第一节 现代生物进化理论

教学设计方案

课题：现代生物进化理论简介

设计思想：

　　1、设计主线：以事实、数据为出发点逐步认识和理解现代生物进化理论。在此过程中及时渗透唯物主义认识论的教育；培养学生实事求是的科学态度以及综合运用生物学知识解决问题的能力。

　　2、课时计划：采用互动式教学模式，用两课时完成。以教师提供讨论素材，组织引导学生讨论、活动，最后由师生共同总结的形式进行。

第一课时

　　第一阶段：利用突变频率对群体中突变个体数量进行计算，促使学生理解基因突变和基因重组所形成的新性状在群体中出现的原因和过程。这些不定向的变异，为生物进化提供了原始的选择材料。

　　第二阶段：通过学习基因频率的计算方法，理解为什么说“种群是进化的基本单位”。在这一阶段里由教师讲授基因频率的计算方法，并做相应的巩固练习。帮助学生理解：自然环境是怎样选择保留了具有有利性状的群体，而不是具有有利性状的个体。

第二课时

　　第一阶段：复习前一节课学习的两个基本观点：

　　1．“变异是不定向的”，它为生物进化提供了原始的选择材料。

　　2．“环境选择保留了具有有利性状的群体”。

　　第二阶段：设问：“环境是怎样选择保留那些具有有利性状的群体的呢？”利用桦尺蛾黑化的实例，使学生理解环境对生物性状的选择过程。认识到：“环境对生物性状的选择，改变了种群的基因频率”。种群的基因频率之所以会经过选择而改变，是因为种群是指生活在同一地点的同种生物的总和，它有一个范围，不是无限扩展的。也就是说，其他地区的桦尺蛾因为地域遥远，不能与这一地区的桦尺蛾交尾，因而不能影响这一地区桦尺蛾的基因频率。长此以往，原来两个相同种的生物就会逐渐演变成为两个在形态、结构合生理功能上不同种的生物。这样新物种就形成了。

　　3、重难点分析

　　重点：现代生物进化理论的基本内容。

　　在探讨生物界的发生、发展历史的过程中，曾经发生过进化论与神创论的激烈斗争。今天，“生物是进化来的”这一基本思想已被许多人接受。在达尔文进化论的基础上，现代生物学对生物进化的原因已经获得了更深一步的认识；对生物进化的过程和方式仍处在不断探索和认识之中。“现代生物进化理论简介” 一节课文在摆事实、讲道理的基础之上，简明扼要地介绍了现代生物学对于生物进化的研究、认识结果。了解现代生物进化理论，不仅可以使学生确立生物进化的思想，而且也可以使学生受到辩证物主义认识论的教育。

　　难点1：基因频率的统计、计算。

　　种群基因频率的计算从纯粹计算的角度上看应该没有问题，使它成为本节难点的原因是学生不熟悉统计学中的抽样调查方法。“这些数据是怎样采集到的？”，“为什么这样采集数据？”是学生在学习的过程中常会问到的问题。因此，教师必须首先弄懂弄清这些问题，才能给学生讲明白，真正做到以理服人。

　　难点2：“群体中突变基因数的计算”是一个看似不难的难点。这是因为如果教师在教学过程中不注意明确每个数字的单位和含义，不点明计算结果的含义，学生并不能真正理解这些计算的确切含义，因而成为学生学习过程中的又一个难点。站在初学者的角度上想一想，

　　对这个计算过程和计算结果会提出什么问题，就是教师在备课时应该认真解决的问题。

　　4、教学过程：

　　导入新课：通过语言陈述或设问与学生对话交流的形式复习有关进化的基础知识——达尔文进化论的基本内容。通过提出问题：“在达尔文进化论的基础之上，现代生物学的研究有又了什么新进展？”引起学生的兴趣，吸引学生的注意。

　　主要教学过程：通过对数据的分析，通过摆事实讲道理介绍现代生物进化论的基本内容。使学生了解到人们对自然界的认识也是不断设深入的，科学是在不断向前发展的。所有的结论都应建立在事实证据和对数据分析的基础之上。

