第一篇:第一节 生物进化理论的发展 教学设计 教案
教学准备
1.教学目标
1.知识目标:
(1)解释种群、种群基因 库、基因频率、隔离、物种的概念。(2)说明现代生物进化理论的主要内容。(3)阐述突变和基因重组在生物进化中的作用。(4)尝试探究自然选择对种群基因频率变化的影响。(5)分析并阐述隔离与物种形成的关系。
(6)描述分子 进化的中性学说和生物进化理论发展的意义。2.能力目标:
(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。3.情感、态度和价值观目标:
形成生物进化的观点和生物进化理论在发展的观念。
2.教学重点/难点
重点:
(1)种群、物种、基因频率、隔离等概念。(2)自然选择在生物进化过程中的作用。
(3)突变和基因重组、自然选择、隔离在生物进化过程中的作用。难点:
(1)基因频率的概念和计算方法。(2)自然选择对种群基因频率的影响。(3)隔离在物种形成中的作用。(4)对分子进化的中性学说的理解 3.教学用具
多媒体
4.标签
生物,必修1,苏教版
教学过程(一)预习检查、总结疑惑
检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑,使教学具有了针对性。
(二)情景导入、展示目标。
教师:世界上到底是先有鸡还是先有蛋?这个问题困扰了人类几千年!对于这个问题,首先是神学家们作出了“解释”:先有鸡,因为上帝创造了鸡,然后让鸡下蛋!随着科学的发展,现在我们都知道生物是进化而来的。地球上现存的有记载的生物种类大约有200多万种,这么多的生物是怎样进化而来的呢? 多媒体展示达尔文的进化论长颈鹿的进化过程。学生:思考讨论激发学生探究兴趣。
教师:根据学生回答进行点评,总结,引出现代进化理论。
(三)合作探究、精讲点拨。
探究一 现代达尔文主义
阅读课本P94-P99相关内容,结合图例,思考并小组讨论下列问题: 〖问1〗自然选择的直接对象和根本对象是否相同?
【讲述】不同。自然选择的直接对象是生物变异的性状,根本对象是与变异性状相对应的基因。
〖问2〗达尔文认为生物进化过程中起选择作用的因素是什么?
【讲述】达尔文认为生物进化过程中变异在前,选择在后,对生物的变异起选择作用的是个体所处的自然环境。
〖问3〗在自然选择的过程中,直接受选择的是基因型还是表现型?为什么? 【讲述】是表现型。比如天敌看到的是桦尺蛾的体色而不是控制体色的基因。〖问4〗现代达尔文主义的基本观点有哪些?
【讲述】①种群是生物进化的基本单位,生物进化的实质在于种群内基因频率的改变
②突变、选择及隔离是物种形成过程和生物进化的机制
③基因突变、基因重组和染色体变异为生物进化提供了原材料④自然选择使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向⑤隔离是新物种形成的必要条件 〖问5〗为什么说种群才是生物进化的基本单位?
【讲述】对于有性生殖的生物来说,个体的基因型不变,无论它在自然选择中具有多少优势,其基因型也不可能一成不变地传给下一代个体,这是因为个体的基因型组成来自双亲。但是就一个种群来说,种群中全部基因的总和(基因库)却可以在传宗接代过程中维持相对稳定。因此,自然选择作用于种群。〖问6〗地理隔离在物种形成中是如何起作用的?
【讲述】地理隔离是把1个种群分成许多小种群的最常见方式。地理隔离使种群变小,不同的小种群处于不同的环境条件下,基因频率可发生不同的改变,加上不同环境条件的选择,使各个小种群向各个方向发展,这样就可能形成新的物种。
〖问7〗为什么说自然选择决定生物进化的方向呢?
【讲述】在环境改变以前,生物就存在变异,有些变异对生物的生存有利,有些变异对生物的生存不利,即变异是不定向的。自然选择的作用是使对生物生存有利的变异基因得到保存并遗传给后代,一些对生存不利的变异基因被逐渐淘汰,从而导致种群的基因频率发生定向改变,使生物朝着对生存有利的方向进化发展。可见自然选择决定了基因频率的定向改变,从而决定着生物进化的方向。
〖问8〗物种的形成与生物进化是一回事吗?
【讲述】①判断标准:基因频率只要改变,生物就进化,但不一定能产生新物种。只有当基因频率的改变突破了种的界限形成生殖隔离时,才标志着新物种形成。
②两者联系:生物进化的实质是种群基因频率发生变化的过程,其结果不一定导致新物种的形成,而新物种的形成则说明生物进化了。〖问9〗基因频率和基因型频率的关系?
计算该群体中各基因型频率和各基因频率并填入表中。【讲述】 基因频率:
A%=(2×AA+Aa)/2(AA+Aa+aa)×100% a%=(2×aa+Aa)/2(AA+Aa+aa)×100% 基因型频率:某种基因型的个体在群体中所占的比例。A%=AA%+1/2(Aa%)a%=aa%+1/2(Aa%)基因型频率:0.3,0.6,0.1,1.0 基因频率:120/200 = 0.6,80/200 = 0.4。
〖问10〗突变和基因重组产生了生物进化的原材料,能不能决定生物进化的方向?
【讲述】不能。变异是不定向的。〖问11〗全世界的人都是一个物种?
【讲述】是。无论白人黑人黄种人结婚,都能产生具有生殖能力的后代。〖问12〗马和驴是不是一个物种?
