資源簡介

《進化性變化是怎樣發生的》
508026035教材分析
教材分析
本節是高中生物必修二（浙科版），第五章生物的進化，第二節內容。本節課著重學習進化，教材首先安排選擇是進化的動力，交代進化性變化發生的前提是可遺傳變異，這是進化的前提，但學生往往在認識自然選擇時忽視這的原材料，故教材安排人工選育的眾多金魚類型來體現人工選擇，為自然選擇做鋪墊，之后進行自然選擇的學習，包括目的（適應當地環境）、手段（生存斗爭）、對象（自然界中的生物）、結果（優勝劣汰，適者生存）。為此教材安排一活動：模擬自然選擇。旨在使加深學生對自然選擇的本質體會，有個親身體驗過程，增強知識的遷移。接著，教材安排種群的變異性，進而強化進化的前提可遺傳變異，通過變異產生新的基因，通過基因重組產生形形色色的基因型，導致生物的多樣性，每個個體在遺傳上都是獨特的和有差異的。知道基因庫，會計算基因頻率和基因型頻率即可，并能分析種群基因頻率的平衡和變化。
。8255122555教學目標
教學目標
【知識與能力目標】
1、能舉例說明選擇是進化的動力；
2、能通過例子闡明自然選擇與生物進化的關系；
3、大部分知道變異和基因重組是產生生物進化的原材料；
4、清楚變異產生新的基因，親代傳遞給子代的是親代的基因而不是性狀；
5、能準確計算基因頻率和基因型頻率。
6、舉例說明自然選擇導致生物的適應
【過程與方法目標】
通過比較分析，提高分析和語言表達能力；
通過小組合作完成小組任務，提高合作交流和實踐能力；
3、通過課后相關資料搜集，提高知識遷移和應用能力。
【情感態度價值觀目標】
1、通過達爾文環球考察，培養科學源于生活的認識，善于觀察思考身邊的現象。
63540005教學重難點
教學重難點
【教學重點】
本節課的重點是闡明自然選擇與生物進化的關系。課上情境創設，以長頸鹿進化為例，縱觀長頸鹿進化各時期的圖片，學生發揮其想象力，使歷史在課堂上“再演”。本人通過數學模型模擬自然選擇分析基因和基因型頻率計算。
【教學難點】
進化論角度解釋生物的多樣性與統一性。
444573660課前準備
課前準備

課件制作
762092710教學過程
教學過程
教學內容
教師的組織和引導
學生活動
教學意圖
引入新課
【導入】前面提到的加拉帕戈斯群島上13種地雀，由于不同的生活環境，使得它們的喙差別很大，以適應不同的環境，我們將這種變化稱之為進化性變化，這種進化性變化是怎樣發生的呢？接下來，我們一起學習第二節：進化性變化是怎樣發生的。
思考討論
提出問題，激發興趣。
一、選擇是進化的動力
我們的生活中也不乏進化性變化的例子，比如人類忠誠的朋友——狗。以狗的品種為例，介紹人工選擇。
【提問】1、這四種不同的家犬是否屬于同一個物種？他們有共同的祖先么？是誰？
（屬于同一個物種，有共同的祖先狼）
2、狼為什么會出現這么多不同類型的品種呢？變異
3、變異產生的類型都是我們需要的么？（不是）人們根據自己需要挑選合乎要求的變異個體，淘汰其它。
3、人類在這一過程當中起了什么作用？ 選擇
4、經過一次變異，一次選擇會產生這么顯著的差異么？不會，因為一次變異的差異是很微小的
5、如何才能產生這么顯著的差異呢？
通過數代選擇，有利變異不斷積累，從而培育出新品種
【總結】變異是前提，是不定向的，而我們人類在這個過程當中只是起了選擇作用。
【過渡】人工選擇為自然界中生物的進化提供了重要的參考信息，達爾文深受啟發。
【講述】在這次航行中，達爾文曾經到過叫克格倫島的海島上，在海島上他發現有一種昆蟲，非常奇怪的是要么就是翅膀異常強壯，飛行能力非常強，要么就是無翅或殘翅，不會飛甚至在地上爬？這是為什么呢？
【講述】由于變異應該有多種類型，變異是不定向的。大風大浪起什么作用（自然選擇）
【總結】自然選擇的機制：
可遺傳變異（生物進化的前提）（不定向）
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自然選擇（生物進化的重要動力和機制）（定向）
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有利變異逐漸積累
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新類型、新物種產生
思考并回答問題，歸納新物種形成過程、可遺傳變異及自然選擇在進化中的作用。
從生活實際出發，過渡至自然選擇，易于學生接受。
二、種群的變異性
【過渡】在達爾文看來，在種群中普遍存在可遺傳變異是自然選擇的前提，也是生物進化的前提。可對于可遺傳變異如何產生如此多的變異類型，達爾文還不能做出科學的解釋，而現代生物進化理論從遺傳學的角度給出了答案。
【講解】生物通過變異產生新的基因，通過基因重組產生形形色色的基因型。
基因座位：一個特定基因在染色體上的位置。
基因型種類多樣原因（以人為例）：
1、23對染色體，35000對左右基因，每種生物個體平均約10％雜合，每一物種平均30％左右雜合。
2、等位基因通過有性生殖形成數目巨大的基因型。一對等位基因形成3種基因型，n對等位基因形成3*n種基因型。人的基因型的數目就約為3*10500.
