《現代生物進化理論的主要內容》教學設計

一、教材分析

生物進化論在生物學中具有重要地位的基礎理論，對人們的自然觀和世界觀也有著重要影響的理論。通過本章內容的學習，學生不僅可以了解生物進化理論在達爾文之后的發展，進一步樹立生物進化的觀點和辯證唯物主義觀點，而且能夠通過學習進化理論的發展過程，加深對科學本質的理解和感悟。

本節的重點是現代生物進化理論的內容，教材著重講述了以下四個基本論點：種群是生物進化的單位；突變和基因重組產生進化的原材料；自然選擇決定生物進化的方向；隔離導致物種形成。關于種群是生物進化的單位，著重理解兩方面：一方面是“宏觀”的，即種群的概念，說明生物是以種群為單位生活在一起，并且以種群為單位繁殖后代的；另一方面是“微觀”的，即種群基因庫、基因頻率等概念。基因頻率這個概念比較抽象，而理解了這個概念，有助于對現代生物進化理論的理解，因此教材專門舉例說明了基因頻率的計算方法。

關于自然選擇決定生物進化的方向，根據從感性到理性的認知規律，教材首先講述了樺尺蠖在工業區體色變黑的例子。通過對這個例子進行分析，說明樺尺蠖體色變黑是在自然選擇作用下，種群基因頻率定向改變的結果。進而歸納出生物進化的方向是由自然選擇決定的。

關于隔離導致物種形成，應重點理解物種的概念、隔離及物種的形成三方面的內容。首先，要抓住物種的概念，對此有一個完整、清晰的認識，有助于理解本節內容。然后，才能理解隔離的概念和類型。教材以東北虎和華南虎為例，闡述了地理隔離是如何導致一個物種的兩個種群產生分化的。關于生殖隔離，教材講述了生殖隔離的概念、幾種常見的類型，并且指出生殖隔離與物種形成的關系。

教材闡述了四個論點之間的內在聯系，以加深學生對現代生物進化理論的了解。

《現代生物進化理論的主要內容》一節，分為2課時學習。第1課時學習種群是生物進化的單位，第2課時學習突變和基因重組產生進化的原材料、自然選擇決定生物進化的方向、隔離導致物種形成。

二、學情分析

學生在上一節已經學習了達爾文的自然選擇學說等生物進化的有關知識，掌握了自然選擇學說的重要意義和局限性。同時，學生在前面已經全面學習了遺傳變異的有關知識，已經掌握了遺傳和變異的實質，對于生物進化的知識在初中的學習中也已有所了解。在此基礎上，結合一些實際的事例，利用已有知識，在老師的引導下，通過交流、討論，可以對未知進行探究，歸納出所要獲得的知識。

三、設計理念

生物教學應當體現實踐性這一學科的特點。教師要鼓勵學生帶著自己的生活體驗閱讀知識內容，凸顯學生主體地位，同時教師要充分發揮組織和引導作用，營造新課程標準所倡導的“合作、自主、探究”的學習氛圍，很好的體現師生之間的教學互動和情感交流。

我們可以用“分析歸納”的思維方法來掌握現代生物進化理論理論，即先就該理論的各個基本點做到深入理解，然后再歸納或綜合。在此過程中，應緊密結合一些實際的事例，從而真正理解并能夠應用所學的理論來解釋生物進化的問題。

四、教學目標

知識方面

1．說明現代生物進化理論的主要內容。

2．概述生物進化理論與生物多樣性的形成。

情感態度與價值觀方面

1．形成生物進化的觀點。

2．探討生物進化觀點對人們思想觀念的影響。

能力方面

1．運用數學方法討論種群基因頻率的變化。

2．運用生物進化觀點解釋一些生物現象。

五、課前準備

1．布置學生分小組通過查閱圖書、上網等手段，搜集和整理有關現代生物進化的資料，各小組之間將搜集的資料進行交流。

2．教師制作多媒體課件。

六、教學片段

第1課時：

知識回顧：學生用達爾文自然選擇學說解釋所觀看到的現象。

導入新課：

現代生物進化理論有諸多流派，如綜合進化理論、新達爾文主義、新拉馬克主義、中性學說、驟變論等。引導學生對搜集和整理有關現代生物進化的資料與達爾文自然選擇學說進行比較，概括出最主要的兩個方面：一是從性狀水平深入到基因水平；二是從個體水平上升到種群水平。

