教学设计
教学主题
《现代生物进化理论》教学设计
一、教材分析
《现代生物进化理论的主要内容》是人教版必修2《遗传与进化》第7章的第2节，是本章的核心内容，也是对以前学过的生物学知识的综合应用。包括三小节：第一小节是《种群基因频率的改变与生物进化》；第二小节是《隔离与物种的形成》；第三小节是《共同进化与生物多样性的形成》。
本 节课程的核心是介绍现代生物进化理论。生物进化理论的发展和其他科学理论的发展一样，不是简单的新理论对旧理论的否定和排斥，而是新理论对旧理论的修正、 深入和扩展。从拉马克的进化学说到达尔文的自然选择学说，以及现代进化理论，大体都走过了这样的轨迹。这些应该成为处理本节教学内容的基本脉络。
现代生物进化理论认为，生物进化的基本单位是种群，生物进化过程的实质就是种群基因频率发生定向改变的过程。因此，要使学生达到《生物课程标准》规定的“说明现代生物进化理论”的要求，理解种群基因频率的改变与生物进化的关系，第1课 时的教学，应该使学生能够解释种群、种群基因库和基因频率三个基本概念，学会基因频率的计算方法，突变和基因重组为生物进化提供原材料的原因，使学生能够 举例说明自然选择作用可以使种群基因频率发生定向改变，并使学生尝试学会建立数学模型探究生物问题的过程和方法，促进学生养成分析问题的科学思维习惯。
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二、学生分析
学 生在初中阶段学习过生物进化的内容，知道达尔文自然选择学说的要点，但是对现代生物进化理论尚不了解。在讲述现代生物进化理论时，可以引导学生回忆初中所 学知识，做到温故而知新。教材中涉及到许多实例，学生大都有一定的感性认识，如昆虫的体色、昆虫的繁殖、捕食者与被捕食者之间的斗争等。过之前的学习，学生也已经知道了孟德尔遗传定律的主要内容，有的学生可能通过媒体或科普书刊，对现代生物进化论的观点有所了解，课前可以布置学生收集相关资料并做好预习，教学过程中鼓励学生积极发言，参与课堂讨论。
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三、教学目标
1．知识与技能
????（1）解释种群、基因库、基因频率概念。
????（2）尝试运用数学方法讨论种群基因频率的改变。
（3）培养学生处理资料和数据的能力。
（4）能阐明以自然选择学说为核心的现代生物进化理论的主要观点；
2．过程与方法
采用互动式教学模式，以教师提供讨论素材，组织引导学生讨论、活动，最后由师生共同总结得出结论的形式进行。
3．情感态度与价值观
（1）通过引导学生分析调查所取的数据，培养学生以事实为依据得出结论的科学态度。
（2）?通过教学活动，进一步培养学生“生物是进化来的”、“生物的进化与环境密切相关”的思想观念，帮助学生树立辩证唯物主义的认识观。
四、教学环境
□简易多媒体教学环境???□交互式多媒体教学环境???□网络多媒体环境教学环境???□移动学习???□其他
五、信息技术应用思路（突出三个方面：使用哪些技术？在哪些教学环节如何使用这些技术？使用这些技术的预期效果是？）200字
1、教法：根据教材知识及学生实际情况，为能传授知识，又培养能力发挥双重作用。本节课主要采取以启发式教学原则为基础，以情景探究学习为主，桦尺蠖材料背景贯穿始末，适当地加以讲授法、讨论法、自学阅读法、综合分析法等。? ????2、学法：为启发学生学习的积极性，掌握知识发展思维的同时，着重让学生深入理解，并引导学生形成正确的生物进化观。在学法指导上采用知识迁移法，逻辑推理分析方法等。
六、教学流程设计（可加行）
教学环节
（如：导入、讲授、复习、训练、实验、研讨、探究、评价、建构）
教师活动
学生活动
信息技术支持（资源、方法、手段等）
导入
倾听学生发言，评价学生活动
?引导学生说出达尔文进化论的不足之处，指出对达尔文自然选择学说修正的必要性，导入新课学习。
学生汇报课前收集来的资料：
资料1“非洲草原上狮子和鬣狗抢夺食物”的视频，并结合达尔文观点做出解释；
资料2“达尔文的进化论和孟德尔的豌豆杂交实验”，提出“如何在基因水平解释生物进化的机制。”
图片影像资源
讲授
以“白色树干上，一群浅色桦尺蠖（aa）群体中偶然出现的一个黑色（Aa）变异个体”为背景材料，启发学生思考并提出问题，如：1、该变异个体能生存下来吗？2、A基因能否遗传给后代吗？
思考，提出并回答问题
?理解并说出种群的概念；
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Ppt课件
研讨
归纳：1、研究变异性状就要研究基因组成；
2、新形成的等位基因可以通过交配繁殖遗传给后代，在整个群体中扩散开来，所以研究进化仅仅只研究这个变异个体的表现型和基因性是不够的，必须研究整个地区所有的桦尺蠖的基因组成和变化。
?引导学生说出生物进化的基本单位是种群
概念：
?通过讨论分析认识到研究生物进化必须要研究种群的基因库组成和基因频率变化。
Ppt课件
探究1
出示情景1：
假如从桦尺蠖种群中随机抽出100个个体，测知基因型为AA、Aa和aa的个体分别是1、7和92个。要求计算A和a的基因频率；
教师对部分学生的计算过程进行投影，强调基因频率计算过程的注意点；
过渡：等位基因如何产生？它的出现会影响种群的基因频率吗？
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阅读理解概念
计算A和a的基因频率，并写出计算过程?
