《现代生物进化理论的主要内容》教学设计

1、第七章现代生物进化理论第二节现代生物进化理论的主要内容基因频率的变化与群体的生物进化(头等舱)马鞍山市松原培正中学杨教材分析在初中，学生们学习了生物进化的证据、过程和自然选择理论。在教材的第一部分，在初中生物课上学习生物遗传和变异知识的基础上，分别阐述了拉马克和达尔文的生物进化论。通过两者的比较，可以看出达尔文的理论更加科学和完善，成为现代生物进化论的基础。当然，由于时代的限制，达尔文的自然选择理论有许多缺点。本节的主要内容是：近年来，生物学家将遗传学、生态学等研究成果引入进化研究，形成了基于自然选择理论的现代生物进化理论。从拉马克的进化论到达尔文的自然选择理论，再到现代生物进化理论，进化在不

2、断改进和发展。因此，生物进化理论的继承和发展是这一章非常重要的主线。学生可以从学习中了解到，科学发展是一个动态的过程，它是在不断的质疑、验证、辩论和修正中向前发展的，从而激发学生敢于质疑的精神，在思想和情感上进行创新。教学目标1.解释种群、种群基因库、基因频率等概念。2.用数学方法讨论群体基因频率的变化；3.培养学生处理数据和数据的能力，培养学生根据事实或实验结果得出结论的科学态度；教学重点和难点教学重点：人口和基因频率等概念；教学中的困难：1.基因频率的概念；2.自然选择对群体基因频率的影响；课程表2个课时(这是第一个课时)教学策略我对教学设计做了以下更改：1.统一数据：为了防止学生参与复杂

3、的数据处理，教学设计将所有案例的数据统一起来，以表格的形式呈现，既直观又清晰，很容易在数据中发现隐藏的规则；2.案例教学：一个案例(birch inchworm case)，自始至终，学生都很熟悉主题的含义，节省了大量阅读和研究主题的时间，但却一层一层地深挖，问各种各样的问题，真正体会到一个问题和问许多问题，引用一个例子和三个例子。首先，分析亲本的基因型频率和基因频率。分析理想条件下后代的基因型频率和基因频率。然后分析非理想条件(自然选择)下后代的基因型频率和基因频率，逐步引导学生理解进化的本质。3.模型实验：在数据统计过程中，引入数学模型，分析和找出白桦几何形体颜色前后的变化规律。然而，通过

4、模拟实验，这种变化的本质被演绎出来，这更真实地还原了科学家的研究方法和推理过程。教学过程研究阶段教师组织与指导学生活动教学意图回顾介绍最后一课我们学习了达尔文的自然选择理论。主要内容是什么？回顾主要内容：过度繁殖、遗传变异、生存竞争、适者生存检查并准备以下内容问题讨论思考自然选择理论的历史局限性？1.将生物个体作为进化单位合适吗？遗传的本质是什么？变异的来源是什么？3.后天遗传正确吗？学生的思考答案：达尔文的三个局限分析了该理论的不足，同时引出了题目：“现代生物进化理论”人口是生物进化的基本单位(1)思考：茶尺蠖的翅色较浅(基因型ss)，偶尔出现一个黑色突变体(基因型Ss)，S对S占优势。如果

5、黑色翅比浅色翅更适合环境。(1)这个变异良好的个体能永远存活吗？(2)如何在该个体中保留有利基因S？(3)即使Ss个体能够繁殖，它们的后代是什么基因库：一个群体中所有个体包含的所有基因；基因频率：一个基因与群体基因库中等位基因总数的比率。基因频率的计算方法：案例1在桦树尺蠖种群中，带有黑色翅膀的基因是S，带有浅色翅膀的基因位置是S。具有ss、SS和Ss基因型的个体数分别为10、20和70。每种基因型的频率是多少？s和s基因的频率是多少？基因型频率=基因型个体数/群体个体总数基因频率=基因数/群体中所有等位基因总数=纯合基因型频率1/2杂合基因型频率(1)通过思考，学生发现了个体作为进化单位存在

6、的问题，同时引入了基因库、基因型频率和基因频率的概念。(3)分析计算，发现基因频率的计算方法帮助学生建立基本概念，培养他们分析和处理数据的能力。(4)在自由交配等理想条件下，讨论下一代群体基因组成的变化案例2:从100个个体中取样一个具有黑翅基因S和轻翅基因S的白桦尺蠖种群。ss、SS和Ss的基因型分别为10、20和70。如果种群是父母，如果允许种群随机交配，就不会有移民和移民，不会有自然选择和突变。根据孟德尔分离定律计算：(1)这个群体产生的S和S配子的比例是多少？(2)2)F1代的基因型频率是多少？(3)3)F1群体的基因频率是多少？(4)填写表格中的计算结果并思考。在第二代、第三代和几代

