資源簡介

教學設計
課程基本信息
學科 生物學 年級 高一 學期 春季
課題 隔離在物種形成中的作用
課標要求
《課程標準》與本節對應的“內容要求”是“闡述變異、選擇和隔離可導致新物種形成。”
教材分析
本節是人教版高中生物學教材必修2《遺傳與進化》中第6章第3節第2課時《隔離在物種形成中的作用》。該部分內容是在生物有共同祖先的證據、自然選擇與適應的形成及種群基因組成的變化的內容基礎上設置的。本節課內容包括物種概念、隔離的概念和類型以及隔離在物種形成中的作用這三個方面。本節課既銜接上節課所學的生物進化理論的相關內容，又為下節課協同進化與生物多樣性的形成打下基礎，起到承上啟下的作用。
學情分析
學生已經學習了現代生物進化理論的相關內容，對生物進化有了初步的認識，知道生物進化的實質是種群基因頻率的改變，突變和基因重組為生物進化提供原材料，自然選擇使種群基因頻率發生定向改變，決定生物進化的方向等有關進化的知識。而且，學生已經具有一定的認知能力和邏輯思維能力，但學生的自主學習及探究學習能力欠佳，故本節課應充分銜接學生之前所學知識，引導學生通過探究學習得出相關結論，培養學生的自主學習和探究學習能力。
教學目標
生命觀念：1、闡述概念物種、隔離及其分類，并舉例說明。 2、結合實例，闡述物種形成的過程。 3、闡述隔離在物種形成中的作用。 科學思維：在具體情境中，能夠判斷物種、地理隔離、生殖隔離及二者間的聯系。 科學探究：結合實例——加拉帕戈斯群島上地雀的形成，以小組形式，構建物種形成的模型，推理得出隔離在物種形成過程中的作用。 社會責任：1.認同生物進化的觀點，體會生物的多樣性，養成愛護環境，保護生態的意識。 2、認識人類在自然界中的地位，樹立人與自然和諧共生的發展觀。
教學內容
教學重點： 1.闡述概念物種、隔離及其分類，并舉例說明。 2.結合實例，闡述物種形成的過程。 3.闡述隔離在物種形成中的作用。
教學難點： 1.結合實例，闡述物種形成的過程。 2.闡述隔離在物種形成中的作用。
教學策略
問題啟發法、讀書指導法、合作探究法、講授法
教學準備
PPT、相關資料信息收集
教學安排
1課時
教學過程
學習任務 教師活動 學生活動 設計意圖
創設情境 剖出問題 播放視頻，并作介紹。視頻中介紹了東非大裂谷形成后，原始的猿類向著不同方向進化，形成了兩個物種。提問：什么是物種？物種是如何形成的？ 觀看視頻，獲取信息。 思考問題：什么是物種？物種是如何形成的？ 激發學生的學習興趣，剖出本節課的核心概念及重點知識，引發認知沖突。
溫故知新導入新課 我們一起來回顧之前學習過的英國樺尺蛾，工業革命前，多數樺尺蛾的體色為淺色，工業革命后，黑色個體數量增加，占據優勢，且控制體色黑色的基因頻率提高。 提問：1.大家認為黑色樺尺蛾是一種“新類型的生物”嗎？ 2.產生“新類型的生物”需要什么條件 呢？ 假如我們將“新類型的生物”稱之為物種，物種形成的條件之一是隔離。這節課我們共同學習《隔離在物種形成中的作用》。針對之前提到的問題，我相信大家通過本節課的學習，能揭開謎底，找到答案。 思考問題：黑色樺尺蛾是一種“新類型的生物”嗎？ 作出回答：工業革命后，黑色樺尺蛾數量增加，占據優勢，控制體色黑色的基因頻率提高，說明樺尺蛾進化了。黑色個體仍能與淺色個體交配產生后代，且其后代個體間也可以交配再產生后代，說明黑色樺尺蛾與淺色樺尺蛾還是同類型生物。 思考問題：產生“新類型的生物”需要什么條件 呢？ 回顧舊知，結合實例， 承上啟下,引出課題。
