种群基因频率的改变与生物进化 教案设计.doc

教学程序教师行为学生活动设计思路导入今天我们一起来看一段视频，在看视频的时候大家一定要边看边思考，看完之后要完成几个问题：1.视频中的反应的生物进化信息与达尔文自然选择学说的观点是否一致？2.如果不一致，哪些观点不一致？带着这两个问题，我们一起来看视频。请同学表达自己的观点。总结：由视频我们发现达尔文的自然选择学说由于受到当时科学发展水平的限制，存在着历史的局限性，并不能正确的揭示生物进化过程中遗传和变异的本质，所以我们这节课一起来探究生物种群的基因频率的改变和生物进化。看视频并思考讨论得出：达尔文自然选择学说获得性遗传的错误性，以及忽视了自然选择对生物进化的作用。激起学生学习本节内容的兴趣，积极的投入到课堂中。种群是生物进化的基本单位种群是生物进化的基本单位好，现在请大家观察这两幅图，你们认为它们之间存在怎样的联系？请大家注意一下这两幅图名字，一片草地上所有的蒲公英、南极的一群企鹅，它们是不是都在一定区域内，第一幅图中是所有的蒲公英，第二幅图是一些企鹅。而我们把这里的一片草地上所有的蒲公英称为一个种群，那到底什么是种群呢？请同学们把课本翻到114页，XX同学，请你告诉大家什么叫做种群？那南极的一群企鹅是不是种群呢？为什么？好，我们一起来判断一下下面这几个群体是不是种群：1.一个池塘的全部鲤鱼2.一个池塘的全部鱼3.一片草地上的全部植物（请学生逐个判断，并说出原因）认识了种群，我们不得不了解一下种群的一个同胞兄弟物种。物种是指分布在一定的自然区域内，具有一定的形态结构和生理功能，而且在自然状态下能够相互交配和繁殖，并能够产生可育后代的一群生物个体.根据物种的这个概念我们来对比一下，看看种群和物种有哪些区别：种群物种概念指生活在（同一）地点的（同种）生物的（全部）个体。种群是（繁殖）、（生物进化）的单位。同一种群内的个体（可）可或否进行基因交流。是指分布在（生物圈中）具有一定的（形态结构）和（生理功能），而且在自然状态下能够（相互交配和繁殖）生活地域一定的自然区域内生物圈内相互关系一个物种包括（多个）种群。同一物种的多个种群之间存在（生殖隔离），长期下去可能发展为不同的（物种），进而可能形成多个（物种）。为什么说种群是（繁殖）、（生物进化）的单位？ “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：该绿色个体一定能被选择下来吗？为什么？如果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？由此我们发现出现有利变异个体内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，所以说种群是繁殖和生物进化的基本单位。学生回答：生活在一定区域的同种生物的全部个体。不是，因为它是一部分企鹅，不是全部。学生思考并作答。学生通过阅读表格和老师一起完成表格中的填空。学生思考讨论，并解决思考题。通过图片观察和分析，让学生总结出群落这一概念的核心在一定区域、全部、同一物种通过题目帮助对概念的理解表格的形式简单明了，对比学习加深学生映象。通过引导的方式让学生认识种群是繁殖和生物进化的基本单位，培养提高学生的思维能力。基因库、基因频率的概念及基因频率的计算既然说种群是生物进化的基本单位，那种群的遗传物质就显得尤为重要了，大家觉得种群的遗传组成是什么呢？（抽学生表述自己的观点）回答的非常好，我们给它命一个名就是基因库，具体地说就是一个种群中全部个体所含有的全部基因。那我们想一想基因库当中基因会不会发生变化？引起基因发生变化的因素有哪些？现在请大家四个人为一小组讨论，一分钟之后我抽同学说出你们讨论的结果。同学们回答的非常正确，那我们如何把这种变化量化呢，这里有一个新的概念基因频率，我们把一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率叫做基因频率。我们来看看基因频率发生变化的实例，请同学们看到这幅图片，倘若该图片中的种群翅色由红色转为绿色，其控制翅色的基因将如何变化？