《現(xiàn)代生物進化理論的主要內(nèi)容》教學設(shè)計

一、教材分析

生物進化論在生物學中具有重要地位的基礎(chǔ)理論，對人們的自然觀和世界觀也有著重要影響的理論。通過本章內(nèi)容的學習，學生不僅可以了解生物進化理論在達爾文之后的發(fā)展，進一步樹立生物進化的觀點和辯證唯物主義觀點，而且能夠通過學習進化理論的發(fā)展過程，加深對科學本質(zhì)的理解和感悟。

本節(jié)的重點是現(xiàn)代生物進化理論的內(nèi)容，教材著重講述了以下四個基本論點：種群是生物進化的單位；突變和基因重組產(chǎn)生進化的原材料；自然選擇決定生物進化的方向；隔離導(dǎo)致物種形成。關(guān)于種群是生物進化的單位，著重理解兩方面：一方面是“宏觀”的，即種群的概念，說明生物是以種群為單位生活在一起，并且以種群為單位繁殖后代的；另一方面是“微觀”的，即種群基因庫、基因頻率等概念?；蝾l率這個概念比較抽象，而理解了這個概念，有助于對現(xiàn)代生物進化理論的理解，因此教材專門舉例說明了基因頻率的計算方法。

關(guān)于自然選擇決定生物進化的方向，根據(jù)從感性到理性的認知規(guī)律，教材首先講述了樺尺蠖在工業(yè)區(qū)體色變黑的例子。通過對這個例子進行分析，說明樺尺蠖體色變黑是在自然選擇作用下，種群基因頻率定向改變的結(jié)果。進而歸納出生物進化的方向是由自然選擇決定的。

關(guān)于隔離導(dǎo)致物種形成，應(yīng)重點理解物種的概念、隔離及物種的形成三方面的內(nèi)容。首先，要抓住物種的概念，對此有一個完整、清晰的認識，有助于理解本節(jié)內(nèi)容。然后，才能理解隔離的概念和類型。教材以東北虎和華南虎為例，闡述了地理隔離是如何導(dǎo)致一個物種的兩個種群產(chǎn)生分化的。關(guān)于生殖隔離，教材講述了生殖隔離的概念、幾種常見的類型，并且指出生殖隔離與物種形成的關(guān)系。

教材闡述了四個論點之間的內(nèi)在聯(lián)系，以加深學生對現(xiàn)代生物進化理論的了解。

《現(xiàn)代生物進化理論的主要內(nèi)容》一節(jié)，分為2課時學習。第1課時學習種群是生物進化的單位，第2課時學習突變和基因重組產(chǎn)生進化的原材料、自然選擇決定生物進化的方向、隔離導(dǎo)致物種形成。

二、學情分析

學生在上一節(jié)已經(jīng)學習了達爾文的自然選擇學說等生物進化的有關(guān)知識，掌握了自然選擇學說的重要意義和局限性。同時，學生在前面已經(jīng)全面學習了遺傳變異的有關(guān)知識，已經(jīng)掌握了遺傳和變異的實質(zhì)，對于生物進化的知識在初中的學習中也已有所了解。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合一些實際的事例，利用已有知識，在老師的引導(dǎo)下，通過交流、討論，可以對未知進行探究，歸納出所要獲得的知識。

三、設(shè)計理念

生物教學應(yīng)當體現(xiàn)實踐性這一學科的特點。教師要鼓勵學生帶著自己的生活體驗閱讀知識內(nèi)容，凸顯學生主體地位，同時教師要充分發(fā)揮組織和引導(dǎo)作用，營造新課程標準所倡導(dǎo)的“合作、自主、探究”的學習氛圍，很好的體現(xiàn)師生之間的教學互動和情感交流。

我們可以用“分析歸納”的思維方法來掌握現(xiàn)代生物進化理論理論，即先就該理論的各個基本點做到深入理解，然后再歸納或綜合。在此過程中，應(yīng)緊密結(jié)合一些實際的事例，從而真正理解并能夠應(yīng)用所學的理論來解釋生物進化的問題。

