探究自然选择对种群基因频率的影响的实验设计中学教育中学实验_中学教育-中学课件.pdf
探究自然选择对种群基因频率的影响的实验设计 九江县一中 谢远武 1.1【探究建议】1、本实验是引导式探究实验，其重点是掌握自然选择通过对种群基因频率的影响来决定生物进化的方向，探究自然选择如何影响种群的基因频率。在教学过程中，教师要引导学生明确实验程序，弄清实验操作的方法、步骤和注意事项。2、本探究实验采取模拟活动和创设情境来帮助学生理解自然选择如何影响种群的基因频率，直接受自然选择是生物的基因型还是表现型,3 实验的内容比较多，时间紧，所以教师要组织学生分成两组来探究实验:一组学生进行卡片模拟活动，另一组教师创设数字情境，让学生通过计算来分析自然选择对种群基因频率的改变过程。1.2【目的要求】1、自然选择对种群基因频率的影响 2、让学生学会运用模拟活动和创设情境来帮助分析问题的方法 1.3【实验原理】在自然选择作用下，种群的基因频率发生了定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化，生物进化的本质是种群的基因频率的定向改变的过程。1.4【材料用具】计时器一只，铺有黑纸的讲台，背面写有 ss 的灰白色纸卡片 140 张，背面写有 Ss 的黑色纸卡片 40 张，背面写有 SS 的黑色纸卡片 20 张。1.5【提出问题】曼切斯特地区被工业污染后，桦尺蠖种群中 S 基因频率为什么越来越大，而 s基因频率却越来越低,1.6【作出假设】树干变黑，黑色的桦尺蠖难以被其天敌发现被捕食的少，而浅色的桦尺蠖容易被其天敌发现而被捕食的多，所以黑色桦尺蠖个体在种群中所占比例越来越高，而浅色桦尺蠖在种群中所占比例越来越低，所以 S、s 基因频率也就发生相应的变化。1.7【探究过程】一、模拟活动过程 1、教师安排学生自主阅读课本 116-117 面实验的 1、2 两段材料。2、教师联系课本中这段材料与纸卡片让学生进入模拟环境，提出问题:在被严重污染的曼切斯特地区，什么颜色的桦尺蠖最容易被它们的天敌发现并被捕食呢,与桦尺蠖体色相关的 S、s 基因频率将会如何变化,这种基因频率的改变是由什么决定的,3、用铺有黑纸的讲台代表煤烟污染的环境，黑色、灰白色两种小卡片分别代表黑色、浅色两种桦尺蠖，选 4 名学生分别模仿桦尺蠖的天敌，如各种鸟类。4、教师用计时器控制时间，让 4 名学生分别在规定的时间内比赛抓取卡片，重复几次实验，然后组织学生统计实验前后各种卡片的数量并计算出 S、s 的基因频率，设计表格记录实验结果。表 1 实验结果记录 实验前 第一位学生 第二位学生 平均值 基因 SS 10,型频 Ss 20,率 ss 70,基因 S 20,皮率 s 80,表 2 实验结果记录 实验前 第一次实验第二次试验第三次试验 后 后 后 基因 SS 10,型频 Ss 20,率 ss 70,基因 S 20,皮率 s 80,握自然选择通过对种群基因频率的影响来决定生物进化的方向探究自然选择如何影响种群的基因频率在教学过程中教师要引导学生明确实验程序弄清实验操作的方法步骤和注意事项本探究实验采取模拟活动和创设情境来帮助学生理师要组织学生分成两组来探究实验一组学生进行卡片模拟活动另一组教师创设数字情境让学生通过计算来分析自然选择对种群基因频率的改变过程目的要求自然选择对种群基因频率的影响让学生学运用模拟活动和创设情境来帮助分进化的本质是种群的基因频率的定向改变的过程材料用具计时器一只铺有黑纸的讲台背面写有的灰白色纸卡片张背面写有的黑色纸卡片张背面写有的黑色纸卡片张提出问题曼切斯特地区被工业污染后桦尺蠖种群中基因频率为什么越5、分析结果，进行交流，得出结论。二、创设数字化情境 0,，Ss 占 20,，ss 占 70,，此时 S 的基因频率为 20,，1、假设 1870 年，桦尺蠖 SS 占 1 s 基因频率为 80,，在树干变黑这一环境下，不利于浅色个体的生存每年减少20,，黑色个体每年增加 20,，则 2-10 年内该种群每年的基因型频率是多少,每年的基因频率是多少,2、设计表格，江计算结果填入表中 实验前(第 1 第 2 年 第 3 年 第 4 年 年)基因 SS 10,型频 Ss 20,率 ss 70,基因 S 20,皮率 s 80,3、根据计算结果，进行分析，得出结论，是否与假设一致 4、继续探究，升华情感 如果将环境的选择作用大小进行适当的调整，比如每年浅色个体减少 25,，黑色个体每年增加 25,，重新计算结果填入表中，与步骤 2 中所得数据进行比较。三、综合比较两组模拟实验结果，分析数据，进行交流，得出结论。四、讨论交流 1、不同年份该种群个体总数是否有变动呢,需不需要补充,大致按什么比例补充,如果不补充对实验结果影响大吗,2、在自然选择过程中，直接受选择的是基因型，还是表现性，为什么,3、树干变黑会影响桦尺蠖种群中浅色个体的出生率吗,为什么,对桦尺蠖个体的是、存活率有没有影响，对哪种颜色的桦尺蠖影响更大,握自然选择通过对种群基因频率的影响来决定生物进化的方向探究自然选择如何影响种群的基因频率在教学过程中教师要引导学生明确实验程序弄清实验操作的方法步骤和注意事项本探究实验采取模拟活动和创设情境来帮助学生理师要组织学生分成两组来探究实验一组学生进行卡片模拟活动另一组教师创设数字情境让学生通过计算来分析自然选择对种群基因频率的改变过程目的要求自然选择对种群基因频率的影响让学生学运用模拟活动和创设情境来帮助分进化的本质是种群的基因频率的定向改变的过程材料用具计时器一只铺有黑纸的讲台背面写有的灰白色纸卡片张背面写有的黑色纸卡片张背面写有的黑色纸卡片张提出问题曼切斯特地区被工业污染后桦尺蠖种群中基因频率为什么越
