6.3.1种群基因组成的变化教学设计-2024-2025学年高一下学期生物人教版必修2

教学设计 课程基本信息 学科 生物学 年级 高一年级 学期 秋季 课题 种群基因组成的变化 教学目标 （1）通过材料分析以及对进化现象的解释，能够认同种群是生物进化的基本单位，并理解进化的本质是由于基因的作用，提高科学思维能力。 （2）通过创设真实情境，理解突变和基因重组是进化的原材料，自然选择决定进化的方向。 （3）通过合作学习，训练学生的科学思维，并提高其科学探究能力。 （4）通过对进化实例的分析，能够形成进化与适应观，培养社会责任感。 教学重难点 教学重点：种群、种群基因库、基因频率等概念 教学难点:种群基因频率的变化、基因频率的计算方法、阐明自然选 择对种群基因频率变化的影响。 教学过程 引入：英国曼彻斯特地区的桦树林，这里生活着进化史上的“世界级明星”桦尺蛾。教师通过PPT展示桦树林、桦尺蛾的图片，引导学生追寻科学家的足迹，从桦尺蛾身上探寻生物进化的奥秘。 展示资料：19世纪中叶之前，人们看到的桦尺蛾都是浅色的，他们夜间活动，白天栖息在树干上，1830年左右，英国完成了工业革命，曼彻斯特地区空气污染越来越严重，桦尺蛾的命运将如何呢？ 思考：1、黑色桦尺蛾（A）是如何产生的？ 2、浅色桦尺蛾（a）由于不适应环境逐渐被淘汰，该种群后代是否再也没有浅色个体出现？ 3、研究进化，能不能只关注一只浅色或黑色的桦尺蛾？ 总结：进化的基本单位是种群 1.1引导学生回忆种群的概念 概念：生活在一定区域的同种生物的全部个体。 判断下列是否属于种群？ ①一个池塘中的全部鱼 ②一片草地上的成年梅花鹿 ③生活在曼彻斯特地区一片桦树林中的全部 桦尺蛾 1.2介绍基因库、基因频率、基因型频率概念及相关公式 研究进化要研究种群的基因组成，这里涉及到三个重要概念 基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因，这里的全部基因是控制各种性状的基因总和） 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 计算方法是，某基因数目除以该基因的等位基因的总数×100% 基因型频率：某基因型个体数占群体内全部个体数的比率 计算方法是改基因型个体数除以该种群个体总数×100% 1.3通过例题帮助学生理解基因频率的一般计算方法（涉及到的数字是假设的） 展示例题：在一个桦尺蛾种群中，决定深色的基因是A，决定浅色的基因是a，从这个种群中随机抽取100个个体，测得基因型为AA、Aa和aa的个体分别是20、70和10个，求A和a的基因频率。 思考：一个桦尺蛾种群繁殖若干代以后，A和a基因频率会不会发生变化呢？ 通过三个任务回答上述问题，帮助学生理解进化的实质是种群基因频率的改变 任务1：随机抽取桦尺蛾1000个个体，测得深色基因型AA、Aa、浅色基因型aa，分别有300、600、100个，假设上述桦尺蛾种群自由交配一代，子一代基因频率是多少？子二代呢？对比从亲代到子二代，基因频率有没有发生改变？ 亲代基因型比值 AA（30%） Aa（60%） aa（10%） 配子的比值 A（ ） A（ ） a（ ） a（ ） 子一代基因频率 A（ ） a（ ） 子一代基因型频率 AA（ ） Aa（ ） aa（ ） 子二代基因频率 A（ ） a（ ） 子二代基因型频率 AA（ ） Aa（ ） aa（ ） 思考：该种群桦尺蛾的基因频率会世代保持恒定吗？ 情况1：种群中某些个体无法自由交配 情况2：种群中某些个体发生基因突变 情况3：种群中有迁入或迁出的个体 任务2：根据上面三种情况，分析桦尺蛾基因频率的变化 情况1：种群中纯合显性个体AA死亡 亲代基因型比值 AA（30%） AA （0） Aa（60%） Aa（86%） aa（10%） aa（14%） 配子的比值 A（ ） A（ ） a（ ） a（ ） 子一代基因频率 A（ ） a（ ） 子一代基因型频率 AA（ ） Aa（ ） aa（ ） 子二代基因频率 A（ ） a（ ） 子二代基因型频率 AA（ ） Aa（ ） aa（ ） 情况2：种群中有100个AA个体突变为Aa个体 亲代基因型比值 AA（30%） AA（20%） Aa（60%） Aa（70%） aa（10%） aa（10%） 配子的比值 A（ ） A（ ） a（ ） a（ ） 子一代基因频率 A（ ） a（ ） 子一代基因型频率 AA（ ） Aa（ ） aa（ ） 情况3：种群中有100只基因型为AA的外来桦尺蛾入侵 亲代基因型比值 AA（30%） AA（36%） Aa（60%） Aa（55%） aa（10%） aa（9%） 配子的比值 A（ ） A（ ） a（ ） a（ ） 子一代基因频率 A（ ） a（ ） 子一代基因型频率 AA（ ） Aa（ ） aa（ ） 2.1种群基因频率的变化 通过以上数据分析种群基因频率在什么情况下改变？ ①雌雄个体间不能自由交配并产生后代； ②基因突变； ③迁入和迁出； ④种群中个体数量过少； ⑤存在自然选择； 总结：种群进化的实质是基因频率的改变 思考：除了基因突变，染色体变异、基因重组也为进化提供原材料。突变和基因重组都是随机的，不定向的，那么，种群基因频率的改变是否也是不定向的呢？ 2.2自然选择对种群基因频率的影响 任务3：1870年，桦尺蛾种群的基因型频率为AA10%，Aa20%，aa70%，A基因的频率为20%。在树干变黑这一环境条件下，假如树干变黑不利于浅色桦尺蛾的生存，使得种群中浅色个体每年减少10%，黑色个体每年增加10%。第2~10年间，该种群每年的基因型频率各是多少?每年的基因频率是多少? 第1年 第2年 第3年 第4年 . AA 10% 11.5% 13.1% 14.6% Aa 20% 22.9% 26.0% 29.3% Aa 70% 65.6% 60.9% 56.1% A 20% 23% 26.1% 29.3% a 80% 77% 73.9% 70.7% 思考： 1 根据表格中的数据分析，桦尺蛾种群发生进化了吗？判断的依据是什么？ 2 桦尺蛾朝着什么样的方向进化？ 3 这种进化方向是谁决定的？ ④桦尺蛾的深色性状是不是总是对它的生存有利？ 总结：自然选择决定生物进化的方向 学科网（北京）股份有限公司 $