第七章
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
种群基因频率的改变与生物进化
一、知识结构
种群基因频率的改变与生物进化
种群是生物进化的基本单位
种群
基因库
基因频率、基因型频率
突变和基因重组产生进化的原材料
突变
基因重组
自然选择决定生物进化方向
第2课时讲
二、教材分析
1、本课主要讲述了现代生物进化理论的两项内容，即种群是生物进化的基本单位和突变、基因重组是产生生物进化的原材料。
本节理论性较强，但核心就是讨论种群基因频率变化规律与进化的关系。因此，基因频率的概念、计算方法是完成教学目标的基础。
2、本小节与其它章节的联系
（1）与《从生物圈到细胞》中的生命结构层次有关。
（2）与必修3《稳态与环境》的第4章“种群与群落”相联系。
三、教学目标
1、知识目标
（1）解释种群是生物进化的基本单位；
（2）说明种群、种群基因库、基因频率、基因型频率等概念；
（3）运用数学方法讨论种群基因频率的改变；
说明种群基因频率改变对生物进化的影响；
2、情感态度与价值观目标：
（1）、通过引导学生分析调查或实验所取的数据，培养学生以事实或实验结果为依据得出结论的科学态度。
（2）、通过教学活动，培养学生“生物是进化来的”、“生物的进化与环境密切相关”的思想观念，帮助学生树立辩证唯物主义的认识观。
3、能力方面
运用数学方法讨论种群基因频率的变化
四、教学重点、难点与实施方案
1、教学重点
（1）种群是生物进化的基本单位
（2）基因频率、基因型频率的概念、相互计算关系及计算
2、教学难点：
（1）基因频率的概念和计算方法
（2）运用数学方法讨论种群基因频率的变化
3、实施方案
（1）通过案例分析，引导学生更明确达尔文自然选择学说的局限性体现在哪里，从而得到种群是生物进化的基本单位。
（2）通过探究活动，让学生掌握基因频率的概念及计算方法。
五、教具准备：多媒体课件
六、教学过程
教师的组织和引导
学生活动
教学设计意图
观看图片，导入新课。
（复习）：上节课我们学习了达尔文自然选择学说，其主要内容是什么？分析其局限性。
引导学生思考：
某种昆虫的翅色是褐色(基因型为aa)，偶然出现一绿色的变异个体（基因型为Aa），如果绿色翅与褐色翅比较，更适应环境。按照达尔文“适者生存，不适者淘汰”的观点，这一有利变异的个体能永远生存下去吗？该个体中的有利基因A，怎样才能世代传衍下去？即使Aa的个体能够繁殖，后代都是绿色个体吗？
学生自由讨论，并发表自己的看法。
学生讨论回答出：某个体的有利变异的基因只有在群体中，通过有性生殖才能世代延续，另外有利变异个体（Aa）的有性生殖的后代，还会出现aa的个体。
通过该问题讨论，使学生发现自然选择学说中某些观点与现代遗传学所揭示出的遗传和变异的本质之间的矛盾，体会对自然选择学说的修正是必然的。
导入新课，教师总结：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。
书写课题板书
第七章
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
种群基因频率的改变与生物进化
种群是生物进化的基本单位
看书，划出种群的概念，并举例说明。
反馈：
下列生物群体中属于种群的是：
一个湖泊中的全部鱼
一个森林中的全部蛇
卧龙自然保护区中的全部大熊猫
一间屋中的全部蟑螂
帮助学生理解种群的概念。
什么是种群？
种群是生物进化的基本单位。种群是生活在一定区域的同种生物的全部个体的总和。
教师强调种群概念的要点，帮助学生理解概念。
解释：种群中的个体并不是机械的集合在一起，而是彼此可以交配，并通过繁殖将各自的基因传递给后代。
举例：菜市场里的所有的鸡是一个种群吗？
师：种群在繁衍过程中的个体有新老交替，基因却代代相传。因此，我们在种群的研究中，仅关注表现性状是不够的，还要研究控制性状改变的基因情况，包括两个方面：一是种群基因的组成，二是每个基因所占的比例。
引出概念，强调要点，提供案例，引导学生计算。
基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因，叫做这个种群的基因库。
基因频率：在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率，叫基因频率。
基因型频率：某种群中特定基因型的个体占群体类全部个体的比例。
学生根据教师介绍，理解基因库、基因频率、基因型频率的概念。划书
反馈：例1：某昆虫种群中有100个个体，测得基因型为AA的个体有30个，Aa的个体有50个，aa个体有20个，求该种群中AA、Aa、aa的基因型频率和A、a的基因频率。
例2：某昆虫种群中，决定翅色为绿色的基因为A，决定翅色为褐色的基因为a，测得基因型为AA、Aa和aa分别是30%、60%和10
%。