其他同学对投影的计算过程进行评价和纠错。
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Ppt课件
探究2
出示情景2
假如在99只浅色桦尺蠖（aa）中偶然出现了，1只黑色（Aa）的变异个体。
要求计算突变前后A和a的基因频率
过渡：基因突变时生物变异的一种。变异在生物种群是普遍存在的，它有哪些类型呢？
?计算突变前后种群的基因频率变化
?得出结论：基因突变能丰富种群的基因库并影响种群的基因频率
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探究3
过渡：变异的有利和有害是绝对的吗？
出示工业革命前后桦尺蠖的照片和情景4：
引导学生思考：1、桦尺蠖生活的环境发生了什么改变？
2、树干颜色在这过程中起到了什么作用？
过渡：在自然选择的过程中，种群的基因频率会发生变化吗？
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思考分析
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得出结论：变异的有利和有害不是绝对额，取决于生物生活的环境。在这个情景中，是树干颜色选择了适应环境的桦尺蠖个体
互动探究
知识应用
引导学生用现代进化理论的观点分析课堂教学开始时的视频：在生存斗争的过程中，无论是捕食者还是被捕者，它们种群内部有利基因的频率不断增大，不利基因的频率逐渐减小。在长期自然选择的作用下，种群中适应环境的个体越来越多，更有利于种群的生存和繁衍。
学生再次观看视频，发表观点
影像视频
七、教学特色（如为个性化教学所做的调整，为自主学习所做的支持、对学生能力的培养的设计，教与学方式的创新等）200字左右
1、本堂课的教学设计，以桦尺蠖为主线，以问题为纽带，通过四个情景激发互动，营造了浓烈的师生交流的氛围。在重难点上采用“设疑导入——引导探究——得出结论”的情景探究教学模式，将一些本来不太好理解的问题简单化，这样处理，比通常由教师简单地讲述，灌输知识要强得多，学生对这一知识的理解和掌握也就更深更牢固。
2、通过师生平等对话和交流以及教师的认真倾听，活 跃了课堂气氛，在讨论中碰撞出思维的火花。课堂上学生是以探索者、研究者的身份投入学习的，由情景得出结论，这样学生不仅掌握了知识，更重要的是进一步树 立生物进化的观点和辩证唯物主义观点，加深对科学本质的理解和感悟，提高了能力。整堂课取得了较好的效果，也得到了学生的认可。主动学习的学生比例也进一 步增大。
3、这节课让我深深感到：开展引导探究教学，进行课程改革，首要是研读课标，吃透教材；其次是从学生实际出发，创造性的处理教材，用教材教而非教教材；最后，也是最根本的是要转变教学观念，真正地让学生的主体性充分实现，能够在教师的引导下，循序渐进地完成学习任务。除此之外，如何让学生更好地“动”起来，那将是对教师课堂把控能力的一大考验。
课件35张PPT。第2节 现代生物进化
理论的主要内容一、种群的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、种群概念：生活在一定区域的同种生物的全部个体。卧龙自然保护区 猕猴种群的三个要素同一区域（区域可大可小，大到地球，小的可以是一汪池塘）
同一物种的生物
全部个体判断下列是否属于种群（1）一个池塘中的全部鱼
（2）一个池塘中的全部鲤鱼
（3）两个池塘内的全部青蛙
（4）一片草地上的全部植物
（5）一片草地上的成年梅花鹿
否是否否否2、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。 思考：同前一年的蝗虫种群相比，新形成的蝗虫种群在基因组成上会有什么变化吗？一个生物“种”或“物种”与种群有何区别？ 物种可以分布在自然界的不同区域。
