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第2节现代生物进化理论的主要内容
一、知识结构
二、教学目标
1、解释种群、种群基因库、基因频率等概念。
2、运用数学方法讨论种群基因频率的变化。
3、说明现代生物进化理论的主要内容。
4、举例说明共同进化和生物多样性形成的原因。
5、形成生物进化的观点和生物进化理论在发展的观念。
三、教学重点、难点及解决方法
1、教学重点及解决方法
[教学重点]
⑴种群、物种、基因频率、隔离等概念。
⑵突变和基因重组、自然选择、隔离在生物进化过程中的作用。
[解决方法]
⑴通过具体的实例和计算来理解相关的概念。
⑵通过探究活动的教学理解综合因素在生物进化过程中的作用。
2、教学难点及解决方法
[教学难点]
⑴基因频率的概念。
⑵自然选择对种群基因频率的影响。
⑶隔离在物种形成的作用。
[解决方法]
⑴通过练习计算基因频率掌握此概念。
⑵指导学生阅读教材P116—117的资料，提出问题→作出假设→制定探究方案。
⑶以桦尺蠖为例讲隔离的作用。
四、课时安排
4课时。
五、教学方法
直观教学法、讨论法、讲解法。
六、教学具准备
图片。
七、学生活动
1、学生讨论发表看法，阅读教材，计算等。
2、学生思考、回答相关问题。
八、教学程序
（一）明确目标
（二）重点、难点的学习与目标完成过程
第1课时
上节课我们学习了达尔文自然选择学说的主要观点，下面请同学们依据该学说的基本观点，分析下面的情境：
“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？”
结合学生的讨论，提出质疑：
该绿色个体能很好生活下来，它体内的A 基因怎样才能传递给子代呢？
如果Aa与其他个体交配生殖，后代还会是绿色的吗？
讨论发现，出现有利变异个体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，这个群体就是种群。
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？
人们为什么要提出“种群”这个概念呢？
归纳出：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。
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？基因频率的含义是什么？
请学生计算下面假设的种群的一对等位基因的基因频率：
某昆虫种群中，绿色翅的基因为A，褐色翅的基因为a，调查发现，AA、Aa、aa的个体分别占20、60、20，那么A和a的基因频率各是多少？
计算得知，该种群基因A的频率为50%，基因a的频率为50%，如果让该种群随机交配，依据孟德尔遗传定律，子一代、子二代的基因型频率和基因频率又会怎样呢？
从后代的基因型频率和基因频率的计算结果中，发现了什么现象？
如果种群基因型频率和基因频率世代稳定不变，生物将无法进化，显然与事实不符。自然界种群的基因频率能世代不变吗？为什么？
显然，同时满足以上5个条件是不可能的，即使前4个条件可以满足，基因突变和染色体变异总会发生的。为什么？以上5种因素中哪些因素是影响基因频率变化的根本原因？
（三）总结
种群是生物进化的基本单位，种群基因库和基因频率的概念及相关计算。
（四）作业布置
教材P118练习一1、2。
（五）板书设计
第2节现代生物进化理论的主要内容
一、种群基因频率的改变与生物进化
（一）种群是生物进化的基本单位
1、种群
2、基因库
第2课时
从上节大家已经知道，自然界种群的基因频率变化是必然的。能说明原因吗？
变异对生物进化会产生何种影响？
首先请同学们回忆变异的类型。
所有的变异都能导致基因频率的变化吗？为什么？
教师结合学生的回答，不断质疑、启发、引导。
在三种可遗传的变异来源中，基因突变和染色体变异可以统称为突变。突变和基因重组对于种群遗传组成的改变一样吗？为什么？
在自然情况下，突变的频率很低，且多数有害，对生物进化有重要意义吗？
自然界生物进化是有方向的，生物具有普遍的适应现象。突变和基因重组产生的变异有方向吗？它们会使生物产生适应性吗？
生物进化的方向是什么因素决定的呢？请探究下面问题。
如何解释桦尺蠖种群中s基因的频率越来越低的现象？
大家提出的解释或假设合理吗？
下面我们可以创设一个情境，探究假设的合理性。
明确探究任务，提出具体要求。
指导学生讨论、计算，将结果填写在表格中。
分析计算结果，给你什么启示？
环境对桦尺蠖产生了怎样的影响？在自然选择作用中，直接受选择的基因型还是表现型？
（三）总结
突变和重组为生物进化提供了原始材料，自然选择可以使基因频率发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化。
（四）作业布置
教材P118练习一3、二。
（五）板书设计
（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
第3课时
导入：英国曼彻斯特地区的桦尺蠖，虽然基因频率发生了很大变化，那么这一地区的两种颜色的桦尺蠖是同一物种还是两个物种呢？我们怎样判断两个种群是否属于一个物种呢？
一、物种的概念
以生活在一个草原上的全部驴、马为例，设问：
1、驴种群个体间、马种群个体间能相互交配且产生可育后代吗？
2、马和驴能相互交配吗？
3、骡子可育吗？
4、什么是物种？
5、为什么马和驴不属于同一物种？
学生阅读教材P119相关内容回答之。
教师：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。只要物种的种群之间和种群内部个体之间，没有阻止基因交流，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？
隔离常见的类型有地理隔离和生殖隔离。同一种生物由于地理上的障碍而分成不同的种群，使得种群间不能发生基因交流的现象，叫做地理隔离。例如，东北虎和华南虎分别生活在我国的东北地区和华南地区，这两个地区之间的辽阔地带就起到了地理隔离的作用。
二、隔离在物种形成中的作用
多媒体显示教材P119两幅假想情境图。提问：
1、在一个山谷中，有一个鼠种群在“快乐”地生活着。雌鼠和雄鼠之间可以自由交配，繁衍后代。这说明了什么？
2、当这群鼠被大河分开后它们是一个种群还是两个种群？
3、几千年后河流干涸了，两个鼠种群又会合在一起，它们之间还能自由交配吗？
4、是什么原因造成它们分化的？
教师总结归纳。
课件显示加拉帕戈斯群岛的地雀。提问：
教材P120[资料分析]中的4个问题。
教师总结归纳：
三、种群与物种的区别与联系
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种群
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物种
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概念
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生活在一定区域的同种生物的全部个体
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能够在自然状况下相互交配并且产生可育后代的一群生物
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范围
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较小范围内的同种生物的个体
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分布在不同区域内的同种生物的许多种群组成
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判断标准
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种群必须具备“三同”；即同一时间、同一地点、同一物种
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主要是形态特征和能否自由交配并产生可育后代
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联系
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一个物种可以包括许多种群，同一个物种的多个种群之间存在着地理隔离，长期发展下去可成为不同亚种，进而可能形成多个新种。
