6.3 种群基因组成的变化与物种的形成教学设计-2024-2025学年高一下学期生物人教版必修2

( 瓜州县第一中学课时教案 ) 课 题 6.3种群基因组成的变化与物种的形成 学 习 目 标 1. 说出种群和种群基因库的概念；应用数学方法计算种群的基因频率和基因型频率，构建遗传平衡定律的数学模型；基于给定的条件探究自然选择对种群基因频率变化的影响。 2.说出种群和物种之间的关系；描述物种形成的一般过程；说出生物进化和物种形成之间的关系。 重 点 难 点 重点：基因频率的计算，自然选择对种群基因频率变化的影响；物种形成的一般过程。 难点：基因频率的计算，自然选择对种群基因频率变化的影响，构建遗传平衡定律的数学模型；物种形成的一般过程。 教 法 选 择 讲授法、分析归纳法 课 型 新授课 课 前 准 备 课件 多 媒 体 PPT 教 学 时 数 课时1 教 学 课 时 第1课时 备 课 总 数 第 课时 课 堂 教 学 过 程 ( 环 节） 设 计 【问题情景】 先有鸡还是先有蛋？ 甲同学说：当然是先有鸡蛋了，因为只有生殖细胞产生的基因突变才能遗传给后代，体细胞即使发生了基因突变，也不能影响后代的性状。 乙同学说：不对，人们在养鸡过程中，是根据鸡的性状来选择的，只让符合人类需求的鸡繁殖后代，因此是先有鸡后有蛋。 教师讲解：这两种观点都有一定的道理，但都不全面。因为它们忽视了鸡和蛋在基因组成上的一致性也忽视了生物的进化是以种群为单位而不是以个体为单位这一重要观点。生物进化的过程是种群基因库在环境的选择作用下定向改变的过程，以新种群与祖先种群形成生殖隔离为标志，并不是在某一时刻突然有一个个体或一个生殖细胞成为一个新物种。 【任务一】种群基因组成的变化 教师讲述：自然选择直接作用的是生物的个体（表型），但是，个体的表型会随着个体的死亡而消失，而决定表型的基因世代延续并在群体中扩散。所以研究生物的进化，仅研究个体和表型是不够的，还必须研究群体基因组成的变化。种群就是地球上最基本的群体。 思考：什么是种群？ 生活在一定区域的同种生物全部个体的集合。 讲述：一个种群其实就是一个繁殖的单位，雌雄个体可以通过繁殖将各自的基因遗传给后代。 思考：判断下列是否属于种群? （1） 一个池塘中的全部鱼 （2）一个池塘中的全部鲤鱼 （3）两个池塘内的全部鲤鱼 （4）一片草地上的成年梅花鹿 讲述：种群在繁衍过程中，个体有新老交替，但是基因却代代相传。蝗虫，在秋天都会死去，但是有一部分蝗虫完成了生殖，死前在土壤中埋下受精卵，在第二年，部分受精卵就会发育成蝗虫。同前一年的蝗虫相比，新形成的蝗虫种群在基因组成上会有什么变化？解决这个问题，需要掌握下面概念： 种群基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因 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值。 基因型频率：在一个种群中，某个基因型的个体占个体总数的比值。 思考：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，从种群中随机抽出100个个体，测知基因型为AA、Aa和aa的个体分别是30、60和10个。那么A和a的基因频率是多少？ （1） 利用概念计算： （2） 通过基因型频率计算： （AA基因型频率为: 30% ，Aa基因型频率为: 60% ，aa基因型频率为: 10%） A基因频率 = AA的基因型频率+1/2Aa基因型频率 A基因频率= 30%+1/2×60% = 60% a基因频率 = 10%+1/2×60% = 40% 或1-60% 思考：这一种群繁殖若干代以后，其基因频率会不会发生变化呢？ 假设上述昆虫种群非常大，所有的雌雄个体间都能自由交配并产生后代，没有迁入和迁出，不同翅色的个体生存和繁殖的机会是均等的，基因A和a都不产生突变，根据孟德尔的分离定律计算：（1）该种群产生的A配子和a配子的比值各是多少？ （2）子代基因型的频率各是多少？ （3）子代种群的基因频率各是多少？ 思考讨论：上述计算结果是建立在5个假设条件基础上的。对自然界的种群来说，这5个条件都成立吗？你能举出哪些实例？ 讲述：对自然界的种群而言，这5个条件是理想状态，实际是不存在的，如种群数量不可能无限大：由于受地理隔离的作用，雌雄个体间会失去自由交配的机会；有个体的迁入、迁出；自然选择会对翅色遗传起选择作用；基因突变频率虽低，但却是普遍存在的。以上事实说明，上述计算结果是在假设的理想条件下得到的。突变、自然选择等总是存在，种群基因频率就会改变。 讨论：自然选择对种群基因频率变化的影响 （英国的曼彻斯特地区有一种桦尺蛾，19世纪中叶以前，桦尺蛾几乎都是浅色型的，该种群中S基因的频率很低，在5%以下。到了20世纪中叶，黑色型的桦尺蛾却成了常见的类型，S基因的频率上升到95%以上。） 教师引导学生通过分析环境条件对桦尺蛾种群基因频率的影响寻找规律：变异是不定向的→定向的自然选择使得种群中的不利变异被淘汰，有利变异逐渐积累→种群基因频率发生定向改变→生物朝一定方向缓慢进化。 讨论：进化的实质？ 种群基因频率发生变化！ 教师讲述：自然选择使种群基因频率发生定向改变即生物进化了！ 完成课本P114练习与应用 【任务二】隔离在物种形成中的作用 教师引导学生讨论：桦尺蛾种群中S基因的频率从5%以下上升到95%以上，在100年内发生了进化，但仍然是桦尺蛾。为什么说它们没有形成新的物种？又该怎样判断两个种群是否属于一个物种呢？ 学生交流：什么是物种？ 在遗传学和生物进化论的研究中，把能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物称为一个物种。 教师讲述：马和驴交配产生骡，而骡是不可育的！说明不同物种之间存在生殖隔离！ 不同物种之间一般不能相互交配，即便交配成功也不能产生可育后代的现象称为生殖隔离。 在漫长的进化过程中，由于适应不同的环境，逐渐出现了形态和功能的不同。 教师讲述：同种生物由于地理障碍而分成不同的种群，使得种群间不能发生基因交流的现象称为地理隔离。可见隔离有两种类型： 学生阅读教材讨论隔离的实质：不同群体间的个体，在自然条件下基因不能自由交流。 教师引导学生分析：加拉帕戈斯群岛上生活着13种地雀的形成，理解隔离在物种形成中的作用：地理隔离→阻断基因交流→突变、基因重组和自然选择→基因频率发生定向改变→基因库出现差异→生殖隔离→新物种。 归纳总结：隔离是物种形成的必要条件 讲述：物种形成本身表示生物类型的增加。同时，它也意味着生物能够以新的方式利用环境条件，从而为生物的进一步发展开辟新的前景。 【课堂小结】物种形成和生物进化的比较（见PPT） 【课堂练习】课本P104练习与应用 合格性考试链接 作业设置 大册子随堂检测 教学反思 检查签阅 第 周， 应备 课时, 实备 课时，共 课时。 评价： 时间： 签查（盖章）： 学科网（北京）股份有限公司 $$