7。2第2节现代生物进化理论的主要内容

　　第2节现代生物进化理论的主要内容一、知识结构
　　二、教学目标 1、解释种群、种群基因库、基因频率等概念。 2、运用数学方法讨论种群基因频率的变化。 3、说明现代生物进化理论的主要内容。 4、举例说明共同进化和生物多样性形成的原因。 5、形成生物进化的观点和生物进化理论在发展的观念。三、教学重点、难点及解决方法 1、教学重点及解决方法[教学重点] ⑴种群、物种、基因频率、隔离等概念。⑵突变和基因重组、自然选择、隔离在生物进化过程中的作用。[解决方法]⑴通过具体的实例和计算来理解相关的概念。⑵通过探究活动的教学理解综合因素在生物进化过程中的作用。2、教学难点及解决方法[教学难点]⑴基因频率的概念。⑵自然选择对种群基因频率的影响。⑶隔离在物种形成的作用。[解决方法]⑴通过练习计算基因频率掌握此概念。⑵指导学生阅读教材p116—117的资料，提出问题→作出假设→制定探究方案。⑶以桦尺蠖为例讲隔离的作用。四、课时安排4课时。五、教学方法直观教学法、讨论法、讲解法。六、教学具准备图片。七、学生活动1、学生讨论发表看法，阅读教材，计算等。2、学生思考、回答相关问题。八、教学程序（一）明确目标（二）重点、难点的学习与目标完成过程第1课时上节课我们学习了达尔文自然选择学说的主要观点，下面请同学们依据该学说的基本观点，分析下面的情境：“如果在灰色翅（基因型为aa）昆虫的群体中偶然出现一只绿色翅（基因型为aa）的变异个体，且绿色比灰色更不易被捕食。那么，昆虫的翅色将怎样变化？”结合学生的讨论，提出质疑：该绿色个体能很好生活下来，它体内的a 基因怎样才能传递给子代呢？如果aa与其他个体交配生殖，后代还会是绿色的吗？讨论发现，出现有利变异个体的有利基因只有在群体中，通过有性生殖才能世代延续，另外有利变异个体的后代不一定能真实遗传。因此，研究生物的进化，仅仅研究个体的表现型是否与环境相适应是不够的，还需要研究群体的基因组成的变化，这个群体就是种群。怎样的一群生物个体可以称为种群呢？一个生物“种”或“物种”与种群有何区别呢？人们为什么要提出“种群”这个概念呢？归纳出：自然界的物种实际上是以一个个种群存在的，种群是物种繁衍、进化的基本单位。它为研究生物与环境的关系和物种的变化带来了方便。性状是由基因控制的，研究生物的进化必须研究种群的基因组成和变化。如何分析种群的基因组成和变化呢？由此人们提出基因库和基因频率的概念。什么是基因库？基因频率的含义是什么？请学生计算下面假设的种群的一对等位基因的基因频率：某昆虫种群中，绿色翅的基因为a，褐色翅的基因为a，调查发现，aa、aa、aa的个体分别占20、60、20，那么a和a的基因频率各是多少？计算得知，该种群基因a的频率为50%，基因a的频率为50%，如果让该种群随机交配，依据孟德尔遗传定律，子一代、子二代的基因型频率和基因频率又会怎样呢？从后代的基因型频率和基因频率的计算结果中，发现了什么现象？如果种群基因型频率和基因频率世代稳定不变，生物将无法进化，显然与事实不符。自然界种群的基因频率能世代不变吗？为什么？显然，同时满足以上5个条件是不可能的，即使前4个条件可以满足，基因突变和染色体变异总会发生的。为什么？以上5种因素中哪些因素是影响基因频率变化的根本原因？（三）总结种群是生物进化的基本单位，种群基因库和基因频率的概念及相关计算。（四）作业布置教材p118练习一1、2。（五）板书设计第2节现代生物进化理论的主要内容一、种群基因频率的改变与生物进化（一）种群是生物进化的基本单位1、种群2、基因库 第2课时从上节大家已经知道，自然界种群的基因频率变化是必然的。能说明原因吗？ 变异对生物进化会产生何种影响？ 首先请同学们回忆变异的类型。 所有的变异都能导致基因频率的变化吗？为什么？ 教师结合学生的回答，不断质疑、启发、引导。 在三种可遗传的变异来源中，基因突变和染色体变异可以统称为突变。突变和基因重组对于种群遗传组成的改变一样吗？为什么？ 在自然情况下，突变的频率很低，且多数有害，对生物进化有重要意义吗？ 自然界生物进化是有方向的，生物具有普遍的适应现象。突变和基因重组产生的变异有方向吗？它们会使生物产生适应性吗？ 生物进化的方向是什么因素决定的呢？请探究下面问题。 如何解释桦尺蠖种群中s基因的频率越来越低的现象？ 大家提出的解释或假设合理吗？下面我们可以创设一个情境，探究假设的合理性。明确探究任务，提出具体要求。指导学生讨论、计算，将结果填写在表格中。分析计算结果，给你什么启示？环境对桦尺蠖产生了怎样的影响？在自然选择作用中，直接受选择的基因型还是表现型？（三）总结突变和重组为生物进化提供了原始材料，自然选择可以使基因频率发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化。（四）作业布置教材p118练习一3、二。（五）板书设计（二）突变和基因重组产生进化的原材料（三）自然选择决定生物进化的方向第3课时导入：英国曼彻斯特地区的桦尺蠖，虽然基因频率发生了很大变化，那么这一地区的两种颜色的桦尺蠖是同一物种还是两个物种呢？我们怎样判断两个种群是否属于一个物种呢？一、物种的概念以生活在一个草原上的全部驴、马为例，设问：1、驴种群个体间、马种群个体间能相互交配且产生可育后代吗？2、马和驴能相互交配吗？3、骡子可育吗？4、什么是物种？5、为什么马和驴不属于同一物种？学生阅读教材p119相关内容回答之。教师：曼彻斯特地区的桦尺蠖，虽然基因频率发生很大的定向变化，但并没有形成新物种。只要物种的种群之间和种群内部个体之间，没有阻止基因交流，遗传组成的差异就不会拉大，新物种就难以形成。什么因素可以阻止种群间基因交流呢？隔离常见的类型有地理隔离和生殖隔离。同一种生物由于地理上的障碍而分成不同的种群，使得种群间不能发生基因交流的现象，叫做地理隔离。例如，东北虎和华南虎分别生活在我国的东北地区和华南地区，这两个地区之间的辽阔地带就起到了地理隔离的作用。二、隔离在物种形成中的作用多媒体显示教材p119两幅假想情境图。提问：1、在一个山谷中，有一个鼠种群在“快乐”地生活着。雌鼠和雄鼠之间可以自由交配，繁衍后代。这说明了什么？2、当这群鼠被大河分开后它们是一个种群还是两个种群？3、几千年后河流干涸了，两个鼠种群又会合在一起，它们之间还能自由交配吗？4、是什么原因造成它们分化的？教师总结归纳。课件显示加拉帕戈斯群岛的地雀。提问：教材p120[资料分析]中的4个问题。教师总结归纳：
　　三、种群与物种的区别与联系                                                                        种群                                    物种                                                    概念                                    生活在一定区域的同种生物的全部个体                                    能够在自然状况下相互交配并且产生可育后代的一群生物                                                    范围                                    较小范围内的同种生物的个体                                    分布在不同区域内的同种生物的许多种群组成                                                    判断标准                                    种群必须具备“三同”；即同一时间、同一地点、同一物种                                    主要是形态特征和能否自由交配并产生可育后代                                                    联系                                    一个物种可以包括许多种群，同一个物种的多个种群之间存在着地理隔离，长期发展下去可成为不同亚种，进而可能形成多个新种。                        （三）总结物种的概念，地理隔离、生殖隔离的概念及隔离在物种形成中的作用。（四）作业布置教材p121练习，p122技能训练（五）板书设计二、隔离与物种的形成一、物种的概念1、物种的概念
