第六章第三節(jié)種群基因組成的變化與物種的形成(1)教學(xué)設(shè)計(jì)教材分析本節(jié)內(nèi)容選自高中生物學(xué)必修二第六章第三節(jié)。本節(jié)課是在學(xué)習(xí)了孟德?tīng)栠z傳定律的基礎(chǔ)上向?qū)W生介紹了有關(guān)基因頻率方面的內(nèi)容,反映了新課改在設(shè)計(jì)教材順序時(shí)以人為本,從學(xué)生實(shí)際出發(fā)的思想,關(guān)注了學(xué)生的思維和學(xué)生德育的培養(yǎng)。本節(jié)內(nèi)容前與學(xué)生已經(jīng)知道了基因的分離定律、自由組合定律、基因突變、基因重組和染色體變異等,還知道基因與性狀的關(guān)系,這些都是學(xué)習(xí)本章內(nèi)容的重要基礎(chǔ)。突變?cè)谶M(jìn)化中的意義,教材主要通過(guò)"探究﹣﹣?zhàn)匀贿x擇對(duì)種群基因頻率變化的影響"來(lái)完成。這項(xiàng)探究強(qiáng)調(diào)的是運(yùn)用數(shù)學(xué)方法,而不是用實(shí)驗(yàn)材料來(lái)實(shí)際操作,對(duì)科學(xué)探究能力的全面提高具有獨(dú)特價(jià)值。課標(biāo)分析新人教版課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)本節(jié)課制定了如下標(biāo)準(zhǔn):1.舉例說(shuō)明種群內(nèi)的某些可遺傳變異將賦予個(gè)體在特定環(huán)境中的生存和繁殖優(yōu)勢(shì)。2.闡明具有優(yōu)勢(shì)性狀的個(gè)體在種群中所占比例將會(huì)增加。3.說(shuō)明自然選擇促進(jìn)生物更好地適應(yīng)特定的生存環(huán)境。據(jù)此,應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生掌握或體會(huì)以下相關(guān)教學(xué)目標(biāo)1、闡明種群是生物繁殖和進(jìn)化的基本單位。2、運(yùn)用數(shù)學(xué)方法計(jì)算種群的基因頻率和基因型頻率,構(gòu)建遺傳平衡定律的數(shù)學(xué)模型。3、運(yùn)用進(jìn)化和適應(yīng)觀,說(shuō)明突變和基因重組為生物進(jìn)化提供原材料,自然選定向改變種群的基因頻率,決定生物進(jìn)化的方向。學(xué)情分析學(xué)生在上一節(jié)已經(jīng)學(xué)習(xí)了達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說(shuō)等生物進(jìn)化的有關(guān)知識(shí),掌握了自然選擇學(xué)說(shuō)的重要意義和局限性。學(xué)生在前面已經(jīng)全面學(xué)習(xí)了遺傳變異的有關(guān)知識(shí),已經(jīng)掌握了遺傳和變異的實(shí)質(zhì)。對(duì)于生物進(jìn)化的知識(shí),在初中的學(xué)習(xí)中也已有所了解。通過(guò)自主學(xué)習(xí),學(xué)生對(duì)課本基礎(chǔ)概念及基礎(chǔ)算法已經(jīng)有所認(rèn)知,所以對(duì)本節(jié)課的內(nèi)容接受起來(lái)還是比較順利的。同時(shí)對(duì)學(xué)生生物學(xué)科構(gòu)建數(shù)學(xué)模型有了更深入的體會(huì)!【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、基于實(shí)例和自主學(xué)習(xí),構(gòu)建種群、基因庫(kù)概念,能夠獨(dú)立進(jìn)行基因頻率、基因型頻率的計(jì)算。2、通過(guò)用數(shù)學(xué)方法討論樺尺蛾種群基因頻率的變化,構(gòu)建出遺傳平衡定律的模型,說(shuō)明該模型成立的條件。