四、教學目標

知識方面

1．說明現(xiàn)代生物進化理論的主要內(nèi)容。

2．概述生物進化理論與生物多樣性的形成。

情感態(tài)度與價值觀方面

1．形成生物進化的觀點。

2．探討生物進化觀點對人們思想觀念的影響。

能力方面

1．運用數(shù)學方法討論種群基因頻率的變化。

2．運用生物進化觀點解釋一些生物現(xiàn)象。

五、課前準備

1．布置學生分小組通過查閱圖書、上網(wǎng)等手段，搜集和整理有關(guān)現(xiàn)代生物進化的資料，各小組之間將搜集的資料進行交流。

2．教師制作多媒體課件。

六、教學片段

第1課時：

知識回顧：學生用達爾文自然選擇學說解釋所觀看到的現(xiàn)象。

導(dǎo)入新課：

現(xiàn)代生物進化理論有諸多流派，如綜合進化理論、新達爾文主義、新拉馬克主義、中性學說、驟變論等。引導(dǎo)學生對搜集和整理有關(guān)現(xiàn)代生物進化的資料與達爾文自然選擇學說進行比較，概括出最主要的兩個方面：一是從性狀水平深入到基因水平；二是從個體水平上升到種群水平。

問題探討：把自己想像成虎體內(nèi)的一個基因，怎樣才能使自己在后代中擁有更多的拷貝呢？那就要表現(xiàn)得比其他基因優(yōu)秀。怎樣才算優(yōu)秀呢？

通過擬人化的思考方式，調(diào)動學生興趣，促進學生積極的思考。利用已有知識，學生自然將進化、適應(yīng)和基因這三個核心概念聯(lián)系起來，基因頻率的概念也呼之欲出。

設(shè)置情景：如果在灰色翅（基因型為aa）昆蟲的群體中，偶然出現(xiàn)一只綠色翅（基因型為Aa）的變異個體，且綠色比灰色更不易被捕食。那么，昆蟲的翅色將怎樣變化？

學生討論：綠色個體即使不被捕食，也可能因其他原因而夭折。只有通過有性生殖，才能將基因傳遞給子代，將基因A保留下來。也就是說，出現(xiàn)有利變異個體內(nèi)的有利基因只有在群體中,通過有性生殖才能世代延續(xù)，另外有利變異個體的后代不一定能真實遺傳。因此，研究生物的進化，僅僅研究個體的表現(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的變化。

導(dǎo)出種群的概念。

學生閱讀教材：了解什么是種群和物種。

利用課件分別演示，學生進行分析、討論并歸納：種和種群的區(qū)別。

教師引導(dǎo)：自然界的物種實際上是以一個個種群存在的，種群是物種繁衍、進化的基本單位。它為研究生物與環(huán)境的關(guān)系和物種的變化帶來了方便。同時，性狀是由基因控制的，研究生物的進化，必須研究種群的基因組成和變化。從而提出基因庫和基因頻率的概念。

學生閱讀教材：使學生初步認識到種群是生物進化的基本單位，理解基因庫和基因頻率的概念。

設(shè)置情景：在某昆蟲種群中，翅色綠色（A）對灰色（a）為顯性，從該種群中隨機抽取100個個體，其中基因型AA、Aa、aa的個體分別有20、60、20個（改變數(shù)據(jù)，以防學生照搬教材）。

（1）

請計算A和a的基因頻率？

（2）

請計算AA、Aa、aa的基因型頻率？

（3）

請找出基因頻率與基因型頻率間的關(guān)系。

學生（根據(jù)基因頻率的概念）進行討論、歸納：

該基因的個數(shù)

等位基因的總個數(shù)

某基因的基因頻率=

（1）

p

+

q

=

（AA

+

1/2A

a）+

（1/2A

a

+

aa）=

AA

+

A

a

+

aa

=

該種群的個體總數(shù)

該基因型的個數(shù)

某基因型的基因型頻率=

（2）

（3）

技能訓(xùn)練：展示2道習題（略），進行變式訓(xùn)練，掌握解題技巧。

設(shè)置情景：假設(shè)上述昆蟲種群非常大，所有的雌雄個體間都能自由交配并產(chǎn)生后代，沒有遷入和遷出，自然選擇對翅色這一相對性狀沒有作用，基因A和a不產(chǎn)生突變，這一種群繁殖若干代以后，其基因頻率會不會發(fā)生變化呢？

學生計算和討論：學生運用學過的遺傳學知識，用數(shù)學方法討論基因頻率的變化。在有性生殖過程中,在滿足上述五個條件的情況下，學生通過計算得出結(jié)果如下：

親代基因型頻率

AA（20%）

Aa（60%）

aa（20%）

配子的比率

A（20%）

A（30%）

a（30%）

a（20%）

子代基因型頻率

AA（25%）

Aa（50%）

aa（25%）

子代基因頻率

A（50%）

a（50%）

師生歸納：由此可見,子一代基因型AA、Aa、aa的頻率分別是0.25、0.50和0.25。因此,子一代中基因A和基因a的頻率不變，仍然是0.50∶0.50。如果繼續(xù)滿足上述五個條件,這個種群中基因A和基因a的頻率將永遠保持0.50∶0.50,而基因型AA、Aa、aa的頻率也會一直保持0.25、0.50和0.25。

