生物題練習(xí)教案7 現(xiàn)代生物進(jìn)化理論

第七章 現(xiàn)代生物進(jìn)化理論第1節(jié) 現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的由來教學(xué)目標(biāo) 1.舉例說出達(dá)爾文之前，人們是怎樣看待生物進(jìn)化的。2.概述達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說的主要內(nèi)容。3.評述達(dá)爾文自然選擇學(xué)說的貢獻(xiàn)和局限性。4.探討生物進(jìn)化觀點(diǎn)對人們思想觀念的影響。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)（1）達(dá)爾文自然選擇學(xué)說的主要內(nèi)容。（2）分析達(dá)爾文自然選擇學(xué)說的貢獻(xiàn)和局限性。（3）探討生物進(jìn)化觀點(diǎn)對人們思想觀念的影響。2.教學(xué)難點(diǎn)分析達(dá)爾文自然選擇學(xué)說的局限性課時(shí)安排 1課時(shí)教學(xué)過程引入 各種各樣的生物是如何形成的？長期以來就存在著激烈的爭論。一、拉馬克的進(jìn)化學(xué)說關(guān)于拉馬克的進(jìn)化學(xué)說，教師可以用提問的方式，引導(dǎo)學(xué)生評說其要點(diǎn)，然后教師可以指出，拉馬克的進(jìn)化學(xué)說是達(dá)爾文學(xué)說之前影響最大、最為系統(tǒng)的進(jìn)化理論，并可歸納為以下幾點(diǎn)。1. 生物都不是神創(chuàng)的，而是由更古老的生物傳衍來的。這對當(dāng)時(shí)人們普遍信奉的神創(chuàng)論造成一定沖擊，因此具有進(jìn)步意義。2. 生物是由低等到高等逐漸進(jìn)化的。拉馬克幾乎否認(rèn)物種的真實(shí)存在，認(rèn)為生物只存在連續(xù)變異的個(gè)體。3. 對于生物進(jìn)化的原因，他認(rèn)為：一是“用進(jìn)廢退”的法則；二是“獲得性遺傳”的法則。但這些法則缺乏事實(shí)依據(jù)，大多來自于主觀推測。二、達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說是本節(jié)教學(xué)的中心。現(xiàn)代生物進(jìn)化理論是以自然選擇學(xué)說為核心，綜合了生物學(xué)各學(xué)科的成就和多種生物進(jìn)化因素建立起來的，因此，達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說是學(xué)生理解現(xiàn)代生物進(jìn)化理論由來的關(guān)鍵。1、介紹關(guān)于自然選擇學(xué)說的主要內(nèi)容，發(fā)表對該學(xué)說的看法，甚至可以簡單介紹一些否定的說法。2、“達(dá)爾文自然選擇學(xué)說的解釋模型”為參照，扼要解說該學(xué)說的基本要點(diǎn)。在解說過程中，充實(shí)一些事例（長頸鹿的進(jìn)化），要體現(xiàn)出事實(shí)和推論之間的邏輯關(guān)系。3、在學(xué)生理解了達(dá)爾文自然選擇學(xué)說主要內(nèi)容的基礎(chǔ)上，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生分析討論以下幾點(diǎn)。1）達(dá)爾文的學(xué)說接受了拉馬克關(guān)于器官用進(jìn)廢退和獲得性遺傳的觀點(diǎn)，但他承認(rèn)變異有的可以遺傳，有的不能遺傳。他改變了拉馬克過分強(qiáng)調(diào)“生物內(nèi)在的自我改進(jìn)的力量”的觀點(diǎn)，在解釋適應(yīng)性的形成時(shí)強(qiáng)調(diào)自然選擇的作用。