5.2.1适应是自然选择的结果第一课时教案 高一下学期生物浙科版必修2

适应是自然选择的结果
一、教材分析
本节内容选自浙科版高中生物教材（2019）必修二第五章第二节，第一节课“丰富多样的现存物种来自共同的祖先”使得学生充分认同进化论，理解生物既有多样性又有统一性，本节课的重点则在于构建概念“适应是自然选择的结果”，可分为2个课时，第一课时完成概念“种群内普遍存在着变异”、“优势性状的个体在特定环境中具有生存和繁衍的优势”的学习，同时通过探究活动完成概念“自然选择促进生物更好地适应特定的生存环境”的学习；第二课时的重点内容是“遗传平衡定律”和“物种形成方式”，进行概念“现代生物进化理论为地球上的生命史提供了科学的解释”的学习。可以说，本节内容是生物进化这一章节的重中之重，教师可充分利用本节课培育学生的进化与适应观，能够用生命观念认识生物的多样性和统一性，并且使学生树立“尊重自然、顺应自然、保护自然”的生态文明理念，培养学生社会责任。
二、学情分析
本节课的授课对象是高一学生，从认知水平上来说，学生在初中阶段已经学过生物进化的相关知识，虽存在遗忘现象，但基本能认同生物进化的观点，对达尔文自然选择学说的主要内容并不陌生。且通过必修二前面的学习，学生对遗传及变异部分已有较为深入的了解，这些都为学习进化相关内容奠定了基础。在学习能力方面，高一学生具有一定的搜集信息、整理与归纳能力，能够根据所获得的信息交流讨论，具备一定的分析问题和解决问题的能力，能够结合已有知识分析生物进化的原因。另外，从学习兴趣来说，高一学生对于生命现象具有较强的研究欲望，小组合作学习的态度也是比较积极的，能够顺利完成本节课的学习任务。
三、教学目标
1.举例说明种群内普遍存在变异，具有优势性状的个体有生存和繁衍的优势。（科学思维、生命观念）
2.阐明自然选择与生物进化的关系，运用自然选择学说解释生物的适应性和多样性的形成,例如：解释长颈鹿脖子长、细菌耐药性形成的原因。（科学思维、生命观念）
3.说明随机交配的种群中，种群基因频率和基因型频率的稳定性。（科学思维。生命观念）
4.举例说明种群基因频率变化的原因。（科学思维、生命观念）
5.通过对药物滥用危害性的讨论和解释，学会运用生物学的知识和方法关注社会议题、解决现实生活问题，形成科学用药的健康生活习惯。（社会责任）
四、教学重难点
1.教学重点：达尔文自然选择学说的主要内容；运用自然选择学说解释生物的适应性和多样性的形成，建构概念“适应是自然选择的结果”
2.教学难点：从分子机制上理解概念“适应是自然选择的结果”
五、教学过程
（一）创设情境，建构概念
教师通过展示古长颈鹿和现代长颈鹿的图片，创设问题情境：古长颈鹿是如何进化为现代长颈鹿的？呈现资料1—长颈鹿的繁殖能力：长颈鹿繁殖期不固定，全年都可以发生交配，高峰在雨季，孕期15个月，每胎产一仔，经过3.5-4.5年即可达性成熟，具有繁殖能力，大部分长颈鹿的寿命为30年左右。学生经过对资料1的分析可推论出：生物具有过度繁殖的倾向。
随后教师指出事实上每种生物后代生存下来的很少，提出问题串：
1.是什么因素限制了生物个体数量的持续性增长？
2.在生存斗争中，怎样的个体能获胜并生存下来？
3.优势性状从何而来？
4.变异性状一定是优势性状吗？
引导学生根据问题分析推理出自然选择学说中的主要内容：过度繁殖、遗传变异、生存斗争和适者生存，建构概念“适应是自然选择的结果”。
【设计意图】通过创设学生初中便接触过的长颈鹿进化的情境，激发学生探究欲望，介绍长颈鹿繁殖能力以类推出生物普遍具有过度繁殖的倾向，然后再针对性地通过问题串的引导，帮助学生总结出自然选择学说的四个要点：过度繁殖、遗传变异、生存斗争、适者生存，使学生逐步建构出自然选择学说的概念模型，建构概念“适应是自然选择的结果”。
（二）活动探究，剖析概念
在活动开始前，教师提供背景资料：桦尺蠖是农业中常见的森林害虫，常以桦树叶为食。体色有两种表型：灰色和黑色。在没有受到工业污染的森林里，树干和岩石上长满灰色的地衣。受到工业污染的森林里，工业污染使森林中的大部分地衣消失，树干和岩石呈现深暗颜色。