只有在可以发生随机交配、繁殖，使基因能够世代传递的一定区域内的同种全部个体的集合才是一个种群。自然界的物种实际上是以一个个种群存在的，种群是生物繁殖、进化的基本单位。 性状是由基因控制的，因此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？由此人们提出基因库和基因频率的概念。3、基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因。4、基因频率：在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率。例:如某昆虫种群中决定翅色为绿色的基因为A，决定翅色为褐色的基因为a，从种群中随机抽出100个个体，测知基因型为AA、Aa和aa的个体分别是30、60和10个。那么A和a的基因频率是多少?解:A基因的基因频率为:a基因的基因频率为：基因频率== 40% A%=a%=× 100%= 60%基因频率与基因型频率的计算 在种群中一对等位基因的频率之和等于1，所有的基因型频率之和也等于1。
设A的基因频率是p,a的基因频率是q，由它们构成的三种基因型AA、Aa、aa频率分别是D、H、R，则
p+q=1, D+H+R=1
亲代：D0=0．3，H0=0．6，R0=0．1 p0=0．6，q0=0．4 亲代个体间是随机交配的
即 子一代中AA的基因型频率D1=p02=0．36
Aa的基因型频率H1=2 p0q0=0．48
aa的基因型频率R1=q02=0．16♂♀子一代产生的含A和a的配子的频率p1=
q1=H1+2R12D1+2H1+2R12D1+H12D1+2H1+2R1=D1+1／2H1=0.6=1／2H1+R1=0.436%48%40% 在讨论题2中的群体满足五个条件的情况下,计算子二代、子三代的基因频率与基因型频率，分析一下各代基因频率与基因型频率相同吗？ 16%60% 由此可见，如果满足上述五个条件，则亲代和子代每一种基因的频率都不会改变，到再下一代也是如此，也就是说基因频率可以代代保持稳定不变。这就是哈代－温伯格平衡，也叫遗传平衡定律。它是指在一个极大的随机交配的种群中，在没有突变、选择和迁移的条件下，种群的基因频率和基因型频率可以世代相传不发生变化，保持平衡。p+q = 1(p+q )2=p2+2pq+q2= 1AA= p2 Aa= 2pq aa=q2p表示基因A的频率，q表示基因a的频率 遗传平衡定律实现遗传平衡的条件1 .种群足够大
2.自由交配并产生后代
3.无迁入迁出（遗传漂变）
4.没有突变
5.没有自然选择
满足五个假设条件的种群是理想的种群，在自然条件下,这样的种群是不存在的。这也从反面说明了在自然界中，种群的基因频率迟早要发生变化，也就是说种群的进化是必然的。 上述计算结果是在满足五个假设条件的基础上计算的，对自然界的种群来说，这五个条件都能成立吗？ 这与前面我们所学的基因突变的哪个特性相违背？与基因突变的普遍性相违背。 如果该种群出现新的突变型，也就是产生新的等位基因（A2），种群的基因频率会变化吗？基因A2的频率可能会怎样变化？ 突变产生的新基因会使种群的基因频率发生变化。
基因A2的频率是增加还是减少，要看这一突变对生物体是有益还是有害的，这往往取决于生物生存的环境。生物进化的实质：
种群的进化过程就是种群基因频率发生变化的过程。 影响种群基因频率变化因素：1.基因突变：产生新基因
2.基因重组：
3.自然选择
4.迁移
5.遗传漂变2.种群基因重组的结果：
产生更多变异(基因型)、不定向（二）突变和基因重组产生进化的原材料 1.基因突变的特点：
普遍性 ，随机性，低频性，
多害少利性，不定向性3.基因突变和染色体变异统称为突变。 基因突变在自然界是普遍存在的，因此基因突变产生新的等位基因，这就可能使种群的基因频率发生变化。 自然界中生物的自然突变频率很低，而且一般对生物体是有害的。为什么还能够改变种群中的基因频率呢？ 种群是由许多个体组成的，每个个体的每一个细胞内都有成千上万个基因，这样，每一代就会产生大量的突变。 此外，突变的有害还是有利也不是绝对的，这往往取决于生物的生存环境。 例如：一个果蝇约有104对基因，假定每个基因的突变率都是10－5，若有一个中等数量的果蝇种群（约有108个个体），那么每一代出现基因突变数是多少呢？ 2× 104 × 10－5个体× 108种群= 2 ×1071．种群中突变的特点： 突变数很大、随机、不定向
