6.3.2 隔离在物种形成中的作用 教案（表格版）

教学设计
课程基本信息
学科 生物学 年级 高一 学期 春季
课题 隔离在物种形成中的作用
课标要求
《课程标准》与本节对应的“内容要求”是“阐述变异、选择和隔离可导致新物种形成。”
教材分析
本节是人教版高中生物学教材必修2《遗传与进化》中第6章第3节第2课时《隔离在物种形成中的作用》。该部分内容是在生物有共同祖先的证据、自然选择与适应的形成及种群基因组成的变化的内容基础上设置的。本节课内容包括物种概念、隔离的概念和类型以及隔离在物种形成中的作用这三个方面。本节课既衔接上节课所学的生物进化理论的相关内容，又为下节课协同进化与生物多样性的形成打下基础，起到承上启下的作用。
学情分析
学生已经学习了现代生物进化理论的相关内容，对生物进化有了初步的认识，知道生物进化的实质是种群基因频率的改变，突变和基因重组为生物进化提供原材料，自然选择使种群基因频率发生定向改变，决定生物进化的方向等有关进化的知识。而且，学生已经具有一定的认知能力和逻辑思维能力，但学生的自主学习及探究学习能力欠佳，故本节课应充分衔接学生之前所学知识，引导学生通过探究学习得出相关结论，培养学生的自主学习和探究学习能力。
教学目标
生命观念：1、阐述概念物种、隔离及其分类，并举例说明。 2、结合实例，阐述物种形成的过程。 3、阐述隔离在物种形成中的作用。 科学思维：在具体情境中，能够判断物种、地理隔离、生殖隔离及二者间的联系。 科学探究：结合实例——加拉帕戈斯群岛上地雀的形成，以小组形式，构建物种形成的模型，推理得出隔离在物种形成过程中的作用。 社会责任：1.认同生物进化的观点，体会生物的多样性，养成爱护环境，保护生态的意识。 2、认识人类在自然界中的地位，树立人与自然和谐共生的发展观。
教学内容
教学重点： 1.阐述概念物种、隔离及其分类，并举例说明。 2.结合实例，阐述物种形成的过程。 3.阐述隔离在物种形成中的作用。
教学难点： 1.结合实例，阐述物种形成的过程。 2.阐述隔离在物种形成中的作用。
教学策略
问题启发法、读书指导法、合作探究法、讲授法
教学准备
PPT、相关资料信息收集
教学安排
1课时
教学过程
学习任务 教师活动 学生活动 设计意图
创设情境 剖出问题 播放视频，并作介绍。视频中介绍了东非大裂谷形成后，原始的猿类向着不同方向进化，形成了两个物种。提问：什么是物种？物种是如何形成的？ 观看视频，获取信息。 思考问题：什么是物种？物种是如何形成的？ 激发学生的学习兴趣，剖出本节课的核心概念及重点知识，引发认知冲突。
温故知新导入新课 我们一起来回顾之前学习过的英国桦尺蛾，工业革命前，多数桦尺蛾的体色为浅色，工业革命后，黑色个体数量增加，占据优势，且控制体色黑色的基因频率提高。 提问：1.大家认为黑色桦尺蛾是一种“新类型的生物”吗？ 2.产生“新类型的生物”需要什么条件 呢？ 假如我们将“新类型的生物”称之为物种，物种形成的条件之一是隔离。这节课我们共同学习《隔离在物种形成中的作用》。针对之前提到的问题，我相信大家通过本节课的学习，能揭开谜底，找到答案。 思考问题：黑色桦尺蛾是一种“新类型的生物”吗？ 作出回答：工业革命后，黑色桦尺蛾数量增加，占据优势，控制体色黑色的基因频率提高，说明桦尺蛾进化了。黑色个体仍能与浅色个体交配产生后代，且其后代个体间也可以交配再产生后代，说明黑色桦尺蛾与浅色桦尺蛾还是同类型生物。 思考问题：产生“新类型的生物”需要什么条件 呢？ 回顾旧知，结合实例， 承上启下,引出课题。
展示目标明确内容 下面，请大家浏览本节课的学习目标。 呈现目标：1.掌握物种的概念；2.掌握隔离的概念及分类； 理解隔离在物种形成中的作用； 4.阐述物种形成的过程。 浏览本节课的学习目标，明确学习内容。 明确学习目标和学习内容，引导学生在学习过程中抓住重难点。
结合实例构建概念 任务一：物种 什么是物种？如何判断某生物是否为新物种？请大家打开课本P116，仔细阅读课本，寻找答案。 强调物种概念的核心词是相互交配和可育后代。 任务二：生殖隔离 请大家观察图片，思考猫和狗是同一物种吗？为什么？ 请大家再来观察这副图片，并思考马和驴是同一物种吗？ 骡子为什么不育呢？ 结合以下资料，尝试从染色体的角度分析这一现象。 解释骡子不育：马的体细胞中有64条染色体，驴的体细胞中有62条染色体，它们的杂交后代——骡子的体细胞内有63条染色体，无同源染色体，无法形成配子，进而导致其高度不育。 介绍生殖隔离的概念：不同物种之间一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能产生可育后代，这种现象叫做生殖隔离。