第2节现代生物进化理论的主要内容

1 / 9 第 2 节现代生物进化理论的主要内容 莲山课 件 k 第 2 节现代生物进化理论的主要内容一、知识结构 二、教学目标 1、解释种群、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、说明现代生物进化理论的主要内容。 4、举例说明共同进化和生物多样性形成的原因。 5、形成生物进化的观点和生物进化理论在发展的观念。三、教学重点、难点及解决方法 1、教学重点及解决方法 教学重点 种群、物种、基因频率、隔离等概念。 突变和基因重组、自然选择、隔离在生物进化过程中的作用。 解决方法 通过具体的实例和 计算来理解相关的概念。 通过探究活动的教学理解综合因素在生物进化过程中的作用。 2、教学难点及解决方法 教学难点 基因频率的概念。 自然选择对种群基因频率的影响。 隔离在物种形成的作用。 解决方法 通过练习计算基因频率掌握此概念。 指导学生阅读教材 P116—117 的资料，提出问题 →作出假设 →制定探究方案。 以桦尺蠖为例讲隔离的作用。四、课时安排 4 课时。五、教学方法直观教学法、讨论法、讲解法。六、教学具准备图片。七、学生活动1、学生讨论发表看法，阅读教材，计算等。 2、学生思考 、回答相关问题。八、教学程序（一）明确目标（二）重点、2 / 9 难点的学习与目标完成过程第 1 课时上节课我们学习了达尔文自然选择学说的主要观点，下面请同学们依据该学说的基本观点，分析下面的情境： “如果在灰色翅（基因型为 aa）昆虫的群体中偶然出现一只绿色翅（基因型为 Aa）的变异个体，且绿色比灰色更不易被捕食。那么，昆虫的翅色将怎样变化？ ”结合学生的讨论，提出质疑：该绿色个体能很好生活下来，它体内的 A 基因怎样才能传递给子代呢？如果 Aa与其他个体交配生殖，后代还会是绿色的吗？讨论发现，出现有利变异个体 的有利基因只有在群体中，通过有性生殖才能世代延续，另外有利变异个体的后代不一定能真实遗传。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的变化，这个群体就是种群。怎样的一群生物个体可以称为种群呢？一个生物 “种 ”或 “物种 ”与种群有何区别呢？人们为什么要提出 “种群 ”这个概念呢？归纳出：自然界的物种实际上是以一个个种群存在的，种群是物种繁衍、进化的基本单位。它为研究生物与环境的关系和物种的变化带来 了方便。性状是由基因控制的，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呢？由此人们提出基因库和基因频率的概念。什么是基因库？基因频率的含义是什么？请学生计算下面假设的种群的一对等位基因的基因频率：某昆3 / 9 虫种群中，绿色翅的基因为 A，褐色翅的基因为 a，调查发现， AA、 Aa、 aa 的个体分别占 20、 60、 20，那么 A 和 a 的基因频率各是多少？计算得知，该种群基因 A 的频率为 50%，基因 a 的频率为 50%，如果让该种群随机交配，依据孟德尔遗传定律，子一代、子二代的基因型频率和基因频率又会怎样呢？ 从后代的基因型频率和基因频率的计算结果中，发现了什么现象？如果种群基因型频率和基因频率世代稳定不变，生物将无法进化，显然与事实不符。自然界种群的基因频率能世代不变吗？为什么？显然，同时满足以上 5 个条件是不可能的，即使前 4 个条件可以满足，基因突变和染色体变异总会发生的。为什么？以上 5 种因素中哪些因素是影响基因频率变化的根本原因？（三）总结种群是生物进化的基本单位，种群基因库和基因频率的概念及相关计算。（四）作业布置教材 P118 练习一 1、 2。（五）板书设计第 2 节现代生物进化理论的主要内容一、种群基因频率的改变与 生物进化（一）种群是生物进化的基本单位 1、种群 2、基因库第 2课时从上节大家已经知道，自然界种群的基因频率变化是必然的。能说明原因吗？变异对生物进化会产生何种影响？首先请同学们回忆变异的类型。所有的变异都能导致基因频率的变化吗？为什么？教师结合学生的回答，不断质疑、启发、引导。在三种可遗传的变异来源中，基因突变和染色体变异可以统称为突变。突变和基因重组对于种群遗传组成的改变4 / 9 一样吗？为什么？在自然情况下，突变的频率很低，且多数有害，对生物进化有重要意义吗？自然界生物进化是有方向的，生物具有普遍的适应现象。突变和 基因重组产生的变异有方向吗？它们会使生物产生适应性吗？生物进化的方向是什么因素决定的呢？请探究下面问题。如何解释桦尺蠖种群中 s 基因的频率越来越低的现象？大家提出的解释或假设合理吗？下面我们可以创设一个情境，探究假设的合理性。明确探究任务，提出具体要求。指导学生讨论、计算，将结果填写在表格中。分析计算结果，给你什么启示？环境对桦尺蠖产生了怎样的影响？在自然选择作用中，直接受选择的基因型还是表现型？（三）总结突变和重组为生物进化提供了原始材料，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。 （四）作业布置教材 P118 练习一 3、二。（五）板书设计（二）突变和基因重组产生进化的原材料（三）自然选择决定生物进化的方向第 3 课时导入：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？