我们现在讨论的范围是什么？（种群、群落还是物种？）基因频率发生变化，生物是不是也相应的进化了，而刚刚我们说种群是生物进化的基本单位，那我们可以得出生物进化的实质是如何用数学公式表示基因频率呢？某种基因频率=该种群中此基因的数量该种群中此基因和等位基因数的总和*100%。我们来看一道例题：假设种群的一对等位基因的基因频率：某昆虫种群中，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30、60、10，那么A和a的基因频率各是多少？我们一起来计算一下A的基因频率，某种基因的频率=该种群中此基因的数量该种群中此基因和等位基因数的总和*100%从这个公式看出我们先计算什么呢？基因型为AA的个体中A基因有60个，Aa的个体中有60个，而aa中没有，所以A的基因数量应该是120个，那一百个个体共有多少个基因呢？所以A的基因频率应该是120200*100%=60%，下面请同学们自己来算一下a的基因频率。请同学回答计算结果，（如果回答的结果理想就进入下面内容，如果不理想就引导大家一起计算）接下来请同学们阅读115页的思考与讨论，假设上述昆虫的种群满足以下几点: 该种群非常大； 所有的雌雄个体都能进行自由交配并产生后代； 没有迁人和迁出； 自然选择对不同表现型的个体作用等效； 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。根据孟德尔的分离定律来完成下面几个题：1.该种群产生的A配子和a配子的比例各是多少？2.子代基因型的频率各是多少？3子代种群的基因频率各是多少？请同学们根据这几个思考题，将计算结果填在下面的表格中:亲代基因型的频率AA（30%）Aa（60%）aa(10%)配子的比率A( )A( )a( )a( )子代基因型频率AA( )Aa( )aa( )子代基因频率A( )A( )思考：通过计算结果我们发现什么？想一想，子二代、子三代以及若干代以后，种群的基因频率会同子一代一样吗？总结：依据孟德尔遗传法则，一个基因的等位基因频率，在上下代是稳定不变的。如果符合以上条件，可用哈迪-温伯格平衡公式pq1，（pq）21，其中p表示显性等位基因的频率，q表示隐性等位基因的频率， p2表示显性纯合子的基因型频率， q2表示隐性纯合子的基因型频率，2pq表示杂合子的基因型频率。可以根据这个公式计算相关题目。然而，对于自然界来说，题目中的五个假设条件有没有可能成立呢？你能举出哪些实例？也就是说在自然界中基因频率总会发生改变的，结合我们前面学过的知识，请大家思考一下：影响种群基因频率因素有哪些？是种群中每一个个体的所含基因的集合。会学生讨论：基因突变、染色体变异、基因重组控制绿色翅的基因频率逐代增加。种群基因频率发生变化学生一起回答在一个种群中，某种基因型个体在某种群中出现的频率。A基因的数量200个环境随时都可能发生变化，基因突变具有普遍性等。突变和基因重组产生进化的原材料在自然界中基因频率总会发生改变的，在影响种群基因频率的五个因素中，又以变异和自然选择最为突出，接下来我们将详细讨论变异和自然选择对种群基因频率是如何影响的。首先请同学们来思考这几个问题： （1）所有的变异都能导致基因频率的变化吗？为什么？ （2）可遗传的变异的来源有哪几个方面呢? 其中，我们把基因突变和染色体变异统称为突变。也就是说，突变和基因重组引起了可遗传的变异，对生物的进化起到了非常重要的作用，从而使种群出现大量的可遗传变异。 但是，我们知道这些变异的产生是不定向的，因此，无法定向改变基因频率，也就不能决定生物进化的方向。 只有可遗传的变异才能影响种群基因的组成，才能改变基因频率。基因突变、基因重组和染色体变异。通过引导，层层深入，让学生理解突变和重组是产生进化的原材料自然选择决定生物进化的方向那生物进化的方向是由什么因素决定的呢？请同学们阅读“探究”中的资料和提出的问题。 大家提出了那些假设？(抽取同学说出自己的假设)下面我们我们根据课本中创设的情境，探究大家的假设是否合理。指导学生讨论、计算，将结果填写在表格中