第7章 現代生物進化理論

第7章 現代生物進化理論

第一節 現代生物進化理論的由來

一、教材分析：

第七章共兩節，介紹了現代生物進化理論的由來及其主要內容。生物進化理論林林總總，其中為大多數人普遍接受的是以自然選擇學說為核心的綜合進化理論，它較為深入地揭示了生物繁衍過程中物種形成和更替的原理，指出生物進化的實質是種群基因庫在環境的選擇作用下的定向改變，反映出生物與環境在大時空尺度下的發展變化和對立統一。第一節內容是本章的起始點，正由於第一節進化理論的提出，才引起第二節進化理論的內容。兩者遙相互應，相得益彰。本節教學目標確定如下：

㈠教學目標：

（1） 知識目標：⒈舉例說出達爾文之前，人們是怎樣看待生物進

化的。

⒉概述達爾文的自然選擇學說的主要內容。

⒊評述達爾文自然選擇學說的貢獻和局限性。

⒋探討生物進化觀點對人們思想觀念的影響。

（2） 能力目標：通過本節課的教學著重訓練學生的思維能力及運用生物進化觀點對人們思想觀念的影響。

（3） 情感態度和價值觀：形成生物進化的觀點。

㈡教學重點和難點：

⒈教學重點：a達爾文自然選擇學說的主要內容。

b分析達爾文自然選擇學說的貢獻和局限性。

c探討生物進化觀點對人們思想觀念的影響。

⒉教學難點：

分析達爾文自然選擇學說的局限性。

二、教法分析：

新課標提倡：學習從問題開始，以問題調動思維，讓學習環繞問題進行。新課標教材以學生為主體，關注學生的學習過程、學習方式、學習能力和創新實踐能力。「教」是為了「不教」，重在提高學習能力，讓學生學會學習。學生在已有的遺傳知識及初中所涉及的自然選擇的基礎上很容易理解本節內容。本節主要採用的教學方法是：學生自學，教師適當加以點撥。這樣可充分調動學生的主動參與意識。

三、學法分析：

調動學生積極性極為有效的方法是：讓學生做學習的主人。本節內容理解層次較低，所以本節採用的主要學習方法是：讓學生自己發現問題，小組討論，對於小組無法解決的問題，全班集體討論。最後教師進行歸納概括。

四、教學過程：

1、 以問題方式導入本節內容。

問題1：「自然界形形色色的生物是怎樣出現、怎樣形成的？

——生物進化來的。

問題2：「生物進化的理論是誰首先提出來的？

——對於此問題有爭議，有的同學提出是拉馬克，有的同學認為是達爾文，到底是誰最先提出的呢？請大家快速閱讀全文，找出你最想知道的內容及你不理解的內容。

2、 學生閱讀，教師巡迴指導。

3、 以小組為單位解決你們的疑惑。

4、 學生提出疑惑，全班同學釋疑。

5、 教師歸納概括：

本節課主要圍繞進化理論的發展、完善而一步步展開的。歷史上第一個提出比較完整的進化學說的是法國博物學家拉馬克。其進化學說是達爾文學說之前影響最大、最為系統的進化理論，可歸納為：

1、 生物不是神創的，而是由更古老的生物進化來的。這對當時人們普遍信奉的神創論造成一定的衝擊，因此具有進步意義。

2、 生物由低等到高等逐漸進化的。拉馬克幾乎否認物種的真實存在，認為生物只存在連續變異的個體。

3、 生物進化的原因，他認為：一是「用進廢退」的法則；二是「獲得性遺傳」的法則。但這些法則缺乏事實依據，大多來自主觀推測。

由此可知：拉馬克的進化學說有一定的積極意義，但不可否認，由於當時科學知識水平的限制，該學說存在一定的局限性。

達爾文的自然選擇學說是本節教學的核心，也是本章教學的重點。現代生物進化理論是以自然選擇學說為核心，綜合了生物學各學科的成就和多種生物進化因素建立起來的。

介紹達爾文的生平和初中所涉及的自然選擇學說的相關內容，回顧自然選擇學說的相關內容，並針對自然選擇學說的解釋模型及相關的遺傳學知識，進一步強調達爾文的「適著生存，不適者被淘汰」的觀點。

達爾文的自然選擇學說有積極的歷史貢獻。論證了生物是不斷進化的，並且對生物進化的原因提出合理的解釋，使生物學第一次擺脫了神學的束縛，走上可科學的軌道。它揭示了生命現象的統一性是由於所有的生物都有共同的祖先，生物的多樣性是進化的結果；生物界扦插萬別的種類之間有一定的內在聯繫，從而大大促進了生物學各個分支學科的發展。因此恩格斯將達爾文的進化論譽為十九世界自然科學的三大發現之一。

