人教版 (2019)必修2《遗传与进化》种群基因组成的变化与物种的形成优秀表格教案设计

这是一份人教版 (2019)必修2《遗传与进化》种群基因组成的变化与物种的形成优秀表格教案设计，共6页。教案主要包含了学习重点，学习难点等内容，欢迎下载使用。
基于课程标准的“教学评”一致性教学设计
设计者
科目
生物
单 位
授课年级
高一
课时教学设计
课题
第3节 种群基因组成的变化
1.课标摘录： 4.2.1 举例说明种群内的某些可遗传变异将赋予个体在特定环境中的生存和繁殖优势。
4.2.4 阐述具有优势性状的个体在种群中所占比例将会增加。
2.教学内容分析：
本课时是人教版高中生物必修 2 第 6 章第 3 节第 1 课时的内容，在 “生物的进化” 单元中起着基础性作用。前续内容已为学生铺垫了遗传的基本规律、基因突变等知识，本课时聚焦种群基因组成的变化，明确种群是生物进化的基本单位，阐释基因频率、基因型频率的概念及计算方法，分析突变和基因重组、自然选择等对基因频率的影响，为后续学习物种的形成等内容奠定基础。从核心素养培养来看，通过本课时的学习，能帮助学生建立 “进化与适应” 的生命观念，提升运用数学方法分析生物问题的科学思维，同时培养关注生物进化与环境关系的社会责任，蕴含着生物进化是自然选择与种群基因频率定向改变共同作用结果的正确价值观念。
3.目标确定
知识目标：（1）准确说出种群、基因库、基因频率和基因型频率的概念；（2）掌握基因频率和基因型频率的计算方法；（3）列举导致种群基因频率变化的因素；（4）阐明生物进化的实质是种群基因频率的定向改变。
能力目标：（1）通过实例计算基因频率和基因型频率，提升数学建模和数据分析能力；（2）通过探究自然选择对种群基因频率的影响，培养合作探究、逻辑推理和归纳总结能力。
情感态度与价值观目标：（1）认同种群是生物进化的基本单位，树立 “进化与适应” 的生命观念；（2）认识自然选择在生物进化中的重要作用，理解生物与环境的协同进化关系，增强保护环境的意识。
4.学习重点难点
【学习重点】：（1） 种群、基因库、基因频率和基因型频率的概念；（2）基因频率和基因型频率的计算方法；（3）自然选择对种群基因频率变化的影响。
【学习难点】：基因频率和基因型频率的计算；（2）生物进化的实质是种群基因频率的定向改变；（3）理解突变和基因重组为生物进化提供原材料的原因。
5.学习活动设计
教师活动
学生活动
环节一：情境导入
教师活动：
【教师】展示 “先有鸡还是先有蛋” 的争议情境图片，呈现甲、乙同学的不同观点。提问：“这两种观点是否全面？为什么忽视了生物进化的基本单位这一重要观点？”引出本节课主题：种群基因组成的变化。
学生活动
认真观察图片，倾听教师呈现的观点。
思考并讨论教师提出的问题，发表自己的看法。
明确本节课的学习主题，激发学习兴趣。
设计意图：通过争议性问题情境导入，引发学生的认知冲突，调动学生的学习积极性，同时自然引出 “种群是生物进化的基本单位” 这一核心观点，为后续教学奠定基础。
环节二：种群和种群基因库
教师活动
【教师】展示 “一片森林中的全部猕猴”“一片草地上的所有蒲公英” 的图片，提问：“这些群体具备什么特点？能否称为种群？”
【教师】结合图片和教材内容，讲解种群的概念及 “彼此可以交配、是繁殖单位和进化基本单位” 的特点。
【教师】基于种群的概念，引出基因库的定义，强调 “一个种群中全部个体所含有的全部基因”，并补充说明基因库的特点（个体死亡但基因库代代相传、种群规模和个体差异与基因库大小的关系）。
【教师】解基因型频率的概念，给出计算公式：基因型频率 = 某基因型个体数 / 种群全部个体数 ×100%。
【教师】展示例 1：“在某昆虫种群中，随机抽取 100 个个体，AA、Aa、aa 的个体分别是 30、60 和 10 个”，引导学生分组计算 AA、Aa、aa 的基因型频率，并请小组代表展示计算过程和结果。
【教师】基于基因型频率的计算，引出基因频率的概念，明确计算公式：基因频率 = 某基因的数目 / 该基因的等位基因的总数 ×100%。
【教师】引导学生结合例 1 的资料，计算该昆虫种群中 A 和 a 的基因频率，提示学生 “每个个体含有 2 个基因”，巡视并指导学生计算，针对问题进行点拨。
【教师】提出假设：“昆虫种群数量非常大；所有的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代；没有迁入和迁出；不同翅色的个体生存和繁殖的机会是均等的；基因 A 和 a 都不产生突变”，引导学生根据亲代基因型频率计算配子比率、子一代和子二代的基因型频率及基因频率，小组讨论 “若干代以后，种群的基因频率会如何变化”。