展示目標明確內容 下面，請大家瀏覽本節課的學習目標。 呈現目標：1.掌握物種的概念；2.掌握隔離的概念及分類； 理解隔離在物種形成中的作用； 4.闡述物種形成的過程。 瀏覽本節課的學習目標，明確學習內容。 明確學習目標和學習內容，引導學生在學習過程中抓住重難點。
結合實例構建概念 任務一：物種 什么是物種？如何判斷某生物是否為新物種？請大家打開課本P116，仔細閱讀課本，尋找答案。 強調物種概念的核心詞是相互交配和可育后代。 任務二：生殖隔離 請大家觀察圖片，思考貓和狗是同一物種嗎？為什么？ 請大家再來觀察這副圖片，并思考馬和驢是同一物種嗎？ 騾子為什么不育呢？ 結合以下資料，嘗試從染色體的角度分析這一現象。 解釋騾子不育：馬的體細胞中有64條染色體，驢的體細胞中有62條染色體，它們的雜交后代——騾子的體細胞內有63條染色體，無同源染色體，無法形成配子，進而導致其高度不育。 介紹生殖隔離的概念：不同物種之間一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能產生可育后代，這種現象叫做生殖隔離。即不同物種之間不能發生基因交流。 結合實例，總結常見的生殖隔離類型有不能相互交配和雜種不育兩種。 提出問題：生殖隔離的類型還有什么？ 介紹實例：山羊與綿羊交配，產生的胚胎在出生前死亡。說明什么？ 補充生殖隔離的實例：雜種不活。 介紹實例：三倍體無籽西瓜的培育過程。 提出問題：四倍體西瓜是否為新物種？為什么？ 任務三：地理隔離 提出問題：請大家思考阻斷基因交流的因素還有什么？ 展示圖片，并提出問題：我國的東北虎和華南虎，位于我國不同區域，相距甚遠。在自然狀態下，它們可以進行基因交流嗎？為什么？ 引出概念：同種生物由于地理障礙而分成不同的種群，使得種群間不能發生基因交流的現象，叫作地理隔離。 任務四：隔離 隔離概念：地理隔離和生殖隔離都是指不同群體間的個體，在自然條件下基因不能自由交流的現象，統稱為隔離。 隔離分類：地理隔離和生殖隔離。 地理隔離和生殖隔離的比較 仔細閱讀課本，列表比較地理隔離和生殖隔離。 地理隔離和生殖隔離的聯系 提出問題：地理隔離和生殖隔離間有什么聯系呢？ 呈現并引導閱讀課本中的假想情境：在一個山谷中，有一個鼠種群“快樂”地生活著。后來由于地質和氣候的變化，山谷中形成了一條洶涌的大河。鼠群被河流分隔在兩岸，成為兩個種群，他們之間 存在著地理隔離，幾千年以后，河流干涸了，兩個鼠種群相見了，發現彼此大不相同。它們還能繁殖后代嗎？ 得出結論：這個例子說明，長期的地理隔離可能導致生殖隔離的形成。 閱讀教材，查找答案。 能夠在自然狀態下相互交配并且產生可育后代的一群生物稱為一個物種。 思考并回答問題：它們不是同一物種，因為它們不能相互交配產生后代。 思考并作答問題：馬和驢可以雜交產生后代騾子，后代騾子不育，因此馬和驢不是同一物種。 分析騾子不育的原因。 下定義：生殖隔離的概念。 結合實例，分析總結生殖隔離的類型。 思考并作答問題：山羊與綿羊交配，產生的胚胎在出生前死亡，說明產生的后代不活。 思考問題：四倍體西瓜是否為新物種？為什么？ 作答問題：四倍體西瓜是一個新物種。因為二倍體西瓜與四倍體西瓜相互雜交，形成三倍體無籽西瓜，其高度不育，說明二倍體西瓜與四倍體西瓜存在生殖隔離，不能進行基因交流。 思考問題：在自然狀態下，它們可以進行基因交流嗎？為什么？ 