高中生物《种群基因频率的变化与生物进化》优质课教案、教学设计

《种群基因频率的变化与生物进化》高中生物教学设计
【教学目标】
一、树立生命观念
解“种群是生物进化的基本单位”，并能够说出“种群”、“基因库”、“基因频率”等概念。

够说出影响种群基因频率变化的因素，明确在自然条件下，种群基因频率一定会发生改变，生物进化是必然的。

二、具有科学思维习惯、掌握科学探究的思路和方法
通过用模拟实验中的人造种群快速观察很多代基因的变化，给学生提供科学实践的机会，让学生能够在科学实践活动中领悟生物进化概念的本质，理解科学实践的目的，获得科学的思维能力和实践技能。

调动学生积极参与讨论的兴趣，培养逻辑思维能力及语言表达能力。

三、德育目标
通过引导学生对教材所列知识的探究使学生不仅掌握所学的知识，而且掌握探究生物学科知识的方法，通过模拟实验学会数据统计和分析的方法来培养学生分析问题和解决问题的能力，达到不仅教书、而且育人的目的。

【教材分析】
《种群基因频率的改变与生物进化》是人教版必修二“遗传与进化”模块第7 章第2 节的第一部分内容。

对于本节内容，课程标准的要求是“说明现代生物进化理论的
主要内容。

”教材利用为什么说种群是生物进化的基本单位？种群的基因频率为
什么会发生变化？自然选择与种群基因频率的变化有什么关系？这三个问题形
成的主线引导学生自己去体会现代生物进化理论的主要内容。

本节内容是在学生
学习了有关遗传学知识及现代生物进化理论的由来基础上来进行学习的，可以
说这节内容很好的将前面所有的知识进行了总结并提升到理论实质的高度上来，也为物种及生物多样性的学习做好铺垫。

【教法建议】
按照教材安排的顺序，先明确“种群是生物进化的基本单位”，初步了解“基
因库”、“基因频率”等相关概念。

通过模拟实验，让学生在实践中理解种群基因频
率变化的原因，由此掌握哈迪-温伯格定律的意义及规律，并应用到具体的题目
分析中。

【教学重点】
1、对种群基因频率的理解。

2、对哈迪-温伯格定律的理解及应用。

【教学难点】
对哈迪-温伯格定律的理解及应用。

【教学过程】
一、种群是生物进化的基本单位
1．新课的引入（复习达尔文的自然选择学说）
（1）思考：达尔文认为自然选择直接作用的对象是？他的这种观点存在局限性吗？
（2）老师引导，把学生的思考方向引向具体生活实例。

如在某灰色翅（aa）的昆虫中偶然出现了一只绿色翅（Aa）的变异个体，且绿色比灰色更不易被捕食，那么该绿色个体一定能被选择下来吗？它体内的Aa 基因怎样才能传递给子代？
学生回答：“不一定”，“繁殖”、“有性生殖”。

（3）归纳总结：研究生物进化仅仅研究个体的表现型是否与环境相适应是不够的，还需研究群体的基因组成的变化，这个群体就是种群。

（设计说明：让学生认识到自然选择直接作用于个体，但是种群并不是个体简单的集合，所有的个体最终都会死亡，那么能够给子代，给这个种群留下的是什么？让学生理解现代生物进化理论的研究范围。

）
二．种群是生物进化的基本单位
1、思考什么是“种群”？
2、学生回答后并判断下列是否属于种群：（1）一个池塘里所有的鱼（2）
一片树林中所有的白桦树。

3、让学生通过阅读说出自己对“基因库”、“基因频率”概念的理解。

（设计说明：让学生回顾什么是“种群”？并能够做出判断。

对“基因库”、“基
因频率”概念的理解，有助于后面实验的进行）
三．模拟实验“探究影响种群基因频率的因素”
1、实验材料：小烧杯模拟“亲代种群” 。

每张小硬纸板代表一个配子。

“配子”的颜色（或）代表其携带的一个等位基因。

两张小硬纸板组合代表一个个体。

本实验研究
的性状是动物皮毛的颜色。

红色硬纸板代表含B 基因的配子，表现型为黑色。

橙色
硬纸板代表含b 基因的配子，表现型为白色。

白色硬纸板代表B 基因突变产
生B1 基因的配子，表现型为棕色。

2、实验步骤：
（1）首先创设“亲本种群”，选择显性纯合子个体（BB）和隐性纯合子个体
（bb）各25 个，杂合子个体（Bb）50 个，放入标有“亲本种群”的烧杯中。

思考：①在该种群中控制该性状的等位基因共有多少个？红色硬纸板和橙色硬纸板的
数量分别是？②请计算B、b 的基因频率及BB、Bb、bb 的基因型频率。

（2）先将烧杯中的硬纸板摇匀，让两种颜色的硬纸板充分混合均匀，然后从亲
本种群中（不能看！）随机选取两个配子。

记录它们的基因型，每对小纸片组
合代表一个个体。

（3）在表格中记录基因型出现的次数（用“正”计数），然后将纸片放回烧杯中。

3、将学生分成12 组进行实验，探究6 种情况下种群基因频率变化情况。

3、计算相应的基因频率和基因型频率.（学生白板展示）
4、让学生讨论、分析：与亲代基因频率、基因型频率差距最小的是？总结影响种群基因频率变化的5 个因素。

思考实验出现误差的原因分析。

5、总结哈迪-温伯格定律的意义及规律：
一个种群只要符合以下5 个条件：①种群数量足够大；②雌雄个体间可相互交配；③没有突变④自然选择对该性状不起作用；⑤没有迁入、迁出。

这个种群
无论繁殖多少代，其基因频率和基因型频率均不变。

并且符合
(P+Q)2=P2+2PQ+Q2，其中P 为A 的基因频率，Q 为a 的基因频率，P2 为AA 的
基因频率，2PQ 为Aa 的基因频率，Q2 为aa 的基因频率。

（设计说明：学生能通过活动构建了有关生物进化实质的核心概念和技能，
这些模拟活动更加接近真实的科学探究情境，为学生提供了应用所学知识与技
能的机会，以及像科学家一样思考和工作的机会，学生不仅获得对科学本质的
深刻理解，而且还能获得做科学的各种能力。

）
四、例题
例1 据调查，某小学的小学生中，基因型的比例为
X B X B（43.32%）、X B X b（7.36%）、X b X b（0.32%）、X B Y（46%）、X b Y（4%），则在该地区X B 和X b 的基因频率分别是多少？
例2 已知苯丙酮尿是位于常染色体上的隐性遗传病。

据调查，该病的发病率大约为1/10000，请问在人群中该丙苯酮尿隐性致病基因（a）的基因频率以及携带此隐性基因的携带者(Aa)基因型频率各是多少？
五、总结
梳理本节课学习的内容，除了要掌握“种群”、“基因频率”等重要的概念，能理解哈迪-温伯格定律的意义及规律，并且应用到具体的题目分析中去。

六、板书设计
（一）种群是生物进化的基本单位
1. 种群
2. 基因库
3. 基因频率
（二）哈迪-温伯格定律
1. 意义
2. 规律
七、教学反思
首先，本节课最重要是对一些科学研究方法的教学，若仅仅是对这些知识的传授而不重视科学生物研究方法的教学，则这堂课还不能算是一堂成功的课。

其次，在教学过程中应多让学生自己参与到探究活动中去，这样让学生自己通过实践探究出来的结果比教师告诉得到的结果印象要深刻的多，也让课堂教学的师生互动有了更好的效果。