6.3种群基因组成的变化与物种的形成（教案）-2022-2023学年高一生物人教版（2019）必修二

人教版（2019）必修二 遗传与进化 第6章 生物的进化
第3节 种群基因组成的变化与物种的形成
一、教学目标的确定
课程标准与本节对应的“内容要求”是：“阐明具有优势性状的个体在种群中所占比例将会增加，运用统计与概率的相关知识，解释并预测种群内某一遗传性状的分布及变化，”根据上述要求和建议，本节课教学目标确定如下：
1.阐述种群、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.阐明自然选择对种群基因频率的景响。
4.说明隔离在物种形成中的作用。
二、教学重难点
教学重点
种群、种群基因库、基因频率等概念。
教学难点
隔离在物种形成中的作用。
三、教学步骤
1.新课导入
教师活动：展示课本思考讨论中的内容，引导学生思考“现有鸡还是现有蛋”这个历史遗留问题。
教师活动：讲解以上问题：这两种观点都有一定的道理，但都不全面。因为它们忽视了鸡和蛋在基因组成上的一致性也忽视了生物的进化是以种群为单位而不是以个体为单位这一重要观点。生物进化的过程是种群基因库在环境的选择作用下定向改变的过程，以新种群与祖先种群形成生殖隔离为标志，并不是在某一时刻突然有一个个体或一个生殖细胞成为一个新物种。
教师活动：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变化，这个群体就是种群。
2.新课讲授
一、种群基因组成的变化
教师活动：展示相关图片，激发学生兴趣并导入种群的概念，并引导学生归纳出以下的种群三要素：同一区域、同一物种的生物、全部个体。
教师活动：归纳总结种群的特点：种群中的个体并不是机械地集合在一起，而是彼此可以交配，并通过繁殖将各自的基因传给后代。
教师活动：种群可能在任意时刻都有出生和死亡，那么他们的基因会随着改变吗？
教师活动：讲解种群中全部个体所含有的全部基因，引出基因库的概念。
教师活动：引导学生阅读教材P111内容，理解基因库的概念，以及基因频率的计算，并且在课件中展示基因型频率、基因频率和基因库的比较的表格。
教师活动：利用课件展示遗传平衡定律的计算公式，并展示相关计算方法。
教师活动：讲解遗传平衡的条件：：（1）该种群非常大。（2）所有的雌雄个体都能自由交配。（3）没有迁入和迁出。（4）自然选择对不同表现型的个体没有作用。（5）这对基因不发生突变，并且携带这对基因的染色体不发生变异。
教师活动：引导学生思考课本P111思考讨论中的问题。
教师活动：讲解要点为：
1.（1）A配子 占60%。a配子占40%
（2）子代基因型频率：AA占36%，Aa占48%，aa占16%
（3）子代种群的基因型频率：A占60%，a占40%
（4）种群的基因频率会同子一代一样。
亲代基因型的比值 AA（30%） Aa（60%） aa（10%）
配子的比值 A（30%） A（30%） a（30%） a（10%）
子代基因型频率 AA（36%） Aa（48%） aa（16%）
子代基因频率 A（60%） a（40%）
2.对自然界的种群而言，这5个条件是理想状态，实际是不存在的，如种群数量不可能无限大；由于受地理隔离的作用，雌雄个体间会失去自由交配的机会；有个体的迁入、迁出；自然选择会对翅色遗传起选择作用；基因突变频率虽低，但却是普遍存在的。以上事实说明，上述计算结果是在假设的理想条件下得到的。
3.若种群产生新基因A2，会使种群的基因频率发生变化。基因A2的频率增大还是减少，要看这一突变对生物体有利还是有害。
教师活动：针对上面数据，大家思考一下：各代基因频率相同吗？基因型频率相同吗？
教师活动：刚才提到了这五个条件，我们无法保证不会出现基因突变，所以自然界中的种群的基因频率会不断变化。
教师活动：讲解基因突变产生新的基因，这就可以使基因频率发生变化。
教师活动：讲解可遗传的变异来自于基因突变、基因重组和染色体变异，基因突变和染色体变异可以统称为突变。
教师活动：生物自发突变的频率很低，且大多数突变对生物体是有害的，它为何还能作为生物进化的原材料呢？
教师活动：展示课本相关资料，并进行计算。
教师活动：讲解基因突变对种群的利与弊。
教师活动：引导学生思考课本P112探究实践的内容，并引导学生思考，讲解要点为：
1.树干变黑会影响桦尺蛾种群中浅色个体的出生率，这是因为树干变黑后，浅色个体容易被发现，被捕食的概率增加，许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天敌捕食，导致其个体数减少，影响出生率。
2.直接受选择的是表型（体色），而不是基因型。基因型并不能在自然选择中起直接作用因为天敌在捕食桦尺蛾时，看到的是桦尺蛾的体色而不是控制体色的基因。
教师活动：讲解自然选择使基因频率定向改变。
教师活动：讲解变异是不定向的→定向的自然选择使得种群中的不利变异被淘汰，有利变异逐渐激烈→种群基因频率发生定向改变→生物朝一定方向缓慢进化。
教师活动：展示课本P115思考讨论中的相关资料，展示相关实验视频或带领学生做实验。引导学生思考问题并进行讲解。
二、隔离在物种形成中的作用
教师活动：利用课件展示相关图片（一个马种群、一个羊种群、一个牛种群）并提问：
1.生活在同一个草原，它们是同一个物种吗？
2.怎样判断两个种群是否属于同一物种？
教师活动：引出物种的概念并进行总结物种概念的关键点：自然状态、能相互交配、后代可育，这三点缺一不可。
教师活动：我们知道马和驴交配产生的骡子是不可育的，在生物学上把两个物种之间不能交配，及时交配成功也不能产生可育后代的现象称为生殖隔离。
教师活动：展示地理隔离的相关图片，讲解地理隔离是指同一物种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。
教师活动：那么生殖隔离和物理隔离之间是什么关系？隔离到底有什么作用？
教师活动：展示课本P116的图片，讲解我们不能判断小鼠间是否可以交配，但是这却给我们提供了一个物种形成的思路，说明隔离在物种形成的过程中扮演着重要角色。
教师活动：引导学生思考课本思考讨论中的问题，并进行讲解。讲解问题要点为：
1.由于这两个种群的个体数量都不够多，基因频率可能是不一样的。
2.不一样。因为突变是随机发生的。
3.不同岛屿的地形和植被条件不一样，因此环境的作用会有差别，导致种群基因频率朝不同的方向改变。
4.不会。因为个体间有基因的交流。
教师活动：总结：地理隔离→阻断基因交流→突变、基因重组和自然选择→基因频率发生定向改变→基因库出现差异→生殖隔离→新物种。
四、板书设计
第六章 第3节 种群基因组成的变化与物种的形成
一、种群基因组成的变化
种群和基因库
种群基因频率的变化
自然选择对种群基因频率变化的影响
在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化。
二、隔离在物种形成中的作用
物种的概念
隔离及其在物种形成中的作用
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