目录：
教学目标.......................................第2页
教学建议.......................................第3页
教材分析...................................第3页
教法建议...................................第4页
教学设计方案...............................第5页
板书设计...................................第7页
典型例题.......................................第8页
课外材料：引起种群基因库组成变化的原因.........第9页
教学目标
一、知识目标
通过教学活动使学生了解现代生物进化的基本理论；知道物种形成的大致过程。
二、能力目标
通过教学活动使学生学会抽样调查的方法；培养学生收集资料和数据的能力以及处理资料和数据的能力。
三、情感目标
1、通过引导学生分析调查或实验所取的数据，培养学生以事实或实验结果为依据得出结论的科学态度。
2、通过教学活动，培养学生“生物是进化来的”、“生物的进化与环境密切相关”的思想观念，帮助学生树立辩证唯物主义的认识观。
教学建议
教材分析
重点、难点分析：
“生物是进化来的”这是学生已经接受的观念。但“生物为什么能进化？它们是怎样进化的？”却是学生不了解的。本节内容集中而简略地介绍了一百多年来科学家们从不同角度研究和探索的结果。通过浅显易懂的实例介绍了现代生物学从遗传变异的物质基础、生态学的数量基础、环境对生物进化方向的规定性以及新物种形成的必要条件几方面对生物进化的认识。
现代生物进化论（也称为综合进化论）的基本内容不仅是本节的重点，而且是本章的重点。它从微观的遗传学角度、宏观的生态学角度研究进化问题，综合了生物学两个分支学科的知识，对深化学生有关进化机理的认识具有重要作用。
“生物进化的实质在于种群基因频率的改变”。但种群基因频率的计算却可能成为本节的难点。种群基因频率的计算源于种群基因频率的调查。统计学中抽样调查的方法是学生不熟悉的。因此造成了知识迁移上的困难，形成了教学上的难点。
群体中突变基因数的计算，从数学的角度看并不复杂，课本的介绍也很简略。如果教师在教学过程中不注意明确每个数字的单位和含义，不点明计算结果的含义，也会造成学生理解和掌握上的困难，成为又一个难点。
在介绍现代生物进化理论主干知识的同时，课文中很自然地穿插了一些数学计算。这些计算看似简单，但其中蕴含的思想方法却是非常宝贵的。教师在教学的过程中如能适时加以点播，提示学生把在数学课中学到的知识和技能运用到生物学研究中来，无疑会促进学生知识的迁移，使学生的能力得到提高。
现代生物进化理论是建立在对事实、资料和数据进行分析的基础之上的。在教学过程中教师要找准问题的切入点，不是从理论入手，而是从对资料的分析入手，引导学生逐步理解现代生物进化理论的基本内容，使学生在学习的过程中自然而然地建立辩证唯物主义的认识观。
教法建议
导入新课：
方式一：以问题导入(适用于普通班、大多数的学生)：
问题1：“自然界形形色色的生物是怎样出现、怎样形成的？”
――生物是进化来的。
问题2：“生物进化的理论是谁首先提出来的？”
对于这个问题学生可能会有两种答案。有人认为是达尔文，有人认为是拉马克。籍此时机教师可对进化论形成的历史做一简单讲述：生物进化的思想首先是由拉马克提出的。但是他的理论未能对进化的过程和原因做出令人满意的解释。在拉马克之后，达尔文经过了大量的实际考察，提出了自己关于生物进化的看法——自然选择学说。简要介绍自然选择学说
问题3：“现代生物学的研究对于生物进化的理论又提出了什么新的看法？”
方式二：以观察活动引入(适用于实验班、程度较好的学生)：
问题：“自然界形形色色的生物是进化来的。进化的理论是由达尔文创立的。达尔文自然选择学说的主要内容是什么？”
——在生存斗争中适者生存，不适者被淘汰。
陈述1：达尔文的自然选择学说，能够科学地解释生物进化的原因，以及生物的多样性和适应性现象。但仍然有一些问题未能得到圆满地解释。什么样的问题未能得到解决呢？请同学们观看一段影片，注意寻找以下问题的答案：
① 达尔文认为生物进化的过程是怎样的？
② 达尔文认为他的理论不能解释什么事件？”
答案：① 达尔文认为生物进化是渐变的的过程。
② 达尔文不能解释“地球寒武纪生命大爆发”事件
