高中生物第五章生物的进化5.2进化性变化是怎么发生的名师精选教案浙科版必修

1、名校名 推荐第五章第二节进化性变化是怎么发生的一、教学目标：知识目标（ 1）概述自然选择是生物进化的动力。（ 2）举例说明种群基因频率的平衡。（ 3）简述影响基因频率变化的因素。（ 4）举例说明自然选择导致生物的适应。（ 5）举例说出异地的和同地的物种的形成过程。情感态度与价值观认同变异、选择和生殖隔离导致了新物种的形成，树立质量互变的观点。能力目标尝试用数学的方法讨论基因频率和基因型频率的变化。二、教学重、难点：（ 1）教学重点（ 2）教学难点进化论角度解释生物的多样性与统一性。三、教学过程教学教师的组织和引导学生活动教学意图内容引入【导入】前面提到的加拉帕戈斯群岛上13 种地雀，由于不思考

2、讨论提 出 问新课同的生活环境， 使得它们的喙差别很大，以适应不同的环境，题，激发我们将这种变化称之为进化性变化，这种进化性变化是怎样兴趣。发生的呢？接下来，我们一起学习第二节：进化性变化是怎样发生的。一、选我们的生活中也不乏进化性变化的例子，比如人类忠诚的朋思 考并 回从生活实择是友狗。以狗的品种为例，介绍人工选择。答 问题 ，际出发，进化【提问】 1、这四种不同的家犬是否属于同一个物种？他们归 纳新 物过渡至自的动有共同的祖先么？是谁？种 形成 过然选择，力（属于同一个物种，有共同的祖先狼）程 、可 遗易于学生2、狼为什么会出现这么多不同类型的品种呢？变异传 变异 及接受。3 、变异产生的

3、类型都是我们需要的么？（不是）人们根据自 然选 择自己需要挑选合乎要求的变异个体，淘汰其它。在 进化 中3、人类在这一过程当中起了什么作用？选择的作用。4 、经过一次变异，一次选择会产生这么显著的差异么？不会，因为一次变异的差异是很微小的5、如何才能产生这么显著的差异呢？通过数代选择，有利变异不断积累，从而培育出新品种【总结】变异是前提，是不定向的，而我们人类在这个过程当中只是起了选择作用。1名校名 推荐【过渡】人工选择为自然界中生物的进化提供了重要的参考信息，达尔文深受启发。【讲述】在这次航行中，达尔文曾经到过叫克格伦岛的海岛上，在海岛上他发现有一种昆虫，非常奇怪的是要么就是翅膀异常强壮，飞

4、行能力非常强，要么就是无翅或残翅，不会飞甚至在地上爬？这是为什么呢？【讲述】由于变异应该有多种类型，变异是不定向的。大风大浪起什么作用（自然选择）【总结】自然选择的机制：可遗传变异（生物进化的前提）（不定向）自然选择（生物进化的重要动力和机制）（定向）有利变异逐渐积累新类型、新物种产生二、种【过渡】在达尔文看来，在种群中普遍存在可遗传变异是自思 考并 计通过基因群的然选择的前提，也是生物进化的前提。可对于可遗传变异如算 基因 型型种类的变异何产生如此多的变异类型，达尔文还不能做出科学的解释，数目。分析，理性而现代生物进化理论从遗传学的角度给出了答案。解种群变【讲解】生物通过变异产生新的基因，通

5、过基因重组产生形异多样性形色色的基因型。的原因。基因座位：一个特定基因在染色体上的位置。2名校名 推荐基因型种类多样原因（以人为例）：1、 23 对染色体， 35000 对左右基因，每种生物个体平均约10杂合，每一物种平均30左右杂合。2 、等位基因通过有性生殖形成数目巨大的基因型。一对等位基因形成 3 种基因型， n 对等位基因形成 3*n 种基因型。人的基因型的数目就约为 3*10500.三、种【讲述】可见，研究生物的进化，仅研究个体的表现型是否群基与环境相适应时不够的，更应该考虑决定表现型的基因在群因频体世代中的传递和分配以及基因型变化的规律，这是达尔文率的限于当时的科学水平而没有考虑的

6、。接下来，我们就从基因平衡水平来探讨生物的进化。和变【提问】要从基因水平来研究生物的进化，仅关注单个生物化个体行吗？绝大多数生物无法靠单个个体完成生殖，即无法实现基因的传递【讲述】那么我们研究的对象就应该是在一定区域中同种生物的全部个体种群，种群是生物繁殖的基本单位。基因库：我们就将一个生物种群的全部等位基因叫做这个种群的基因库。基因频率：在种群中，某一个等位基因的数目占这个基因可能出现的所有等位基因总数的比例，即为基因频率。例 1: 一个豌豆种群全部由白花豌豆组成（紫花对白花为显性），求紫花基因和白花基因的频率各为多少？例 2: 某小学的小学生中，基因型的比例为xbxb（ 42.32 ）、x

7、bxb（ 7.36 ）、xbxb（ 0.32 ）、 xby（ 46）、 xby（ 4），则在该地区 xb 和 xb 的基因频率分别为？【讲述】任何一个生物种群都有由它所包含的各种表现型的个体组成，而表现型又是由基因型决定的，我们就把每种基因型个体数占种群总个体数的比例就叫做基因型频率。例：在某昆虫种群中，决定翅型为长翅为a，残翅为a，从这个种群中国年随机抽取100 个个体，测得基因型为aa 和aa 的个体分别是30、 60 个，求 aa 的基因型频率。【讲述】假设在一个种群中有一对等位基因a 和 a，基因 a的频率为 p，基因 a 的频率为 q，则 p 与 q 有怎样的关系？ p q=1。由这