　　二、隔离在物种形成中的作用三、种群与物种的区别与联系                                                                        种群                                    物种                                                    概念                                    生活在一定区域的同种生物的全部个体                                    能够在自然状况下相互交配并且产生可育后代的一群生物                                                    范围                                    较小范围内的同种生物的个体                                    分布在不同区域内的同种生物的许多种群组成                                                    判断标准                                    种群必须具备“三同”；即同一时间、同一地点、同一物种                                    主要是形态特征和能否自由交配并产生可育后代                                                    联系                                    一个物种可以包括许多种群，同一个物种的多个种群之间存在着地理隔离，长期发展下去可成为不同亚种，进而可能形成多个新种。                        第4课时导言：目前我们已经知道的生物大约有200万种，这些生物是怎样来的？今天这节课我们一起来探讨一下。一、共同进化学生阅读教材p123内容，回答下列问题：1、在捕食者和被捕食者当中，怎样的个体才会生存下来？为什么？2、捕食者的存在是否对被捕食者有害无益呢？为什么？3、结合教材p123图7—9说说两种生物是如何进化的？教师总结归纳。不仅不同种生物之间在进化上密切相关，生物的进化与无机环境的变化也是相互影响的。例如，地球上原始大气中是没有氧气的，因此，最早出现的生物都是厌氧的；最早的光合生物的出现，使得原始大气中有了氧气，这就为好氧生物创造了前提条件。不同物种之间，生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，这就是共同进化。通过漫长的共同进化过程，地球上不仅出现了千姿百态的物种，且形成了多种多样的生态系统。生物的多样性是如何形成的呢？二、生物多样性的形成课件显示教材p124生物进化的历程示意图。设置相关问题：见教材p124[思考与讨论]中的5个问题。教师归纳总结
　　代                                    纪                                    世                                    百万年前                                    植物                                    动物                                                    古生代                                    二叠纪                                                                        286~245                                    大绝灭                                                    松柏类出现                                    爬行类多样化，两栖类衰退                                                    石炭纪                                                                        360~286                                    成煤森林时代：石松、问荆和蕨类繁盛                                    两栖类多样化，爬行类首次出现，昆虫类经历第一次大的适应辐射                                                    泥盆纪                                                                        408~360                                    大绝灭                                                                                                                            种子蕨类首次出现                                    有颌鱼类多样化并统治海洋，昆虫、两栖类首次出现                                                    志留纪                                                                        438~408                                    低矮的维管束植物在陆地出现                                    有颌类鱼类首次出现                                                    奥陶纪                                                                        505~438                                    大绝灭                                                    海洋藻类繁盛                                    无脊椎动物广泛分布并多样化，无颌鱼类及脊椎动物首次出现                                                    