第7章 现代生物进化理论2

第7章  现代生物进化理论
第一节  现代生物进化理论的由来
一、教材分析：
第七章共两节，介绍了现代生物进化理论的由来及其主要内容。生物进化理论林林总总，其中为大多数人普遍接受的是以自然选择学说为核心的综合进化理论，它较为深入地揭示了生物繁衍过程中物种形成和更替的原理，指出生物进化的实质是种群基因库在环境的选择作用下的定向改变，反映出生物与环境在大时空尺度下的发展变化和对立统一。第一节内容是本章的起始点，正由于第一节进化理论的提出，才引起第二节进化理论的内容。两者遥相互应，相得益彰。本节教学目标确定如下：
㈠教学目标：
（1）       知识目标：⒈举例说出达尔文之前，人们是怎样看待生物进
化的。
⒉概述达尔文的自然选择学说的主要内容。
⒊评述达尔文自然选择学说的贡献和局限性。
⒋探讨生物进化观点对人们思想观念的影响。
（2）       能力目标：通过本节课的教学着重训练学生的思维能力及运用生物进化观点对人们思想观念的影响。
（3）       情感态度和价值观：形成生物进化的观点。
㈡教学重点和难点：
⒈教学重点：a达尔文自然选择学说的主要内容。
b分析达尔文自然选择学说的贡献和局限性。
c探讨生物进化观点对人们思想观念的影响。
⒉教学难点：
分析达尔文自然选择学说的局限性。
二、教法分析：
新课标提倡：学习从问题开始，以问题调动思维，让学习环绕问题进行。新课标教材以学生为主体，关注学生的学习过程、学习方式、学习能力和创新实践能力。“教”是为了“不教”，重在提高学习能力，让学生学会学习。学生在已有的遗传知识及初中所涉及的自然选择的基础上很容易理解本节内容。本节主要采用的教学方法是：学生自学，教师适当加以点拨。这样可充分调动学生的主动参与意识。
三、学法分析：
调动学生积极性极为有效的方法是：让学生做学习的主人。本节内容理解层次较低，所以本节采用的主要学习方法是：让学生自己发现问题，小组讨论，对于小组无法解决的问题，全班集体讨论。最后教师进行归纳概括。
四、教学过程：
1、  以问题方式导入本节内容。
问题1：“自然界形形色色的生物是怎样出现、怎样形成的？
——生物进化来的。
问题2：“生物进化的理论是谁首先提出来的？
——对于此问题有争议，有的同学提出是拉马克，有的同学认为是达尔文，到底是谁最先提出的呢？请大家快速阅读全文，找出你最想知道的内容及你不理解的内容。
2、  学生阅读，教师巡回指导。
3、  以小组为单位解决你们的疑惑。
4、  学生提出疑惑，全班同学释疑。
5、  教师归纳概括：
本节课主要围绕进化理论的发展、完善而一步步展开的。历史上第一个提出比较完整的进化学说的是法国博物学家拉马克。其进化学说是达尔文学说之前影响最大、最为系统的进化理论，可归纳为：
1、  生物不是神创的，而是由更古老的生物进化来的。这对当时人们普遍信奉的神创论造成一定的冲击，因此具有进步意义。
2、  生物由低等到高等逐渐进化的。拉马克几乎否认物种的真实存在，认为生物只存在连续变异的个体。
3、  生物进化的原因，他认为：一是“用进废退”的法则；二是“获得性遗传”的法则。但这些法则缺乏事实依据，大多来自主观推测。
由此可知：拉马克的进化学说有一定的积极意义，但不可否认，由于当时科学知识水平的限制，该学说存在一定的局限性。
达尔文的自然选择学说是本节教学的核心，也是本章教学的重点。现代生物进化理论是以自然选择学说为核心，综合了生物学各学科的成就和多种生物进化因素建立起来的。
介绍达尔文的生平和初中所涉及的自然选择学说的相关内容，回顾自然选择学说的相关内容，并针对自然选择学说的解释模型及相关的遗传学知识，进一步强调达尔文的“适着生存，不适者被淘汰”的观点。
达尔文的自然选择学说有积极的历史贡献。论证了生物是不断进化的，并且对生物进化的原因提出合理的解释，使生物学第一次摆脱了神学的束缚，走上可科学的轨道。它揭示了生命现象的统一性是由于所有的生物都有共同的祖先，生物的多样性是进化的结果；生物界扦插万别的种类之间有一定的内在联系，从而大大促进了生物学各个分支学科的发展。因此恩格斯将达尔文的进化论誉为十九世界自然科学的三大发现之一。
但由于受到科学 发展水平的限制，达尔文的自然选择学说有一定的局限性：