3、通過(guò)閱讀課本和數(shù)學(xué)情境探討分析,能夠運(yùn)用進(jìn)化和適應(yīng)觀說(shuō)明可遺傳變異為生物進(jìn)化提供原材料,闡明自然選擇定向改變樺尺蛾種群基因頻率,決定生物進(jìn)化的方向。【教學(xué)過(guò)程】由于本節(jié)內(nèi)容較多,本節(jié)課只講授第一小節(jié)種群基因組成導(dǎo)入:以樺尺蛾的進(jìn)化歷程作為導(dǎo)入,并提出思考問(wèn)題:1、黑色樺尺蛾個(gè)體是如何產(chǎn)生的?2、黑色個(gè)體不能長(zhǎng)生不死,那么決定黑色的基因怎樣才能保留下來(lái)任務(wù)一、種群和種群基因庫(kù)的概念活動(dòng) 1、構(gòu)建種群和種群基因庫(kù)的概念1、判斷以下實(shí)例是否屬于種群,并歸納種群概念。(1)兩個(gè)池塘的鯉魚(yú)。(2)一塊草地上全部的幼小蒲公英。(3)一個(gè)池塘全部的魚(yú)。(4)一片樹(shù)林里全部獼猴。【問(wèn)題情境】金魚(yú)是人類選育的一類外觀特征明顯的觀賞魚(yú),從遺傳學(xué)上看,金魚(yú)都是鯽魚(yú)的變種,不同外觀的金魚(yú)可以雜交。如圖是表型差異很大的各種金魚(yú)組成的一群金魚(yú)。2、這些金魚(yú)的外觀不完全相同,它們所含有的基因相同嗎?是否屬于一個(gè)種群?3、這些金魚(yú)種群的全部個(gè)體所含有的全部基因叫什么?活動(dòng) 2、自主學(xué)習(xí)基因頻率和基因型頻率,并完成以下問(wèn)題計(jì)算。在樺尺蛾種群中,決定黑色的基因?yàn)?S,決定淺色的基因?yàn)?s,從這個(gè)群體中隨機(jī)抽取 100個(gè)個(gè)體,測(cè)得基因型為 SS、Ss和 ss的個(gè)體分別是 10、20和 70個(gè),請(qǐng)計(jì)算 S、s的基因頻率及三種基因型頻率。任務(wù)二、用數(shù)學(xué)方法討論樺尺蛾種群基因頻率的變化假設(shè)樺尺蛾種群非常大,所有雌雄個(gè)體間都能自由交配并產(chǎn)生后代,沒(méi)有遷入和遷出,不同體色的個(gè)體生存和繁殖的機(jī)會(huì)是均等的,基因 S和 s都不產(chǎn)生突變,根據(jù)孟德?tīng)柕姆蛛x定律進(jìn)行以下計(jì)算。1、子一代、子二代、子三代的基因型頻率和基因頻率,填在下面表格中。2、觀察表格數(shù)據(jù),你可以發(fā)現(xiàn)在種群中各代的基因頻率和基因型頻率有什么規(guī)律?3、在以上五個(gè)條件成立的情況下,假設(shè) S基因頻率為 p,s基因頻率為 q,則 SS、Ss、ss的基因頻率為多少?4、在自然狀態(tài)下的樺尺蛾種群,是否會(huì)滿足以上五個(gè)條件,請(qǐng)舉例說(shuō)明。【思考】在樺尺蛾種群進(jìn)化的過(guò)程中,導(dǎo)致其種群基因頻率產(chǎn)生變化的根本原因是什么?任務(wù)三、種群基因頻率變化活動(dòng) 1、【自主學(xué)習(xí)】閱讀課本 P112完成以下問(wèn)題。1、突變和基因重組對(duì)于種群基因組成的改變一樣嗎?為什么?2、生物自發(fā)突變的頻率很低,為什么還能為生物進(jìn)化提供原材料?3、突變大多是有害的,為什么能為生物進(jìn)化提供原材料?4、突變和基因重組是隨機(jī)的、不定向的,種群基因頻率的變化也是不定向的嗎?活動(dòng) 2、探究自然選擇對(duì)種群基因頻率變化的影響播放樺尺蛾進(jìn)化歷程的深入研究的視頻介紹,并提出問(wèn)題:推測(cè)是什么因素導(dǎo)致種群基因頻率定向改變?【問(wèn)題情境】假設(shè) 1870年,樺尺蛾種群的基因型頻率為 SS10%,Ss 20%,ss 70%。在樹(shù)干變黑這一環(huán)境條件下,假如樹(shù)干變黑不利于淺色樺尺蛾的生存,使得種群中淺色個(gè)體每年減少 10%,黑色個(gè)體每年增加 10%。