第六章第三节种群基因组成的变化与物种的形成（1）教学设计
教材分析
本节内容选自高中生物学必修二第六章第三节。本节课是在学习了孟德尔遗传定律的基础上向学生介绍了有关基因频率方面的内容，反映了新课改在设计教材顺序时以人为本，从学生实际出发的思想，关注了学生的思维和学生德育的培养。本节内容前与学生已经知道了基因的分离定律、自由组合定律、基因突变、基因重组和染色体变异等，还知道基因与性状的关系，这些都是学习本章内容的重要基础。突变在进化中的意义，教材主要通过"探究﹣﹣自然选择对种群基因频率变化的影响"来完成。这项探究强调的是运用数学方法，而不是用实验材料来实际操作，对科学探究能力的全面提高具有独特价值。
课标分析
新人教版课程标准对本节课制定了如下标准：
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。
2.阐明具有优势性状的个体在种群中所占比例将会增加。
3.说明自然选择促进生物更好地适应特定的生存环境。据此，应该引导学生掌握或体会以下相关教学目标：
1、阐明种群是生物繁殖和进化的基本单位。
2、运用数学方法计算种群的基因频率和基因型频率，构建遗传平衡定律的数学模型。3、运用进化和适应观，说明突变和基因重组为生物进化提供原材料，自然选定向改变种群的基因频率，决定生物进化的方向。
学情分析
学生在上一节已经学习了达尔文的自然选择学说等生物进化的有关知识，掌握了自然选择学说的重要意义和局限性。学生在前面已经全面学习了遗传变异的有关知识，已经掌握了遗传和变异的实质。对于生物进化的知识，在初中的学习中也已有所了解。通过自主学习，学生对课本基础概念及基础算法已经有所认知，所以对本节课的内容接受起来还是比较顺利的。同时对学生生物学科构建数学模型有了更深入的体会!
【学习目标】
1、基于实例和自主学习，构建种群、基因库概念，能够独立进行基因频率、基因型频率的计算。
2、通过用数学方法讨论桦尺蛾种群基因频率的变化，构建出遗传平衡定律的模型，说明该模型成立的条件。
种群基因组成的变化与物种的形成
种群基因组成的变化与物种的形成
自然界中的物种在长期的进化过程中会不断发生变异和适应，这些变化通过基因的传递和基因组成的演变而体现出来。种群基因组成的变化是物种形成的重要驱动因素之一，它涉及到基因的突变、遗传漂变和自然选择等过程。本文将从这些方面探讨种群基因组成的变化与物种形成之间的关系。
首先，基因的突变是种群基因组成变化的初始来源。突变是指基因序列的突然改变，它是DNA中的碱基序列发生改变的结果，可以使得新的基因表现型得以产生。突变的发生可以是随机的，也可以是外界环境压力的导致。在自然界中，个体的DNA会受到辐射、化学物质和病原体等因素的影响，从而产生各种各样的突变。这些突变可能会对个体的生存和繁殖产生不同程度的影响，进而影响到整个种群的基因组成。
其次，遗传漂变是种群基因组成变化的又一重要因素。遗传漂变是指由于种群内个体繁殖的随机性导致的基因频率的变化。它可以通过随机的繁殖和遗传漂移来改变种群内基因型频率，从而产生新的基因组合。遗传漂变与种群的规模密切相关，当种群规模较小时，随机的繁殖和遗传漂移的影响程度较大，基因频率的变化可能更加明显。
最重要的是自然选择对于种群基因组成的变化和物种形成的影响。自然选择是指适应度较高的个体在繁殖中拥有更多的后代，进而使其相关的基因频率在种群中增加。自然选择与环境的适应性密切相关，适应环境的个体能够更好地生存和繁殖，从而将其有利基因传递给下一代。随着时间的推移，有利基因在种群中逐渐积累，进而导致基因组成的改变。这种改变可以在较短时间内导致亚种和种群的分化，甚至可以使物种发生分化和形成。
事实上，种群基因组成的变化是物种形成过程中的一项基本要素。在自然界中，个体往往不是完全相同的，它们有着不同的基因型和表现型。这种遗传多样性为种群的适应环境提供了可能，同时也为物种形成提供了基础。当个体的差异足够大以至于无法在繁殖上交流基因时，它们可能会形成独特的种群。这些种群之间的基因流减少，不同种群间的基因组成差异增加，进而导致物种的形成。
生物进化中的基因突变与新物种的形成