2）達(dá)爾文自然選擇學(xué)說的貢獻(xiàn)，在于較好地解釋了生物的多樣性和適應(yīng)性，相對系統(tǒng)地解釋了生物進(jìn)化的原因。3）達(dá)爾文自然選擇學(xué)說的局限性，在于他未能對遺傳和變異的本質(zhì)做出科學(xué)的解釋，對生物進(jìn)化的解釋局限在生物個(gè)體水平。隨著遺傳學(xué)的“基因遺傳”理論的誕生，獲得性遺傳被大多數(shù)學(xué)者所摒棄，物種形成的漸變過程無法解釋“物種大爆發(fā)”現(xiàn)象，基因傳衍以種群為單位而不是以個(gè)體為單位等，使達(dá)爾文自然選擇學(xué)說從誕生起就不斷地被質(zhì)疑、修正，這就是現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的由來。板書設(shè)計(jì) 1神創(chuàng)論 + 物種不變論（上帝造物說）2 法國 拉馬克 1809年動物哲學(xué) 生物由古老生物進(jìn)化而來的 由低等到高等逐漸進(jìn)化的生物各種適應(yīng)性特征的形成是由于用進(jìn)廢退與獲得性遺傳。3英國 達(dá)爾文 1859年物種起源自然選擇學(xué)說意義：能科學(xué)地解釋生物進(jìn)化的原因，生物多樣性和適應(yīng)性，但不能解釋遺傳變異的本質(zhì)及自然選擇對可遺傳變異的作用。 過度繁殖與群體的恒定性 + 有限的生活條件 生存斗爭 + 遺傳和變異 自然選擇即適者生存 + 獲得性遺傳 新類型生物 4現(xiàn)代進(jìn)化理論：以自然選擇學(xué)說為核心內(nèi)容課堂總結(jié) 略課堂練習(xí) 書后習(xí)題第2節(jié) 現(xiàn)代進(jìn)化理論的內(nèi)容教學(xué)目標(biāo) 1.解釋種群、種群基因庫、基因頻率等概念。2.運(yùn)用數(shù)學(xué)方法討論種群基因頻率的變化。3.說明現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容。4.舉例說明共同進(jìn)化和生物多樣性形成的原因。5.形成生物進(jìn)化的觀點(diǎn)和生物進(jìn)化理論在發(fā)展的觀念。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)（1）種群、物種、基因頻率、隔離等概念。（2）突變和基因重組、自然選擇、隔離在生物進(jìn)化過程中的作用。2.教學(xué)難點(diǎn)（1）基因頻率的概念。（2）自然選擇對種群基因頻率的影響。（3）隔離在物種形成中的作用。課時(shí)安排 4課時(shí)教學(xué)過程第1課時(shí)一 種群基因頻率的改變與生物進(jìn)化引入 復(fù)習(xí)達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說的主要內(nèi)容，在分析該學(xué)說貢獻(xiàn)的同時(shí)，討論了它的局限性，為修正、深入和擴(kuò)展達(dá)爾文自然選擇學(xué)說埋下了伏筆，也為本節(jié)繼續(xù)討論現(xiàn)代生物進(jìn)化理論奠定了基礎(chǔ)。例如，某種昆蟲的翅色是灰色(基因型為aa)，偶然出現(xiàn)一綠色的變異個(gè)體（基因型為Aa），如果綠色翅與灰色翅比較，更適應(yīng)環(huán)境。按照達(dá)爾文“適者生存，不適者淘汰”的觀點(diǎn)，這一有利變異的個(gè)體能永遠(yuǎn)生存下去嗎？該個(gè)體中的有利基因A，怎樣才能世代傳衍下去？即使Aa的個(gè)體能夠繁殖，后代都是綠色個(gè)體嗎？通過該問題的探討，可以使學(xué)生發(fā)現(xiàn)，某個(gè)體的有利變異的基因只有在群體中，通過有性生殖才能世代延續(xù)，另外有利變異個(gè)體（Aa）的有性生殖的后代，還會出現(xiàn)aa的個(gè)體。因此，研究生物的進(jìn)化，僅僅研究個(gè)體的表現(xiàn)型是否與環(huán)境相適應(yīng)是不夠的，還需要研究群體的基因組成變化，這個(gè)群體就是種群（提出種群的概念）。