【教师】基于计算结果，总结 “理想条件下基因频率保持不变”，进而提问：“自然界中是否存在这样的理想种群？导致基因频率改变的原因有哪些？”
【教师】结合课件内容，逐一讲解导致基因频率改变的原因：种群规模小、迁入和迁出、突变和基因重组、非自由交配、自然选择，并强调 “突变和基因重组为生物进化提供原材料”。
学生活动
认真倾听教师讲解，记录基因型频率和基因频率的概念及计算公式。
分组合作，根据例 1 的资料计算基因型频率，讨论计算过程中遇到的问题，展示小组计算结果。
跟随教师的引导，结合例 1 的资料计算基因频率，主动向教师请教疑问。
认真倾听教师讲解，记录导致基因频率改变的各种因素，理解 “突变和基因重组为生物进化提供原材料” 的内涵。
设计意图：通过实例计算和练习题巩固，让学生掌握基因型频率和基因频率的计算方法，提升数学建模能力；分组合作的形式培养学生的合作交流能力，教师的巡视指导能及时解决学生的困惑，突破计算这一重点难点。
环节三：种群基因频率的变化及自然选择对种群基因频率变化的影响
教师活动：
【教师】展示果蝇基因突变的实例，计算 “中等大小种群每一代出现的基因突变数”，引导学生理解 “虽然生物自发突变的频率很低，但种群中每一代会产生大量突变”。
【教师】 以 “有翅昆虫出现残翅和无翅突变类型” 为例，分析 “突变的有利和有害取决于生物的生存环境”。
【教师】展示英国曼彻斯特地区桦尺蛾工业革命前后的生存环境图片和体色变化情况，提出问题：“桦尺蛾种群中 s 基因的频率为什么越来越低？” 引导学生作出假设。
【教师】创设数字化问题情境：“1870 年，桦尺蛾种群的基因型频率为 SS10%，Ss20%，ss70%，S 基因的频率为 20%。假如树干变黑使得浅色型个体每年减少 10%，黑色个体每年增加 10%”，指导学生分组计算第 3、4 年的基因型频率和基因频率，记录数据变化。
【教师】组织学生开展 “探究自然选择对种群基因频率变化的影响” 的活动，提出讨论题：（1）树干变黑会影响桦尺蛾种群中浅色个体的出生率吗？为什么？（2）在自然选择过程中，直接受选择的是基因型还是表型？为什么？（3）桦尺蛾种群发生进化了吗？判断的依据是什么？（4）决定桦尺蛾进化方向的是什么？为什么？
【教师】 独立完成练习题，讲解解题思路，巩固所学知识。通过桦尺蛾的实例探究，让学生亲身参与数据计算、讨论分析，直观感受自然选择对种群基因频率的影响，突破 “自然选择决定生物进化方向” 这一重难点；探究活动培养学生的合作探究、数据分析和归纳总结能力，讨论题的设置帮助学生深化对核心知识的理解。
学生活动
认真倾听教师讲解，记录导致基因频率改变的各种因素，理解 “突变和基因重组为生物进化提供原材料” 的内涵。
参与实例分析和计算，加深对 “突变频率低但突变数量多”“突变的有利有害相对性” 的理解。
观察图片，了解桦尺蛾的生存环境变化和体色变化，针对问题作出合理假设。
分组合作，根据数字化情境中的数据计算第 3、4 年的基因型频率和基因频率，记录数据并分析变化趋势。
围绕讨论题展开小组讨论，结合计算结果和所学知识发表自己的观点，形成小组结论。

倾听教师的总结，明确自然选择对种群基因频率的影响及生物进化的方向，理解生物进化的实质。
设计意图：结合实例讲解导致基因频率改变的原因，让学生直观感受抽象概念，理解突变和基因重组在生物进化中的作用，培养逻辑推理能力。通过桦尺蛾的实例探究，让学生亲身参与数据计算、讨论分析，直观感受自然选择对种群基因频率的影响，突破 “自然选择决定生物进化方向” 这一重难点；探究活动培养学生的合作探究、数据分析和归纳总结能力，讨论题的设置帮助学生深化对核心知识的理解。
种群基因组成的变化
一、核心概念
种群：同种生物全部个体的集合（进化基本单位）
基因库：全部个体所含全部基因
基因型频率：某基因型个体数 / 种群总个体数 ×100%
基因频率：某基因数 / 等位基因总数 ×100%
二、基因频率变化原因
1、突变和基因重组（进化原材料）
2、自然选择（定向改变基因频率，决定进化方向）
3、种群规模小、迁入迁出、非自由交配等四、生物进化实质：种群基因频率的定向改变方向：自然选择决定
7.板书设计
8.教学反思与改进
经验性总结：本节课通过问题导入、实例分析、分组探究、计算练习等多种形式展开教学，能够有效激发学生的学习兴趣，突出重点、突破难点。学生在基因频率计算和探究自然选择对基因频率影响的活动中参与度较高，合作交流能力和数据分析能力得到了一定提升。
改进设想：在基因频率计算环节，部分学生对计算公式的理解和运用仍存在困难，后续教学中可增加简单实例的铺垫，放慢计算讲解节奏，给予更多学生展示和讲解的机会；在探究活动中，部分小组讨论效率不高，后续可明确小组分工，指定组长负责组织讨论，确保探究活动有序、高效开展。|