8、对等位基因构成的基因型有三种，即aa、 aa、aa，其个体数目分别为d、 h、 r 。那么，由这些基因型构成的种群总个体数目n =d h r 。 aa、 aa、 aa 的基因型频率分别为 d、h、 r，三者有什么关系？ dh r=1。【学生推算】用n、 d、 h、r 来表示 d、 h、r、 p、 q。（ 5 名同学黑板书写） ，并推算出基因频率和基因型频率的关系。一个等位基因的频率 =该等位基因纯合子的频率1/2杂合子的频率。【学生活动】通过计算讨论种群中基因型频率和基因频率的变化。【讲解】讲解活动内容，重点强调生殖细胞中的基因频率计思 考并 回使学生在答 问题 ，自主探究动 手操 作过程中发

9、计 算， 理现遗传平解 并学 会衡定律。应 用遗 传通过数学平衡定计算让学律。生体会学分 析影 响科间综合遗 传平 衡的科学研定律因究方法。素。领会遗传平衡的含义。培养学生从生物学现象中发现生物学规律的能力。3名校名 推荐算及随机交配下第一代基因型频率。【提问】通过计算能否发现，种群中某个基因发生突变后，经过几代随机交配就可以保持基因型频率和基因频率的稳定？一代，而且在随后的几代中，基因频率和基因型频率都未发生变化。【讲述】这个规律在上个世纪初就已经被发现， 称遗传平衡，也称为 hardy-weinberg 平衡。当种群处于遗传平衡时，纯合子和杂合子的比例可以用种群中每个等位基因的频率计算出来

10、 d=p2， h=2pq,r=q2 ，而且 p2+2pq+ q2=1 。利用这个遗传平衡定律，我们可以快速判断某个种群是否处于遗传平衡状态。知识迁移种群 11%aa 98% aa1%aa种群 264%aa 32% aa4%aa【提问】为什么有的种群平衡，有的种群不平衡？什么因素在维持一个种群的平衡？哪些因素又能打破这种平衡？【突变】 摩尔根的果蝇， 起初时只有红眼， 即只有红眼基因，如今种群中为何存在了白眼基因？是什么导致了基因频率的改变，进而打破了遗传平衡？突变。那么请问：突变一定会使种群的基因频率发生改变吗？研究证明，基因突变一个特点是少利多害，大多数突变是有害的，突变基因不会在种群中扩展

11、而会被删除掉。但少数突变基因是有利的，则可能被保留和扩增，从而引起基因库较大的变化。 （ a-a 的同时 a-a ）因此，遗传平衡定律前提之一是没有突变。【基因迁移】假如摩尔根将其养的一部分果蝇送给了萨顿，该种群的遗传平衡还存在吗？总结： 1、单向迁出或迁入：获得或丢失一些等位基因。2、双向迁移：种群间遗传差异的减少，种群内变异量增大。问：基因迁移一定会使种群基因频率发生改变吗？因此，遗传平衡定律前提之二是没有迁移。【遗传漂变】学生计算并列表对比：4名校名 推荐从图表中的对比我们可以发现：在一个比较小的种群中，一起偶然的事件往往可以引起种群基因频率发生较大的改变。这种现象叫做遗传漂变，且种群越

12、小，遗传漂变越显著。因此，遗传平衡定律前提之三是种群足够大。【非随机交配】提问：豌豆是闭花授粉植物，这样几代后基因型频率会有何变化？纯合子越来越多。像这样，在一个种群中，相邻的两个个体最可能发生交配，这种趋势助长了近亲交配，使杂合的基因型减少，纯合的基因型增加。请问：这一现象导致基因频率发生改变了吗？虽然基因频率未发生改变，但隐性性状往往对个体存活合生殖能力是不利的，这就会进一步影响下一代种群基因库的基因频率和基因型频率。因此，遗传平衡定律前提之四是随机交配。【自然选择】从自然选择的角度分析基因频率的变化。有利性状被保留，也就伴随着有利的基因相对多的留给了后代，不利性状的基因被淘汰。由此，基因

13、频率相应的发生改变。因此，遗传平衡定律前提之五是没有选择。【归纳概念】因此，哈迪温伯格定律完整的定义即为：在一个大的随机交配的种群中，基因频率和基因型频率在没有迁移、突变、选择的情况下，世代相传不发生变化。 （满足五个因素）【提问】在满足遗传平衡的条件下，生物世世代代下去，和原来相比，将会有什么变化？【归纳】也就是说，生物没有进化性改变。而在自然界里，多数种群都不能能满足这5 个条件。因此种群的基因频率和基因型频率是在不断发生变化的。经过世世代代的积累，这些微小的变化就会积累成显著的变异。也就表现为生物的进化。因此，从基因水平来看，生物进化的实质是什么？生物进化的过程实质就是种群的基因频率发生

14、变化的过程。所以种群不仅是生殖的单位，也是生物进化的单位。四、自【过渡】接下来，我们放松一下，考考大家的眼力。然 选 【讲述】桦尺蠖体色有两种表现型， 野生型蛾子是灰色 （ aa），择 导 突变型是黑色（ aa、 aa）。请找出这幅图中黑色桦尺蠖和白致适色桦尺蠖。该图为在没有受工业污染的森林里，桦尺蠖生长应的环境。5名校名 推荐【提问】从基因频率的角度，接下来该种群两种桦尺蠖数目的变化？由于自然选择，使得基因a 的基因频率降低。灰色的野生型占绝对优势。【讲述】后来，工业污染使地衣消失，请预测种群两种桦尺蠖的发展趋势？自然选择的方向发生了变化，这种变化使得种群更适应环境。【总结】我们将这种进化现象称之为适应性进化，这种进化性变化是自然选择造成的。因此，自然选择不是进