《现代生物进化理论的主要内容》的教学设计
【教材依据】
《现代生物进化理论的主要内容》是人教版生物必修Ⅱ《遗传与进化》第七章《现代生物进化理论》第二节的内容。
【设计思路】
以解释“长期使用某种农药，X虫效果下降”这一生活现象，导入教学，通过设置问题串
“个体死亡后，携带的有利基因后永远消失吗？”“这个种群繁殖若干代后，亲、子代的基因频率会变化吗？”，“达尔文认为进化的原因是什么？对于遗传和变异的实质，达尔文并不知道，你知道吗？”“这些变异是不定向的，能决定生物进化的方向吗？”引出现代进化理论四个观点的探究学习，即：进化的单位、实质、原材料、方向。其中，重点学习了种群、基因库、基因频率和基因型频率这四个概念，学会计算种群基因频率。最后，对本节课进行小结，比较现代进化论和达尔文进化论的异同。再用现代进化论观点解释：长期使用农药，为何X虫效果下降？
【学情与教材分析】
本节是在学生学习了遗传规律的本质、变异和育种的基础上进一步的教学，学习好本节内容可以解释生活中的一些现象，有利于形成科学的世界观和人生观，树立学以致用和唯物辩证主义的观点。
基于本节内容的特点和学生的实际情况，这节课我采用了问题探究式教学法，在教学中设置好一系列问题串，激发学生的学习兴趣，使新知识与旧知识融为一体，使学生在步步上升中攀登到知识的顶峰。还采用了自主探究式教学法，对于重点的突破，我采用了以概念为主，挖掘它的内涵和外延，并针对学生理解误区上的问题进行辨析和练习，及时归纳总结。
对于“计算种群基因频率”这个难点的处理上，我进行了讲练结合法，进行变式练习、自主探究、合作学习，同时请学生上台进行成果演示。让学生真正成为学习的主人，让学生体会知识获得的过程，感悟科学探究的方法，体验同学间合作的美丽，让学生真正把学习的过程演绎为自主探索，主动求知的过程。同时也体现了“学生为主，教师为导”和“做中学”的新课程理念。
【教学目标】
1.知识与技能：
（1）说出种群、基因库、基因频率的概念
（2）阐明现代生物进化理论的主要观点
2.过程与方法
（1）运用数学方法计算种群的基因频率，培养跨学科的分析问题的能力
（2）比较达尔文进化论与现代进化论的异同，提供归纳总结的能力
3.情感、态度与价值观：
（1）通过进化实质的探究，承认生物是进化的，树立辩证唯物主义
（2）通过学习现代进化论的观点，认同生物理论是不断完善和总结的【教学重点】
1.种群基因频率的计算
2.进化的实质及种群基因库、基因频率的概念
【教学难点】
种群基因频率的计算
【教学方法】
问题探究法、讲练结合法
【课时安排】
二课时
【教学过程】
第一课时
一．种群基因频率的改变与生物进化
【导入】前面我们学习了达尔文的自然选择学说，请用这个学说解释一下：为什么长期使用某种农药，X灭害虫的效果会下降？（学生讨论，请代表回答）
【分析】在使用农药前，害虫就出现了不定向的变异，有抗药的和不抗药的，农药使用后，将其中的抗药性害虫选择了出来。
【总结】先有变异，后有选择。害虫产生抗药性是因为农药对害虫的抗药性变异作出定向选择的作用。农药只起选择作用，农药不能诱导害虫产生抗药性变异。
【提问】达尔文认为进化的单位是什么？（个体）
【提问】任何个体都会死亡，抗药性害虫死了之后，其携带的抗药性基因会不会永远消失？
（不会，会随着繁殖，遗传给下一代）
【总结】进化的单位——种群
【学习】一、种群
1.概念：同一地区，同种生物的所有个体。
【判断】属不属于一个种群
同一池塘的所有鱼（不是，鱼是一类生物，强调
“同一物种”）
一块棉花地的所有幼年棉铃虫（不是，还应包括中年，老年，强调不分年龄）
同一池塘的所有鲤鱼，某片树林的所有桦尺蠖（是）
2.种群的基因库：一个种群中全部个体所含的全部基因。
【讲述】如果这个桦尺蠖种群中，共有100个个体，有三种基因型AA：30个，Aa：60个，aa：10个。基因库=100×2=200个
3.基因频率：某种基因占基因库的比率
A=（30×2+60×1）/(100×2)=60%
a=(60×1+10×2)/(100×2)=40%