新授一、種群是生物進(jìn)化的基本單位1、種群的概念2、列舉幾個(gè)具體的種群實(shí)例，歸納出以下幾點(diǎn)：種群與種的區(qū)別；種群是繁殖的單位；研究生物性狀的維持和變化不能立足于個(gè)體的變化，只能以種群為單位。因此，要從研究種群中全部個(gè)體所含有的全部基因入手（引出基因庫的概念）。3、基因庫的概念4、基因頻率1）概念2）計(jì)算基因頻率的方法。3）用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的變化依據(jù)孟德爾遺傳定律，從親代的基因型頻率，計(jì)算子代的基因型頻率和基因頻率，如果時(shí)間允許，還可以繼續(xù)計(jì)算子二代、子三代的基因型頻率和基因頻率。如果采用后一種方式，在計(jì)算后，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生從中概括出：依據(jù)孟德爾遺傳法則，一個(gè)種群的等位基因頻率，在上下代是穩(wěn)定不變的，也就是說種群是穩(wěn)定不變的。這種現(xiàn)象在自然界的種群中會發(fā)生嗎？由此引發(fā)學(xué)生討論。在學(xué)生討論的基礎(chǔ)上，教師和學(xué)生共同得出，自然界中種群的基因頻率要穩(wěn)定不變（不進(jìn)化），必須滿足以下幾點(diǎn)：該種群非常大；所有的雌雄個(gè)體都能自由交配；沒有遷入和遷出；自然選擇對不同表現(xiàn)型的個(gè)體沒有作用；這對基因不發(fā)生突變，并且攜帶這對基因的染色體不發(fā)生變異。顯然，同時(shí)滿足以上5個(gè)條件是不可能的，即使前4個(gè)條件可以滿足，基因突變和染色體變異總會發(fā)生的。通過討論基因頻率的變化可以認(rèn)識到，自然界中種群的基因頻率一定會發(fā)生變化，也就是說種群的進(jìn)化是必然的。4）影響因素：基因突變、基因重組 自然選擇課堂總結(jié) 略第2課時(shí)引入 復(fù)習(xí)在自然界中影響種群基因頻率的因素入手，引出變異和自然選擇對基因頻率的影響。新授二、突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料教師應(yīng)強(qiáng)調(diào)只有可遺傳的變異，才對生物進(jìn)化產(chǎn)生影響。讓學(xué)生回答可遺傳變異的來源，即基因突變、基因重組和染色體變異。教師可以舉幾個(gè)典型實(shí)例，介紹三種變異的特點(diǎn)，以及對基因頻率的影響。在這里還應(yīng)該強(qiáng)調(diào)，突變和重組都是隨機(jī)的、不定向的，因此，它們可以改變基因頻率，但不能決定基因頻率改變的方向，也就是說，它們只是提供了生物進(jìn)化的原始材料，不能決定生物進(jìn)化的方向。生物進(jìn)化方向又是由什么因素決定的呢？（引入自然選擇的作用）三、自然選擇決定生物進(jìn)化的方向（一）探究“自然選擇對種群基因頻率變化的影響” 1.指導(dǎo)學(xué)生閱讀樺尺蠖種群變化的資料（教師可以導(dǎo)讀教材相關(guān)部分），依據(jù)這些事實(shí)明確提出問題。2.作出假設(shè)。針對事實(shí)和問題，依據(jù)學(xué)生已有的知識背景提出假設(shè)。在這里，假設(shè)可以是：黑褐色的生活環(huán)境，不利于淺色樺尺蠖的生存，對黑色樺尺蠖生存有利，這種環(huán)境的選擇作用使該種群的S基因的頻率越來越低，即自然選擇可以使種群的基因頻率發(fā)生定向改變。3.制定探究方案。先指導(dǎo)學(xué)生，依據(jù)假設(shè)計(jì)算第2年的基因型頻率和基因頻率，即：如果第1年種群個(gè)體數(shù)為100個(gè)，當(dāng)黑色 （表現(xiàn)型） 個(gè)體每年增加10%時(shí)，基因型為SS （黑色） 個(gè)體第2年將會增加到11個(gè)，基因型為Ss （黑色） 個(gè)體第2年將增加到22個(gè)，基因型為ss （淺色） 個(gè)體第2年將減少到63個(gè)。