隔离与物种的形成

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《隔离与物种的形成》
一、基本说明
1模块：必修2《遗传与进化》
2年级：高中一年级
3所用教材版本：人民教育出版社
4所属的章节：第七章第二节二
5学时数： 45分钟（教室授课）
二、教学设计
教材分析
现代生物进化理论认为，隔离是物种形成的必要条件。教材中重点介绍了地理隔离导致生殖隔离形成物种的过程。教材中通过列举大量的实例，引导学生理解这一物种形成的过程。
地理隔离形成了差异，其实质是因为自然选择对种群基因频率进行定向选择的结果，当这一差异越来越大时，形成生殖隔离，通过分析，使学生感悟生物进化是一个量变到质变的过程，是一个长期的历史过程。
教材中的材料可以增加学生对生物进化的感性认识，通过讨论，使学生构建生物进化的相关知识。
教学目标
1、知识目标
（1）、举例说明物种、隔离的概念。
（2）、理解地理隔离和生殖隔离。
（3）、理解隔离在生物进化中的作用。
（4）、说明现代生物进化理论的主要内容
2、能力目标
（1）培养学生观察、分析、判断的思维能力
（2）运用生物进化观点解释一些生物现象
3、情感目标
（1）形成生物进化的观点。
（2）培养学生“生物的进化与环境密切相关”的思想观念，树立辩证唯物主义的认识观。
教学重点
1、物种和隔离的概念。
2、隔离在物种形成中的作用。
教学难点
隔离在物种形成中的作用。
教学方法:讲述与学生练习、讨论相结合
采用互动式教学模式，提供讨论素材，组织引导学生讨论，以系列的问题推进教学进程，再共同总结。
教学策略
首先直接使用教材中的引言，引出物种的概念。指出人们是如何定义物种的，至于为什么如此定义物种可以不深究，着重引导学生依据物种定义，举例说明并区分物种。学生理解物种概念后，可以再提出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的原因，并通过师生讨论得出，只要物种的种群之间和种群内部个体之间，没有形成生殖隔离，基因交流就不会停止，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？由此可引出隔离的概念。学生初步理解隔离的概念之后，安排学生讨论隔离的各种可能的方式，归纳出隔离的类型。然后组织学生阅读分析教材中的 “资料分析”中提出的几个问题。最后强调，一般情况下，地理隔离是生殖隔离的先决条件，生殖隔离一旦形成，原来属于一个物种的两个种群，就成了两个物种。
教学过程：
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
引入：隔离与物种的形成一、物种的概念二、生殖隔离和地理隔离的概念以及共同点三、隔离在物种形成中的作用四、资料分析：隔离在物种形成中的作用。五、小结本节重点内容六、例题精析七、课堂练习 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？探究活动一：物种的概念说明“种”即“物种”。回忆种群概念，举例：一条河流中所有的鲤鱼或所有的鲫鱼。鲤鱼种群个体间或鲫鱼种群个体间能相互交配产生可育后代吗？说明种群内个体之间可以自由交配，存在基因交流。由此得出：物种是在自然状态下相互交配的一群生物。由 “牛和马会自发地进行交配吗？”引出物种的个体之间产生的后代是可育的。本节内容所下的物种定义的适用范围：在遗传学和进化论的研究中。由此得出物种的完整概念。探究活动二：种群与物种的区别与联系思考种群和“物种”有何区别呢？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。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。提问：什么因素可以阻止种群间基因交流呢？不同种的生物都不能交配吗？引出螺——马和驴的不育后代，从而引出生殖隔离的概念。列举生殖隔离的例子。列举生殖隔离的不同情况：花期不同 两性生殖细胞的不融合 求偶方式的不同 生殖器官不相配说明不同物种的个体之间不能交配，没有基因交流。