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（三）总结
物种的概念，地理隔离、生殖隔离的概念及隔离在物种形成中的作用。
（四）作业布置
教材P121练习，P122技能训练
（五）板书设计
二、隔离与物种的形成
一、物种的概念
1、物种的概念
二、隔离在物种形成中的作用
三、种群与物种的区别与联系
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种群
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物种
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概念
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生活在一定区域的同种生物的全部个体
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能够在自然状况下相互交配并且产生可育后代的一群生物
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范围
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较小范围内的同种生物的个体
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分布在不同区域内的同种生物的许多种群组成
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判断标准
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种群必须具备“三同”；即同一时间、同一地点、同一物种
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主要是形态特征和能否自由交配并产生可育后代
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联系
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一个物种可以包括许多种群，同一个物种的多个种群之间存在着地理隔离，长期发展下去可成为不同亚种，进而可能形成多个新种。
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第4课时
导言：目前我们已经知道的生物大约有200万种，这些生物是怎样来的？今天这节课我们一起来探讨一下。
一、共同进化
学生阅读教材P123内容，回答下列问题：
1、在捕食者和被捕食者当中，怎样的个体才会生存下来？为什么？
2、捕食者的存在是否对被捕食者有害无益呢？为什么？
3、结合教材P123图7—9说说两种生物是如何进化的？
教师总结归纳。
不仅不同种生物之间在进化上密切相关，生物的进化与无机环境的变化也是相互影响的。例如，地球上原始大气中是没有氧气的，因此，最早出现的生物都是厌氧的；最早的光合生物的出现，使得原始大气中有了氧气，这就为好氧生物创造了前提条件。
不同物种之间，生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，这就是共同进化。通过漫长的共同进化过程，地球上不仅出现了千姿百态的物种，且形成了多种多样的生态系统。
生物的多样性是如何形成的呢？
二、生物多样性的形成
课件显示教材P124生物进化的历程示意图。设置相关问题：见教材P124[思考与讨论]中的5个问题。
教师归纳总结
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代
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纪
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世
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百万年前
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植物
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动物
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古生代
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二叠纪
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286~245
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大绝灭
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松柏类出现
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爬行类多样化，两栖类衰退
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石炭纪
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360~286
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成煤森林时代：石松、问荆和蕨类繁盛
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两栖类多样化，爬行类首次出现，昆虫类经历第一次大的适应辐射
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泥盆纪
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408~360
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大绝灭
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种子蕨类首次出现
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有颌鱼类多样化并统治海洋，昆虫、两栖类首次出现
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志留纪
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438~408
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低矮的维管束植物在陆地出现
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有颌类鱼类首次出现
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奥陶纪
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505~438
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大绝灭
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海洋藻类繁盛
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无脊椎动物广泛分布并多样化，无颌鱼类及脊椎动物首次出现
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寒武纪
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570~505
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海洋藻类繁盛
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具外骨骼的无脊椎动物占统治地位
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前寒武纪（4600百万年~570百万年以前）