【探究发现1】一对等位基因频率之和是1.4.基因型频率：某种基因型的个体占全部个体的比率
AA=30/100=30%
Aa=60/100=60%
aa=10/100=10%
【探究发现2】三种基因型频率之和也是1.【规律1】A=AA+1/2Aa
a=aa+1/2Aa
（已知基因型可求基因频率）
【规律2】已知A+a=1，AA+Aa+aa=1，推出
(A+a)2=AA+Aa+aa=1。（原因稍后揭晓）
【课堂练习1】已知AA=30%,Aa=60%;
aa=10%,则A和a分别是多少？
（练习规律1，将简单的事情做好，就是不简单）
【课堂练习2】扶风高中所有高二学生有1000人，男女各500人，男生中5人为红绿色盲，女生中有1人红绿色盲，有6人是携带者。请算出色盲基因频率。
（增加难度，提高学习兴趣）
【互动】Xb
=(5+1×2+6)/(500+500×2)
（注意分母中基因库的正确计算，Y染色体上没有色盲基因和其等位基因）
【讲述】一个种群中的个体可以自由交配，所以繁殖的单位也是种群。
【提问】繁殖若干代后，种群的基因频率还会变化吗？
【探究活动1】计算基因频率
P：AA：30%
Aa：60%
aa：10%
亲代的基因频率：A：60%
a:40%
亲代产生的配子频率：A：30%×1+60%×1/2=60%
a=10%×1+60%×1/2=40%
雄配子
若亲代自由交配，子代的基因型频率
F1
雌配子
A=60%
a=40%
A=60%
AA=36%
Aa=24%
a=40%
Aa=24%
Aa=16%
F1的基因型频率：AA=36%，Aa=48%，aa=16%
F1的基因频率：A=60%；a=40%
得出：子代与亲代的基因频率不变
【讲述】上述计算过程能成立，种群必须具备哪些条件？（种群大，自由交配，无自然选择，无基因突变和染色体变异，无迁入和迁出）
【提问】这样的种群存在吗？（不存在，因为变异和选择一定会存在的。比如，基因突变具有普遍性）
【探究发现3】看来生物一定会进化。而且生物进化的实质：种群基因频率的改变
【探究发现4】进化了，一定会改变；改变了，一定会进化；没进化，一定没改变：没改变，一定没进化。
【总结】二、进化的实质——种群基因频率的改变。
【过渡】达尔文的自然选择学说认为，进化的内因是遗传和变异，但不知道实质
【学习】三、进化的原材料——可遗传变异。
【提问】可遗传变异包括哪三种来源？（基因突变、染色体变异和基因重组）
不可遗传变异能为进化提供原材料吗？（不能）
【探究发现5】现代进化论认为：突变和基因重组为进化提供原材料。突变包括基因突变和染色体变异。
【过渡】自然选择直接选择的是个体的基因型还是表现型？（表现型，从而保留有利基因，使其基因频率增大）
【提问】变异是不定向的，能决定进化的方向吗？（不能）
【学习】四、进化的方向——自然选择决定。
【探究活动2】已知镰刀型细胞贫血症的遗传方式是常染色体隐性遗传，写出患者和正常人的基因型。患者：aa,正常:AA、Aa。
【情景创设】AA、Aa都去非洲，非洲是疟疾流行的地区。谁适应环境的能力更强？其实是Aa，因为他既不患贫血症，还能抗疟疾。而AA虽然不患贫血症，却往往死于疟疾。疟疾是由疟原虫感染引起的传染病，症状为忽冷忽热，俗称“打摆子”，人经不起折腾，折腾久了就死了。发现在疟疾流行的非洲，这个杂种他是镰刀型细胞贫血症基因的携带者，适应性更强，这体现了杂种优势。
【探究发现6】变异的有害和有利是相对的，取决于生物生存的环境。
在疟疾的选择下，a的基因频率增大；最近这一年非洲人应该感谢中国人，因为中国科学家发现了抗疟疾的药物——青蒿素，谁呢？屠呦呦。如果投入青蒿素那么AA的个体又能生存下去了，那么A的基因频率就会上升。
【规律3】自然选择使种群基因频率定向改变，从而决定进化的方向。
【总结】在自然选择的作用下，种群的基因频率定向改变这就是进化。
【课堂练习3】下列哪个观点是在达尔文进化理论的基础上进一步的完善？
①
种群是进化的单位
②种群基因频率的改变是进化的实质③可遗传的变异是进化的原材料④突变和基因重组是进化的原材料⑤自然选择决定进化的方向