但由於受到科學 發展水平的限制，達爾文的自然選擇學說有一定的局限性：

對於遺傳和變異的本質，達爾文還不能做出科學的解釋，關於遺傳的變異是怎樣產生的，達爾文接受了拉馬克關於器官用進廢退和獲得性遺傳的觀點。他對生物進化的解釋也局限於個體水平。

隨著遺傳學的「基因遺傳」理論的誕生，獲得性遺傳被大多數學者所摒器棄。物種形成的漸變過程無法解釋「物種大爆發」現象，基因傳衍以種群為單位而不是以個體為單位等，使達爾文自然選擇學說從誕生起就不斷的被質疑、修正，這就是現代生物進化理論的由來。

至於現代進化理論的主要內容，下節課我們將詳細講解。

　附板書設計：

拉馬克的進化學說 主要內容

歷史貢獻和局限性

現代生物進化 達爾文的自然選擇學說 主要內容

理論的由來 歷史貢獻和局限性

進化觀點對人們思想的影響

達爾文以後進化理論的發展

第二節：現代生物進化理論的主要內容

1．教材分析

新教材，打破了學科體系，構建了以人與生物圈為主線的體系，所以把生物圈作為第一單元，把「認識生物」作為第一章，把「生物的特徵」作為第一節，說明了本節課在教材中佔有舉足輕重的地位，只有了解了什麼是生物，生物具備哪些特徵，才能為進一步學習生物學打下堅實的基礎，並以此激發學生學習生物的興趣。

2．教學目標

根據素質教育的要求和新課改的精神，我確定教學目標如下：

（1）知識目標：解釋種群、種群基因庫、基因頻率等概念，說明現代生物進化理論的主要內容，舉例說明共同進化和生物多樣性形成的原因。

（2）能力目標：運用數學方法討論種群基因頻率的變化。

（3）形成生物進化的觀點和生物進化理論在發展的觀念。

3．教學重點

種群、物種、基因頻率、隔離等概念，突變和基因重組、自然選擇、隔離在生物進化過程中的作用。

4．教學難點

基因頻率的概念，自然選擇對種群基因頻率的影響，隔離在物種形成中的作用。

5．突破重點和難點的關鍵

比較法， 列舉典型事例法 ，邊講邊練法。

通過這些方法讓學生積極思考，並利用已有的知識，進行歸納、總結來突破重點和難點。

6．教法

教學方式的改變是新課程改革的目標之一，改變了過去單純的教師講授、學生接受的教學方式，變為師生互動式教學，本課堂上創設民主、平等、和諧、寬鬆的學習氛圍，加強與學生的合作。因此本節課以老師教師講述，學生歸納，探究相結合，充分調動學生學習的積極性和主動性，發揮其主體作用。

7．學法

學習方式的改變是新課程改革的目標之一。倡導自主學習、合作學習、探究學習，讓學生通過問題探討、資料分析等，培養學生的科學探究能力，喚醒學生的學習意識、挖掘學生的潛能，調動其積極性和主動性，培養學生自主學習的精神。

8．教學過程

（一）通過上節課內容以問題探討的方式導入教學

（二）具體舉例幫助學生理解

（三）學生分組討論，進行探究學習，教師歸納總結

（四）鞏固與練習

本節課的引入，可以從達爾文自然選擇學說中的某些觀點，與現代遺傳學所揭示的遺傳和變異的本質之間引發的問題衝突開始，通過問題探討，使學生初步了解一種生物個體的有利變異的基因，只有在該種生物的某一群體中才能傳遞、擴散，這個群體就是種群

問題1：怎樣的一群生物個體可以稱為種群呢？一個生物「種」或「物種」與種群有何區別呢？

通過舉例使學生知道什麼是種群，通過比較，使學生初步理解種群和物種的概念。

問題2：人們為什麼要提出「種群」這個概念？

學生討論，初步認識種群是生物進化的基本單位，並認識到提出新的概念在研究中的意義。

問題3：性狀是由基因控制的，研究生物的進化必須研究種群的基因組成和變化。如何分析種群的基因組成和變化呢？由此人們提出基因庫和基因頻率的概念。什麼是基因庫？基因頻率？