思考并計算基因型數目。
通過基因型種類的分析，理解種群變異多樣性的原因。
三、種群基因頻率的平衡和變化
【講述】可見，研究生物的進化，僅研究個體的表現型是否與環境相適應時不夠的，更應該考慮決定表現型的基因在群體世代中的傳遞和分配以及基因型變化的規律，這是達爾文限于當時的科學水平而沒有考慮的。接下來，我們就從基因水平來探討生物的進化。
【提問】要從基因水平來研究生物的進化，僅關注單個生物個體行嗎？絕大多數生物無法靠單個個體完成生殖，即無法實現基因的傳遞
【講述】那么我們研究的對象就應該是在一定區域中同種生物的全部個體——種群，種群是生物繁殖的基本單位。
基因庫：我們就將一個生物種群的全部等位基因叫做這個種群的基因庫。
基因頻率：在種群中，某一個等位基因的數目占這個基因可能出現的所有等位基因總數的比例，即為基因頻率。
例1:一個豌豆種群全部由白花豌豆組成（紫花對白花為顯性），求紫花基因和白花基因的頻率各為多少？
例2:某小學的小學生中，基因型的比例為XBXB（42.32％）、XBXb（7.36％）、XbXb（0.32％）、XBY（46％）、XbY（4％），則在該地區XB和Xb的基因頻率分別為？
【講述】任何一個生物種群都有由它所包含的各種表現型的個體組成，而表現型又是由基因型決定的，我們就把每種基因型個體數占種群總個體數的比例就叫做基因型頻率。
例：在某昆蟲種群中，決定翅型為長翅為A，殘翅為a，從這個種群中國年隨機抽取100個個體，測得基因型為AA和Aa的個體分別是30、60個，求aa的基因型頻率。
【講述】假設在一個種群中有一對等位基因A和a，基因A的頻率為p，基因a的頻率為q，則p與q有怎樣的關系？p＋q=1。由這對等位基因構成的基因型有三種，即AA、Aa、aa，其個體數目分別為d、h、r。那么，由這些基因型構成的種群總個體數目N =d＋h＋r。AA、Aa、aa的基因型頻率分別為D、H、R，三者有什么關系？D＋H＋R=1。
【學生推算】用N、d、h、r來表示D、H、R、p、q。（5名同學黑板書寫），并推算出基因頻率和基因型頻率的關系。一個等位基因的頻率=該等位基因純合子的頻率＋1/2雜合子的頻率。
【學生活動】通過計算討論種群中基因型頻率和基因頻率的變化。
【講解】講解活動內容，重點強調生殖細胞中的基因頻率計算及隨機交配下第一代基因型頻率。
【提問】通過計算能否發現，種群中某個基因發生突變后，經過幾代隨機交配就可以保持基因型頻率和基因頻率的穩定？一代，而且在隨后的幾代中，基因頻率和基因型頻率都未發生變化。
【講述】這個規律在上個世紀初就已經被發現，稱遺傳平衡，也稱為Hardy-Weinberg平衡。當種群處于遺傳平衡時，純合子和雜合子的比例可以用種群中每個等位基因的頻率計算出來D=p2， H=2pq,R=q2，而且p2+2pq+ q2=1。利用這個遺傳平衡定律，我們可以快速判斷某個種群是否處于遺傳平衡狀態。
知識遷移?