那么A、a基因频率是多少？
掌握基因库、基因频率、基因型频率的概念及关系，完成相关计算。
学生计算并对计算的过程和结果进行说明。
师生总结一个种群中，其基因频率之和、基因型频率之和都等于1。
基因频率计算的两种方式：
已知基因型个体数：
基因频率=某种基因数/全部等位基因×100%
已知基因型频率：
基因频率=该基因纯合体基因型频率+该基因杂合体基因型频率×1/2
学生总结。
假设一个种群满足以下五个条件：用数学方法讨论种群基因频率的变化。
①、该种群非常大；②、所有的雌雄个体都能自由交配；③、没有迁入和迁出；④、自然选择对不同表现型的生物个体没有作用；⑤、这对基因不发生突变和携带者这对基因的染色体不发生异常。
根据孟德尔遗传定律，计算子代的基因频率和基因型频率。填表。
见板书部分。
从后代的计算中发现了什么现象？
刚才我们讨论的是一种理想情况，它的实现是有条件的。那么在实际情况中，生物的基因频率能世代不变吗？为什么？
在影响基因频率变化的五个条件中，最具有价值的因素是什么？
教师总结：生物进化的本质是种群基因频率的改变。
讲解公式的适用条件
讲解习题。突破难点。
计算填表，并理解计算的结果是在理想状态下得出的。
学生讨论：
上述计算结果是建立在五个假设条件基础上的。对自然界的种群来说，这五个种群都成立吗？你能举出哪些实例？
回答，变异是绝对会发生的，所以基因频率不会世代不变。
五个条件中，最具有价值的因素是变异。
反馈：如果在一个种群中，基因型AA的比例占25%，基因型Aa的比例为50%，基因型aa的个体比例为25%，已知基因型aa的个体成体失去繁殖能力，在随机交配产生的后代中，具有繁殖能力的个体所占比例为（）
若种群(群体呈遗传平衡）中一等位基因为A和a，设A的基因频率=p，a的基因频率=q，因为(p＋q)=A%+a%=1，则(p+q)2=p2+2pq+q2=AA%+Aa%+aa%=1
AA的基因型频率=p2；
aa的基因型频率=q2；
Aa的基因型频率=2pq。
反馈：一种蛾中控制浅颜色的等位基因是隐性的，控制深颜色的等位基因是显性的。假设一个种群中有640只浅色的蛾和360只深色的蛾，群体呈遗传平衡，那么有多少只杂合子的蛾？
教会学生灵活应用基因频率计算公式。
分析数据得出结论：理想状态下子代的基因频率不变。理解基因频率的改变是必然的，并认识到变异在基因频率改变中的特殊价值。得出结论：生物进化的实质在于种群基因频率的改变。
作业布置：课后练习1、2。
七、板书设计
§7·2·1
种群基因频率的改变与生物进化
一、种群是生物进化的基本单位-生物进化的实质在于种群基因频率的改变
1、种群
种群的定义： 强调
一定区域
同种生物
全部个体
2、种群基因库
一个种群中全部个体所含有的全部基因，叫做这个种群的基因库。
3、基因频率
（1）、定义：
在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率，叫做基因频率。
（2）、计算方法和规律：
1、根据定义计算
2、某种基因的频率
=
该基因纯合体的基因型频率
+
×该基因杂合体的基因型频率。
3、等位基因的频率之和等于1。
亲代基因型的频率
AA(30%)
Aa(60%)
aa(10%)
亲代基因频率
配子的比率
子一代基因型频率
子一代基因频率
子一代配子的比率
子二代基因型频率
子二代基因频率
八、教学反思
本节课理论性较强，对于基本概念的掌握采用将文字转换为数学公式，然后在例题中让学生参透实质。为了体现新课改精神，落实课改理念，整节课教师作为一个引导者，努力创设情景，激发学生的问题意识，让学生在已有知识背景下，提出可以探究的问题；同时，教师作为一个合作者，与学生共同经历整节课的探究历程。在学生遇到疑难时，教师又以指导者的身份，给学生以指点，使学生从宏观和微观两方面来理解种群是进化的基本单位及基因频率的改变才是种群进化的本质，进而体验探究、自主构建知识体系的过程。
核心概念→基因频率：在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率，叫做基因频率。
种群基因频率的改变是生物进化的实质。用数学方法讨论基因频率的变化是这一节教学的必要环节，也是该节的难点所在，在处理这部分内容感到心中没底。其实如果能灵活运用“哈代——温伯格”定律进行突破，问题就变得简单起来，但是应注意运用的条件，否则就会出现问题。“哈—温”平衡定律的适用的条件是：如果一个种群符合下列条件①种群是极大的；②种群个体间都能自由交配并产生后代；③没有迁入和迁出；④无自然选择；⑤不发生突变。那么该种群的基因频率和基因型频率将遵循下列规律：
设A%=p,a%=q
则(p+q)2=p2+2pq+q2=1
（其中：
p2=AA%，2pq=Aa%，q2=aa%）
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