孙小小小小小小桐种群基因频率改变与生物进化教学设计1

片段教学设计 片段题目 种群基因频率的改变与生物进化 本节课是学了孟德尔遗传定律的基础上向学生介绍有关基因频率方面的内容，反映了以人为本，从学生实际出发的思想，关注学生的教材分析 思维和学生德育的培养。学习本节内容之前，学生已经知道了基因分离定律、自由组合定律基因重组和然色体变异等，这些都是学习本章内容的重要基础。 根据教学目标要求，本节课的教学目标是让学生理解并应用基因频率的计算及运用数学方法讨论种群基因频率的改变。学生已经知道了孟德尔遗传定律的主要内容，只是认知水平还有所欠缺，所以在教学中教师只要引导学生理解新的学情分析 基因型是由不同的雌雄配子结合后而形成的就可以了。所以本节课的重点是种群、基因频率概念；突变和基因重组、自然选择在进化中的作用。关于种群的概念在生命系统的结构中已经有所介绍了，因此难点部分只是基因频率概念；突变和基因重组、自然选择在进化中的作用。 1.生命观念方面的培养目标： 解释种群，种群基因库、基因频率的概念。 1、科学思维方面的培养目标目标：运用数学方法讨论种群基因频率的变化，培养其基于生物学实施的归纳和概括的能力。 教学目标 2、科学探究方面的培养目标： 采用互动式教学模式，以教师提供讨论素材，组织引导学生讨论、活动，使学生乐于并善于团队协作。 4.社会责任方面的培养目标：形成生物进化的观点和生物进化理论在发展的观念。 重难点 教学过程 教学内容 （二）种群基因频率的变化 种群基因频率的计算和影响因素的分析。 教师行为 可见，研究生物的进化，仅研究个体的表现型是否与环境相适应是不够的，还必须研究群体的基因组成的变化，这个群体就是种群。种群的概念其实咱们在必修一的第一堂课讲生命系统的结构层次中已经有提过，那么我们现在就来学习它完整的概念。 提供实例让学生判断。 预设学生行为 学生意识到研究群体基因组成在进化中的意义。 理解种群概念，并设计意图 师生共同解决问题，引入种群的概念。 小结：可见种群中的个体并不是机械的集合，而是可以彼此交配，并通过繁殖将各自的基因传给后代。归纳出：种群是生物进化的基本单位，也是生物繁殖和存在的基本单位，它为研究生物和环境的关系和物种的变化带来了方便。 种群在繁衍的过程中，个体有新老交替，基因却可以代代相传，那么后代的基因组成和亲代相比会有什么变化吗？ 研究种群基因的组成变化，包括两个方面：一是种群基因的组成，二是每个基因所占的比例。引出基因库和基因频率的概念。 列举教材实例，帮助理解基因库的概念和基因频率的计算方法之一，即通过基因型的数目计算基因频率，课本实例的计算方法可总结为A的基因频率=A基因的数量/（A和a基因的总数）。 对该实例的计算过程进行适当的变型：A%=(30*2+60)/(100*2)变型为30/100+1/2*60/100，从变型式子中不难发现A%=AA%+1/2Aa%，这是计算基因频率的方法二：通过基因频率计算。 进一步探究：这一种群繁殖若干代以后，种群的基因频率会不会发生改变。 进入教材【思考与讨论】：用数学方法讨论基因频率的变化。并思考子二代、子三代的情况。 核对表格数据 可见，子代的基因频率世代保持不变。 引导阅读材料“假设”部分的5个前提，我们的计算是基于这5个条件下的，可是，对自然界来说，这几个条件都能成立吗？ 也就是不难看出，如果该种群出现结合概念对生物群体是否为种群进行判断。 使学生进一步熟悉种群的概念。 引出基因库 和基因频率的概 念 学生根据老师 介绍理解基因 使学生学库和基因频率会通过基因型的的概念。 数目和基因型的频率计算基因频率的方法。 学会应用所学放大计算基因频率和基因型频率。 使学生领会到自然界的种群发生变化是必然的。至少变异是绝对会发生的。 初步理解前后代基因频率改变的根本原因是变异。 了新的突变型，出现新的等位基因，那么基因库就会发生变化，基因频率自然也会发生改变，但是新出现的等位基因频率会如何变化呢？ 现在我们回过头继续分子这张表格，在假设条件下子一代、子二代的基因型频率也没有发生变化，可见理想种群的自由交配并不会改变种群的基因频率和基因型频率，但我们也看到后代的基因型频率和亲代的却又不一样，子代AA为36%，而亲代的为30%。 补充完善所学内容，介绍“遗传平衡定律” 种群基因频率的改变与生物进化 板书设计 课后反思 本课关注学生进步和发展，发挥学生主体地位，让他们在不断外显中去内化知识，让他们在理智的挑战和内心震撼中实现知识的建构和运用。关注学生情感，注重于学生的沟通和交流，让学生乐于去学、乐于去思、乐于去想。 （二）种群基因频率的变化 1、基本概念