使學生認識到為什麼要提出並研究基因庫和基因頻率。使學生初步理解基因庫和基因頻率的概念。

通過具體種群的一對等位基因的基因頻率，使學生學會計算基因頻率的方法。

從後代的基因型頻率和基因頻率的計算結果中，使學生髮現基因型頻率和基因頻率的變化規律。

問題4：自然界種群的基因頻率能世代不變嗎？為什麼？

使學生能夠領會到自然界的種群發生變化是必然的。

問題5：影響基因頻率發生變化的因素？

突變和基因重組，使學生了解自然選擇作用，歸納突變和重組都是隨機的，不定向的，因此他們只是提供了生物進化的原材料

探究「自然選擇對種群基因頻率變化的影響」是本節課的重點和難點。教師可以依據教學班的實際情況，以方便學生討論為原則，將教學班分成若干個小組。關於探究活動的教學，教師應注意以下幾點。

1.指導學生閱讀樺尺蠖種群變化的資料（教師可以導讀教材相關部分），依據這些事實明確提出問題。

2.做出假設。針對事實和問題，依據學生已有的知識背景提出假設。在這裡，假設可以是：黑褐色的生活環境，不利於淺色樺尺蠖的生存，對黑色花尺蠖生存有利，這種環境的選擇作用使該種群的S基因的頻率越來越低，即自然選擇可以使種群的基因頻率發生定向改變。

3.制定探究方案，可以根據學生情況靈活處理。一般情況下，可以直接使用教材提供的問題情境。可以先指導學生，依據假設計算第2年的基因型頻率和基因頻率，即：如果第一年種群個體數為100個，當黑色（表現型）個體每年增加10%時，基因型為SS（黑色）個體第2年將會增加到11個，基因型為Ss（黑色）個體第2年將增加到22個，基因型為ss（淺色）個體第2年將減少到63個。第2年種群個體總數為96個，基因型SS的頻率是11÷96=11.5%；基因型Ss的頻率為22÷96=22.9%；基因型ss的頻率是63÷96=65.6%。在學生理解了計算方法後，可獨立計算以後年份的基因型頻率和基因頻率，從中找出規律。

4.在分析計算結果的基礎上，應要求學生討論教材中設置的兩個討論問題。使學生理解，在黑色背景下，淺色花尺蠖被天敵發現和捕食的幾率對於黑色的花尺蠖，但不影響花尺蠖的生存和繁殖，直接受選擇的是表現型。

探究之後，教師應強調，在自然選擇的作用下，可以使基因頻率發生定向改變，決定生物進化的方向。

關於「隔離與物種的形成」內容的教學，可直接使用教材中的引言，引出物種的概念。指出人們是如何定義物種，至於為什麼如此定義物種可以不深究，教師應著重印到學生依據物種定義，舉例說明並區分物種。學生理解物種的概念後，教師可以在提出曼徹斯特地區的樺尺蠖，雖然基因頻率發生很大的定向變化，但並沒有形成新物種的原因，並通過師生套路得出，只要物種的種群之間和種群內部個體之間，沒有形成生殖隔離，基因交流就不會停止，遺傳組成的差異就不會拉大，新物種就難以形成。什麼因素可以阻止種群間基因交流呢？由此可引出隔離的概念。

學生初步理解隔離的概念之後，可以安排學生討論隔離的各種可能的方式，教師歸納出隔離的類型。然後組織學生閱讀分析教材中的「資料分析」，組織討論「資料分析」中提出的幾個問題。最後教師應強調，一般情況下，地理隔離是生殖隔離的先決條件，生殖隔離一旦形成，原來屬於一個物種的兩個種群，就成了兩個物種。（第三課時可到此結束）

關於「共同進化與生物多樣性的形成」內容的教學，可以學生自學為基礎，教師提出一些具有啟發性的問題，師生共同歸納總結的方式推進教學過程。使學生理解共同進化的含義，無機環境的變化、無機環境的複雜化和多樣化、有性生殖的出現和生態系統結構的複雜化和多樣化對生物多樣性形成的作用。

最後，組織學生討論生物進化理論在發展。

板書設計

第一課時

（一）種群是生物進化的單位

1．種群定義：一定區域 同種生物 全部個體

特點：彼此可以交配，並通過繁殖將各自得基因傳給後代。

2．基因庫：一個種群中全部個體所含有的全部基因。

3．基因頻率：在一個種群基因庫中，某個基因佔全部等位基因數的比率。

　特點：頻率可變。

4．結論：

種群是生物進化的基本單位。

（二）突變和基因重組產生進化的原材料

種群基因頻率改變的原因：

基因突變產生新的等位基因，可能使種群的基因頻率發生變化。

來源：基因突變、染色體變異、基因重組

（三）自然選擇決定生物進化的方向

結論：自然選擇使種群的基因頻率會發生定向改變，決定生物進化方向

第二課時 隔離與物種的形成

（一）物種的概念

（二）隔離的概念及在物種形成中的作用

第三課時 共同進化和生物多樣性的形成

（一）共同進化的概念

（二）生物多樣性的形成

(三)生物進化理論在發展