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700
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多细胞生物出现
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2100
|
真核细胞首次出现
|
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3500~3100
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原核细胞在叠层岩中首次出现
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4600
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地球形成时期
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中生代
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白垩纪
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144~66
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显花植物广泛分布，松柏类衰退
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恐龙和大多数爬行类绝灭，胎盘哺乳类和现代昆虫群出现
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侏罗纪
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208~144
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苏铁类和其他裸子植物繁盛
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恐龙繁盛，鸟类出现
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大叠纪
|
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245~208
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大绝灭
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苏铁、银杏出现，裸子植物和蕨类植物统治地球
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哺乳类、恐龙类首次出现，珊瑚和软体动物统治海洋
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新生代
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第四纪
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全新世
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0.01
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人类破坏，热带雨林加速绝灭
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人类文明时代
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更新世
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2~0.01
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草本植物广泛分布并多样化
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许多哺乳类绝灭，现代人类出现
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第三纪
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上新世
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6~2
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草本植物繁盛
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人类灵长目首次出现
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中新世
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24~6
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随着森林减少，草原广泛分布
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类猿哺乳类、草食哺乳类及昆虫繁盛
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渐新世
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37~24
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许多现代显花植物的科演化
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叶食哺乳类及类猴灵长类出现
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始新世
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58~37
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雨量充沛的亚热带森林繁盛
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所有现代哺乳纲的目出现
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古新世
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66~58
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被子植物多样化
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原始灵长类、草食类、肉食类、虫食类、哺乳类动物出现
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学生阅读教材P125内容，设置下列问题？
1、什么是两极生态系统？
2、有性生殖为什么能加快生物进化的速度？
3、什么是三极生态系统？
4、最早登陆的生物是什么？
5、什么是生物的多样性？
6、生物进化的历程可概括为什么？
教师总结归纳。
三、生物进化理论在发展
学生阅读教材P126内容。设问：
1、什么是中性突变？
2、你认为中性突变（学说）与达尔文的进化论对立矛盾吗？为什么？
3、物种的形成都是渐变式吗？
4、以自然选择学说为核心的理论的地位如何？还需要发展吗？
教师总结：生物的进化是复杂的，还有许多问题不能用今天的进化理论所解释，还有待研究。在当今所有的理论中，以自然选择学说为核心的进化理论比其他学说的影响要广泛和深远，它仍然是以后各个方面研究的基础，它还在不断向前发展。
（三）总结
共同进化的概念、意义，生物多样性的形成及生物进化理论的发展。
（四）作业布置
教材P126练习，P129自我检测
（五）板书设计
三、共同进化与生物多样性的形成
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