問題探討：把自己想像成虎體內的一個基因，怎樣才能使自己在后代中擁有更多的拷貝呢？那就要表現得比其他基因優秀。怎樣才算優秀呢？

通過擬人化的思考方式，調動學生興趣，促進學生積極的思考。利用已有知識，學生自然將進化、適應和基因這三個核心概念聯系起來，基因頻率的概念也呼之欲出。

設置情景：如果在灰色翅（基因型為aa）昆蟲的群體中，偶然出現一只綠色翅（基因型為Aa）的變異個體，且綠色比灰色更不易被捕食。那么，昆蟲的翅色將怎樣變化？

學生討論：綠色個體即使不被捕食，也可能因其他原因而夭折。只有通過有性生殖，才能將基因傳遞給子代，將基因A保留下來。也就是說，出現有利變異個體內的有利基因只有在群體中,通過有性生殖才能世代延續，另外有利變異個體的后代不一定能真實遺傳。因此，研究生物的進化，僅僅研究個體的表現型是否與環境相適應是不夠的，還需要研究群體的基因組成的變化。

導出種群的概念。

學生閱讀教材：了解什么是種群和物種。

利用課件分別演示，學生進行分析、討論并歸納：種和種群的區別。

教師引導：自然界的物種實際上是以一個個種群存在的，種群是物種繁衍、進化的基本單位。它為研究生物與環境的關系和物種的變化帶來了方便。同時，性狀是由基因控制的，研究生物的進化，必須研究種群的基因組成和變化。從而提出基因庫和基因頻率的概念。

學生閱讀教材：使學生初步認識到種群是生物進化的基本單位，理解基因庫和基因頻率的概念。

設置情景：在某昆蟲種群中，翅色綠色（A）對灰色（a）為顯性，從該種群中隨機抽取100個個體，其中基因型AA、Aa、aa的個體分別有20、60、20個（改變數據，以防學生照搬教材）。

（1）

請計算A和a的基因頻率？

（2）

請計算AA、Aa、aa的基因型頻率？

（3）

請找出基因頻率與基因型頻率間的關系。

學生（根據基因頻率的概念）進行討論、歸納：

該基因的個數

等位基因的總個數

某基因的基因頻率=

（1）

p

+

q

=

（AA

+

1/2A

a）+

（1/2A

a

+

aa）=

AA

+

A

a

+

aa

=

該種群的個體總數

該基因型的個數

某基因型的基因型頻率=

（2）

（3）

技能訓練：展示2道習題（略），進行變式訓練，掌握解題技巧。

設置情景：假設上述昆蟲種群非常大，所有的雌雄個體間都能自由交配并產生后代，沒有遷入和遷出，自然選擇對翅色這一相對性狀沒有作用，基因A和a不產生突變，這一種群繁殖若干代以后，其基因頻率會不會發生變化呢？

學生計算和討論：學生運用學過的遺傳學知識，用數學方法討論基因頻率的變化。在有性生殖過程中,在滿足上述五個條件的情況下，學生通過計算得出結果如下：

親代基因型頻率

AA（20%）

Aa（60%）

aa（20%）

配子的比率

A（20%）

A（30%）

a（30%）

a（20%）

子代基因型頻率

AA（25%）

Aa（50%）

aa（25%）

子代基因頻率

A（50%）

a（50%）

師生歸納：由此可見,子一代基因型AA、Aa、aa的頻率分別是0.25、0.50和0.25。因此,子一代中基因A和基因a的頻率不變，仍然是0.50∶0.50。如果繼續滿足上述五個條件,這個種群中基因A和基因a的頻率將永遠保持0.50∶0.50,而基因型AA、Aa、aa的頻率也會一直保持0.25、0.50和0.25。