即不同物种之间不能发生基因交流。 结合实例，总结常见的生殖隔离类型有不能相互交配和杂种不育两种。 提出问题：生殖隔离的类型还有什么？ 介绍实例：山羊与绵羊交配，产生的胚胎在出生前死亡。说明什么？ 补充生殖隔离的实例：杂种不活。 介绍实例：三倍体无籽西瓜的培育过程。 提出问题：四倍体西瓜是否为新物种？为什么？ 任务三：地理隔离 提出问题：请大家思考阻断基因交流的因素还有什么？ 展示图片，并提出问题：我国的东北虎和华南虎，位于我国不同区域，相距甚远。在自然状态下，它们可以进行基因交流吗？为什么？ 引出概念：同种生物由于地理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，叫作地理隔离。 任务四：隔离 隔离概念：地理隔离和生殖隔离都是指不同群体间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象，统称为隔离。 隔离分类：地理隔离和生殖隔离。 地理隔离和生殖隔离的比较 仔细阅读课本，列表比较地理隔离和生殖隔离。 地理隔离和生殖隔离的联系 提出问题：地理隔离和生殖隔离间有什么联系呢？ 呈现并引导阅读课本中的假想情境：在一个山谷中，有一个鼠种群“快乐”地生活着。后来由于地质和气候的变化，山谷中形成了一条汹涌的大河。鼠群被河流分隔在两岸，成为两个种群，他们之间 存在着地理隔离，几千年以后，河流干涸了，两个鼠种群相见了，发现彼此大不相同。它们还能繁殖后代吗？ 得出结论：这个例子说明，长期的地理隔离可能导致生殖隔离的形成。 阅读教材，查找答案。 能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物称为一个物种。 思考并回答问题：它们不是同一物种，因为它们不能相互交配产生后代。 思考并作答问题：马和驴可以杂交产生后代骡子，后代骡子不育，因此马和驴不是同一物种。 分析骡子不育的原因。 下定义：生殖隔离的概念。 结合实例，分析总结生殖隔离的类型。 思考并作答问题：山羊与绵羊交配，产生的胚胎在出生前死亡，说明产生的后代不活。 思考问题：四倍体西瓜是否为新物种？为什么？ 作答问题：四倍体西瓜是一个新物种。因为二倍体西瓜与四倍体西瓜相互杂交，形成三倍体无籽西瓜，其高度不育，说明二倍体西瓜与四倍体西瓜存在生殖隔离，不能进行基因交流。 思考问题：在自然状态下，它们可以进行基因交流吗？为什么？ 作答问题：它们之间无法进行基因交流，因为它们生活的栖息地距离十分遥远，存在地理位置上的隔离。 下定义：地理隔离。 下定义：隔离。 阅读课本，思考问题。 比较地理隔离和生殖隔离。 地理隔离是同种生物的不同种群间不能发生基因交流的现象。 生殖隔离是不同物种间一般不能相互交配，即使交配成功，也不能产生可育后代。 阅读教材，思考问题：地理隔离和生殖隔离间有什么联系呢？ 作出回答：如果两个鼠群不能自由交配或交配后不能产生可育后代，说明长期的地理隔离导致生殖隔离，形成了两个新物种；如果还能自由交配并产生了可育后代，说明它们还是同一物种。 结合实例，内化物种概念，同时构建概念生殖隔离和地理隔离，并对二者进行比较，分析二者的区别，寻找二者的联系，加强学生对相关概念的理解及其相互之间的内在联系。在具体情境中，建构内化相关概念，掌握其内涵和外延。
小组学习合作探究 任务一：物种形成 提出问题：物种是如何形成的？播放视频：我们一起通过视频，了解达尔文在环球考察中发现的现象——加拉帕戈斯群岛上的地雀。 小组合作：结合课本相关资料信息，大家以小组形式，思考讨论以下问题。希望每位同学都积极参与，最后评选一个优秀小组。呈现问题：1.设想南美洲大陆的一种地雀来到加拉帕戈斯群岛后，先在两个岛屿上形成两个初始种群。这两个种群的个体数量都不多。它们的基因频率一样吗？岛屿上的初始种群是同一物种吗？ 不同岛屿上的地雀种群，产生突变的情况一样吗？ 3.对不同岛屿上的地雀种群来说，环境的作用有没有差别？这对种群基因频率的变化会产生什么影响？ 4.如果这片海域只有一个小岛，还会形成这么多种地雀吗？ 5.尝试概述地雀的形成过程。 任务二：构建物种形成的模型 请大家尝试构建物种形成的模型。 任务三：物种形成的基本环节 结合刚才的模型，尝试总结出物种形成的三个基本环节。 任务四：隔离在物种形成中的作用 经过学习，我们知道了隔离在物种形成中的作用即隔离是物种形成的必要条件。 提出问题：1.隔离一定会导致物种形成吗？ 2.物种的形成一定需要隔离吗？3.物种形成的标志是什么？ 提出问题:为什么物种形成的标志是生殖隔离？ 请大家结合三倍体无籽西瓜的培育过程，思考该问题。 回顾实例提出问题。 