第 2~10年間,該種群每年的基因型頻率各是多少?每年的基因頻率是多少?(計(jì)算結(jié)果填入下表)分析結(jié)果,得出結(jié)論:【素養(yǎng)發(fā)展】資料:“超級(jí)細(xì)菌”是一種耐藥性細(xì)菌,病人因感染“超級(jí)細(xì)菌”而無(wú)藥可救面臨死亡的威脅;2010年,印度、巴基斯坦等地發(fā)現(xiàn)一類新型“超級(jí)細(xì)菌”NDM-I,該細(xì)菌耐藥性極強(qiáng),可在全球蔓延;2017年 1月,針對(duì)美國(guó)一名女性患者感染的“超級(jí)細(xì)菌”,使用了 26種抗生素都毫無(wú)效果,最終這名患者不治身亡。請(qǐng)同學(xué)們用本節(jié)學(xué)習(xí)內(nèi)容解釋“超級(jí)細(xì)菌”的出現(xiàn)與抗生素濫用之間的關(guān)系。課后反思本節(jié)課總體上來(lái)說(shuō)學(xué)生積極性較高,能夠配合老師開(kāi)展各項(xiàng)教學(xué)活動(dòng),教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成度較高,但是也存在一定的不足。總結(jié)如下:1、采用多種教學(xué)手段激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)在教學(xué)過(guò)程中充分使用現(xiàn)代化的教學(xué)手段、層層設(shè)疑、建立模型、自主學(xué)習(xí)、小組討論以及學(xué)生展示等多種形式,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。例如在研究遺傳平衡定律時(shí),首先結(jié)合孟德?tīng)柗蛛x定律計(jì)算種群基因頻率的變化情況,引導(dǎo)學(xué)生對(duì)計(jì)算的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,找出期中的規(guī)律,并構(gòu)建遺傳平衡的數(shù)學(xué)模型。繼續(xù)設(shè)疑“自然狀態(tài)下的樺尺蛾種群能否滿足探討的 5個(gè)條件,并舉例說(shuō)明?!?/span>2、一個(gè)案例貫穿始終,對(duì)比學(xué)習(xí)加深理解學(xué)生們上節(jié)課學(xué)習(xí)了達(dá)爾文自然選擇學(xué)說(shuō),這節(jié)課所講的現(xiàn)代生物進(jìn)化理論就是在它的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái),因此本節(jié)課通過(guò)經(jīng)典案例“樺尺蠖的黑化”貫穿始終。3、不足:本節(jié)課在建立數(shù)學(xué)模型探究自然選擇對(duì)種群基因頻率的影響環(huán)節(jié)中,對(duì)于遺傳平衡數(shù)學(xué)模型建立,處理的有點(diǎn)倉(cāng)促,應(yīng)該給學(xué)生時(shí)間討論,學(xué)生們?nèi)杂邢喈?dāng)一部分沒(méi)能真正理解,或者可以通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的模擬實(shí)驗(yàn)做到形象直觀、便于理解,然后再由感性認(rèn)識(shí)上升為理性認(rèn)識(shí)。

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高中生物人教版 (2019)必修2《遺傳與進(jìn)化》電子課本

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版本: 人教版 (2019)

年級(jí): 必修2《遺傳與進(jìn)化》

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