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2019-2020年高二生物 人類(lèi)的起源和發(fā)展（第2課時(shí)）教案 教學(xué)目的 　　1.了解達(dá)爾文自然選擇學(xué)說(shuō)的主要內(nèi)容。 　　2.了解種群，種群基因庫(kù)、基因頻率的概念，以及基因頻率的計(jì)算方法。 　　3.了解突變和基因重組為生物進(jìn)化提供原材料的原因。 　　4.通過(guò)對(duì)樺尺蠖在工業(yè)區(qū)體色變黑例子的學(xué)習(xí)，了解自然選擇在生物進(jìn)化中的作 用。 　　5.了解隔離的概念和類(lèi)型，以及隔離與物種形成的關(guān)系。 　　教學(xué)重點(diǎn) 　　1．基因頻率的概念。 　　2．自然選擇在生物進(jìn)化過(guò)程中的作用。 　　3．隔離的概念和類(lèi)型，以及物種形成的方式。 　　教學(xué)難點(diǎn) 　　1．基因頻率的概念和計(jì)算方法。 　　2．自然選擇在生物進(jìn)化過(guò)程中的作用。 　　教學(xué)用具 　　1．非洲野牛遷徒生活的錄像片斷。 　　2．英國(guó)曼徹斯特地區(qū)18世紀(jì)中期到20世紀(jì)中期淺色型和黑色型樺尺蠖數(shù)量變化 的CAI課件。 　　3．加拉帕克斯島地雀演化的CAI課件。 　　教學(xué)方法 　　教師講述，學(xué)生歸納，探究相結(jié)合。 　　課時(shí)安排 　　二課時(shí)　　 板 書(shū) 教學(xué)過(guò)程 第七章　生物的進(jìn)化 第一節(jié)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論簡(jiǎn)介 （二）突變和基因重組產(chǎn)生生物進(jìn)化的原材料 　 　 1．種群中基因突變的特點(diǎn)： 突變數(shù)很大、不定向的 　 　 　 　 　 2．種群基因重組的 結(jié)果： 產(chǎn)生更多變異、不定向的 　 結(jié)論：提供進(jìn)化的原材料。 　 　 　 （三）自然選擇決定生物進(jìn)化的方向 　 　 　 　 　 　 　 原因是： 淘汰不利變異基因、積累有利變異基因 結(jié)果是： 使基因頻率定向改變。 　 　 　 　 　 　 （四）隔離導(dǎo)致物種的形成 　 1．物種的定義 　 2．物種區(qū)分的主要依據(jù)是：有無(wú)生殖隔離 　 3．物種形成的原因： 突變和基因重組、自然選擇、隔離 綜合作用的結(jié)果 第二課時(shí) 　　引言：我們已經(jīng)知道了：（1）生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變。（2）種群是生物進(jìn)化的單位。（3）影響種群基因頻率改變的因素有基因突變、基因重組、自然選擇。 　　提問(wèn)：基因突變與基因頻率的改變有什么關(guān)系呢？ 　?。ɑ卮穑夯蛲蛔兪强蛇z傳變異的根本來(lái)源。這是因?yàn)榛蛲蛔兛僧a(chǎn)生新基因（等位基因），是基因頻率改變的基礎(chǔ)。） 　　提問(wèn)：基因突變有什么特點(diǎn)？ 　　回答：基因突變的特點(diǎn)有： 　?。?）普遍存在的； 　?。?）隨機(jī)發(fā)生的； 　?。?）突變頻率是很低的； 　　（4）多數(shù)對(duì)生物體是有害的； 　?。?）不定向的。 　　講述：自然界中生物的自然突變頻率很低，而且一般對(duì)生物體是有害的。 　　提問(wèn)：為什么還能夠改變種群中的基因頻率呢？ 　　回答：這是因?yàn)榉N群都由許多個(gè)體組成，每個(gè)個(gè)體都有成千上萬(wàn)個(gè)基因，雖然每個(gè)基因的突變率很低，但每個(gè)種群的每一代都會(huì)產(chǎn)生大量的突變基因。 　　講述：例如，果蠅約有104萬(wàn)對(duì)基因，假定每個(gè)基因的突變率都是10－5，若有一個(gè)中等數(shù)量的果蠅種群（約有108個(gè)個(gè)體），請(qǐng)同學(xué)們計(jì)算出每一代出現(xiàn)基因突變數(shù)是多少？（由學(xué)生計(jì)算得出結(jié)論）每一代出現(xiàn)基因突變數(shù)是107個(gè)。