【讲述】不是。马与驴交配产生的后代骡没有生殖能力。探究二
分子进化的中性学说及生物进化理论发展的意义 阅读课本P99-P100的相关内容,思考并小组讨论下列问题: 〖问13〗中性学说认为生物进化的主导因素是否是自然选择? 【讲述】不是。中性学说认为生物进化的主导因素不是自然选择,而是中性突变的随机固定。
〖问14〗中性学说认为,什么情况下自然选择才会发生作用而导致表现型进化? 【讲述】当中性突变积累导致生物性状出现差异之后。〖问15〗中性突变对生物的生存有无危害?
【讲述】中性突变对生物的生存既无利也无害,当这些随机漂变的突变,经过日积月累积少成多,就会使同种生物的不同种群间出现巨大的差异,形成不同的物种。
〖问16〗木村资生的中性学说揭示了是细胞水平的进化规律还是分子水平的进化规律。
【讲述】分子水平的进化规律。
〖问17〗中性学说与现代达尔文主义是否矛盾?它们各自的方向是什么? 【讲述】中性学说与现代达尔文主义并不矛盾,更不对立,只是各自的侧重点不同。现代达尔文主义侧重于个体、群体即宏观水平,中性学说侧重于分子即微观水平,二者相互补充,更好地解释了生物进化的现象及本质。
〖问18〗举例说明生物进化理论所揭示的原理有助于人类从事控制和改造生物的实践活动。
【讲述】生物进化理论为良种选育、植物栽培、动物饲养等提供了理论依据,对控制生物性状、创造生物新品种等具有重要的指导实践的价值。〖问19〗生物进化理论是如何产生的?它揭示的内容是什么?
【讲述】生物进化理论是在物种可变论与物种不变论、在唯物论与唯心论的斗争中产生并发展起来的。它揭示了生物与环境、微观与宏观、局部与整体、必然与偶然、结构与功能等的辩证统一关系,为辩证唯物主义的自然观和科学的世界观奠定了生物学基础,也有助于人们正确地认识自己在自然界中的地位,从而树立人与自然和谐发展的观念。
课堂小结 本节课注重以学生为主体,在“提出问题-讨论分析问题-解决问题”的教学过程中体验科学探究,培养学生分析问题和解决问题的能力。在教学过程中,引导学生联系在初中已经学习达尔文的自然选择学说,通过多媒体展示生物进化的一些典型事例,让学生分析其进化的观点,既能锻炼学生的分析归纳能力,又能调动课堂气氛,使学生成为教学的主体,体现了课改的理念。
课后习题
1.根据现代生物进化理论,叙述正确的是()A.种群是生物进化的基本单位
B.生物进化的实质是种群基因型频率的定向改变 C.物种形成的标志是出现地理隔离 D.生物多样性形成的原因是自然选择
2.现代生物进化论与达尔文进化论的不同点是()
A.可遗传变异是自然选择的原材料 B.个体是生物进化的基本单位
C.种群是生物进化的基本单位 D.适者生存、不适者被淘汰
3.下列关于现代进化理论的描述,不正确的是:()A.生物进化的基本单位是种群
B.生物进化的实质是种群基因频率的改变
C.突变和基因重组、自然选择及隔离是物种形成过程的基本环节 D.变异都有进化价值
4. 某群体中基因型为AA、Aa、aa的个体分别有2000个、2000个和6000个,则A的基因频率是()
A.0.7
B.0.3
C.0.6
D.0.35 5.抗生素被广泛用于各种炎症的治疗。科学家在实验室通过实验证明,细菌在不接触抗生素的情况下,也会产生抗药性的变异个体。滥用抗生素的负作用之一是()
A.病人在治疗过程中对抗生素产生适应性 B.抗生素抑制人体自身产生抗体
C.抗生素的选择作用使抗药性病菌获得生存优势 D.抗生素可以增加人体细胞的突变,导致癌变 1.A 【解析】
试题分析:现代生物进化理论认为,种群是生物进化的基本单位,A正确;生物进化的过程实质上就是种群基因频率变化的过程,B错误;物种形成的标志是出现生殖隔离,C错误;生物多样性形成的原因共同进化,D错误。考点:本题考查现代生物进化理论的知识。意在考查能理解所学知识的要点,把握知识间的内在联系的能力。2.C 【解析】本题考查的是生物进化理论的有关内容。可遗传变异是自然选择的原材料适者生存、不适者被淘汰是现代生物进化论与达尔文进化论共同的内容;个体是生物进化的基本单位是达尔文进化论的观点;只有种群是生物进化的基本单位是现代生物进化论与达尔文进化论的不同观点。C正确。故本题选C。3.D 【解析】 4.B 【解析】本题考查基因频率的计算。A的基因频率=A基因数目/(A基因数目+a基因数目)=(2000×2+2000)÷[(2000+2000+6000)]=0.3.故选B 5.C
板书
第二篇:第二章第一节生物进化的历程 教学设计-教学教案
教学目标
1.了解地球原始生命起源于非生命物质的基本观点,并通过对比对生命起源认识的不同观点,对学生进行唯物主义生命观的教育,自觉抵制非科学的观点。
2.在了解动物、植物进化的大致历程基础上,归纳总结、初步认识生物进化的基本规律。
3.了解人类进化的历程,认识人类的生物学地位。
4.在学习动物、植物以及人类进化的知识过程中,了解研究生物进化课题的一些基本方法,如系统比较方法。
重点、难点分析
1.动、植物进化的历程是本小节学习的重点。通过了解动物、植物进化的历程,帮助学生认识生物进化的基本规律——从简单到复杂、从低等到高等、从水生到陆生。教学中根据学生已经学习过的动物学、植物学知识,引导学生比较各类生物的特征,分析归纳,抓往能反映生物进化的线索,认识生物进化的规律。同时,教学中还应注意引导学生认识生物进化是生物发展的必然结果,这一过程经历了漫长的时间,这个过程是伴随着地球的演变过程进行的。
2.生命的起源是本小节学习的难点。这个问题涉及的知识比较广泛,如地球起源的问题一些化学知识,等等。此外,这个问题的研究还处于假说阶段,缺少有力的实验证据。所以,一些问题不容易向学生交待清楚。教师在教学中可以通过对比的方法,介绍人类对生命起源问题的认识过程,了解这个问题研究的进展情况和研究方法,引起学生对这个问题的兴趣,激励学生关注这一科学难题并建立正确的观点。
3.有关“人类的出现”的教学也是一个难点。这一问题的最终解决需要深入研究,所以在教学中只能介绍人类出现和发展的总趋势,可以告诉学生进化的一些细节问题还不清楚。
总之,这节课所涉及的生命起源、生物进化、人类进化的几个方面都存在许多未解决、未定论的问题。一些人利用科学不能解释这些难题,宣扬唯心论,甚至攻击进化论。所以,在教学中,教师可以通过人类对生命起源、生物进化的研究发展的过程来说明人类对自然现象的认识有一个过程。随着科学研究的深入,科学技术的发展,研究手段的提高,人类最终会揭开这一自然之谜。
教学过程设计
一、引言:
提出问题:地球上现在存在的生物是形形色色、丰富多彩的。每一个生物的新个体都是由上一代个体经过生殖过程产生的。那么最早的生物是从哪里来的?第一个生物是怎样形成的?
