种群基因频率的改变与生物进化的教学设计.doc

《种群基因频率的改变与生物进化》的教学设计三高中 尤剑一、教材分析《种群基因频率的改变与生物进化》是人教版必修二“遗传与进化”模块第7章第2节的第一部分内容这部分内容包括三小点：种群是生物进化的基本单位、突变和基因重组产生进化的原材料、自然选择决定生物进化的方向在“种群是生物进化的基本单位”标题下，讲述了种群、基因库和基因频率的知识，并安排了“思考与讨论──用数学方法讨论基因频率的变化” 关于“突变和基因重组产生进化的原材料”，由于在本模块遗传部分已经讲述了可遗传变异的三个来源，因此，此处教材中着重阐明了突变在进化中的意义关于“自然选择决定生物进化的方向”，教材主要通过“探究──自然选择对种群基因频率变化的影响”来完成本部分内容不仅和初中教材中有关生物进化的基础知识密切相关，而且在高中教材中也起着承上启下的作用：一方面该部分内容的学习需要前面学过的基因分离定律、自由组合定律、基因突变、基因重组、染色体变异和基因与性状的关系等知识做铺垫，另一方面这部分内容也为必修3中种群、群落等内容的学习打下基础二、教学目标依据《课程标准》和学生实际将本节课的三维目标确定为：1．知识方面（1）解释种群、种群基因库、基因频率等概念。

2）说明现代生物进化理论的主要内容2．情感态度与价值观方面（1）形成生物进化的观点2）探讨生物进化观点对人们思想观念的影响3．能力方面（1）运用数学方法讨论种群基因频率的变化2）运用生物进化观点解释一些生物现象三、教学重点和难点1．教学重点（1）种群、基因频率等概念2）突变和基因重组、自然选择在生物进化过程中的作用2.教学难点（1）基因频率的概念2）自然选择对种群基因频率的影响四、教学设计的思路该部分内容理论性较强，通过一系列问题层层递进，前后顺序逻辑严密，为了有效完成教学的三维目标，我教学设计的思路是充分利用教材中的思考与讨论及探究素材，并借助多媒体课件辅助教学，使抽象的内容具体化、直观化、形象化，创造轻松愉悦的学习环境，从而有利于突出重点和突破难点1．.通过“某种昆虫翅色基因突变”的实例引入本课，通过学生讨论，使学生发现达尔文自然选择学说的局限性，从而让学生初步认识到个体的生命周期是有限的，某个体的有利变异基因只有在群体中，通过有性生殖才能世代延续，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变化，这个群体就是种群，从而引出种群的概念。

2．种群的概念是教学中的重点，在进行这部分内容的教学时，我打算先让学生找出种群概念中的关键词，即“一定区域”、“同种”和“全部”，然后大屏幕上出示一些具体的实例让学生进行辨析，帮助学生将书本上的知识灵活应用，从而让学生更好的理解种群的概念至于为什么说种群是生物进化的基本单位？通过教师层层设问，要让学生明确两点：一是说明个体不是进化的基本单位，一个个体适应能力无论多强，如果它的基因不能传给后代，它在进化上就没有贡献，这可以通过刚才“某种昆虫翅色基因突变”的实例来说明二是种群是生物繁殖的基本单位，如果同种生物的个体间相距遥远，没有机会交配，它们就分别属于两个种群，这两个种群是独立进化的，3．描述种群的遗传组成离不开基因库和基因频率，对于基因库的概念，学生比较容易理解，不必花费过多的时间，而基因频率的概念和计算方法历来是教学中的重点和难点在进行这部分内容的教学时，我打算先让学生阅读、分析教材上有关基因频率的一道计算题，在此基础上，再通过大屏幕出示两道基因频率的练习题，帮助学生深化理解选择的两道习题具有一定的代表性：一道是根据基因型频率来计算基因频率，从而引导学生得出：基因频率=该基因纯合体基因型的频率+该基因杂合体基因型的频率×1/2；另一道题为伴性遗传中有关基因频率的计算。

以这些习题作为载体，让学生在讨论、计算、总结的过程中，牢牢掌握基因频率的概念和计算方法4．“思考与讨论──用数学方法讨论基因频率的变化”这部分内容对于学生达成本小节知识目标十分重要在处理这部分内容时，我打算先要求学生运用学过的遗传学知识独立计算出第1题的答案，让学生认识到在五个假设条件成立时，种群基因频率会保持代代相同然后以小组合作学习的形式一起思考、讨论第2、3题，最后引导学生分析出在自然界这五个假设条件不可能同时具备，因此，种群基因频率会不断变化自然界中，种群基因频率受多种因素的影响，其中最根本的影响是突变和基因重组，从而引出“突变和基因重组产生进化的原材料”5．“突变和基因重组产生进化的原材料”这部分内容的教学中，不妨先让学生根据以前学过的可遗传变异的知识，举例说明这三种变异对基因频率的影响，然后引导学生根据教材中突变率的计算以及“某海岛上残翅和无翅昆虫”的实例，解释突变和基因重组能为生物进化提供原材料的原因最后，应让学生明确突变和基因重组都是随机的、不定向的，因此，它们可以改变基因频率，但不能决定基因频率改变的方向，也就是说，它们只是提供了生物进化的原始材料，不能决定生物进化的方向。

