《種羣基因組成的變化與物種的形成》教學設計

一、教學目標的確定

課程標準與本節對應的“內容要求”是：“闡明具有優勢性狀的個體在種羣中所佔比例將會增加，運用統計與概率的相關知識，解釋並預測種羣內某一遺傳性狀的分佈及變化，”根據上述要求和建議，本節課教學目標確定如下：

1.闡述種羣、種羣基因庫、基因頻率等概念。

2.運用數學方法討論種羣基因頻率的變化。

3.闡明自然選擇對種羣基因頻率的景響。

4.說明隔離在物種形成中的作用。

二、教學重難點

教學重點

種羣、種羣基因庫、基因頻率等概念。

教學難點

隔離在物種形成中的作用。

三、教學步驟

1.新課導入

教師活動：展示課本思考討論中的內容，引導學生思考“現有雞還是現有蛋”這個歷史遺留問題。

教師活動：講解以上問題：這兩種觀點都有一定的道理，但都不全面。因爲它們忽視了雞和蛋在基因組成上的一致性也忽視了生物的進化是以種羣爲單位而不是以個體爲單位這一重要觀點。生物進化的過程是種羣基因庫在環境的選擇作用下定向改變的過程，以新種羣與祖先種羣形成生殖隔離爲標誌，並不是在某一時刻突然有一個個體或一個生殖細胞成爲一個新物種。

教師活動：因此，研究生物的進化，僅僅研究個體的表現型是否與環境相適應是不夠的，還需要研究羣體的基因組成變化，這個羣體就是種羣。

2.新課講授

一、種羣基因組成的變化

教師活動：展示相關圖片，激發學生興趣並導入種羣的概念，並引導學生歸納出以下的種羣三要素：同一區域、同一物種的生物、全部個體。

教師活動：歸納總結種羣的特點：種羣中的個體並不是機械地集合在一起，而是彼此可以交配，並通過繁殖將各自的基因傳給後代。

教師活動：種羣可能在任意時刻都有出生和死亡，那麼他們的基因會隨着改變嗎？

教師活動：講解種羣中全部個體所含有的全部基因，引出基因庫的概念。

教師活動：引導學生閱讀教材P111內容，理解基因庫的概念，以及基因頻率的計算，並且在課件中展示基因型頻率、基因頻率和基因庫的比較的表格。

教師活動：利用課件展示遺傳平衡定律的計算公式，並展示相關計算方法。

教師活動：講解遺傳平衡的條件：：（1）該種羣非常大。（2）所有的雌雄個體都能自由交配。（3）沒有遷入和遷出。（4）自然選擇對不同表現型的個體沒有作用。（5）這對基因不發生突變，並且攜帶這對基因的染色體不發生變異。

教師活動：引導學生思考課本P111思考討論中的問題。

教師活動：講解要點爲：

1.（1）A配子 佔60%。a配子佔40%

（2）子代基因型頻率：AA佔36%，Aa佔48%，aa佔16%

（3）子代種羣的基因型頻率：A佔60%，a佔40%

（4）種羣的基因頻率會同子一代一樣。

2.對自然界的種羣而言，這5個條件是理想狀態，實際是不存在的，如種羣數量不可能無限大；由於受地理隔離的作用，雌雄個體間會失去自由交配的機會；有個體的遷入、遷出；自然選擇會對翅色遺傳起選擇作用；基因突變頻率雖低，但卻是普遍存在的。以上事實說明，上述計算結果是在假設的理想條件下得到的。

3.若種羣產生新基因A2，會使種羣的基因頻率發生變化。基因A2的頻率增大還是減少，要看這一突變對生物體有利還是有害。

教師活動：針對上面數據，大家思考一下：各代基因頻率相同嗎？基因型頻率相同嗎？

教師活動：剛纔提到了這五個條件，我們無法保證不會出現基因突變，所以自然界中的種羣的基因頻率會不斷變化。

教師活動：講解基因突變產生新的基因，這就可以使基因頻率發生變化。

教師活動：講解可遺傳的變異來自於基因突變、基因重組和染色體變異，基因突變和染色體變異可以統稱爲突變。

教師活動：生物自發突變的頻率很低，且大多數突變對生物體是有害的，它爲何還能作爲生物進化的原材料呢？

教師活動：展示課本相關資料，並進行計算。

教師活動：講解基因突變對種羣的利與弊。

教師活動：引導學生思考課本P112探究實踐的內容，並引導學生思考，講解要點爲：

1.樹幹變黑會影響樺尺蛾種羣中淺色個體的出生率，這是因爲樹幹變黑後，淺色個體容易被發現，被捕食的概率增加，許多淺色個體可能在沒有交配、產卵前就已被天敵捕食，導致其個體數減少，影響出生率。

2.直接受選擇的是表型（體色），而不是基因型。基因型並不能在自然選擇中起直接作用因爲天敵在捕食樺尺蛾時，看到的是樺尺蛾的體色而不是控制體色的基因。

教師活動：講解自然選擇使基因頻率定向改變。

教師活動：講解變異是不定向的→定向的自然選擇使得種羣中的不利變異被淘汰，有利變異逐漸激烈→種羣基因頻率發生定向改變→生物朝一定方向緩慢進化。

教師活動：展示課本P115思考討論中的相關資料，展示相關實驗視頻或帶領學生做實驗。引導學生思考問題並進行講解。