任务1：模拟桦尺蠖种群在浅色或深色环境下的存在情况
将学生分为4人1组开展探究活动，提供模拟材料：白色小纸片模拟灰色桦尺蠖、黑色小纸片模拟黑色桦尺蠖、白色大卡纸模拟未污染的环境、黑色大卡纸模拟工业污染后的环境，要求学生以小组为单位进行探究，模拟出桦尺蠖种群在工业污染区或非工业污染区的存在情况。
学生完成任务后，教师挑选2-3组学生的成果利用投影展示，并提问学生其摆放的依据，引导学生对模型进行修正，提出猜想：灰色桦尺蠖在浅色环境数量多，黑色桦尺蠖在深色环境数量多。随后，教师展示桦尺蠖回收实验，学生自主比较分析灰色桦尺蠖与黑色桦尺蠖的回收率（即存活率），验证模型正确性，证明“具有优势性状的个体在特定环境中的生存和繁殖的优势”，巩固概念“适应是自然选择的结果”。
地区 灰色桦尺蠖 黑色桦尺蠖
释放数 回收数 回收率 释放数 回收数 回收率
伯明翰（工业污染区） 64 16 154 82
多塞特（非工业区） 393 54 406 19
教师提问：在生物传代的过程中，亲代不是把性状直接传给后代，传递下去的是什么 学生结合之前所学答出：控制性状的基因，由此过渡引出任务2。
任务2：探究桦尺蠖种群基因组成的变化
要求学生结合教材内容，通过小组合作探究，解决下列三个问题：
1.什么是基因库？什么是基因型频率和基因频率？
2.在你们组的种群中，AA、Aa、aa的基因型频率和A、a的基因频率分别是？
3.比较不同颜色卡纸上的A、a的基因频率，你有什么发现？
通过比较不同环境下桦尺蠖种群A、a的基因频率，学生认识到生物进化的实质是种群的基因频率发生改变。
【设计意图】任务1使学生亲身参与模拟活动，针对桦尺蠖种群在不同环境中的存在情况进行案例分析，体验生物间的生存斗争，真切感受到环境对生物性状的选择作用，建构概念“优势性状的个体在特定环境中的生存和繁殖的优势”，认同不同环境中优势性状不同；任务2以桦尺蠖种群为例，分析种群中基因型频率和基因频率变化的大致情况，使学生能从分子机制上理解概念“适应是自然选择的结果。”
（三）联系实际，运用概念
请学生从进化的角度解释不能滥用抗生素的原因，并谈谈滥用药物将会导致的后果，并在课后查阅相关资料，给出合理建议。
【设计意图】检验学生对本节课重点概念“适应是自然选择的结果”的学习效果如何，培育学生的进化与适应观，使学生意识到现实生活中滥用药物的危害，形成科学用药的健康生活习惯。
（四）合作学习，整合概念
根据达尔文自然选择学说的具体内容，学生进行小组讨论，辨析自然选择学说的局限性，自主梳理并整合本节课学习的概念，指出自然选择学说受到当时科学发展水平的限制，对生物进化的解释局限于个体水平，对于遗传和变异的本质还局限于性状水平，未做出科学的解释。教师引导学生认识到随着生物科学的发展，关于遗传和变异的研究已经从性状水平深入到基因水平，并且关于适应以及物种的形成等问题的研究，已经从生物个体为单位，发展到以种群为基本单位，架构起以自然选择学说为核心的现代生物进化理论。
【设计意图】通过比较自然选择学说与现代生物进化理论，加强学生对自然选择学说积极意义与局限性的认识，充分理解以自然选择学说为核心的现代生物进化理论。
六、形成性评价
任务一：模拟桦尺蠖种群在浅色或深色环境下的存在情况。
模拟材料：（注意：无字母的一面朝上，桦尺蠖数量自定）
白色小纸片——模拟灰色桦尺蠖 黑色小纸片——模拟黑色桦尺蠖
白色大卡纸——模拟未污染的环境 黑色大卡纸——模拟工业污染后的环境
任务二：探究桦尺蠖种群基因组成的变化
将每张小纸片的有字母一面朝上，观察其基因型。结合教材P131第一自然段的内容，通过小组合作，解决以下问题：
1.什么是基因库？什么是基因型频率和基因频率？
2.在你们组的种群中，AA、Aa、aa的基因型频率和A、a的基因频率分别是多少？
3.比较不同颜色卡纸上的A、a的基因频率，你有什么发现？
七、板书设计