提问：两个鱼塘中的鲤鱼属于一个种群还是两个种群？两个鱼塘中的鲤鱼能够进行基因交流吗？一问一答，引出地理隔离的概念。屏幕：东北虎和华南虎的图片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。归纳生殖隔离和地理隔离的共同点：都不能进行基因交流。进而引出隔离的概念。 地理隔离 量变 一般形成亚种隔离 生殖隔离 　质变 形成物种由问题“一个新的物种的形成要在怎么的情况下才会产生呢？”过渡到隔离在物种形成中的作用。投影仪显示课本的假想情境并要求学生通过观察图片思考下列问题：1、一群快乐生活的鼠，雌雄个体之间可以自由交配，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呢？3、几千年后，大河干涸，两群各自都发生了变化的鼠会合在一起时，还能发生交配吗？请学生回答，再请学生补充回答。设疑：是什么原因造成同一物种分化成不同类型的新种？投影仪出示：加拉帕戈斯群岛的地雀的形成 各个岛屿上的环境 各种地雀的图片组织学生观察并讨论下面问题：1、设想南美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？2、不同岛屿的地雀，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？对学生的回答进行组织引导，适时点拔，纠正。 生活在加拉帕戈群岛上的地雀，其祖先原本生活在南美洲大陆，迁移到加拉帕戈群岛后，分布在不同的岛屿上，逐渐形成了不同的物种以问答式进行小结：1．加拉帕戈斯群岛的地雀说明了什么？2．地理隔离在物种形成过程中起到什么作用？3．地理隔离一旦形成，就能长生新的物种吗？４．归纳物种的形成过程：以板书形式小结地雀形成的过程。经过长期的地理隔离而达到生殖隔离是物种形成比较常见的方式由此得出：隔离是物种形成的必要条件 生殖隔离是物种形成的关键条件强调：一般情况下，地理隔离是生殖隔离的先决条件，生殖隔离一旦形成，原来属于一个物种的两个种群，就成了两个物种。总结物种形成的基本环节：①突变和基因重组②自然选择③隔离一个物种的形成必须要经过生殖隔离，但不一定经过地理隔离，如多倍体的产生。再一次强调物种、地理隔离、生殖隔离等的概念以及隔离在物种形成中的作用。５.讨论其它的物种形成方式：６．比较桦尺蛾的变异与加拉帕戈斯群岛地雀的变异在程度上有什么差异 ７.现代生物进化理论的基本观点种群是生物进化的基本单位，生物进化的实质是种群基因频率的改变。突变和基因重组，自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节，通过它们的综合作用，种群产生分化，最终导致新物种形成。在这个过程中，突变和基因重组产生生物进化的原材料，自然选择使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向，隔离是新物种形成的必要条件。例1．达尔文在加拉帕戈斯群岛上发现几种地雀，用现代进化理论解释错误的是 ( )A经过长期的地理隔离而达到生殖隔离，导致原始地雀物种形成现在的地雀物种B生殖隔离一旦形成，原来属于同一物种的地雀很快进化形成不同的物种C这些地雀原先属于同一雀种，从南美大陆迁来后，逐渐分布在不同的群岛，出现不同的突变和基因重组D自然选择对不同的种群的基因频率的改变所起的作用有所差别。最终导致这些种群的基因库变得很不相同，并逐步出现生殖隔离解析： :现代进化理论对群岛上各种地雀的进化过程，正确解释是：经过长期的地理隔离，再经过生殖隔离后逐渐进化形成的。即这些原属于同一物种的地雀，从南美大陆迁来后，因在不同群岛上(地理隔离)出现不同的突变和重组。由于每个岛上的食物和栖息条件互不相同，自然选择对不同种群基因频率的改变所起到的作用就有差别，在一个种群中，某些基因被保留下来，而在另一个种群中，被保留下来的可能是另一些基因。久而久之，这些基因库会变得很不相同，并逐步出现生殖隔离，生殖隔离一旦形成，原来属于同一物种的地雀就成了不同的物种。