例如：

　　在第一课时中：

　　对难点的破解：

　　难点1: 基因频率的统计、计算。

　　通过交待基因库的概念，引出基因频率的调查、计算。

　　“一个种群的全部个体所含有的全部基因，叫做这个种群的基因库。但是不可能逐一去测定这个种群每个个体的基因。因此，只能抽取种群中一小部分个体进行测定和计算。这一小部分个体的抽取应该是不附带任何条件的——随机抽取。只有在这样的前提条件下，小样本才能反应大群体的情况。

　　例如：在一个有50名学生的班级里，有7名姓王的同学。我们可以说：这个班级中姓王的同学占14%。因为在编班时姓氏不是分在哪一个班的条件，所以我们也可以说，全年级、以至于全校姓王的同学大约占14%。当然，当你具体去调查第二个班时可能会发现姓王同学的人数高于这个数值；而第三个班又可能低于这个数值。可能当你调查了全年级的人数时，所得到的数值才会比较接近全校的数值。这就是说，在做抽样调查时，要注意抽取的小样本既不能太大、也不能太小。太大不利于测查、太小不能反应大群体的特征。

　　种群基因频率的调查与此相似。在抽样调查时，随机抽取种群中的若干个体，形成小样本。然后逐一测查样本中每个个体的基因型，最后计算出基因频率。对于二倍体生物而言，每个个体都会含有与调查有关的两个基因，在计算时要考虑到二倍数的关系。”

　　为了配合这一部分内容的讲解，教师应在备课时准备好两个相似的题目，一个作例题，另一个留给学生做巩固练习。

　　难点2：“群体中突变基因数的计算”是一个看似不难的难点。这是因为教师在教学过程中要注意明确一些基本情况、明确每个数字的单位和含义，不能只要速度，不要效果。

　　首先，对课文中“生物自发突变的频率很低，而且一般对生物体是有害的，…　…”这句话要讲透。生物体是由细胞构成的，每个个体的每一个细胞中都有成千上万个基因，但是只有能够进行分裂的细胞才有可能发生基因突变，并不是一个生物体的全部细胞都会发生基因突变。只有发生在原始生殖细胞中的基因突变才会传递给后代，传递给后代的基因突变才会为自然选择提供原始的选择材料。如果每一个基因发生突变的可能性是十万分之一的话，在一个原始生殖细胞中发生基因突变的可能是：2×10⁴×10^-5=20% 。如果一个个体只产生一个配子，对一个约有10⁸个个体的中等大小的种群来说，假设雌雄比是1:1，假设全部配子都结合成合子，假设全部合子都能顺利发育为成体，这个种群在一个繁殖季节中可能产生带有突变基因的后代是：20%×10⁸÷2=10⁷ 。

　　因为基因有显性、隐性之分，所以这些后代的变异基因并不一定能表现出来。突变的隐性基因还需要经过若干代才会表现出来。

　　只有明确计算的过程和假设的条件，学生才能真正理解这些计算的确切含义，从而真正理解基因突变如何为自然选择提供原始的选择材料。

　　在第二课时中：

科学态度的教育：科学地认识科学的发展过程。

　　“达尔文在19世纪提出了生物进化的理论，并且在与神创论的论战中取得了胜利。因此，我们说达尔文是一名伟大的科学家、伟大的生物学家。但是，达尔文并没有完全解决生物进化中的全部问题。达尔文曾经试图建立一个综合遗传变异的进化理论体系，但囿于当时科学技术水平发展的限制未能如愿。更不要说揭示遗传变异的本质了。不仅如此，他对地层中发掘出的化石材料也未能全部提出满意的解释。达尔文明智地预见道：我的理论……有可能因此受到攻击。（没有看过光盘的班级，教师可以不讲后两句。）这表明科学的发展有它的历史过程，它不可能不受到当时科学技术水平的限制。”

总结提高：

　　现代生物进化论的核心是达尔文的自然选择学说。最新的研究结果表明：生物进化的方式不仅有渐变的方式——如达尔文所提出的，也有以爆发产生的方式出现的生物。

板书设计：

第七章     生物的进化

第一节     现代生物进化理论简介

一、达尔文的自然选择学说：

二、现代生物进化论：

　　1.突变和基因重组产生进化的原材料

　　2.种群是生物进化的单位

　　3.自然选择决定生物进化的方向

　　4.隔离导致物种形成

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