呈现实例：前面提到桦尺蛾，在工业革命后，黑色个体数量增加，占据优势，控制体色黑色的基因频率提高，说明桦尺蛾种群发生了进化。黑色个体与浅色个体依然可以交配产生后代，说明黑色桦尺蛾与浅色桦尺蛾为同一物种。结合本节课所学内容，请大家思考以下问题。 提出问题：1.物种的形成一定伴随着生物的进化？ 2..生物进化一定会形成新物种吗？ 观看视频，思考问题。 阅读课本资料信息，小组讨论，思考问题，相互交流。 作答问题：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。初始种群是同一物种。 2.不同岛屿上的地雀种群，产生突变的情况一般是不一样。因为突变是不定向的，随机发生的。 3.不同岛屿的自然环境条件不一样，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.如果这片海域只有一个小岛，不会形成这么多种地雀。因为个体间有基因的交流。 5.加拉帕戈斯群岛上地雀的形成过程：原始地雀来自于南美洲大陆，逐渐分布到不同的岛屿上，形成不同的种群，但它们是同一物种。由于各个岛上的地雀种群可能会出现不同的突变和基因重组，不同种群的基因频率就会发生不同的变化。各个岛上的食物和栖息条件不同，自然选择对不同种群基因频率的改变所起的作用就有差别。久而久之，这些种群的基因库就会形成明显的差异，逐渐出现生殖隔离，形成了不同的物种。 构建模型：突变和基因重组 导致种群基因频率发生改变，自然选择使种群基因频率定向改变，地理隔离长期存在，种群的基因库就会形成明显的差异，逐渐出现生殖隔离，形成不同的物种。 总结物种形成的基本环节： ① 突变和基因重组产生生物进化的原材料。 ② 自然选择导致种群基因频率发生定向改变。 ③ 隔离是物种形成的必要条件 思考并作答问题：1.隔离不一定会导致物种形成，地理隔离 不一定形成新物种。 2.物种的形成一定需要隔离，物种的形成需要出现生殖隔离。 3.物种形成的标志是生殖隔离。 思考并作答问题：二倍体西瓜与四倍体西瓜杂交得到三倍体，并没有经历漫长的地理隔离。诸如此类的例子很多，物种的形成不一定经过地理隔离。物种形成的标志是生殖隔离。 回顾实例并思考问题。 作答问题：物种形成的标志是 生殖隔离，物种形成的结果是 出现新物种，生物进化的标志是种群基因频率的改变，生物进化的结果是可能是同一物种，也可能是不同物种。因此，生物进化不一定产生新物种，但新物种产生的过程中一定存在生物进化。 观看视频，小组讨论，了解物种形成的过程，构建物种形成的模型，总结物种形成的基本环节。理解隔离在物种形成中的作用即隔离是物种形成的基本条件，阐述物种形成的标志是生殖隔离。 层层递进，环环相扣，启发学生思维，引导其自我内化知识，构建知识体系。
构建框架课堂小结 本节课我们学习了哪些内容？请大家静心思考，以概念图的形式进行总结。 我们结合实例学习了有关概念物种、隔离及其分类，落实了生命观念、科学思维的核心素养。 以小组讨论，模型构建等形式学习了物种的形成过程，理解了隔离在物种形成中的作用，注重科学探究能力的养成，同时渗透社会责任情感。 自我思考回顾，构建知识框架图。 以概念图形式进行课堂小结，寻找知识间的联系，形成知识体系。
知识迁移学以致用 呈现情境，提出问题。 之前的学习中我们知道多倍体个体具有茎秆粗壮，果实大，营养物质丰富等优点。现在投入生产实践的多是三倍体品系，如三倍体西瓜、三倍体香蕉等，为什么不将四倍体品系用于生产中呢？ 利用所学知识，解决问题。 因为四倍体品系逃逸到自然界中会与二倍体品系杂交，存在潜在风险，而三倍体品系即使逃逸到自然界，其不仅无法自我繁殖，也无法与二倍体品系进行基因交流，能够有效保证生物安全，不会对自然生态造成破坏。 结合情境，应用知识。增驾学生的成就感，使其明白学习的价值及意义。
课后作业自我检测 布置作业：请大家课后完成以下题目。自我检测本节课的学习效率。 呈现作业： 结合加拉帕戈斯群岛的地雀形成的过程，试将以下词句进行合理的排序，找出新物种形成的基本规律。 A.基因库出现差异 B.地理隔离 C.生殖隔离 D.阻断基因交流 E.新物种 F.突变、基因重组和自然选择 G.基因频率发生定向改变 2.尝试总结物种形成的方式。 课后完成作业。 围绕所学知识，布置相应作业，注重知识检测。
结束语 呈现达尔文的名言： 存活下来的物种，并不是最强的和最聪明的，而是最能适应变化的。 希望我们大家都能很好地适应变化多样的生活。 渗透情感，落实社会责任的核心素养。
板书： 物种 地理隔离 隔离在物种形成中的作用 隔离 生殖隔离 物种形成过程的模型 物种的形成 物种形成的基本环节 隔离在物种形成中的作用