这些问题是这一章我们要讨论的问题。
我们首先要讨论最早的生物是如何形成的。
曾有一个学说,称为“特创论”,认为:地球上的所有生命都是上帝创造的。上帝最初创造了多少种生物,地球上现在就有多少种生物;而且生物之间没有任何亲缘关系。
我们是否能接受这一观点。如果生物是由上帝创造的,上帝又是谁创造的?
如果生物不是上帝创造的,地球上的生物又是从哪里来的?
(一)生命的起源
1.人类对生命的起源的早期认识:
古代的人们认为:生物可以从非生命物质直接转变而来。如腐肉生蛆、腐草化萤、白石生羊等。
讨论:这种观点是否正确?如果不正确,怎样推翻这一观点?请设计一个实验。
17世纪意大利医生雷地第一次用实验证明腐肉不能生蛆,蛆是苍蝇在肉上产的卵孵化形成的。雷地的实验严谨而且有说服力,说明较大的动物不能自然发生。
法国微生物学家巴斯德做了一个最令人信服却十分简单的“鹅颈瓶实验”。他将肉汤装入带有弯曲细管的瓶中,弯管是开口的,空气可以无阻挡地进入。巴斯德将瓶中的液体煮沸使液体中的微生物全部被杀死,然后放冷静置,结果瓶中没有出现微生物。若打断曲颈管,一段时间后,瓶中就出现微生物了。巴斯德的实验彻底推翻了生物可以由非生物直接转变形成。
如果生物不能由非生物直接转变形成,地球上的生命又是如何产生的?天外来客?
地球之外确实发现有有机物,也有可能有生命存在,但还没有证据能证明生命来自天外。即使来自天外,天外的生命又是怎样形成的?
2.人类对生命的起源的现代认识:
经过人类不断的研究探索,现代科学家认为:在今天的地球条件下,生命不可能从非生命物质直接转变形成,但在地球形成初期,地球的自然条件与现在不同,那时的地球具备形成最简单生命的条件。
投影片:原始地球状况。
根据研究认为原始地球形成于46亿年前。这时的地球温度极高,原始大气中无氧气,也无臭氧层。
提问:在这种环境下,会不会有生命存在?
在这种条件下,紫外线、闪电、宇宙射线可以直接作用于原始大气中的各种气体成分。经过长期的作用,原始大气中的一些气体物质发生了化学变化,形成了许多简单的有机物。
以后,地球表面温度逐渐降低。原始大气中的水蒸气凝集成雨降落到地面上,汇集在地球表面的低洼处形成原始海洋。原始大气中的有机物也随着降雨汇集到原始海洋中。
我们可以想象一下原始海洋状况:含有有机物,营养丰富;有一定温度;没有多少盐分、矿物质(矿物质是长期冲刷岩石由江河带来的),所以有人称原始海洋是一锅营养丰富的热汤。
在原始海洋中,有机物相互作用,经过极其漫长的年代,其中的一些逐渐形成了原始生命。
所以现代科学认为,原始生命是在原始地球条件下,经过漫长的年代,由无机物变成有机物,有机物演变为原始生命。原始海洋是原始生命的摇篮。
以上认识,有些已经在实验室中模拟原始地球条件进行实验获得了一定的证据,但更多的还是停留在假说阶段,需要进一步验证。但是以上对生命起源的认识为现在的大部分人所接受。
原始生命是简单的。原始生命又是怎样发展为复杂的丰富多彩的生物界的?