作答問題：它們之間無法進行基因交流，因為它們生活的棲息地距離十分遙遠，存在地理位置上的隔離。 下定義：地理隔離。 下定義：隔離。 閱讀課本，思考問題。 比較地理隔離和生殖隔離。 地理隔離是同種生物的不同種群間不能發生基因交流的現象。 生殖隔離是不同物種間一般不能相互交配，即使交配成功，也不能產生可育后代。 閱讀教材，思考問題：地理隔離和生殖隔離間有什么聯系呢？ 作出回答：如果兩個鼠群不能自由交配或交配后不能產生可育后代，說明長期的地理隔離導致生殖隔離，形成了兩個新物種；如果還能自由交配并產生了可育后代，說明它們還是同一物種。 結合實例，內化物種概念，同時構建概念生殖隔離和地理隔離，并對二者進行比較，分析二者的區別，尋找二者的聯系，加強學生對相關概念的理解及其相互之間的內在聯系。在具體情境中，建構內化相關概念，掌握其內涵和外延。
小組學習合作探究 任務一：物種形成 提出問題：物種是如何形成的？播放視頻：我們一起通過視頻，了解達爾文在環球考察中發現的現象——加拉帕戈斯群島上的地雀。 小組合作：結合課本相關資料信息，大家以小組形式，思考討論以下問題。希望每位同學都積極參與，最后評選一個優秀小組。呈現問題：1.設想南美洲大陸的一種地雀來到加拉帕戈斯群島后，先在兩個島嶼上形成兩個初始種群。這兩個種群的個體數量都不多。它們的基因頻率一樣嗎？島嶼上的初始種群是同一物種嗎？ 不同島嶼上的地雀種群，產生突變的情況一樣嗎？ 3.對不同島嶼上的地雀種群來說，環境的作用有沒有差別？這對種群基因頻率的變化會產生什么影響？ 4.如果這片海域只有一個小島，還會形成這么多種地雀嗎？ 5.嘗試概述地雀的形成過程。 任務二：構建物種形成的模型 請大家嘗試構建物種形成的模型。 任務三：物種形成的基本環節 結合剛才的模型，嘗試總結出物種形成的三個基本環節。 任務四：隔離在物種形成中的作用 經過學習，我們知道了隔離在物種形成中的作用即隔離是物種形成的必要條件。 提出問題：1.隔離一定會導致物種形成嗎？ 2.物種的形成一定需要隔離嗎？3.物種形成的標志是什么？ 提出問題:為什么物種形成的標志是生殖隔離？ 請大家結合三倍體無籽西瓜的培育過程，思考該問題。 回顧實例提出問題。 呈現實例：前面提到樺尺蛾，在工業革命后，黑色個體數量增加，占據優勢，控制體色黑色的基因頻率提高，說明樺尺蛾種群發生了進化。黑色個體與淺色個體依然可以交配產生后代，說明黑色樺尺蛾與淺色樺尺蛾為同一物種。結合本節課所學內容，請大家思考以下問題。 提出問題：1.物種的形成一定伴隨著生物的進化？ 2..生物進化一定會形成新物種嗎？ 觀看視頻，思考問題。 閱讀課本資料信息，小組討論，思考問題，相互交流。 作答問題：1.由于這兩個種群的個體數量都不夠多，基因頻率可能是不一樣的。初始種群是同一物種。 2.不同島嶼上的地雀種群，產生突變的情況一般是不一樣。因為突變是不定向的，隨機發生的。 3.不同島嶼的自然環境條件不一樣，因此環境的作用會有差別，導致種群基因頻率朝不同的方向改變。 4.如果這片海域只有一個小島，不會形成這么多種地雀。因為個體間有基因的交流。 5.加拉帕戈斯群島上地雀的形成過程：原始地雀來自于南美洲大陸，逐漸分布到不同的島嶼上，形成不同的種群，但它們是同一物種。由于各個島上的地雀種群可能會出現不同的突變和基因重組，不同種群的基因頻率就會發生不同的變化。各個島上的食物和棲息條件不同，自然選擇對不同種群基因頻率的改變所起的作用就有差別。