生物进化方向又是由什么因素决定的呢？引入“自然选择决定生物进化的方向”，实现自然过渡6．“自然选择决定生物进化的方向”是教学的重点和难点教材主要通过“探究──自然选择对种群基因频率变化的影响”来完成这项探究强调的是运用数学方法，而不是用实验材料来实际操作，对学生科学探究能力的全面提高具有独特价值所以，我打算充分利用教材中的探究素材，通过阅读资料—提出问题—作出假设—实施探究—得出结论的顺序，让学生从数据中认识到自然选择对种群基因频率的影响五、教学实施的程序教学进程教师的组织和引导学生活动教学意图导入新课上节课我们学习了达尔文自然选择学说的主要内容，下面请大家依据该学说的基本观点，分析下面的实例：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，请大家思考：该绿色个体能永远生存下去吗？他体内的绿色基因怎样才能传递给后代？因此，出现有利变异的个体体内的有利基因只有通过生殖才能世代延续，并且在群体中扩散所以，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，这个群体就是种群学生讨论认识到，绿色个体即使不被捕食者捕食，也可能因其他原因而死亡。

学生讨论回答出只有通过生殖，将基因传给子代，才能将基因A保留下来创设问题情境，从达尔文自然选择学说的局限性引入教学，激发学生的求知欲种群怎样的一群生物个体可以称为种群呢？种群概念中的关键词有哪些？请大家分析一下，以下实例是否属于种群：1．  池塘里面的所有鱼？2．  池塘里面的所有鲫鱼？ 3．  森林里的所有松树？4．  森林里的所有罗汉松？5．  城市里的所有儿童？6．  城市里的所有人？为什么说种群是生物进化的基本单位？学生阅读教材给出答案，并根据关键词辨析屏幕上的实例是否为种群学生讨论、交流、得出结论引入种群概念通过辨析，使学生对种群概念有更为深刻的理解种群基因库和基因频率如何分析种群的基因组成和变化呢？人们提出基因库和基因频率的概念什么是基因库？什么是基因频率？基因频率如何计算呢？请大家阅读、分析教材上有关基因频率的一道计算题接下来，再请大家分析一下大屏幕上的两道基因频率计算题：1、  某昆虫种群中，AA、Aa、aa的个体分别占整个种群的20%、60%、20%，求A和a的基因频率2、  某个人群中随机抽出100个个体，其中XAXA、XAXa、XaXa、XAY、XaY个体分别有10、20、20、20、30，求A和a的基因频率。

掌握了基因频率的计算方法，请大家阅读教材上的“思考与讨论──用数学方法讨论基因频率的变化”，并完成第一小题接下来，请大家以小组合作学习的形式一起思考、讨论第2、3题从中，我们可以看出：在自然界这五个假设条件不可能同时具备，因此，种群基因频率会不断变化学生阅读教材有关部分，并分析、交流学生计算，得出根据基因型频率求基因频率的方法学生讨论，掌握求伴性遗传基因的方法学生阅读、计算学生激烈讨论、给出答案导入基因库和基因频率 使学生初步理解基因库和基因频率的概念，初步学会计算基因频率的方法 通过习题训练，加深学生对基因频率计算的理解   让学生从数据中认识到在五个假设条件成立时，种群基因频率会保持代代相同引导学生分析出自然界中种群基因频率的改变是必然的突变和基因重组产生进化的原材料自然界中，种群基因频率受多种因素的影响，其中最根本的影响是突变和基因重组请大家回忆一下，可遗传变异有哪些来源？这三种变异是否都会改变种群的基因频率？为什么突变和基因重组都能为生物进化提供原材料？突变和基因重组是定向还是不定向的？它们能不能决定生物进化的方向？学生根据已有知识经验一一作出回答承上启下，引入新内容通过一系列问题串，层层推进，帮助学生理解突变和基因重组能为生物进化提供原材料，但不能决定生物进化的方向。

自然选择决定生物进化的方向既然突变和基因重组不能决定生物进化的方向，那么生物进化方向又是由什么因素决定的呢？请大家阅读教材上的“探究──自然选择对种群基因频率变化的影响”，并观看大屏幕上有关桦尺蠖的图片资料接下来请大家依据这些事实提出探究的问题并依据已有的知识背景作出假设，然后以小组为单位制定探究方案并实施探究，最后全班交流         学生分组进行探究，最后在分析计算结果的基础上，得出结论：在自然选择的作用下，可以使基因频率发生定向改变，自然选择决定生物进化的方向         承上启下，实现自然过渡激发学生的探究兴趣教会学生科学探究的方法，培养学生分析、解决问题的能力及表达交流的能力小结及反馈矫正引导学生对本节内容进行总结，评价学生的学习情况总结本节所学知识，完成练习巩固本节课的学习成果六、教学反思1．充分利用现代化的教学手段是教学改革的趋势，但若所有内容都通过多媒体来呈现，教学容量太大，且学生基本不能做笔记，不利于学生复习若能将板书与多媒体有效结合，让学生边听边记笔记，效果会更好2．探究活动中，教师指导的“度”的把握非常关键，教师指导得过多，将限制学生的自主建构活动，而指导不到位，又无法把学生引到探究活动中去，所以教师的指导不仅要及时，而且要适度。

附板书设计：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、种群的概念：生活在一定区域的同种生物的群不个体 2、基因库：一个种群中全部个体所含有的全不基因 3、基因频率：在一个人种群基因库中，某个基因占全部等位基因的比率 4、进化的实质：种群基因频率的改变 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1、自然选择导致种群基因频率发生定向改变2、生物进化的实质：种群基因频率的改变。