2．种群基因重组的结果：产生更多可遗传变异、不定向结论：突变和基因重组产生进化的原材料基因 重组突变新的等位基因多种多样的基因型种群中出现大量可遗传的变异变异是不定向的形成了进化的原材料,不能决定生物进化的方向 人类把鲫鱼的后代培育成金鱼，实质就是通过选择改变基因频率。从图中看显然红色基因的频率显著提高了。长满地衣的树干上的桦尺蠖黑褐色树干上的桦尺蠖探究自然选择对种群基因频率的影响英19世纪曼彻斯特英20世纪曼彻斯特自然选择可以使种群的基因频率定向改变问题：桦尺蠖种群中s基因的频率为什么越来越低？
假设：根据前面所学的你能做出假设吗？ 现在我们用数学方法来讨论一下桦尺蠖基因频率变化的原因。1870年桦尺蠖的基因型频率为SS 10% ； Ss 20%； ss 70%，在树干变黑这一环境条件下假如树干变黑不利于浅色桦尺蠖的生存，使得种群中浅色个体每年减少10%，黑色个体每年增加10%，以后的几年内，桦尺蠖种群每年的基因型频率与基因频率是多少呢？13.1%升高26%60.9%26.1%73.9%14.6%29.3%56.1%29.3%70.7%降低90%10%95%（ss）5%（Ss或SS）1850年1880年(1)在这个探究实验中根据上面的数据分析，变黑的环境对桦尺蠖产生了什么样的影响？变黑的环境对桦尺蠖浅色个体的出生率有影响吗？(2)在自然选择中，直接受选择的是基因型还是表现型？ 变黑的环境使控制浅色的s基因频率减少,S基因频率增加 许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天敌捕食 天敌看到的是桦尺蠖的体色（表现型）而不是控制体色的基因结论：自然选择决定生物进化的方向自然选择使基因频率定向改变。（三）自然选择决定了生物进化的方向 突变和基因重组为生物进化提供了原材料，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。原因：淘汰不利变异基因，积累有利变异基因。
结果：使基因频率定向改变。 1. 一个种群由400只鸟组成，其中基因型AA的个体有40只、Aa的个体有160只、aa的个体有200只。
该种群中基因a的频率是多少？
A 40% B 50% C 60% D 70%； 2. 如果有40只基因型为aa的鸟迁出，40只基因型为AA的鸟迁入，请问新群体中基因a的频率将是多少？
A 40% B 50% C 60% D 70%；DC练习 3.已知人眼中的褐色（A）对蓝色(a)是显性。在一个有30000人的人群中，蓝眼人有3600人，褐眼的有26400人，其中纯合体有12000人。那么，在这个人群中A和a基因频率分布为（ ）
A.0.64和0.36 B.0.36和0.64
C.0.50和0.50 D.0.82和0.18 4.在某一种群中，已调查得知，隐性性状者（等位基因用A、a表示） 占16%，那么该性状的AA、Aa基因型个体出现的频率分别为（ ）
A.0.36、0.48 B.0.36、0.24
C.0.16、0.48 D.0.48、0.36AA5.某工厂有男女职工各200名，对他们进行调查时发现，女性色盲基因携带者为15人，女性患者1人，男性患者14人，这个群体中色盲基因的频率应为（ ）。
A、15% B、3.88% C、5.17% D、10.3%色盲（b）基因频率＝15＋2＋14200×2＋200＝5.17％C× 100% 6.某岛屿上存在着尺蛾的两个变种，该地区原为森林，后建设成工业区。下表为该地区不同时期的两个变种尺蛾的数量比。这些变产生的原因是????????????????????????????????????? ( )
A．灰尺蛾迁离，黑尺蛾迁入
B．工业煤烟使灰尺蛾变成黑尺蛾
C．自然选择作用
D．人工选择的作用
7.用现代生物进化理论分析解释狼的进化过程。
(1)狼群中存在不同类型的个体，如有跑得快的，有跑得慢的。它说明生物具有______的特性，而这种特性是生物进化的 。
(2)随着环境的改变，食物稀少，跑得快、凶猛的狼才能获得食物生存下去。这样，食物、环境对狼起了______作用，而这种作用是______的，它决定着生物进化的______。C变异原材料选择方向定向的你怎么来的呀？我是进化来的呀！