如果用p代表基因A的頻率，q代表基因a的頻率。那么,就可以寫成：(p+q)2=p2+2pq+q2=1，其中p2代表相對性狀中顯性純合子的基因型頻率,q2代表相對性狀中隱性純合子的基因頻率,2pq代表雜合子的基因頻率。這實際上涉及群體遺傳學中“哈代—溫伯格平衡”的內(nèi)容（教材出于降低難度的考慮，未出現(xiàn)這一名詞和相應(yīng)的數(shù)學公式）。使學生認識到在五個假設(shè)條件成立時，種群基因頻率會保持代代相同。

引導(dǎo)學生分析得出：遺傳平衡所指的種群是理想的種群,在自然條件下，這五個假設(shè)條件不可能同時具備，這樣的種群是不存在的。這也從反面說明了在自然界中，種群的基因頻率遲早要發(fā)生變化，也就是說種群的進化是必然的。這就為

“突變和基因重組產(chǎn)生進化的原材料”奠定了基礎(chǔ)。

技能訓(xùn)練：展示2道習題（略），進行遷移訓(xùn)練，拓展提高。

小結(jié)：無論從“宏觀”還是“微觀”方面，都說明了種群是生物繁殖、進化的單位；在自然界中，由于受多種因素的影響，種群基因頻率會不斷發(fā)生變化，而生物進化的過程實質(zhì)上就是種群基因頻率發(fā)生變化的過程。

七、板書設(shè)計：

第7章

第2節(jié)

現(xiàn)代生物進化理論的主要內(nèi)容

一、種群是生物進化的基本單位

二、突變和基因重組產(chǎn)生進化的原材料

三、自然選擇決定生物進化的方向

八、教學反思



1、教學效果分析

（1）培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新意識和合作精神。在研究性學習過程中，通過學生自己設(shè)計、操作、分析實驗，將課下活動與課上學習相結(jié)合，使學生有了充分表現(xiàn)自己、發(fā)揮自己想象力、創(chuàng)造力的時間和空間。學生通過小組討論互相幫助，互相啟發(fā)，在討論中碰撞出創(chuàng)造思維的火花，體會了相互合作的重要性和必要性。

（2）訓(xùn)練了科學研究的基本方法和思維過程。研究性學習讓學生從身邊熟知的、感興趣的事物和現(xiàn)象入手提出問題，以個人或小組合作的方式進行探究研討，親身體驗了應(yīng)用科學方法解決問題的過程。

（3）加強了學生個性的發(fā)展。在研討活動中，學生可提出不同的設(shè)計方案和結(jié)果，鼓勵學生開展討論，各抒己見，大膽質(zhì)疑，體現(xiàn)了研究性學習培養(yǎng)科學態(tài)度、求新、求異精神的主旨。

（4）教學效果良好。研究性學習充分體現(xiàn)了學生在學習中的主體作用，有助于學生養(yǎng)成獨立思考、積極探究、勇于表達的學習習慣。

2、教學心得

（1）隨著新的課程標準的實施，給高中生物教學帶來了一系列變化，教師原有的知識結(jié)構(gòu)、教學思想以及教學行為都受到很大沖擊。其實這也是一種挑戰(zhàn)，也只有不斷更新知識、深化思想、調(diào)整行為，才能不斷適應(yīng)不斷變化的形勢，才能提高作為教師的職業(yè)化、專業(yè)化水平。

（2）教學設(shè)計要強調(diào)知識的綜合性、過程性、創(chuàng)新性和應(yīng)用性，才符合全教會的精神及落實素質(zhì)教育的要求。教學過程不僅要改變教學形式，更要改變教學內(nèi)容和方法，使其真正成為以學生自主性、探究性學習為基礎(chǔ)的教學活動。同時要相信學生的潛能是無限的，從學生探究、歸納群體遺傳學中“哈代—溫伯格平衡”情況來看，充分體現(xiàn)了這一點。

（3）研究性學習是開放性的。今天學生所面對的許多有關(guān)生物的問題，都是綜合性問題。解決這些綜合性問題，所需要的知識遠遠超出生物學科的范圍。在研究過程中，不論是關(guān)于生活、社會、自然的，還是像數(shù)學等學科知識，只要需要就應(yīng)該用上。