說(shuō)明種群中每一代產(chǎn)生的基因突變的數(shù)量是很大的，并通過(guò)繁殖得到積累是基因頻率改變的基礎(chǔ)。突變有利有害不是絕對(duì)的，是相對(duì)的。這取決于生物的生存環(huán)境。再次出示英國(guó)曼徹斯特地區(qū)19世紀(jì)中期到20世紀(jì)中期淺色樺尺蠖和黑色樺尺蠖比例變化的畫(huà)面，引導(dǎo)學(xué)生答出（S）黑色基因是基因突變產(chǎn)生的，對(duì)樺尺蠖的生存是有害的，但隨著英國(guó)工業(yè)的發(fā)展，樺尺蠖生存環(huán)境的改變，有害的基因（S）變?yōu)橛欣幕?。因此說(shuō)，突變基因的有害與有利是相對(duì)的，不是絕對(duì)的。 　　提問(wèn)：基因重組與基因頻率的改變有什么關(guān)系？ 　　回答：由于基因突變是不定向的，突變的結(jié)果可產(chǎn)生相應(yīng)的等位基因。如前所述，假如人的23對(duì)同源染色體上都有一對(duì)等位基因，通過(guò)減數(shù)分裂和受精作用，在后代中則可產(chǎn)生6′107個(gè)以上基因重組類(lèi)型，使種群中出現(xiàn)大量的可遺傳變異，從而使突變基因頻率擴(kuò)增。由于這些變異的產(chǎn)生是不定向的，無(wú)法定向改變基因頻率。 　　設(shè)問(wèn)：生物進(jìn)化的方向是如何決定的呢？ 　　請(qǐng)同學(xué)們閱讀課文P66頁(yè)（第二段）P67（第一段），同時(shí)回憶CAI課件所展示的結(jié)果，四人一組討論，從宏觀（性狀）和微觀（基因）兩個(gè)方面分析英國(guó)曼徹斯特地區(qū)從19世紀(jì)中期到20世紀(jì)中期，樺尺蠖比例的變化，說(shuō)明樺尺蠖進(jìn)化過(guò)程的原因。 　　講述：1．從宏觀（性狀）上來(lái)看進(jìn)化過(guò)程為：19世紀(jì)中期樺尺蠖的淺色性狀與環(huán)境色彩相似，屬于保護(hù)色，較能適應(yīng)環(huán)境而大量生存；黑色性狀與環(huán)境色彩差異很大，不能適應(yīng)環(huán)境，易被捕食者捕食，因此，突變產(chǎn)生后，后代的個(gè)體數(shù)受到限制。19世紀(jì)中期到20世紀(jì)中期，由于地衣死亡，樺尺蠖棲息的樹(shù)干裸露并被煙熏黑，使得黑色性狀與環(huán)境色彩相似而大量生存，淺色性狀與環(huán)境色彩差異很大，易被捕食者捕食而大量被淘汰。表現(xiàn)為適者生存，不適者被淘汰。 　　2．從微觀（基因）來(lái)看進(jìn)化過(guò)程為： 19世紀(jì)中期以前，由于黑色基因（S）為不利變異基因，控制的性狀不能適應(yīng)環(huán)境而受到限制，因此，當(dāng)時(shí)種群中淺色基因（s）的頻率為95％，黑色基因（S）的頻率為5％。到20世紀(jì)中期由于黑色基因（S）控制的性狀能適應(yīng)環(huán)境而大量生存并繁殖后代，淺色基因（s）控制的性狀不能適應(yīng)環(huán)境而大量被淘汰，使后代數(shù)量大量減少。淺色基因（s）的頻率下降為5％，黑色基因（S）的頻率上升為95％。結(jié)果是淘汰了不利變異的基因并保留了有利變異基因，通過(guò)遺傳逐漸積累。 　　由此可見(jiàn)，種群產(chǎn)生的變異是不定向的，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的自然選擇和種群的繁殖使有利變異基因不斷積累，不利變異基因逐代淘汰，使種群的基因頻率發(fā)生了定向改變，導(dǎo)致生物朝一定方向緩慢進(jìn)化。因此，定向的自然選擇決定了生物進(jìn)化的方向。 　　請(qǐng)根據(jù)樺尺蠖的進(jìn)化過(guò)程分析： 　?。?）是否產(chǎn)生了新的物種，為什么？ 　　回答：沒(méi)有產(chǎn)生新的物種，因?yàn)槁鼜厮固氐貐^(qū)的樺尺蠖是一個(gè)種群，個(gè)體之間彼此可以自由交配，實(shí)現(xiàn)基因交流，并通過(guò)繁殖將各自的基因傳遞給后代。 　　提問(wèn)：（2）什么是物種？物種又是如何形成的？