(第一课时)实录

导入新课:

现代生物进化理论有诸多流派,如综合进化理论、新达尔文主义、新拉马克主义、中性学说、骤变论等。引导学生对搜集和整理有关现代生物进化的资料与达尔文自然选择学说进行比较,概括出最主要的两个方面:一是从性状水平深入到基因水平;二是从个体水平上升到种群水平。

问题探讨:把自己想像成虎体内的一个基因,怎样才能使自己在后代中拥有更多的拷贝呢?那就要表现得比其他基因优秀。怎样才算优秀呢?

通过拟人化的思考方式,调动学生兴趣,促进学生积极的思考。利用已有知识,学生自然将进化、适应和基因这三个核心概念联系起来,基因频率的概念也呼之欲出。

设置情景:如果在灰色翅(基因型为aa)昆虫的群体中,偶然出现一只绿色翅(基因型为Aa)的变异个体,且绿色比灰色更不易被捕食。那么,昆虫的翅色将怎样变化?

学生讨论:绿色个体即使不被捕食,也可能因其他原因而夭折。只有通过有性生殖,才能将基因传递给子代,将基因A保留下来。也就是说,出现有利变异个体内的有利基因只有在群体中, 通过有性生殖才能世代延续,另外有利变异个体的后代不一定能真实遗传。因此,研究生物的进化,仅仅研究个体的表现型是否与环境相适应是不够的,还需要研究群体的基因组成的变化。

导出种群的概念。

学生阅读教材:了解什么是种群和物种。

利用课件分别演示,学生进行分析、讨论并归纳:种和种群的区别。

教师引导:自然界的物种实际上是以一个个种群存在的,种群是物种繁衍、进化的基本单位。它为研究生物与环境的关系和物种的变化带来了方便。同时,性状是由基因控制的,研究生物的进化,必须研究种群的基因组成和变化。从而提出基因库和基因频率的概念。

学生阅读教材:使学生初步认识到种群是生物进化的基本单位,理解基因库和基因频率的概念。

设置情景:在某昆虫种群中,翅色绿色(A)对灰色(a)为显性,从该种群中随机抽取100个个体,其中基因型AA、Aa、aa的个体分别有20、60、20个(改变数据,以防学生照搬教材)。

(1) 请计算A和a的基因频率?

(2) 请计算AA、Aa、aa的基因型频率?

(3) 请找出基因频率与基因型频率间的关系。

学生(根据基因频率的概念)进行讨论、归纳:

(1)

(2)

(3)技能训练:展示2道习题(略),进行变式训练,掌握解题技巧。

设置情景: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,自然选择对翅色这一相对性状没有作用,基因A和a不产生突变,这一种群繁殖若干代以后,其基因频率会不会发生变化呢?

学生计算和讨论:学生运用学过的遗传学知识,用数学方法讨论基因频率的变化。在有性生殖过程中,在满足上述五个条件的情况下,学生通过计算得出结果如下:

亲代基因型频率

AA(20%)

Aa(60%)

aa(20%)

配子的比率

A(20%)

A(30%)

a(30%)

a(20%)

子代基因型频率

AA(25%)

Aa(50%)

aa(25%)

子代基因频率

A(50%)

a(50%)

师生归纳:由此可见,子一代基因型AA、Aa、aa的频率分别是0.25、0.50和0.25。因此,子一代中基因A和基因a的频率不变,仍然是0.50∶0.50。如果继续满足上述五个条件,这个种群中基因A和基因a的频率将永远保持 0.50∶0.50,而基因型AA、Aa、aa的频率也会一直保持0.25、0.50和0.25。

如果用p代表基因A的频率,q代表基因a的频率。那么,就可以写成: (p+q)2=p2+2pq+q2=1,其中p2代表相对性状中显性纯合子的基因型频率,q2代表相对性状中隐性纯合子的基因频率,2pq代表杂合子的基因频率。这实际上涉及群体遗传学中“哈代—温伯格平衡”的内容(教材出于降低难度的考虑,未出现这一名词和相应的数学公式)。使学生认识到在五个假设条件成立时,种群基因频率会保持代代相同。

引导学生分析得出:遗传平衡所指的种群是理想的种群,在自然条件下,这五个假设条件不可能同时具备,这样的种群是不存在的。这也从反面说明了在自然界中,种群的基因频率迟早要发生变化,也就是说种群的进化是必然的。这就为 “突变和基因重组产生进化的原材料”奠定了基础。

技能训练:展示2道习题(略),进行迁移训练,拓展提高。

小结:无论从“宏观”还是“微观”方面,都说明了种群是生物繁殖、进化的单位;在自然界中,由于受多种因素的影响,种群基因频率会不断发生变化,而生物进化的过程实质上就是种群基因频率发生变化的过程。

板书设计

一、种群是生物进化的基本单位

1、种群的概念:生活在一定区域的同种生物的群不个体。

2、基因库:一个种群中全部个体所含有的全不基因

3、基因频率:在一个人种群基因库中,某个基因占全部等位基因的比率。

4、进化的实质:种群基因频率的改变。

二、突变和基因重组产生进化的原材料

三、自然选择决定生物进化的方向

四。隔离导致物种的形成

1、地理隔离 2、生物隔离 3、物种的概念