一、物种的概念以生活在一个草原上的全部驴、马为例，设问：1、驴种群个体间、马种群个体间能相互交配且产生可育后代吗？ 2、马和驴能相互交配吗？ 3、骡子可育吗？ 4、什么是物种？ 5、为什么马和驴不属于同一物种？学生阅读教材5 / 9 P119 相关 内容回答之。教师：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。什么因素可以阻止种群间基因交流呢？隔离常见的类型有地理隔离和生殖隔离。同一种生物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，叫做地理隔离。例如，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。二、隔离在物种形成中的作用多媒体显示教材 P119 两幅假想情境图。提问： 1、在一个山谷中，有一个鼠种群在 “快乐 ”地生活着。雌鼠和雄鼠之间可以自由交配，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？ 3、几千年后河流干涸了，两个鼠种群又会合在一起，它们之间还能自由交配吗？ 4、是什么原因造成它们分化的？教师总结归纳。课件显示加拉帕戈斯群岛的地雀。提问：教材 P120资料分析 中的 4 个问题。教师总结归纳： 三、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6 / 9 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。（三）总结物种的概念，地理隔离、生殖隔离的概念及隔离在物种形成中的作用。（四）作业布置教材 P121 练习， P122 技能训练（五）板书设计二、隔离与物种的形成一、物种的概念 1、物 种的概念 二、隔离在物种形成中的作用三、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。第 4课时导言：目前我们已经知道的 生物大约有 200 万种，这些生物是怎样来的？今天这节课我们一起来探讨一下。一、共同进化学生阅读教材 P123 内容，回答下列问题： 1、在捕食7 / 9 者和被捕食者当中，怎样的个体才会生存下来？为什么？ 2、捕食者的存在是否对被捕食者有害无益呢？为什么？ 3、结合教材 P123 图 7—9 说说两种生物是如何进化的？教师总结归纳。不仅不同种生物之间在进化上密切相关，生物的进化与无机环境的变化也是相互影响的。例如，地球上原始大气中是没有氧气的，因此，最早出现的生物都是厌氧的；最早的光合生物的出现，使得原始大气中有了氧气，这就为好氧生物创造了前提条件。不同物种之间，生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，这就是共同进化。通过漫长的共同进化过程，地球上不仅出现了千姿百态的物种，且形成了多种多样的生态系统。生物的多样性是如何形成的呢？二、生物多样性的形成课件显示教材 P124 生物进化的历程示意图。设置相关问题：见教材 P124思考与讨论 中的5 个问题。教师归纳总结代纪世百万年前植物动物古生代二叠纪 286245 大绝灭松柏类出现爬行类多样化，两栖类衰退石炭纪 360286 成煤森林时代：石松、问荆和蕨类繁盛两栖类多样化，爬行类首次出现 ，昆虫类经历第一次大的适应辐射泥盆纪 408360 大绝灭种子蕨类首次出现有颌鱼类多样化并统治海洋，昆虫、两栖类首次出现志留纪 438408 低矮的维管束植物在陆地出现有颌类鱼类首次出现奥陶纪 505438大绝灭海洋藻类繁盛无脊椎动物广泛分布并多样化，无颌鱼类及脊椎动物首次出现寒武纪 570505 海洋藻类繁盛具外骨8 / 9 骼的无脊椎动物占统治地位前寒武纪（ 4600 百万年 570 百万年以前） 700 多细胞生物出现 2100 真核细胞首次出现35003100原核细胞在叠层岩中首次出现 4600地球形成时期中生代白垩纪 14466 显花植物广泛分布，松柏类衰退恐龙和大多数爬行类绝灭，胎盘哺乳类和现代昆虫群出现侏罗纪208144 苏铁类和其他裸子植物繁盛恐龙繁盛，鸟类出现大叠纪 245208 大绝灭苏铁、银杏出现，裸子植物和蕨类植物统治地球哺乳类、恐龙类首次出现，珊瑚和软体动物统治海洋新生代第四纪全新世人类破坏，热带雨林加速绝灭人类文明时代更新世 2草本植物广泛分布并多样化许多哺乳类绝灭，现代人类出现第三纪上新世 62 草本植物繁盛人类灵长目首次出现中新世 246 随着森林减少，草原广泛分布类猿哺乳类、草食哺乳类及昆虫繁盛渐新世 3724 许多 现代显花植物的科演化叶食哺乳类及类猴灵长类出现始新世 5837雨量充沛的亚热带森林繁盛所有现代哺乳纲的目出现古新世6658 被子植物多样化原始灵长类、草食类、肉食类、虫食类、哺乳类动物出现 学生阅读教材 P125 内容，设置下列问题？ 1、什么是两极生态系统？ 2、有性生殖为什么能加快生物进化的速度？ 3、什么是三极生态系统？ 4、最早登陆的生物是什么？ 5、什么是生物的多样性？ 6、生物进化的历程可概括为什么？教师总结归纳。三、生物进化理论在发展学生阅读教材 P126 内容。9 / 9 设问： 1、什么是中性突变？ 2、你认为中性突变（学 说）与达尔文的进化论对