(二)生物进化的历程
与原始生命起源一样,生物进化的历程也是极其漫长的过程。现在地球上的丰富多彩的生物界是经过漫长的历程逐渐进化形成的。
在进化的早期,由于营养方式的差异,原始生命的一部分进化为具有叶绿素的原始藻类,另一部分进化为不含叶绿素的原始单细胞动物。以后,这两类原始生物分别沿着一定的历程发展为动物界和植物界。
科学家在研究生物进化的历程过程中对不同类群的生物进化比较,对比不同类群的生物的结构、功能和生活习性,发现各类生物的相同和不同的特点。一般说来,亲缘关系近的生物类群,相同的特点较多,反之较少。根据分析比较,找出不同类群生物的关系和进化发展的顺序。我们也可以用这种方法对植物和动物两类生物中的不同类群分析比较,认识它们的进化历程。
1.植物进化的历程:
提供各类群植物代表植物的挂图或投影片,组织学生对不同类群植物的形态结构、生殖方式以及生活环境比较分析,哪类生物结构简单,比较低等,哪类生物比较复杂,较为高等,最后总结植物进化的历程。
提问:植物进化的历程可以反映生物进化的什么趋势?
从生活环境看,进化的历程是从水生到陆生;从结构分析看,是从简单到复杂;植物进化的总趋势是由低等向高等发展。
2.动物进化的历程:
科学家适用同样的方法研究动物进化的过程。
提供各类群动物代表动物的挂图或投影片,比较各类动物的特点,并归纳动物进化的历程以及进化的趋势。
3.生物进化的趋势:
根据生物进化的历程,生物进化的趋势是由简单到复杂,由低等向高等,由水生到陆生。
从生物学角度分析,人类属于动物类群。人类是如何形成的?
(三)人类的出现
了解人类的起源首先要了解人类与哪一类动物的亲缘关系最为密切。
学生讨论:与人类亲缘关系最近的动物是哪一类?说明理由。
人类具有哺乳动物的特征,属于哺乳动物。哺乳动物中人类与类人猿在许多方面非常相似。经过研究,证明人类和类人猿是近亲。二者有共同的祖先。但是人类又不同于类人猿。
学生讨论:人类与类人猿有哪些不同的特征?人类与类人猿的不同特征是怎样形成的?
小结:人类和类人猿都起源于森林古猿。最初的森林古猿是栖息在树上生活的。一些地区由于气候变化,森林减少,在树上生活的森林古猿被迫到地面上生活。经过漫长的年代逐渐进化为现代的人类。人类为了自身的生存,在与环境斗争的过程中双手变得越来越灵巧,大脑越来越发达,逐渐产生了语言和意识,并形成了社会。而一直生活在树上的森林古猿,经过漫长的年代,逐步形成现代的类人猿。
本课小结并提出问题:(1)以上我们所讨论的动物(包括人类)的进化历程和植物的进化历程是在与现代生物特征进行比较的基础上获得的。是不是有证据证明这一进化历程?是不是有证据证明生物进化的规律?如果没有有力的证据,以上的解释就不能成立。(2)如果生物界的发展存在这种进化的历程,是什么因素决定着生物的进化?也就是说,生物进化的原因是什么?这些问题我们将在下节课讨论。
第三篇:第二章第一节生物进化的历程 教学设计(本站推荐)
第二章第一节生物进化的历程 教学设计
教学目标
1.了解地球原始生命起源于非生命物质的基本观点,并通过对比对生命起源认识的不同观点,对学生进行唯物主义生命观的教育,自觉抵制非科学的观点。
2.在了解动物、植物进化的大致历程基础上,归纳总结、初步认识生物进化的基本规律。
3.了解人类进化的历程,认识人类的生物学地位。
4.在学习动物、植物以及人类进化的知识过程中,了解研究生物进化课题的一些基本方法,如系统比较方法。
重点、难点分析
1.动、植物进化的历程是本小节学习的重点。通过了解动物、植物进化的历程,帮助学生认识生物进化的基本规律——从简单到复杂、从低等到高等、从水生到陆生。教学中根据学生已经学习过的动物学、植物学知识,引导学生比较各类生物的特征,分析归纳,抓往能反映生物进化的线索,认识生物进化的规律。同时,教学中还应注意引导学生认识生物进化是生物发展的必然结果,这一过程经历了漫长的时间,这个过程是伴随着地球的演变过程进行的。
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提出问题:地球上现在存在的生物是形形色色、丰富多彩的。每一个生物的新个体都是由上一代个体经过生殖过程产生的。那么最早的生物是从哪里来的?第一个生物是怎样形成的?
这些问题是这一章我们要讨论的问题。
我们首先要讨论最早的生物是如何形成的。
曾有一个学说,称为“特创论”,认为:地球上的所有生命都是上帝创造的。上帝最初创造了多少种生物,地球上现在就有多少种生物;而且生物之间没有任何亲缘关系。
我们是否能接受这一观点。如果生物是由上帝创造的,上帝又是谁创造的?
如果生物不是上帝创造的,地球上的生物又是从哪里来的?
(一)生命的起源
1.人类对生命的起源的早期认识:
古代的人们认为:生物可以从非生命物质直接转变而来。如腐肉生蛆、腐草化萤、白石生羊等。
讨论:这种观点是否正确?如果不正确,怎样推翻这一观点?请设计一个实验。
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经过人类不断的研究探索,现代科学家认为:在今天的地球条件下,生命不可能从非生命物质直接转变形成,但在地球形成初期,地球的自然条件与现在不同,那时的地球具备形成最简单生命的条件。
投影片:原始地球状况。
根据研究认为原始地球形成于46亿年前。这时的地球温度极高,原始大气中无氧气,也无臭氧层。
提问:在这种环境下,会不会有生命存在?
