能在沒有交配、產卵前就已被天敵捕食,導致其個體數減少,影響出生率。
2.直接受選擇的是表型(體色),而不是基因型。基因型并不能在自然選擇中起直接作用因為天敵在捕食樺尺蛾時,看到的是樺尺蛾的體色而不是控制體色的基因。
教師活動:講解自然選擇使基因頻率定向改變。
教師活動:講解變異是不定向的→定向的自然選擇使得種群中的不利變異被淘汰,有利變異逐漸激烈→種群基因頻率發生定向改變→生物朝一定方向緩慢進化。
教師活動:展示課本P115思考討論中的相關資料,展示相關實驗視頻或帶領學生做實驗。引導學生思考問題并進行講解。
二、隔離在物種形成中的作用
教師活動:利用課件展示相關圖片(一個馬種群、一個羊種群、一個牛種群)并提問:
1.生活在同一個草原,它們是同一個物種嗎?
2.怎樣判斷兩個種群是否屬于同一物種?
教師活動:引出物種的概念并進行總結物種概念的關鍵點:自然狀態、能相互交配、后代可育,這三點缺一不可。
教師活動:我們知道馬和驢交配產生的騾子是不可育的,在生物學上把兩個物種之間不能交配,及時交配成功也不能產生可育后代的現象稱為生殖隔離。
教師活動:展示地理隔離的相關圖片,講解地理隔離是指同一物種由于地理上的障礙而分成不同的種群,使得種群間不能發生基因交流的現象。
教師活動:那么生殖隔離和物理隔離之間是什么關系?隔離到底有什么作用?
教師活動:展示課本P116的圖片,講解我們不能判斷小鼠間是否可以交配,但是這卻給我們提供了一個物種形成的思路,說明隔離在物種形成的過程中扮演著重要角色。
教師活動:引導學生思考課本思考討論中的問題,并進行講解。講解問題要點為:
1.由于這兩個種群的個體數量都不夠多,基因頻率可能是不一樣的。
2.不一樣。因為突變是隨機發生的。
3.不同島嶼的地形和植被條件不一樣,因此環境的作用會有差別,導致種群基因頻率朝不同的方向改變。
4.不會。因為個體間有基因的交流。
教師活動:總結:地理隔離→阻斷基因交流→突變、基因重組和自然選擇→基因頻率發生定向改變→基因庫出現差異→生殖隔離→新物種。
四、板書設計
第六章 第3節 種群基因組成的變化與物種的形成
一、種群基因組成的變化
種群和基因庫
種群基因頻率的變化
自然選擇對種群基因頻率變化的影響
在自然選擇的作用下,種群的基因頻率會發生定向改變,導致生物朝著一定的方向不斷進化。
二、隔離在物種形成中的作用
物種的概念
隔離及其在物種形成中的作用
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