寒武纪                                                                        570~505                                    海洋藻类繁盛                                    具外骨骼的无脊椎动物占统治地位                                                    前寒武纪（4600百万年~570百万年以前）                                    700                                    多细胞生物出现                                                    2100                                    真核细胞首次出现                                                    3500~3100                                    原核细胞在叠层岩中首次出现                                                    4600                                    地球形成时期                                                    中生代                                    白垩纪                                                                        144~66                                    显花植物广泛分布，松柏类衰退                                    恐龙和大多数爬行类绝灭，胎盘哺乳类和现代昆虫群出现                                                    侏罗纪                                                                        208~144                                    苏铁类和其他裸子植物繁盛                                    恐龙繁盛，鸟类出现                                                    大叠纪                                                                        245~208                                    大绝灭                                                    苏铁、银杏出现，裸子植物和蕨类植物统治地球                                    哺乳类、恐龙类首次出现，珊瑚和软体动物统治海洋                                                    新生代                                    第四纪                                    全新世                                    0.01                                    人类破坏，热带雨林加速绝灭                                    人类文明时代                                                    更新世                                    2~0.01                                    草本植物广泛分布并多样化                                    许多哺乳类绝灭，现代人类出现                                                    第三纪                                    上新世                                    6~2                                    草本植物繁盛                                    人类灵长目首次出现                                                    中新世                                    24~6                                    随着森林减少，草原广泛分布                                    类猿哺乳类、草食哺乳类及昆虫繁盛                                                    渐新世                                    37~24                                    许多现代显花植物的科演化                                    叶食哺乳类及类猴灵长类出现                                                    始新世                                    58~37                                    雨量充沛的亚热带森林繁盛                                    所有现代哺乳纲的目出现                                                    古新世                                    66~58                                    被子植物多样化                                    原始灵长类、草食类、肉食类、虫食类、哺乳类动物出现学生阅读教材p125内容，设置下列问题？1、什么是两极生态系统？2、有性生殖为什么能加快生物进化的速度？3、什么是三极生态系统？4、最早登陆的生物是什么？5、什么是生物的多样性？6、生物进化的历程可概括为什么？教师总结归纳。三、生物进化理论在发展学生阅读教材p126内容。设问：1、什么是中性突变？2、你认为中性突变（学说）与达尔文的进化论对立矛盾吗？为什么？3、物种的形成都是渐变式吗？4、以自然选择学说为核心的理论的地位如何？还需要发展吗？教师总结：生物的进化是复杂的，还有许多问题不能用今天的进化理论所解释，还有待研究。在当今所有的理论中，以自然选择学说为核心的进化理论比其他学说的影响要广泛和深远，它仍然是以后各个方面研究的基础，它还在不断向前发展。（三）总结共同进化的概念、意义，生物多样性的形成及生物进化理论的发展。（四）作业布置教材p126练习，p129自我检测（五）板书设计三、共同进化与生物多样性的形成