在这种条件下,紫外线、闪电、宇宙射线可以直接作用于原始大气中的各种气体成分。经过长期的作用,原始大气中的一些气体物质发生了化学变化,形成了许多简单的有机物。
以后,地球表面温度逐渐降低。原始大气中的水蒸气凝集成雨降落到地面上,汇集在地球表面的低洼处形成原始海洋。原始大气中的有机物也随着降雨汇集到原始海洋中。
我们可以想象一下原始海洋状况:含有有机物,营养丰富;有一定温度;没有多少盐分、矿物质(矿物质是长期冲刷岩石由江河带来的),所以有人称原始海洋是一锅营养丰富的热汤。
在原始海洋中,有机物相互作用,经过极其漫长的年代,其中的一些逐渐形成了原始生命。
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展的顺序。我们也可以用这种方法对植物和动物两类生物中的不同类群分析比较,认识它们的进化历程。
1.植物进化的历程:
提供各类群植物代表植物的挂图或投影片,组织学生对不同类群植物的形态结构、生殖方式以及生活环境比较分析,哪类生物结构简单,比较低等,哪类生物比较复杂,较为高等,最后总结植物进化的历程。
提问:植物进化的历程可以反映生物进化的什么趋势?
从生活环境看,进化的历程是从水生到陆生;从结构分析看,是从简单到复杂;植物进化的总趋势是由低等向高等发展。
2.动物进化的历程:
科学家适用同样的方法研究动物进化的过程。
提供各类群动物代表动物的挂图或投影片,比较各类动物的特点,并归纳动物进化的历程以及进化的趋势。
3.生物进化的趋势:
根据生物进化的历程,生物进化的趋势是由简单到复杂,由低等向高等,由水生到陆生。
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上获得的。是不是有证据证明这一进化历程?是不是有证据证明生物进化的规律?如果没有有力的证据,以上的解释就不能成立。(2)如果生物界的发展存在这种进化的历程,是什么因素决定着生物的进化?也就是说,生物进化的原因是什么?这些问题我们将在下节课讨论。
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第四篇:2 现代生物进化理论的主要内容 教学设计 教案
教学准备
1.教学目标
1、知识目标
(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。(3)举例说明共同进化和生物多样性形成的原因。
2、情感态度与价值观:形成生物进化的观点和生物进化理论在发展的观念。
3、能力目标
(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。
2.教学重点/难点
1、教学重点:
(1)种群、基因库、基因频率概念;
(2)突变和基因重组在生物进化过程中的作用。
2、教学难点:
(1)基因频率与基因型频率的计算;(2)自然选择对基因频率的影响。
3.教学用具
教学课件
4.标签
教学过程
一、新课导入
现代生物进化理论有诸多流派,如综合进化理论、新达尔文主义、新拉马克主义、中性学说、骤变论等。引导学生对搜集和整理有关现代生物进化的资料与达尔文自然选择学说进行比较,概括出最主要的两个方面:一是从性状水平深入到基因水平;二是从个体水平上升到种群水平。
问题探讨:把自己想像成虎体内的一个基因,怎样才能使自己在后代中拥有更多的拷贝呢?那就要表现得比其他基因优秀。怎样才算优秀呢?
通过拟人化的思考方式,调动学生兴趣,促进学生积极的思考。利用已有知识,学生自然将进化、适应和基因这三个核心概念联系起来,基因频率的概念也呼之欲出。
二、种群基因频率的改变与生物进化 引导组织学生回答
提示:一个基因所控制的性状,对个体生存和繁殖后代的贡献越大,拥有该基因的个体就可能越多。
(一)种群是生物进化的基本单位
上节课我们学习了达尔文自然选择学说的主要观点,下面请同学们依据该学说的基本观点,分析下面的情境:
情景1: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(Aa)的变异个体,且绿色比灰色更不容易被敌害发现。
1.问:根据达尔文“适者生存、不适者淘汰”的观点,该绿色个体能被选择下来吗? 2.如果该绿色基因能很好的生活下来,他体内的A基因怎样才能传递给后代? 思考回答:只有通过有性生殖,才能将基因传给子代,将基因A保留下来。总结性讲述:讨论发现,出现有利变异个体内的有利基因只有在群体中,通过有性生殖才能世代延续,另外有利变异个体的后代不一定能真实遗传。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的变化,这个群体就是种群。
问:怎样的一群生物个体可以称为种群呢? 一个生物的“种”或“物种”与种群又有什么区别呢? 物种可以分布在自然界不同的区域,只有在可以发生随机交配、繁衍,使基因能够世代传递的一定区域内的同种全部个体的集合才是一个种群。
基因库和基因频率以及计算基因频率
问:性状是由基因控制的,研究生物的进化必须研究种群的基因组成和变化。如何分析种群的基因组成和变化呢?由此人们提出基因库和基因频率的概念。什么是基因库?基因频率的含义是什么?
某昆虫种群中,绿色翅的基因为A, 褐色翅的基因位a,调查发现AA、Aa、aa的个体分别占30%、60%、10%、那么A、a的基因频率是多少?
提示:1.(1)A配子占60%,a配子占40%。
(2)子代基因型频率:AA占36%;Aa占48%;aa占16%。(3)子代种群的基因频率:A占60%;a占40%。(4)填表略。种群的基因频率会同子一代一样。
2.对自然界的种群来说,这五个条件不可能同时都成立。例如,翅色与环境色彩较一致的,被天敌发现的机会就少些。
3.突变产生新的基因会使种群的基因频率发生变化。基因A2的频率是增加还是减少,要看这一突变对生物体是有益的还是有害的。
(二)突变和基因重组为生物进化提供原材料
1、回忆变异类型
2、所有的变异都能导致基因频率的变化吗?只有____________________________。
3、突变和基因重组对于种群遗传组成的改变一样吗?为什么?