如果用p代表基因A的頻率，q代表基因a的頻率。那么,就可以寫成：(p+q)2=p2+2pq+q2=1，其中p2代表相對性狀中顯性純合子的基因型頻率,q2代表相對性狀中隱性純合子的基因頻率,2pq代表雜合子的基因頻率。這實際上涉及群體遺傳學中“哈代—溫伯格平衡”的內容（教材出于降低難度的考慮，未出現這一名詞和相應的數學公式）。使學生認識到在五個假設條件成立時，種群基因頻率會保持代代相同。

引導學生分析得出：遺傳平衡所指的種群是理想的種群,在自然條件下，這五個假設條件不可能同時具備，這樣的種群是不存在的。這也從反面說明了在自然界中，種群的基因頻率遲早要發生變化，也就是說種群的進化是必然的。這就為

“突變和基因重組產生進化的原材料”奠定了基礎。

技能訓練：展示2道習題（略），進行遷移訓練，拓展提高。

小結：無論從“宏觀”還是“微觀”方面，都說明了種群是生物繁殖、進化的單位；在自然界中，由于受多種因素的影響，種群基因頻率會不斷發生變化，而生物進化的過程實質上就是種群基因頻率發生變化的過程。

七、板書設計：

第7章

第2節

現代生物進化理論的主要內容

一、種群是生物進化的基本單位

二、突變和基因重組產生進化的原材料

三、自然選擇決定生物進化的方向

八、教學反思



1、教學效果分析

（1）培養了學生的創新意識和合作精神。在研究性學習過程中，通過學生自己設計、操作、分析實驗，將課下活動與課上學習相結合，使學生有了充分表現自己、發揮自己想象力、創造力的時間和空間。學生通過小組討論互相幫助，互相啟發，在討論中碰撞出創造思維的火花，體會了相互合作的重要性和必要性。

（2）訓練了科學研究的基本方法和思維過程。研究性學習讓學生從身邊熟知的、感興趣的事物和現象入手提出問題，以個人或小組合作的方式進行探究研討，親身體驗了應用科學方法解決問題的過程。

（3）加強了學生個性的發展。在研討活動中，學生可提出不同的設計方案和結果，鼓勵學生開展討論，各抒己見，大膽質疑，體現了研究性學習培養科學態度、求新、求異精神的主旨。

（4）教學效果良好。研究性學習充分體現了學生在學習中的主體作用，有助于學生養成獨立思考、積極探究、勇于表達的學習習慣。

2、教學心得

（1）隨著新的課程標準的實施，給高中生物教學帶來了一系列變化，教師原有的知識結構、教學思想以及教學行為都受到很大沖擊。其實這也是一種挑戰，也只有不斷更新知識、深化思想、調整行為，才能不斷適應不斷變化的形勢，才能提高作為教師的職業化、專業化水平。

（2）教學設計要強調知識的綜合性、過程性、創新性和應用性，才符合全教會的精神及落實素質教育的要求。教學過程不僅要改變教學形式，更要改變教學內容和方法，使其真正成為以學生自主性、探究性學習為基礎的教學活動。同時要相信學生的潛能是無限的，從學生探究、歸納群體遺傳學中“哈代—溫伯格平衡”情況來看，充分體現了這一點。

（3）研究性學習是開放性的。今天學生所面對的許多有關生物的問題，都是綜合性問題。解決這些綜合性問題，所需要的知識遠遠超出生物學科的范圍。在研究過程中，不論是關于生活、社會、自然的，還是像數學等學科知識，只要需要就應該用上。