【分析】①②④是对达尔文进化学说的进一步完善，即属于现代进化论的观点。③⑤属于达尔文进化学说。
【课堂训练】4.已知亲代种群中AA=0.3，Aa=0.6，aa=0.1，若亲代自交后，子代的基因型频率。此种群发生进化了吗？为什么？
5.(2010·上海卷)某自花传粉植物种群中，亲代中AA基因型个体占30%，aa基因型个体占20%，则亲代A的基因频率和F1中AA的基因型频率分别是（B)
A．55%和32.5%
B．55%和42.5%
C．45%和42.5%
D．45%和32.5%
6.假设某果蝇种群中雌雄个体数目相等，且对于A和a这对等位基因来说只有Aa一种基因型。回答下列问题：
（1）若不考虑基因突变和染色体变异，则该果蝇种群中A基因频率：a基因频率为。理论上该果蝇种群随机交配产生的第一代中AA、Aa和aa的数量比为，A基因频率为。
（2）若该果蝇种群随机交配的实验结果是第一代中只有Aa和aa两种基因型，且比例为2：1，则对该结果最合理的解释是。根据这一解释，第一代再随机交配，第二代中Aa和 aa基因型个体数量的比例应为。
（1）1:1
1:2:1
0.5
（2）
A基因纯合致死
1:1
7.2017年宝鸡市质检（三）英国曼彻斯特地区的桦尺蠖在19世纪中期以前，体色几乎都是浅色的，在20 世纪中期，由于环境污染，黑色桦尺蠖却成了常见类型。杂交实验表明，桦尺蠖的体色受一对等位基因B和b控制，黑色对浅色是显性。在19世纪以前，桦尺蠖种群中B基因频率很低，在5%以下，而到了20世纪则上升到了95%，根据以上信息分析下列说法正确的是（）
A.桦尺蠖种群体色的演变其实质是B基因频率的不断增加
B.由于环境污染，B基因频率由5%以下上升到了95%，说明环境污染是发生生物进化的根本原因
C.一对黑色亲本杂交产生浅色子代是基因重组的结果
D.自然选择使种群的基因型频率发生改变，决定生物进化的方向
【小结】
1.对于自交种群，直接由亲代基因型求出子代基因型
2.对于自由交配的种群，先算出亲代基因频率，再根据规律求出子代基因型频率
若A=P，a=q
（P+q）2=1，那么，AA=P2，Aa=2pq，aa=q2
1.学习了三个概念（种群基因库、基因频率、基因型频率）
2.会计算基因频率、基因型频率
3.理解并记忆现代进化论的观点（进化单位、实质、原材料、方向）
【学以致用】
请用现代进化论观点解释：长期使用农药，为何X虫效果下降？
在农药的选择作用下，害虫的抗药性基因频率上升。
【板书设计】
7-2-1
种群基因频率的改变与生物进化
一、进化的单位——种群
1.种群：同种
全部个体
2.基因库：全部基因
3.基因频率：某基因数/基因库
4.基因型频率：某基因型个体数/所有个体数
二、进化的实质——种群基因频率的改变
三、进化的原材料——可遗传变异
（基因突变、染色体变异和基因重组。前两个合称为突变）
四、进化的方向——自然选择
【作业布置】
8.某动物种群中AA、Aa和aa的基因型频率分别为0.3、0.4和0.3，请回答：
（1）该种群中a基因的频率为＿＿＿。
（2）如果该种群满足四个基本条件，即种群＿＿＿＿＿、不发生＿＿＿＿＿、不发生＿＿＿＿＿＿、没有迁入迁出，且种群中个体间随机交配，则理论上该种群的子一代中aa的基因型频率为＿＿＿＿；如果该种群的子一代再随机交配，其后代中aa的基因型频率＿＿＿（会、不会）发生改变。
（3）假定该动物种群满足上述四个基本条件，但不发生随机交配，只在相同基因型之间进行尊，则理论上该种群的子一代中AA、Aa和aa的基因型频率分别为＿＿＿＿＿、＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿；如果子一代也同样只发生相同基因型之间的交配，其后代中AA、Aa和aa的基因型频率＿＿＿＿＿（会、不会）发生改变。（1）0.5
（2）
足够大 基因突变（或突变）选择 0.25 不会
（3）0.4 0.2 0.4 会
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