因为只有________才能出现新基因,才能丰富基因库,改变基因频率。________可以增加基因型的种类。
4、在自然情况下,突变的频率很低,且多数有害,对生物进化有重要意义吗? 例如:每个果蝇约有104对基因,假定每个基因的突变率都是10-5。若有一个中等数量的果蝇种群(约有108个个体),请同学们计算出每一代出现的基因突变数是多少? 基因突变数是________________________这说明种群中每代产生的基因突变的数量是很大的,并通过繁殖得到积累,成为基因频率改变的基础。而且突变的有利或有害并不是绝对的,它取决于生物的________。
5、突变和基因重组产生的变异有方向吗?由于突变和基因重组都是________、________,因此它们只是提供了________,不能决定生物进化的方向。
探究:
提示:1.树干变黑会影响桦尺蠖种群中浅色个体的出生率,这是因为许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天敌捕食。
2.是表现型。比如,天敌看到的是桦尺蠖的体色而不是控制体色的基因。
三、隔离与物种的形成
1、物种的概念:能在自然条件下相互交配并且产生可育后代的一群生物。
2、隔离在物种形成中的作用
3、隔离和物种形成:
① 主要方式-渐变式(经过长期的地理隔离而达到生殖隔离,形成新物种)
②不同物种间都存在 隔离,物种的形成必须经过生殖隔离时期,但不一定要经过 隔离,如爆发式:
小结:
资料分析:
1.由于这两个种群的个体数量都不够多,基因频率可能是不一样的。2.不一样。因为突变是随机发生的。
3.不同岛屿的地形和植被条件不一样,因此环境的作用会有差别,导致种群基因频率朝不同的方向改变。
4.不会。因为个体间有基因的交流。
四、共同进化与生物多样性的形成
(一)、共同进化 问:什么是共同进化?
1、共同进化的概念:
思考为什么捕食者的存在有利于增加物种多样性?
2、什么是“精明的捕食者”策略
(二)、生物多样性产生的原因
〖问〗
1、生物圈的形成是__________________与______________的结果,是__________的产物。
2、生物多样性
主要包括三个层次的内容:___________、___________、___________。生物多样性的形成经历了漫长的___________。
3、生物进化历程的主要依据是___________。最早的生物化石是距今___________。提示: 1.最早出现的生物是厌氧的单细胞生物,它们生活在海洋中。2.多细胞生物大约是在寒武纪出现的,它们生活在海洋中。3.最早登陆的生物是植物,否则动物登陆后就会饿死。4.当时陆地上还是一片荒芜,生物都生活在海洋中。
5.恐龙是在中生代后期绝灭的。物种绝灭对生物多样性的影响是复杂的。恐龙的绝灭有利于哺乳动物的繁盛。
(三)、生物进化理论在发展
1.有些学者的研究表明,基因突变对生物适应性的影响并不是非益即害或是非害即益的,而是_____________________,___________对这些突变不起作用,这些基因经过长期的积累,会导致种群间遗传物质出现较大差别。因此有人主张,决定生物进化方向的是_______,而不是自然选择。
2.更多的学者则认为____________________,因此,不能否认______的作用。
3、还有人提出物种形成并不都是___________的过程,而是种群___________与___________交替出现的过程。
总之进化理论不会停滞不前,而是在不断发展。
课堂小结
培养了学生的创新意识和合作精神。在研究性学习过程中,通过学生自己设计、操作、分析实验,将课下活动与课上学习相结合,使学生有了充分表现自己、发挥自己想象力、创造力的时间和空间。学生通过小组讨论互相帮助,互相启发,在讨论中碰撞出创造思维的火花,体会了相互合作的重要性和必要性。
训练了科学研究的基本方法和思维过程。研究性学习让学生从身边熟知的、感兴趣的事物和现象入手提出问题,以个人或小组合作的方式进行探究研讨,亲身体验了应用科学方法解决问题的过程。
加强了学生个性的发展。在研讨活动中,学生可提出不同的设计方案和结果,鼓励学生开展讨论,各抒己见,大胆质疑,体现了研究性学习培养科学态度、求新、求异精神的主旨。教学效果良好。研究性学习充分体现了学生在学习中的主体作用,有助于学生养成独立思考、积极探究、勇于表达的学习习惯。
板书
第7章 现代生物进化理论 第2节 现代生物进化理论的主要内容
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
四、隔离导致物种的形成
1、地理隔离
2、生物隔离
3、物种的概念
五、共同进化与生物多样性的形成
第五篇:1 现代生物进化理论的由来 教学设计 教案
教学准备
1.教学目标
1.举例说出达尔文之前,人们是怎样看待生物进化的 2.概述达尔文自然选择学说的主要内容
3.评述自然选择学说的贡献与局限,生物多样性和适应性形成的原因。
2.教学重点/难点
教学重点: 自然选择学说 教学难点
如何解释生物进化的过程
3.教学用具
教学课件
4.标签
教学过程
(一)、引入新课
1、展示幻灯片,自然界中各种生物适应环境的现象。如拟态、警戒色等 引出:世界万物多种多样,以不同的方式适应不同的环境。
2、创设问题情境:地球上的生物为什么会不断进化?在漫漫历史长河中,人们是怎样看待生物进化的?
生物进化的主要证据有哪几方面?其中最可靠和最直接的证据是什么?
