第七章 生物的進化 第一節(jié) 現(xiàn)代生物進化理論簡介 第一課時教學目的1.了解達爾文自然選擇學說的主要內(nèi)容。2.了解種群，種群基因庫、基因頻率的概念，以及基因頻率的計算方法。3.了解突變和基因重組為生物進化提供原材料的原因。4.通過對樺尺蠖在工業(yè)區(qū)體色變黑例子的學習，了解自然選擇在生物進化中的作用。5.了解隔離的概念和類型，以及隔離與物種形成的關系。教學重點1基因頻率的概念。2自然選擇在生物進化過程中的作用。3隔離的概念和類型，以及物種形成的方式。教學難點1基因頻率的概念和計算方法。2自然選擇在生物進化過程中的作用。教學用具1非洲野牛遷徒生活的錄像片斷。2英國曼徹斯特地區(qū)18世紀中期到20世紀中期淺色型和黑色型樺尺蠖數(shù)量變化的CAI課件。3加拉帕克斯島地雀演化的CAI課件。教學方法教師講述，學生歸納，探究相結(jié)合。課時安排二課時板 書教學過程第一課時1 / 6引言：我們已經(jīng)知道地球上現(xiàn)存的有記載的生物種類大約200多萬種，還有許許多多種生物沒有被我們發(fā)現(xiàn)，沒有發(fā)現(xiàn)的生物數(shù)目可能要比已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的多10倍，更何況已經(jīng)絕滅的生物比現(xiàn)存的還要多得多。據(jù)估計，曾在地球上生活過的生物種數(shù)可能多達5億10億。這么多的生物從無到有，從少到多，從簡單到復雜，從低等到高等，一批又一批地“踏上”地球，又“遠離”地球走向滅亡，進行著自然界的“新陳代謝”，這就是生物的進化。（板書）設問：生物為什么會進化？生物進化的實質(zhì)是什么？生物進化有什么規(guī)律？講述：19世紀，達爾文提出的以自然選擇學說為核心的生物進化論，已被廣大學者所承認，任何理論通常都要隨著知識的增加而改進，隨著遺傳學和生態(tài)學等現(xiàn)代生物科學的發(fā)展和深入到生物進化理論的研究，使達爾文進化理論不斷完善和發(fā)展，形成了以自然選擇學說為基礎的現(xiàn)代生物進化理論。（板書）觀看：錄像非洲草原野牛四季生活及生殖過程，突出遷徙路經(jīng)大河時，許多個體被淹死或被鱷魚吃掉的情景。提問：請同學們根據(jù)錄像及初中所學有關知識總結(jié)歸納出達爾文自然選擇學說的主要內(nèi)容是什么？有什么重要意義及局限性？（回答：主要內(nèi)容包括：過度繁殖，生存斗爭，遺傳變異、適者生存。）提問：什么是過度繁殖？（回答：任何一種生物的繁殖能力都很強，在不太長的時間內(nèi)能產(chǎn)生大量的后代表現(xiàn)為過度繁殖。）提問：為什么自然界中的生物總是繁殖的多生存下來的少呢？（回答：因為生存條件是有限的，生物在爭奪有限的空間和食物的情況下同種生物個體之間、種與種之間、生物與無機環(huán)境之間進行著激烈的生存斗爭，斗爭的結(jié)果是一部分個體被淘汰。）提問：生物個體的幸存與被淘汰的基礎是什么？（回答：生物個體具有既能保持親本的性狀又會出現(xiàn)不同的變異性狀。達爾文清楚地知道可遺傳的變異是生物進化的基礎。）提問：在生存斗爭中，什么樣的個體容易獲勝，并生存下來？（回答：有利變異個體容易在生存斗爭中獲勝并將這些變異遺傳下去，不利變異個體則容易被淘汰。達爾文把這種適者生存不適者被淘汰的過程叫作自然選擇。）在長期的自然選擇過程中，微小的有利變異得到積累變?yōu)轱@著變異，從而產(chǎn)生了適應特定環(huán)境的生物新類型，這就是生物進化的原因。提問：達爾文自然選擇學說有什么重要意義？（回答：科學的解釋了：（1）生物進化的原因；（2）生物的多樣性和適應性。）提問：什么是生物進化的原因？（回答：在長期的自然選擇過程中，微小的有利變異得到積累變?yōu)轱@著變異，從而產(chǎn)生了適應特定環(huán)境的生物新類型，這就是生物進化的原因。）講述：由于受到當時科學發(fā)展水平的限制，自然選擇學說對于（1）遺傳和變異的本質(zhì)，（2）自然選擇如何對可遺傳的變異起作用的問題不能作出科學的解釋。在21世紀的今天，隨著現(xiàn)代生物科學的發(fā)展，關于生物進化過程的研究，雖然仍以達爾文進化理論為框架，但達爾文原來的思想?yún)s被大大改進和擴展了。關于自然選擇等問題的研究，已經(jīng)從生物個體為單位發(fā)展到了以種群為基本單位。形成了以自然選擇學說為基礎的現(xiàn)代進化理論。