久而久之，這些種群的基因庫就會形成明顯的差異，逐漸出現生殖隔離，形成了不同的物種。 構建模型：突變和基因重組 導致種群基因頻率發生改變，自然選擇使種群基因頻率定向改變，地理隔離長期存在，種群的基因庫就會形成明顯的差異，逐漸出現生殖隔離，形成不同的物種。 總結物種形成的基本環節： ① 突變和基因重組產生生物進化的原材料。 ② 自然選擇導致種群基因頻率發生定向改變。 ③ 隔離是物種形成的必要條件 思考并作答問題：1.隔離不一定會導致物種形成，地理隔離 不一定形成新物種。 2.物種的形成一定需要隔離，物種的形成需要出現生殖隔離。 3.物種形成的標志是生殖隔離。 思考并作答問題：二倍體西瓜與四倍體西瓜雜交得到三倍體，并沒有經歷漫長的地理隔離。諸如此類的例子很多，物種的形成不一定經過地理隔離。物種形成的標志是生殖隔離。 回顧實例并思考問題。 作答問題：物種形成的標志是 生殖隔離，物種形成的結果是 出現新物種，生物進化的標志是種群基因頻率的改變，生物進化的結果是可能是同一物種，也可能是不同物種。因此，生物進化不一定產生新物種，但新物種產生的過程中一定存在生物進化。 觀看視頻，小組討論，了解物種形成的過程，構建物種形成的模型，總結物種形成的基本環節。理解隔離在物種形成中的作用即隔離是物種形成的基本條件，闡述物種形成的標志是生殖隔離。 層層遞進，環環相扣，啟發學生思維，引導其自我內化知識，構建知識體系。
構建框架課堂小結 本節課我們學習了哪些內容？請大家靜心思考，以概念圖的形式進行總結。 我們結合實例學習了有關概念物種、隔離及其分類，落實了生命觀念、科學思維的核心素養。 以小組討論，模型構建等形式學習了物種的形成過程，理解了隔離在物種形成中的作用，注重科學探究能力的養成，同時滲透社會責任情感。 自我思考回顧，構建知識框架圖。 以概念圖形式進行課堂小結，尋找知識間的聯系，形成知識體系。
知識遷移學以致用 呈現情境，提出問題。 之前的學習中我們知道多倍體個體具有莖稈粗壯，果實大，營養物質豐富等優點。現在投入生產實踐的多是三倍體品系，如三倍體西瓜、三倍體香蕉等，為什么不將四倍體品系用于生產中呢？ 利用所學知識，解決問題。 因為四倍體品系逃逸到自然界中會與二倍體品系雜交，存在潛在風險，而三倍體品系即使逃逸到自然界，其不僅無法自我繁殖，也無法與二倍體品系進行基因交流，能夠有效保證生物安全，不會對自然生態造成破壞。 結合情境，應用知識。增駕學生的成就感，使其明白學習的價值及意義。
課后作業自我檢測 布置作業：請大家課后完成以下題目。自我檢測本節課的學習效率。 呈現作業： 結合加拉帕戈斯群島的地雀形成的過程，試將以下詞句進行合理的排序，找出新物種形成的基本規律。 A.基因庫出現差異 B.地理隔離 C.生殖隔離 D.阻斷基因交流 E.新物種 F.突變、基因重組和自然選擇 G.基因頻率發生定向改變 2.嘗試總結物種形成的方式。 課后完成作業。 圍繞所學知識，布置相應作業，注重知識檢測。
結束語 呈現達爾文的名言： 存活下來的物種，并不是最強的和最聰明的，而是最能適應變化的。 希望我們大家都能很好地適應變化多樣的生活。 滲透情感，落實社會責任的核心素養。
板書： 物種 地理隔離 隔離在物種形成中的作用 隔離 生殖隔離 物種形成過程的模型 物種的形成 物種形成的基本環節 隔離在物種形成中的作用

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