各种证据都证明生物是进化而来的,但生物究竟是怎样进化的呢?这节课讲这个问题。引出本课主题:现代生物进化理论的由来关于生物进化学说,最重要的是达尔文的自然选择学说,是达尔文进化学说的中心内容,自然选择学说不仅说明物种是可变的,而且对生物的适应性和多样性作出了正确的解释。
3、基督教神学思想与物种神创论
在生物进化思想产生之前,基督教神学占绝对统治地位,认为世上万物都是神创造的。物种神创论是神学思想的核心内容:认为生物及生物物种均由上帝创造,且生物物种不会改变。
(二)、拉马克的进化学说
问:生物为什么会进化?生物进化的实质是什么?生物进化有什么规律?(提出问题,激发学生的学习兴趣,让学生带着问题去学习和思考。)
教师讲述:19世纪,达尔文提出的以自然选择学说为核心的生物进化论,已被广大学者所承认,任何理论通常都要随着知识的增加而改进,随着遗传学和生态学等现代生物科学的发展和深入到生物进化理论的研究,使达尔文进化理论不断完善和发展,形成了以自然选择学说为基础的现代生物进化理论。
问:“生物进化的理论是谁首先提出来的?” 答:法国博物学家拉马克最先提出来的。
问:拉马克进化学说的主要内容和意义是什么?(学生阅读2分钟后回答)答:拉马克的进化学说是达尔文学说之前影响最大、最为系统和完整的进化理论,可归纳为以下几点:
1.生物都不是神创的,而是由更古老的生物传衍来的。这对当时人们普遍信奉的神创论造成一定冲击,因此具有进步意义。
2.生物是由低等到高等逐渐进化的。拉马克几乎否认物种的真实存在,认为生物只存在连续变异的个体。
3.对于生物进化的原因,他认为:一是“用进废退”的法则;二是“获得性遗传”的法则。但这些法则缺乏事实依据,大多来自于主观推测。
4.拉马克对科学的热爱和敢于坚持真理的精神值得我们敬佩和学习。问:拉马克进化学说有没有说服力? 答:我们说事实胜于雄辩,而他的进化理论缺乏事实依据,大多来自于主观推测,说服力不强。
问:为什么本书还要引用拉马克的进化学说作为本节的内容?
教师讲述:主要是出于以下考虑。第一,现代生物进化理论并非无源之水,而是在原有进化理论的基础上发展起来的。教材中重点阐述的现代综合进化理论,其核心仍是达尔文的自然选择学说,同时又弥补了自然选择学说的一些不足。第二,介绍生物进化理论的发展过程,分析拉马克和达尔文的进化理论的重要贡献和历史局限性,有助于学生理解科学不是一个静态的体系,而是一个不断发展的动态过程;在科学领域没有终极真理,存在质疑和争论不仅是正常的,而且能促进科学的进步。(引出下文)
(三)、达尔文的自然选择学说
问:达尔文关于生物进化的著名论著是什么? 答:《物种起源》
问:《物种起源》这本书是在什么背景下写出来的?(学生阅读课文2分钟后回答)答:5年的航海旅行前达尔文还坚信物种是不变的,是神创造的。5年的航海旅行中,他通过观察比较各地的动植物和化石,以及带回大量的化石、生物遗迹的证据和动植物的标本,经过多年的研究分析,写出了这本生物进化的巨著。
问:《物种起源》的主要内容是什么?(请看课件中的录像)
观看:录像——非洲草原野牛四季生活及生殖过程,突出迁徙路经大河时,许多个体被淹死或被鳄鱼吃掉的情景。
问:请同学们根据录像及初中所学有关知识归纳出达尔文自然选择学说的主要内容是什么?
答:主要内容包括:过度繁殖,生存斗争,遗传变异、适者生存。问:什么是过度繁殖?
观看:录像——果蝇、鱼、牛羊和人的在多时间内数量的增长情况。
答:任何一种生物的繁殖能力都很强,在不太长的时间内能产生大量的后代表现为过度繁殖。问:为什么自然界中的生物总是繁殖的多生存下来的少呢?
观看:录像——狮子、野沟、狼等动物为争夺食物、空间而引发的种类斗争;以及多种生物余恶略的无机环境之间的斗争情景。
回答:因为生存条件是有限的,生物在争夺有限的空间和食物的情况下同种生物个体之间、种与种之间、生物与无机环境之间进行着激烈的生存斗争,斗争的结果是一部分个体被淘汰。
问:达尔文进化理论的中心观点是什么?
答:自然选择学说,即适者生存,不适者被淘汰的过程。问:什么是适者生存?