生物进化是指种群在漫长的时间里逐渐适应环境，发生遗传改变，从而形成新的物种。而基因突变是生物进化过程中的一个重要驱动力，它为新物种的形成提供了遗传变异的基础。本文将探讨基因突变在生物进化中的作用，以及基因突变是如何导致新物种的形成的。
一、基因突变在生物进化中的作用
基因突变是指基因序列发生的突然而不可逆的改变。它是生物遗传多样性的重要来源，对生物进化起着至关重要的作用。
首先，基因突变是遗传变异的基础。遗传变异是指物种内个体间遗传信息的差异。通过基因突变，个体之间的遗传信息可以发生改变，从而产生新的遗传变异。这种遗传变异为生物进化提供了物质基础，使得个体在面对环境选择时能够出现差异，从而增加了物种的适应性。
其次，基因突变是自然选择的对象。自然选择是指环境选择对遗传变异的差异有选择的作用。当环境发生变化时，那些具有有利变异的个体更容易适应新的环境，并获得繁殖的机会。而那些缺乏有利突变的个体则面临被淘汰的危险。基因突变提供了自然选择的材料，它为环境选择提供了多样性和选择的空间，从而推动了生物进化的进行。
最后，基因突变还可以导致新的表型和功能。在基因突变发生后，基因的DNA序列可能发生改变，这将导致蛋白质的结构和功能发生变化。这种变化可能使得个体在生理、形态、行为等方面出现新的特征。这些新的特征可能会给个体提供新的适应环境的优势，从而促进新物种的形成。
二、基因突变导致新物种的形成
基因突变是物种形成的一个关键环节。在大量的基因突变积累的过程中，可能会发生一系列的遗传变异。这些变异可以改变个体的特征、行为和生理习性，进而导致与其他个体的繁殖隔离，形成独立的繁殖群体。当这些群体在漫长的时间里与其他群体继续遗传分离和积累差异时，最终会形成完全独立的新物种。
大约3600万年前，非洲大陆的一种猴类发生了基因突变，使得它们在视觉上能够分辨红色和绿色，从而增加了躲避捕食者的能力。这个基因突变逐渐在猴群中传播开来，形成了具有红绿色觉的新物种。这个新物种后来发展成现代人类的祖先。
6.3种群基因组成的变化与物种的形成
教案
一、教学目标
1、阐明种群是生物繁殖和进化的基本单位
2、运用数学方法计算种群的基因频率和基因型频率，建构遗传平衡定律的数学模型
3、阐明自然选择对种群基因频率变化的影响
二、教学重难点
教学重点
种群、种群基因库、基因频率等概念。
教学难点
隔离在物种形成中的作用。
三、教学步骤
1.新课导入
教师活动：展示课本思考讨论中的内容，引导学生思考“现有鸡还是现有蛋”这个历史遗留问题。
教师活动：讲解以上问题：这两种观点都有一定的道理，但都不全面。因为它们忽视了鸡和蛋在基因组成上的一致性也忽视了生物的进化是以种群为单位而不是以个体为单位这一重要观点。生物进化的过程是种群基因库在环境的选择作用下定向改变的过程，以新种群与祖先种群形成生殖隔离为标志，并不是在某一时刻突然有一个个体或一个生殖细胞成为一个新物种。
教师活动：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变化，这个群体就是种群。
2.新课讲授
一、种群基因组成的变化
教师活动：展示相关图片，激发学生兴趣并导入种群的概念，并引导学生归纳出以下的种群三要素：同一区域、同一物种的生物、全部个体。
教师活动：归纳总结种群的特点：种群中的个体并不是机械地集合在一起，而是彼此可以交配，并通过繁殖将各自的基因传给后代。
教师活动：种群可能在任意时刻都有出生和死亡，那么他们的基因会随着改变吗？
教师活动：讲解种群中全部个体所含有的全部基因，引出基因库的概念。 教师活动：引导学生阅读教材P111内容，理解基因库的概念，以及基因频率的计算，并且在课件中展示基因型频率、基因频率和基因库的比较的表格。
教师活动：利用课件展示遗传平衡定律的计算公式，并展示相关计算方法。
教师活动：讲解遗传平衡的条件：：（1）该种群非常大。（2）所有的雌雄个体都能自由交配。（3）没有迁入和迁出。（4）自然选择对不同表现型的个体没有作用。（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。