第2年種群個(gè)體總數(shù)為96個(gè)，基因型SS的頻率是1196=11.5%；基因型Ss的頻率是2296=22.9%；基因型ss的頻率是6396=65.6%。在學(xué)生理解了計(jì)算方法后，可獨(dú)立計(jì)算以后年份的基因型頻率和基因頻率，從中找出規(guī)律。4.在分析計(jì)算結(jié)果的基礎(chǔ)上，應(yīng)要求學(xué)生討論教材中設(shè)置的兩個(gè)討論題。使學(xué)生理解，在黑色背景下，淺色樺尺蠖被天敵發(fā)現(xiàn)和捕食的幾率大于黑色的樺尺蠖，但不影響樺尺蠖的生存和繁殖，直接受選擇的是表現(xiàn)型。探究之后，教師歸納總結(jié)：在自然選擇的作用下，具有有利變異的個(gè)體有更多的機(jī)會產(chǎn)生后代，種群中相應(yīng)基因的頻率會不斷提高；相反，具有不利變異的個(gè)體留下后代的機(jī)會少，種群中相應(yīng)基因的頻率會下降。因此，在自然選擇的作用下，種群的基因頻率會發(fā)生定向改變，導(dǎo)致生物朝著一定的方向不斷進(jìn)化。課堂總結(jié) 略課堂練習(xí) 書后復(fù)習(xí)題第3課時(shí)二 隔離與物種的形成引入 用書上的導(dǎo)言引入新授一、物種的概念。舉例說明并區(qū)分物種。學(xué)生理解物種概念后，教師可以再提出曼徹斯特地區(qū)的樺尺蠖，雖然基因頻率發(fā)生很大的定向變化，但并沒有形成新物種的原因，并通過師生討論得出，只要物種的種群之間和種群內(nèi)部個(gè)體之間，沒有形成生殖隔離，基因交流就不會停止，遺傳組成的差異就不會拉大，新物種就難以形成。什么因素可以阻止種群間基因交流呢？由此可引出隔離的概念。二、隔離1、概念2、種類 概念1）生殖隔離 舉例 概念2）地理隔離 舉例三、隔離在物種形成中的作用1、引導(dǎo)學(xué)生分析事例 2、引導(dǎo)學(xué)生分析加拉帕期群島上的不同種地雀形成的過程 突變 等位基因 有性生殖 基因重組 不定向變異 選擇 微小有利變異多次選擇、遺傳積累 顯著有利變異 基因頻率的改變 新物種 定向進(jìn)化生殖隔離自然選擇地理隔離 基因頻率發(fā)生改變種群 小種群(產(chǎn)生許多變異) 新物種 3、歸納總結(jié)：1）物種的形成過程大都經(jīng)過長期地理隔離，最后達(dá)到生殖隔離而形成的。 2）物種形成的標(biāo)記：是否存在生殖隔離。 3）物種形成過程的三個(gè)基本環(huán)節(jié)：突變和基因重組、自然選擇、隔離課堂總結(jié) 略課堂練習(xí) 書后習(xí)題第4課時(shí)三 共同進(jìn)化與生物多樣性的形成關(guān)于“共同進(jìn)化與生物多樣性的形成”內(nèi)容的教學(xué)，可以學(xué)生自學(xué)為基礎(chǔ)，教師提出一些具有啟發(fā)性的問題，師生共同歸納總結(jié)的方式推進(jìn)教學(xué)過程。使學(xué)生理解共同進(jìn)化的含義，無機(jī)環(huán)境的變化、無機(jī)環(huán)境的復(fù)雜化和多樣化、有性生殖的出現(xiàn)和生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化和多樣化對生物多樣性形成的作用。 教學(xué)過程：引入 復(fù)習(xí)上節(jié)課內(nèi)容引入新課新授一、 共同進(jìn)化1、分析事例一2、分析事例二3、講述事例三4、歸納總結(jié)注意點(diǎn)：1）任何一個(gè)物種都不是單獨(dú)進(jìn)化的。不同物種之間，生物與無機(jī)環(huán)境之間在相互影響中不斷進(jìn)化和發(fā)展，這就是共同進(jìn)化。 2）不同物種之間影響既包括種間互助也包括種間斗爭。 3）無機(jī)環(huán)境的選擇作用可定向改變種群的基因頻率，導(dǎo)致生物朝著一定方向進(jìn)化；生物的進(jìn)