不过这种物种的进化十分缓慢，往往需要成千上万代才能实现，而不是迅速形成新物种。答案:B例2．下列说法正确的（ ）A.地理隔离一旦形成，原来属于同一物种的个体就成了不同物种B.生殖隔离一旦形成，原来属于同一物种的个体就成了不同物种C.地理隔离是形成新物种的必然经历D.每个新物种的形成都必定经历从地理隔离达到生殖隔离的过程解析：解题关键是了解物种的形成方式。自然界中，物种形成的方式有多种，经过长期的地理隔离而达到生殖隔离是比较常见的一种方式，但不是必需的过程、根据物种的概念可知，当生殖隔离出现时，两个个体就分别属于两个物种了。当然，地理隔离不是达到生殖隔离的必备条件。答案：B一、填空1．隔离是形成新物种的__________，常见的隔离类型有__________和____________隔离，通常经过长期的_________隔离常可达到________隔离。不同的地雀种群之间，一旦发生了________隔离，就不会有__________交流了。2.以___________学说为核心的现代生物进化理论的基本观点是：___________是生物进化的基本单位，生物进化的实质在于种群___________的改变。______________ 、______________及 ___________是物种形成过程的三个基本环节，通过它们的综合作用，种群产生分化，最终导致新物种的形成。在这个过程中，___________产生生物进化的原材料, 使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向，___________是新物种形成的必要条件。二、判断题 课本121页1.（1）√；（2）√；（3）√。三、拓展题下图展示了现代小麦的起源过程。据图回答下列问题：（1）假如该过程表示一种育种方法，这种方法称为 。（2）杂交种F1 （是或不是）一个新种，原因是 。（3）杂交种F2不育的原因是 。（4）最后形成的小麦 （是或不是）一种新物种，它与一粒小麦杂交形成的后代的生殖能力怎样 这说明它们之间已经形成了 。答案：（１）多倍体育种　（２）不是（３）无同源染色体，联会紊乱（4）是，不育（5）生殖隔离 回忆并思考。根据已学知识回答问题。 学生思考后回答问题，巩固种群的概念并一步步得出物种的完整概念。回忆并积极思考思考并讨论，回答问题，深刻理解生殖隔离，地理隔离。从地理隔离和生殖隔离的概念总结它们的共同点。根据图片思考老师提出的问题，并积极回答。观察这13种地雀，分析其变异的问题，各组思考讨论并回答相关问题，交流汇报。每组由组长进行全班汇报。学生逐一思考并回答问题。学生解释地雀形成的过程。牢记本节重点内容。激活思维巩固所学根据所学知识，做课堂练习。 发现问题，引起学生兴趣。引出种群和物种的概念。通过比较，归纳巩固旧知识，学习新知识。拓展隔离的种类。通过问答形式培养学生大胆思考问题，分析问题，回答问题的能力。培养学生的观察能力，分析能力。培养学生分析问题，回答问题的能力，并培养学生的合作能力。引导学生自主归纳总结，努力构建知识体系及时检测反馈教学效果通过课堂练习，加深对知识的巩固和运用拓展思维
板书设计
隔离与物种的形成
一、物种
1物种的定义
2种群与物种
二、隔离在物种形成中的作用
1隔离的种类：地理隔离 生殖隔离
2物种形成与隔离
原始地雀 地理隔离 阻断基因交流 突变、基因重组和自然选择 基因频率向不同方向发生改变　　　　种群基因库出现差异 差异进一步加大生殖隔离 新物种形成（地雀的多样性）
物种的形成过程大都经过长期地理隔离，最后达到生殖隔离而形成的
物种形成的标记：是否存在生殖隔离。
物种形成过程的三个基本环节：突变和基因重组、自然选择、隔离
三、现代生物进化理论的基本观点
1、进化的基本单位是种群；
2、进化的实质是种群基因频率的改变；
3、物种形成的基本环节是：
突变和基因重组——提供进化的原材料；
自然选择——基因频率定向改变，决定进化的方向；
隔离——物种形成的必要条件。
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