7、之后，种群的基因频率会改变吗？理想条件下群体基因频率的计算帮助学生理解种群是生物进化的基本单位(5)学生计算、教师分析总结：(1)S配子比率=(10 * 220)/(100 * 2)=20%；配子比率=(70*2 20)/(100*2)=80%(2)(3)自由交配后F1代的基因型频率和基因频率：P S=20% s=80%S(20%)s(80%)S(20%)SS(4%)Ss(16%)s(80%)Ss(16%)ss(64%)第一子代(4)群体的基因频率不会改变师生讨论：以种群为研究单位，在理想条件下，种群中的基因频率不会改变，种群是生物进化的基本单位生物进化的本质(1)通过材料提问，设置情境“工业

8、停电”现象；材料1。在19世纪中叶以前，英国曼彻斯特几乎所有的桦树尺蠖都是浅色的，并且这一群体中的S基因频率仅低于5%。到20世纪中叶，白桦尺蠖已成为一种常见类型，S基因频率已增加到95%以上。材料2。19世纪中叶以前，曼彻斯特的树干上覆盖着浅色的地衣。后来，工业发展了。工厂的烟尘使地衣无法生存，树皮变黑。学生阅读教科书中的P116，并提出问题：为什么S基因的频率越来越少？提供材料并创造问题情境(2)假设组织活动：“抓虫子”规则：一名学生操作，另一名学生计时，记录用鼠标分别拖动10个白桦尺蠖和10个黑白桦尺蠖到相应位置所需的时间。假设由于暗褐色环境的选择，S基因频率越来越低。(1)学生操作；另

9、一个学生数着时间，而其他学生帮助数着时间。通过实验创造的情境，让学生做出假设(3)实验探究：引导学生设计实验，证明自然选择在“工业黑化”中的作用，最后提供参考材料：参考文献：在20世纪50年代，有人做过这样的实验：在标记了黑色和浅色的桦木尺蠖后，它们在工业区和非工业区被释放，没有污染。一段时间后，被标记的个体将被恢复。因此，工业区回收的黑桦木尺蠖比灰白色多得多，而非工业区回收的浅色桦木尺蠖比深黑色多得多。学生思考和设计实验拓展和延伸，培养学生设计实验和科学探究的能力。数学建模案例3:浅色个体增加10%，黑色个体增加10%比较两组数据：(理想状态)老师和学生共同得出结论，自然选择会改变群体的基因

10、频率学生分析数据发现：在自由交配等理想条件下，种群的基因频率是恒定的，但自然选择会使种群的基因频率发生定向变化！培养学生分析和处理数据以及比较两组数据的能力，使学生能够理解自然选择的本质。(5)讨论问题：问题1:自然选择的本质是什么？问题2:如果自然选择是基于种群的基因，它会给种群带来什么变化？问题3:除了选择之外，还有哪些因素会导致群体基因频率的变化？问题4:种群基因频率的变化和生物进化之间有什么关系？结论是进化的本质是群体基因频率的变化。学生思考和讨论通过这些问题，学生们被引导去发现进化的本质。教室延长本文简要回顾了今天的内容，并介绍了生物进化理论的发展。拓展学生视野，从可持续发展和包容性

11、的角度看待科学理论课后反思这节课的教学设计是基于问题的。通过对桦树尺蠖种群进化过程的分析，学生们以探险家和研究者的身份从事学习。通过独立思考，学生可以亲身体验到科学不是一个静态的系统，而是一个不断发展的动态过程。科学领域没有终极真理。怀疑和争论不仅是正常的，促进科学进步也是正常的。这样，学生不仅掌握了知识，更重要的是，他们进一步确立了生物进化和辩证唯物主义的观点，加深了他们对科学本质的理解和认识，提高了他们的能力。这种治疗比简单地由老师讲述和灌输知识要好得多，学生将对这种知识有更深更牢固的理解和掌握。通过多媒体的辅助，课堂气氛活跃起来。对一些不太理解的问题进行简化，取得了良好的效果，得到了学生的认可。主动学习的学生比例也进一步增加。为了让学生真正“动”，必须对教师提出更