種群1?1%AA 98% Aa 1%aa
種群2?64%AA 32% Aa 4%aa
【提問】為什么有的種群平衡，有的種群不平衡？什么因素在維持一個種群的平衡？哪些因素又能打破這種平衡？
【突變】摩爾根的果蠅，起初時只有紅眼，即只有紅眼基因，如今種群中為何存在了白眼基因？是什么導致了基因頻率的改變，進而打破了遺傳平衡？突變。那么請問：突變一定會使種群的基因頻率發生改變嗎？研究證明，基因突變一個特點是少利多害，大多數突變是有害的，突變基因不會在種群中擴展而會被刪除掉。但少數突變基因是有利的，則可能被保留和擴增，從而引起基因庫較大的變化。（A-a的同時a-A）
因此，遺傳平衡定律前提之一是沒有突變。
【基因遷移】假如摩爾根將其養的一部分果蠅送給了薩頓，該種群的遺傳平衡還存在嗎？
總結：1、單向遷出或遷入：獲得或丟失一些等位基因。
2、雙向遷移：種群間遺傳差異的減少，種群內變異量增大。問：基因遷移一定會使種群基因頻率發生改變嗎？
因此，遺傳平衡定律前提之二是沒有遷移。
【遺傳漂變】學生計算并列表對比：
從圖表中的對比我們可以發現：在一個比較小的種群中，一起偶然的事件往往可以引起種群基因頻率發生較大的改變。這種現象叫做遺傳漂變，且種群越小，遺傳漂變越顯著。因此，遺傳平衡定律前提之三是種群足夠大。
【非隨機交配】提問：豌豆是閉花授粉植物，這樣幾代后基因型頻率會有何變化？純合子越來越多。像這樣，在一個種群中，相鄰的兩個個體最可能發生交配，這種趨勢助長了近親交配，使雜合的基因型減少，純合的基因型增加。請問：這一現象導致基因頻率發生改變了嗎？雖然基因頻率未發生改變，但隱性性狀往往對個體存活合生殖能力是不利的，這就會進一步影響下一代種群基因庫的基因頻率和基因型頻率。?
因此，遺傳平衡定律前提之四是隨機交配。
【自然選擇】從自然選擇的角度分析基因頻率的變化。有利性狀被保留，也就伴隨著有利的基因相對多的留給了后代，不利性狀的基因被淘汰。由此，基因頻率相應的發生改變。
因此，遺傳平衡定律前提之五是沒有選擇。
【歸納概念】因此，哈迪－溫伯格定律完整的定義即為：在一個大的隨機交配的種群中，基因頻率和基因型頻率在沒有遷移、突變、選擇的情況下，世代相傳不發生變化。（滿足五個因素）
【提問】在滿足遺傳平衡的條件下，生物世世代代下去，和原來相比，將會有什么變化？?
【歸納】也就是說，生物沒有進化性改變。而在自然界里，多數種群都不能能滿足這5個條件。因此種群
的基因頻率和基因型頻率是在不斷發生變化的。經過世世代代的積累，這些微小的變化就會積累成顯著的變異。也就表現為生物的進化。
因此，從基因水平來看，生物進化的實質是什么？
生物進化的過程實質就是種群的基因頻率發生變化的過程。 ?
所以種群不僅是生殖的單位，也是生物進化的單位。
思考并回答問題，動手操作計算，理解并學會應用遺傳平衡定律。
分析影響遺傳平衡定律因素。
使學生在自主探究過程中發現遺傳平衡定律 。
通過數學計算讓學生體會學科間綜合的科學研究方法。 領會遺傳平衡
的含義。
培養學生從生物學現象中發現生物學規律的能力。
四、自然選擇導致適應
【過渡】接下來，我們放松一下，考考大家的眼力。
【講述】樺尺蠖體色有兩種表現型，野生型蛾子是灰色（aa），突變型是黑色（AA、Aa）。請找出這幅圖中黑色樺尺蠖和白色樺尺蠖。該圖為在沒有受工業污染的森林里，樺尺蠖生長的環境。
【提問】從基因頻率的角度，接下來該種群兩種樺尺蠖數目的變化？
由于自然選擇，使得基因A的基因頻率降低。灰色的野生型占絕對優勢。
【講述】后來，工業污染使地衣消失，請預測種群兩種樺尺蠖的發展趨勢？
自然選擇的方向發生了變化，這種變化使得種群更適應環境。
【總結】我們將這種進化現象稱之為適應性進化，這種進化性變化是自然選擇造成的。因此，自然選擇不是進化的唯一因素，但確是適應進化的唯一因素。
【其他實例】金黃色葡萄球菌的抗藥性。小資料：抗生素列為處方藥。
五、異地的和同地的物種形成
【提問】種群發生了進化一定導致新物種的形成嗎？東北虎和華南虎
異地物種的形成：以加拉帕戈斯群島的地雀為例
同地物種的形成：以二倍體和四倍體無籽西瓜為例
【對比】物種形成與生物進化的關系。
總結
生物進化的基本單位——種群
生物進化的原材料——可遺傳變異
生物進化的方向——自然選擇
生物進化的實質——種群基因頻率的改變
-20955154940教學反思
教學反思
略。

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