观看:录像——仙人掌、骆驼、水莲、企鹅、北极熊等多种生物在一定区域的生存情况。
答:每种生物之所以能够在一定的环境中生存下来,是因为他们的形态结构和生理功能是与环境相适应的,即适应环境的就生存下来。
问:在生存斗争中,什么样的个体容易获胜,并生存下来? 观看:录像——遗传和变异;图片——长颈鹿的进化图解
答:生物体都具有遗传和变异的能力,只有有利变异个体容易在生存斗争中获胜并将这些变异遗传下去,不利变异个体则容易被淘汰。
问:生物个体的幸存与被淘汰的基础是什么?(或问:生物进化的基础是什么?)观看分析:书上P111图7—3达尔文自然选择学说的解释模型
答:生物个体具有既能保持亲本的性状又会出现不同的变异性状。达尔文清楚地知道可遗传的变异是生物进化的基础。在长期的自然选择过程中,微小的有利变异得到积累变为显著变异,从而产生了适应特定环境的生物新类型,这就是生物进化和生物出现多样性的原因。
问:达尔文自然选择学说有什么重要意义? 答:科学的解释了:(1)生物进化的原因;(2)生物的多样性和适应性。
设问:那么达尔文自然选择学说有没有其历史局限性?(学生阅读思考)
教师讲述:由于受到当时科学发展水平的限制,自然选择学说对于(1)遗传和变异的本质,(2)自然选择如何对可遗传的变异起作用的问题不能作出科学的解释。这些都说明,即使像达尔文这样的伟大科学家,其思想观点也会有历史的局限性。
问:达尔文以后的进化理论是如何发展的?(引出下文)
(四)、达尔文以后进化理论的发展
教师讲述:随着生物科学的发展,关于遗传和变异得研究,已经从性状水平深入到基因水平,人们逐渐认识到遗传和变异的本质。获得性遗传的观点,已经被大多数学者所摒弃。关于自然选择的作用等问题的研究,已经从以生物个体为单位,发展到一种群为基本单位。这样就形成了以自然选择学说为核心的现代生物进化理论,从而极大地丰富和发展了达尔文的自然选择学说。
拉马克的进化学说是达尔文学说之前影响最大、最为系统和完整的进化理论,他的观点:生物都不是神创的,而是由更古老的生物传衍来的;生物是由低等到高等逐渐进化的;“用进废退”和“获得性遗传”的法则都对当时的神创论造成了巨大的冲击,抒写了生物进化史上光辉而不可磨灭的一页。拉马克对科学的热爱和敢于坚持真理的精神更是值得我们敬佩和学习。
达尔文进化论的中心观点是自然选择,即适者生存不适者被淘汰的过程。他通过对其进化论主要内容:过度繁殖、生存斗争、适者生存、遗传变异等的描述,论证了生物是不断进化的,并且提出:在自然选择过程中有利变异的不断积累从而产生了适应特定环境的生物新类型,这就是生物进化的原因。它是人们认识到了自然界的万千生物并不是神灵创造的,揭示了生命现象的统一性是由于所有生物都有共同的祖先,生物的多样性是进化的结果。这一科学理论的影响远远超出了生物学的范围,它给予神创论和物种不变论以致命的打击,为辩证唯物主义世界观提供了有利的武器。
1.现代生物进化理论的核心内容:自然选择学说 2.现代生物进化理论对自然选择学说进行的修改:种群是生物进化的基本单位;种群基因频率的改变是生物进化的实质;突变和基因重组是进化的原材料;隔离是新物种形成的必要条件。
3、对达尔文的自然选择学说的评价? 先进之处:
(1)解释生物进化的原因(2)揭示生物多样性的原因(3)解释生物适应性的形成 不足之处:
(1)对于遗传和变异的本质不能作出科学解释(2)对生物进化的解释局限于个体水平
(3)强调物种形成都是渐变的结果,无法解释物种大爆发现象 生物个体间普遍存在差异(变异),许多变异是可遗传的。
生物的变异有的比亲代更适应环境,有的却更不适应环境, 即变异是不定向的。现在生物进化理论对达尔文的自然选择学说进行了那些修改呢?
1、关于遗传和变异的研究,已经从性状水平深入到基因水平,人们逐渐认识到遗传和变异的本质;
2、获得性遗传的观点,已经被大多数学者所摈弃;
3、研究的对象从生物个体为单位,发展到以种群为基本单位。(五)、种群基因频率的改变与生物进化
1、基本概念(注意关键词)
(1)种群:生活 一定区域 同种全部个体(2)基因库:种群内 全部个体 全部基因(3)基因频率:转化为公式表示A%=A个数/A+a......总个数x100%(4)基因型频率:转化为公式表示
2、基因频率的计算
某昆虫种群中,绿色翅的基因为A, 褐色翅的基因位a,调查发现AA、Aa、aa的个体分别占30%、60%、10%、那么A、a的基因频率是多少?
A基因数=2×30﹢60=120个 a基因数=60﹢2×10=80个
A的频率=120/200=60% a的频率=80/200=40% A的频率﹢ a的频率=1 AA+Aa+aa=1
3、基本观点
(1)种群是生物繁殖的基本单位,也是生物进化的基本单位。(2)种群基因频率是否改变是判断种群是否进化的根本标志。
4、基本结论
(1).种群中全部等位基因的频率之和为1。(2).种群中全部基因型频率之和为1。
(3).在一个理想的种群中,每代个体为一个种群,其基因频率始终不变,基因型频率也不变。
遗传平衡定律
(4)若亲代昆虫中的种群满足以下五个条件: ①昆虫种群数量足够大,②全部的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代,③没有迁入与迁出,④自然选择对A、a控制的翅型性状没有作用 ⑤也没有基因突变和染色体变异。若 A的频率=p a的频率=q 则
AA= p2 Aa= 2pq aa=q2 p2+2pq+q2= 1 课堂小结
达尔文进化论的中心观点是自然选择,即适者生存不适者被淘汰的过程。他通过对其进化论主要内容:过度繁殖、生存斗争、适者生存、遗传变异等的描述,论证了生物是不断进化的,并且提出:在自然选择过程中有利变异的不断积累从而产生了适应特定环境的生物新类型,这就是生物进化的原因。通过学习达尔文的进化理论,让大家对进化、适应等生命科学观点的教育,同时渗透生命物质是不断变化发展的、内因与外因的辩证关系等辩证唯物主义基本观点的教育;通过了解达尔文的生平和生物进化理论产生的背景,引导大家学习科学家的科学精神、科学态度、科学方法等,从而进一步对学生进行科学素质的教育。
板书
第7章 第1节 现代生物进化理论的由来
一.拉马克的进化学说
二、达尔文的自然选择学说 1、自然选择学说的主要内容。
2、如何应用自然选择学说解释生物进化过程。3、自然选择学说的意义。
三、达尔文以后进化理论的发展
四、种群基因频率的改变与生物进化