（1）基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因，叫做这个种群的基因库。

（2）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，叫做基因频率。 （3）基因型频率：在一个种群中，某种基因型个体在某种群中出现的频率。 提问：对于一个种群如何得以知道某个基因频率的大小呢？ 2、基因频率的有关计算

基因频率的计算往往采用抽样统计的方法。师提供例题，引导学生计算。 （1）已知调查的各种基因型的个数计算基因频率

例1：假设从某个昆虫种群中随机抽取100个个体，测得基因型为AA、Aa、aa的个体分

别是30、60、10，计算基因的频率。

A基因的数量=2×30+60=120个；a基因的数量=2×10+60=80个 A基因的频率=（60+60）/200=60%；a基因的频率=（20+60）/200=40%。 某种基因的频率=该种群中此基因的数量/该种群中此基因和等位基因数的总和 （2）已知基因型频率求基因频率

抽样统计结果的呈现方式有两种。一种以基因型个数的方式呈现，还有一种以基因型的频率出现（说明基因型频率的概念）。师提出问题：如何根据基因型频率计算基因频率？ 例2假设某个昆虫种群中有30%的AA、60% 的Aa、10%的aa，计算基因的频率。 A基因频率=30％+(1/2)×60％=60％ a基因频率=10％+(1/2)×60％=40％

师对学生计算结果进行评价，并引导学生归纳计算的方法和公式：

某种基因频率=该基因纯合体基因型的频率+该基因杂合体基因型的频率×1/2。种群中一对等位基因的频率之和为1

3、用数学方法讨论基因频率的变化——遗传平衡定理

基因可以通过繁殖实现前后代基因的传递，那么，在繁殖传递过程中，基因频率会不会发生变化呢？有哪些因素能引起基因频率和基因型频率的改变呢？（引入教材思考与讨论） 例1：假设从某个昆虫种群中随机抽取100个个体，测得基因型为AA、Aa、aa的个体分别是30、60、10，计算基因的频率。

A基因频率= ；a基因频率= （1）假设上述昆虫的种群满足以下几点:

① 该种群非常大；

② 所有的雌雄个体都能进行自由交配并产生后代； ③ 没有迁人和迁出；

④ 自然选择对不同表现型的个体作用等效；

⑤ 这对基因不发生突变，并且携带这对基因的染色体不发生变异。 （2）根据孟德尔的分离规律计算：

① 从亲本到所产生的配子

在有性生殖过程中，在满足上述条件的情况下，这个种群产生的A、a的雄配子的比例是0.6:0.4；这个种群产生的A、a的雌配子的比例是0.6:0.4； ②

从配子的结合到子一代的基因型

雄配子 雌配子 0.6A 0.36AA 0.6A 0.4a 0.24Aa 0.4a 0.24Aa 0.16aa ③ 从子一代的基因型到子一代的基因频率

A=36％+(1/2)×48％=60％；a=16％+(1/2)×48％=40％ 根据解析完成下列表格： 亲代基因型的频率 配子的比率 子一代基因型频率 子一代基因频率 子二代基因型频率 子二代基因频率 AA(30%) A(30% ) AA(36% ) A(60% ) AA(36% ) A(60% ) Aa(48% ) a(40％ ) Aa(60%) A(30% ) Aa(48% ) a( 40％ ) aa(16% ) a(30% ) aa(10%) a(10% ) aa(16% ) 因此，通过计算子一代中的基因频率没有改变，如果继续满足这五个条件，那么这个种群的基因A和基因a的频率将永远保持不变，基因型的频率也会一直保持不变。这就是著名的遗传平衡定理——也称哈代—温伯格定理

由英国科学家哈代和德国科学家温伯格分别单独提出，在一个极大的随机交配的种群中，在无突变、无自然选择、无迁入迁出的条件下，种群的基因频率可以世代相传，不发生变化，保持平衡。

若种群中，一等位基因为A和a，设A的基因频率为p，a的基因频率为q，∵p+q=A%+a%=1，如果这个种群达到了遗传平衡，那么遗传平衡定律可以写成：

∴（p+q）=p+2pq+q=AA%+Aa%+aa%=1 p：代表纯合子（基因型是AA）的基因型频率 2pq:代表杂合子（基因型是Aa）的基因型频率 q：代表纯合子（基因型是aa）的基因型频率 即： AA=p Aa=2pq aa= q

总结：遗传平衡所指的种群是理想的种群，在自然条件下，同时满足以上5个条件显然是

不可能的，这样的种群是不存在的，这也从反面说明了，自然界中种群的基因频率一定会发生变化，也就是说种群的进化是必然的。

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