（板書(shū)） 　　回答：物種是指分布在一定的自然區(qū)域內(nèi)，具有一定的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能，而且在自然狀態(tài)下能夠相互交配和繁殖，并能夠產(chǎn)生可育后代的一群生物個(gè)體。即物種是代代相傳保持一個(gè)共同基因庫(kù)的群體。 　　提問(wèn)：騾子是怎樣產(chǎn)生的？能否傳種接代？說(shuō)明什么問(wèn)題？ 　　回答：騾子是馬和驢的雜交后代，不能繁殖，原因是馬和驢是兩個(gè)物種。 　　講述：這一事實(shí)說(shuō)明不同物種之間不能交配，或即使交配成功，也不能產(chǎn)生可育的后代，該現(xiàn)象稱(chēng)之為生殖隔離。 　　請(qǐng)分析說(shuō)明：區(qū)分物種的主要依據(jù)是什么？ 　　回答：區(qū)分物種的主要依據(jù)是有無(wú)生殖隔離。 　　提問(wèn)：生殖隔離（物種）形成的主要原因是什么？ 　　觀看：演示CAI課件，給出加拉帕戈斯群島的地圖。請(qǐng)同 學(xué)們用地理知識(shí)估算島與島之間的距離。再出示不同島上的植被情況（突出果實(shí)的大?。?，讓學(xué)生了解各島嶼的生存條件。最后出示有不同特征的地雀，特別突出地雀喙形大小的特征，然后讓學(xué)生根據(jù)地雀的特征和島嶼生存條件將地雀安放在適宜的島上（放錯(cuò)會(huì)發(fā)出鳴響）。 　　講述：加拉帕戈斯群島上的14種地雀都起源于同一個(gè)物 種，是南美雀類(lèi)的后代。請(qǐng)同學(xué)們分析，它們形態(tài)特征形成顯著差異的原因是什么？ 　　提問(wèn)：加拉帕戈斯群島之間的水域起了什么作用。 　　回答：起到地理隔離的作用。 　　講述：一個(gè)種群由于地理環(huán)境原因被分割成了許多個(gè)小的種群——這種隔離稱(chēng)為地理隔離。被地理?xiàng)l件隔開(kāi)的小種群的基因組成或基因頻率起初就不可能完全相同。 　　提問(wèn)：根據(jù)基因突變的隨機(jī)性的特點(diǎn)，長(zhǎng)期的隔離對(duì)不同島嶼上地雀小種群的基因組成有什么影響？ 　　回答：由于突變是隨機(jī)的，被分割的小種群可能會(huì)出現(xiàn)完全不同的突變。由于地理隔離，各種群間沒(méi)有基因交流，因此一個(gè)種群中的突變自然不會(huì)引起另一種群的改變。 　　提問(wèn)：根據(jù)不同島嶼的生態(tài)環(huán)境特點(diǎn)分析14種地雀形成顯著差異的根本原因是什么？ 　　回答：由于地理隔離，各種群生活在不同的生態(tài)環(huán)境中，因而有不同的選擇方向。即，不同種群選擇保留下的基因不同，使分開(kāi)的種群的基因庫(kù)組成和基因頻率產(chǎn)生了很大的差異。這就是14種地雀形態(tài)特征顯著差異的根本原因。 　　講述：經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期地理隔離，不同種群在形態(tài)特征。生活習(xí)性上有了顯著的差異，若再次相遇仍能交配和繁殖可育后代，這樣的不同種群稱(chēng)之為亞種。如，東北虎和華南虎屬于不同的虎亞種。如果通過(guò)長(zhǎng)期的地理隔離，使不同種群個(gè)體之間形成生殖隔離（不能發(fā)生基因交流）。新物種就產(chǎn)生了，如，加拉帕戈斯群島上的14種地雀的形成過(guò)程，就是長(zhǎng)期的地理隔離導(dǎo)致生殖隔離的結(jié)果。 　　因此說(shuō)：物種形成的原因是突變和基因重組。自然選擇及隔離三個(gè)基本環(huán)節(jié)綜合作用的結(jié)果。不同新物種形成的過(guò)程進(jìn)行的十分緩慢，往往需要成千上萬(wàn)代甚至更長(zhǎng)。 　　小結(jié)：現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的基本觀點(diǎn)是： 　　進(jìn)化的基本單位是種群 　　進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變 　　物種形成的基本環(huán)節(jié)是： 　　突變和基因重組——提供進(jìn)化的原材料 　　自然選擇——基因頻率定向改變，決定進(jìn)化的方向。 　　隔離——物種形成的必要條件 　　鞏固練習(xí)：（課后習(xí)題）