对于遗传和变异的本质，达尔文还不能做出科学的解释，关于遗传的变异是怎样产生的，达尔文接受了拉马克关于器官用进废退和获得性遗传的观点。他对生物进化的解释也局限于个体水平。
随着遗传学的“基因遗传”理论的诞生，获得性遗传被大多数学者所摒器弃。物种形成的渐变过程无法解释“物种大爆发”现象，基因传衍以种群为单位而不是以个体为单位等，使达尔文自然选择学说从诞生起就不断的被质疑、修正，这就是现代生物进化理论的由来。
至于现代进化理论的主要内容，下节课我们将详细讲解。
附板书设计：
拉马克的进化学说           主要内容
历史贡献和局限性
现代生物进化      达尔文的自然选择学说       主要内容
理论的由来                                                          历史贡献和局限性
进化观点对人们思想的影响
达尔文以后进化理论的发展
第二节：现代生物进化理论的主要内容
1．教材分析
新教材，打破了学科体系，构建了以人与生物圈为主线的体系，所以把生物圈作为第一单元，把“认识生物”作为第一章，把“生物的特征”作为第一节，说明了本节课在教材中占有举足轻重的地位，只有了解了什么是生物，生物具备哪些特征，才能为进一步学习生物学打下坚实的基础，并以此激发学生学习生物的兴趣。
2．教学目标
根据素质教育的要求和新课改的精神，我确定教学目标如下：
（1）知识目标：解释种群、种群基因库、基因频率等概念，说明现代生物进化理论的主要内容，举例说明共同进化和生物多样性形成的原因。
（2）能力目标：运用数学方法讨论种群基因频率的变化。
（3）形成生物进化的观点和生物进化理论在发展的观念。
3．教学重点
种群、物种、基因频率、隔离等概念，突变和基因重组、自然选择、隔离在生物进化过程中的作用。
4．教学难点
基因频率的概念，自然选择对种群基因频率的影响，隔离在物种形成中的作用。
5．突破重点和难点的关键
比较法， 列举典型事例法 ，边讲边练法。
通过这些方法让学生积极思考，并利用已有的知识，进行归纳、总结来突破重点和难点。
6．教法
教学方式的改变是新课程改革的目标之一，改变了过去单纯的教师讲授、学生接受的教学方式，变为师生互动式教学，本课堂上创设民主、平等、和谐、宽松的学习氛围，加强与学生的合作。因此本节课以老师教师讲述，学生归纳，探究相结合，充分调动学生学习的积极性和主动性，发挥其主体作用。
7．学法
学习方式的改变是新课程改革的目标之一。倡导自主学习、合作学习、探究学习，让学生通过问题探讨、资料分析等，培养学生的科学探究能力，唤醒学生的学习意识、挖掘学生的潜能，调动其积极性和主动性，培养学生自主学习的精神。
8．教学过程
（一）通过上节课内容以问题探讨的方式导入教学
（二）具体举例帮助学生理解
（三）学生分组讨论，进行探究学习，教师归纳总结
（四）巩固与练习
本节课的引入，可以从达尔文自然选择学说中的某些观点，与现代遗传学所揭示的遗传和变异的本质之间引发的问题冲突开始，通过问题探讨，使学生初步了解一种生物个体的有利变异的基因，只有在该种生物的某一群体中才能传递、扩散，这个群体就是种群
问题1：怎样的一群生物个体可以称为种群呢？一个生物“种”或“物种”与种群有何区别呢？
通过举例使学生知道什么是种群，通过比较，使学生初步理解种群和物种的概念。
问题2：人们为什么要提出“种群”这个概念？
学生讨论，初步认识种群是生物进化的基本单位，并认识到提出新的概念在研究中的意义。
问题3：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。如何分析种群的基因组成和变化呢？由此人们提出基因库和基因频率的概念。什么是基因库？基因频率？
使学生认识到为什么要提出并研究基因库和基因频率。使学生初步理解基因库和基因频率的概念。
通过具体种群的一对等位基因的基因频率，使学生学会计算基因频率的方法。
从后代的基因型频率和基因频率的计算结果中，使学生发现基因型频率和基因频率的变化规律。
问题4：自然界种群的基因频率能世代不变吗？为什么？
使学生能够领会到自然界的种群发生变化是必然的。
问题5：影响基因频率发生变化的因素？