（板書）設問：現(xiàn)代生物進化理論的主要內(nèi)容包括哪幾方面？講述：主要內(nèi)容包括四個方面：（1）種群是生物進化的單位；（2）突變和基因重組產(chǎn)生進化的原材料；（3）自然選擇決定生物進化的方向；（4）隔離導致物種的形成。提問：為什么說種群是生物進化的單位呢？種群的定義是什么？講述：請通過實例分析歸納出種群的概念。例如：（1）一個池塘中的全部鯉魚；（2）一個池塘中的全部魚；（3）一片草地上的全部植物；（4）一片草地上的全部蒲公英。引導學生總結(jié)出（1）與（4）屬于種群，因此，總結(jié)出種群是指生活在同一地點的同種生物個體的總和。提問：種群的組成有什么特點？個體之間存在著什么關系？（回答：種群個體間具有年齡和性別的差異，并不是機械的結(jié)合在一起。個體之間存在關系是：彼此可以交配實現(xiàn)基因交流，并通過繁殖將各自的基因傳遞給后代。）講述：因此說種群是生物繁殖的基本單位。達爾文清楚地知道只有能遺傳的變異才對進化過程有意義。也就是說可遺傳的變異是物種或種群進化的基礎。提問：進化所需要的變異的來源有幾方面？（回答：突變和基因重組。）講述：由減數(shù)分裂和有性生殖引起的基因重組，通過產(chǎn)生不同基因的組合，都提高了群體的可遺傳變異。例如，人有23對染色體，即使每對染色體只含有一對雜合的等位基因，通過自由組合就會產(chǎn)生出8萬多種不同配子，這樣在一個新生兒中就可能有6l07個以上的基因重組?？紤]到染色體上有許許多多對雜合基因，因此實際上基因重組數(shù)可能是一個天文數(shù)字。由此可見，一個個體所含的基因僅僅是種群中基因的小小組成部分。提問：種群中全部個體的基因稱為什么？（回答：一個種群所含有的全部基因，叫做這個種群的基因庫。）講述：我們知道多指為顯性基因控制的遺傳病，而絕大多數(shù)人表現(xiàn)為正常。白化病是隱性基因控制的遺傳病，但絕大多數(shù)人表現(xiàn)正常。提問：以上事實說明了什么？（回答：說明不同的基因在種群的基因庫中所占的比例是不同的。）講述：某種基因在某個種群中出現(xiàn)的比例叫做基因頻率。提問：怎樣才能知道某種基因的基因頻率呢？講述：可通過抽樣調(diào)查的方法獲得。例如，從某種種群中隨機抽出100個個體測知基因型為AA、As、aa的個體分別為30、60和10，其中A基因頻率為多少？a基因頻率為多少？教師的引導下由學生自己計算得出：A基因頻率a基因頻率提問：（1）種群中某基因的頻率能否發(fā)生變化？（2）導致種群中某基因頻率發(fā)生變化的因素有哪些？觀看：用CAI課件模擬英國曼徹斯特地區(qū)樺尺蠖從19世紀中期到20世紀中期，淺色型樺尺蠖和黑色型樺尺蠖所占比例發(fā)生劇烈變化的過程。首先出現(xiàn)19世紀中期長滿地衣的淺色樹干及樹干上棲息著淺色與黑色9：1的樺尺蠖的畫面。提問：1850年以前該地區(qū)的樺尺蠖為什么以淺色為主？黑色個體很少的原因是什么？回答：因為淺色與環(huán)境色彩相似，是樺尺蠖的保護色。黑色易被天敵捕食，而受到控制。講述：調(diào)查發(fā)現(xiàn)淺色基因頻率為95，黑色基因頻率為5，這說明黑色基因是突變產(chǎn)生的。觀看：出現(xiàn)第二個畫面，即隨著英國工業(yè)的發(fā)展，工廠排出的煤煙使地衣不能生存，結(jié)果樹皮裸露并被熏成黑色的樹干及棲息著淺色與黑色1：9的兩色樺尺蠖。探究實驗：讓學生背對電腦屏幕，教師哨聲一響學生轉(zhuǎn)身迅速用鼠標點掉一個樺尺蠖，哨聲一響再背過身去這樣重復多次后，統(tǒng)計剩下的兩色樺尺蠖的數(shù)量。討論：（1）多數(shù)幸存者的顏色與生存環(huán)境有什么關系？（回答：與生存環(huán)境顏色相近。）討論：（2）你的實驗結(jié)果與自然選擇有什么關系？（回答：與自然選擇結(jié)果類似。）提問：以上實驗結(jié)果說明兩色樺尺蠖的數(shù)量變化的根本原因是什么？（回答：原因是黑色基因（S）與淺色基因（s）兩種基因出現(xiàn)的頻率發(fā)生了改變，這是長期自然選擇的結(jié)果。）講述：由此可見，種群中的基因頻率是可以改變的，導致基因頻率改變的因素是：基因突變、基因重組、自然選擇。總之，種群中的個體一代一代死亡，但基因庫卻在代代相傳的過程中保持和發(fā)展。因此說，生物進化的過程實質(zhì)上就是種群基因頻率發(fā)生變化的過程。所以說種群是進化的單位。 希望對大家有所幫助，多謝您的瀏覽！