資源簡介

教學設計
課程基本信息
學科 生物 年級 高一 學期 春季
課題 隔離在物種形成中的作用
教科書 書 名：生物學必修二《遺傳與進化》教材 出版社：人民教育出版社
教學目標
1.舉例說明物種的概念，闡明物種是生物分類的基本單位。 2.舉例說明隔離的類型及其概念；說明隔離在物種形成中的作用。 3.闡述變異、選擇和隔離可導致新物種的形成。 4.闡釋物種形成在進化中的意義，建立進化與適應觀。
教學重難點
教學重點： 闡述物種的概念；闡明隔離在物種形成中的作用。
教學難點： 地理隔離與生殖隔離在物種形成中的作用。
教學過程
一、創(chuàng)設問題情境，引入學習課題 教師展示圖片：動物園中常見的各種動物，提出疑問，物種是如何分類的？并以大熊貓和小熊貓為例，討論：小熊貓和大熊貓是一個物種么 討論后，學生可以憑借生活經驗回答，但是心中仍有疑惑。 教師再次展示圖片：圖中的兩只鳥是一個物種么？【播放雄鳥的求偶視頻】，說明同種生物雌雄個體差異大，同種物種之間可以相互交配。 激疑導入，從學生熟悉的生活體驗和常見生物引入，啟發(fā)其思考生物的分類依據(jù)。 基于生物學事實，建構基本概念 【學習任務一】 教師展示資料：以馬和驢雜交產生騾子為例，分析染色體組成。 分析后得出：在減數(shù)分裂過程中，騾子為異源二倍體，無法聯(lián)會，無法形成正常配子，于是騾子不育。 總結：說明生殖隔離是判斷物種的本質。嘗試歸納“物種的概念”。 教師指出：物種是生物分類的基本單位，一般物種在形態(tài)上類似，彼此能夠交配。在遺傳學和進化論中主要以能否自由交配以及交配后代是否可育作為分類依據(jù)，并引出“生殖隔離”的概念。 生殖隔離是指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的現(xiàn)象，即不同的物種之間不能發(fā)生基因交流。舉例說明生殖隔離現(xiàn)象的表現(xiàn)有多種，比如不同物種的求偶方式不同，或者花期不同等。 提出阻礙種群間彼此交流的除了生殖隔離，還有地理障礙。比如同一物種會因為河流、高山、沙漠等被分成大大小小的若干群體，這些群體就是不同的種群，也會影響群體間的基因交流。引出地理隔離的概念。 地理隔離是指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(fā)生基因交流的現(xiàn)象。如：東北虎和華南虎、兩個池塘中的鯽魚種群等，并引出隔離的概念。 隔離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(xiàn)象。包括地理隔離和生殖隔離。 【學習任務二】 三、推理分析，闡明地理隔離和生殖隔離之間的關系 教師展示資料：地理隔離導致鼠種群的示意圖。請學生猜想，在這若干年的過程中，鼠種群可能會發(fā)生哪些變化？簡要說明理由。 討論分析：教師提出學生的不同猜想。 或許有同學猜測，這兩個鼠種群可能會發(fā)生不同方向的遺傳變異，由于河岸兩邊的環(huán)境可能不同，自然選擇的方向不同，使得兩個鼠種群都在發(fā)生進化。 也有同學說，河谷兩岸的自然環(huán)境差異可能不大，這樣兩個鼠種群雖然發(fā)生的變異是不定向，但是自然選擇的方向類似，于是若干年后，鼠種群差異不會太大，仍是一個物種。 還有同學猜測，由于地理隔離，兩個種群不能基因交流，可遺傳變異和自然選擇的方向不同，久而久之形成了生殖隔離，形成了兩個不同的物種等。 那這些推測是否有事實證據(jù)呢？是否有真實的證據(jù)說明隔離在物種形成中的作用呢？引出如下資料。 四、基于證據(jù)資料分析，闡釋隔離在物種形成中的作用 以“加拉帕戈斯群島上的地雀形成”為例進行分析，閱讀教材P117資料。 【資料分析】達爾文在環(huán)球考察中觀察到的現(xiàn)象。在加拉帕戈斯群島上生活著13種地雀。加拉帕戈斯群島與南美洲大陸的距離為160~950km。不同島嶼的環(huán)境有較大差別，如島的低洼地帶，布滿棘刺狀的灌叢；而在只有大島上才有的高地，則生長著茂密的森林。 這些島嶼是500萬年前由海底的火山噴發(fā)后形成的，比南美洲大陸的形成晚得多。因此，可以推測這些地雀的共同祖先來自南美洲大陸，以后在各個島嶼上形成了不同的種群。 閱讀并思考下列問題：【以情境-問題-任務為課堂教學主線，重點培養(yǎng)學生的批判性思維能力】 問題一：為何推測這些地雀的共同祖先來自南美洲大陸？說明理由。 有同學猜測，因為群島形成的時間短，在幾百萬年時間，這些島嶼上的生物不可能從無到有，進化形成鳥類。 有同學猜測這些地雀和南美洲的地雀可能有共同的祖先，遷徙到群島后，由于相距南美洲大陸太遠，因地理隔離，很難多次來回遷徙，加上群島上的各種獨特環(huán)境差異，使得可遺傳變異和自然選擇方向不同，這些地雀與南美洲大陸的地雀產生了生殖隔離，進化成了不同的物種。 問題二： 這些地雀鳥喙的差異可能是環(huán)境中哪些因素起到了選擇作用？這些因素選擇的結果是什么？ 根據(jù)資料信息，加拉帕戈斯群島上有的叢林密布，有的荊棘叢生，導致島上的食物類型和棲息環(huán)境不同，這些因素決定了鳥喙的進化方向。比如以吃種子為食的地雀，鳥喙相對比吃昆蟲的更加的堅硬。這些因素決定了各個島嶼地雀種群基因頻率的定向改變，使其發(fā)生分化。 問題三：闡釋隔離在地雀物種形成過程中的作用。 引導學生對教材資料分析，并結合生物進化，以及適應等建構概念模型，并進行適當?shù)谋磉_交流。 隔離導致地雀物種形成的概念模型 教師提出：自然界常見的物種形成需要經過漫長的地理隔離，逐漸形成生殖隔離實現(xiàn)，但是也有例外比如四倍體西瓜的形成。從學生熟悉的物種舉例，有利于學生對物種形成的全面理解，從而培養(yǎng)期批判性思維的能力。 【學習任務三】 歸納提升，構建常見物種形成的概念模型 基于地雀物種的形成，進一步建構物種形成的概念模型，并闡明每個環(huán)節(jié)的主要作用。 常見物種形成的概念模型 2.總結提升 ①突變和基因重組產生進化的原材。 ②自然選擇導致種群基因頻率的定向改變。 ③隔離是物種形成的必要條件。 3.以生物進化的歷程即生物進化樹分析，物種形成與進化的關系。【高階思維培養(yǎng)】 從生物進化樹研究發(fā)現(xiàn)，每一個新物種的誕生并不能代表適應能力越強，是依靠開辟環(huán)境中新的生存位置來生存和繁衍。而物種之間的生殖隔離保護了每個物種的獨特性， 生殖隔離驅動著物種的進化和適應，避免了不同物種之間的基因混雜，維持了物種的相對獨立性，新物種能夠以新的方式利用環(huán)境條件，從而為生物的進一步發(fā)展開辟新的前景。物種是生物進化的結果，物種的形成又可促進其他物種的進化。 六、建構概念之間的關系，形成概念體系

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