突变和基因重组，使学生了解自然选择作用，归纳突变和重组都是随机的，不定向的，因此他们只是提供了生物进化的原材料
探究“自然选择对种群基因频率变化的影响”是本节课的重点和难点。教师可以依据教学班的实际情况，以方便学生讨论为原则，将教学班分成若干个小组。关于探究活动的教学，教师应注意以下几点。
1.指导学生阅读桦尺蠖种群变化的资料（教师可以导读教材相关部分），依据这些事实明确提出问题。
2.做出假设。针对事实和问题，依据学生已有的知识背景提出假设。在这里，假设可以是：黑褐色的生活环境，不利于浅色桦尺蠖的生存，对黑色花尺蠖生存有利，这种环境的选择作用使该种群的S基因的频率越来越低，即自然选择可以使种群的基因频率发生定向改变。
3.制定探究方案，可以根据学生情况灵活处理。一般情况下，可以直接使用教材提供的问题情境。可以先指导学生，依据假设计算第2年的基因型频率和基因频率，即：如果第一年种群个体数为100个，当黑色（表现型）个体每年增加10%时，基因型为SS（黑色）个体第2年将会增加到11个，基因型为Ss（黑色）个体第2年将增加到22个，基因型为ss（浅色）个体第2年将减少到63个。第2年种群个体总数为96个，基因型SS的频率是11÷96=11.5%；基因型Ss的频率为22÷96=22.9%；基因型ss的频率是63÷96=65.6%。在学生理解了计算方法后，可独立计算以后年份的基因型频率和基因频率，从中找出规律。
4.在分析计算结果的基础上，应要求学生讨论教材中设置的两个讨论问题。使学生理解，在黑色背景下，浅色花尺蠖被天敌发现和捕食的几率对于黑色的花尺蠖，但不影响花尺蠖的生存和繁殖，直接受选择的是表现型。
探究之后，教师应强调，在自然选择的作用下，可以使基因频率发生定向改变，决定生物进化的方向。
关于“隔离与物种的形成”内容的教学，可直接使用教材中的引言，引出物种的概念。指出人们是如何定义物种，至于为什么如此定义物种可以不深究，教师应着重印到学生依据物种定义，举例说明并区分物种。学生理解物种的概念后，教师可以在提出曼彻斯特地区的桦尺蠖，虽然基因频率发生很大的定向变化，但并没有形成新物种的原因，并通过师生套路得出，只要物种的种群之间和种群内部个体之间，没有形成生殖隔离，基因交流就不会停止，遗传组成的差异就不会拉大，新物种就难以形成。什么因素可以阻止种群间基因交流呢？由此可引出隔离的概念。
学生初步理解隔离的概念之后，可以安排学生讨论隔离的各种可能的方式，教师归纳出隔离的类型。然后组织学生阅读分析教材中的“资料分析”，组织讨论“资料分析”中提出的几个问题。最后教师应强调，一般情况下，地理隔离是生殖隔离的先决条件，生殖隔离一旦形成，原来属于一个物种的两个种群，就成了两个物种。（第三课时可到此结束）
关于“共同进化与生物多样性的形成”内容的教学，可以学生自学为基础，教师提出一些具有启发性的问题，师生共同归纳总结的方式推进教学过程。使学生理解共同进化的含义，无机环境的变化、无机环境的复杂化和多样化、有性生殖的出现和生态系统结构的复杂化和多样化对生物多样性形成的作用。
最后，组织学生讨论生物进化理论在发展。
板书设计
第一课时
（一）种群是生物进化的单位
1．种群定义：一定区域   同种生物    全部个体
特点：彼此可以交配，并通过繁殖将各自得基因传给后代。
2．基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因。
3．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率。
特点：频率可变。
4．结论：
种群是生物进化的基本单位。
（二）突变和基因重组产生进化的原材料
种群基因频率改变的原因：
基因突变产生新的等位基因，可能使种群的基因频率发生变化。
来源：
基因突变、染色体变异、基因重组
（三）自然选择决定生物进化的方向
结论：自然选择使种群的基因频率会发生定向改变，决定生物进化方向
第二课时    隔离与物种的形成
（一）物种的概念
（二）隔离的概念及在物种形成中的作用
第三课时     共同进化和生物多样性的形成
（一）共同进化的概念
（二）生物多样性的形成
(三)生物进化理论在发展