陈述2：“由于受到当时科学发展水平的限制，达尔文对于遗传变异的本质也未能做出科学的解释。随着科学的发展，现代生物学的研究对生物进化提出了一些新的看法。”
主体知识的呈现方式：
现代生物进化的理论综合了生物学在微观和宏观两个方面对进化问题的研究结果，包含了数据的统计处理和对生物生存、繁殖过程的分析。因此，对现代生物进化理论的教学要通过对事实和数据的分析，讲清道理。使学生在学习的过程中自然而然地培养唯物主义的认识观，自然而然地从学科内综合的角度认识问题。
学生活动的组织：
组织学生观看视频资料之前，一定要在事先把要求学生解决的问题交待清楚。视频资料有声音又有图像，问题的答案是在图像中还是在声音里，最好也能事先提示学生注意。这样才能高效率地解决问题。视频资料播放完毕，要立即讨论事先交待的问题，不要有头无尾。
教学设计方案
课题：现代生物进化理论简介
设计思想：
1、设计主线：以事实、数据为出发点逐步认识和理解现代生物进化理论。在此过程中及时渗透唯物主义认识论的教育；培养学生实事求是的科学态度以及综合运用生物学知识解决问题的能力。
2、课时计划：采用互动式教学模式，用两课时完成。以教师提供讨论素材，组织引导学生讨论、活动，最后由师生共同总结的形式进行。
第一课时
第一阶段：利用突变频率对群体中突变个体数量进行计算，促使学生理解基因突变和基因重组所形成的新性状在群体中出现的原因和过程。这些不定向的变异，为生物进化提供了原始的选择材料。
第二阶段：通过学习基因频率的计算方法，理解为什么说“种群是进化的基本单位”。在这一阶段里由教师讲授基因频率的计算方法，并做相应的巩固练习。帮助学生理解：自然环境是怎样选择保留了具有有利性状的群体，而不是具有有利性状的个体。
第二课时
第一阶段：复习前一节课学习的两个基本观点：
1．“变异是不定向的”，它为生物进化提供了原始的选择材料。
2．“环境选择保留了具有有利性状的群体”。
第二阶段：设问：“环境是怎样选择保留那些具有有利性状的群体的呢？”利用桦尺蛾黑化的实例，使学生理解环境对生物性状的选择过程。认识到：“环境对生物性状的选择，改变了种群的基因频率”。种群的基因频率之所以会经过选择而改变，是因为种群是指生活在同一地点的同种生物的总和，它有一个范围，不是无限扩展的。也就是说，其他地区的桦尺蛾因为地域遥远，不能与这一地区的桦尺蛾交尾，因而不能影响这一地区桦尺蛾的基因频率。长此以往，原来两个相同种的生物就会逐渐演变成为两个在形态、结构合生理功能上不同种的生物。这样新物种就形成了。
3、重难点分析
重点：现代生物进化理论的基本内容。
在探讨生物界的发生、发展历史的过程中，曾经发生过进化论与神创论的激烈斗争。今天，“生物是进化来的”这一基本思想已被许多人接受。在达尔文进化论的基础上，现代生物学对生物进化的原因已经获得了更深一步的认识；对生物进化的过程和方式仍处在不断探索和认识之中。“现代生物进化理论简介” 一节课文在摆事实、讲道理的基础之上，简明扼要地介绍了现代生物学对于生物进化的研究、认识结果。了解现代生物进化理论，不仅可以使学生确立生物进化的思想，而且也可以使学生受到辩证物主义认识论的教育。
难点1：基因频率的统计、计算。
种群基因频率的计算从纯粹计算的角度上看应该没有问题，使它成为本节难点的原因是学生不熟悉统计学中的抽样调查方法。“这些数据是怎样采集到的？”，“为什么这样采集数据？”是学生在学习的过程中常会问到的问题。因此，教师必须首先弄懂弄清这些问题，才能给学生讲明白，真正做到以理服人。
难点2：“群体中突变基因数的计算”是一个看似不难的难点。这是因为如果教师在教学过程中不注意明确每个数字的单位和含义，不点明计算结果的含义，学生并不能真正理解这些计算的确切含义，因而成为学生学习过程中的又一个难点。站在初学者的角度上想一想，
对这个计算过程和计算结果会提出什么问题，就是教师在备课时应该认真解决的问题。
4、教学过程：
导入新课：通过语言陈述或设问与学生对话交流的形式复习有关进化的基础知识——达尔文进化论的基本内容。通过提出问题：“在达尔文进化论的基础之上，现代生物学的研究有又了什么新进展？”引起学生的兴趣，吸引学生的注意。
主要教学过程：通过对数据的分析，通过摆事实讲道理介绍现代生物进化论的基本内容。使学生了解到人们对自然界的认识也是不断设深入的，科学是在不断向前发展的。所有的结论都应建立在事实证据和对数据分析的基础之上。
例如：
在第一课时中：
对难点的破解：
难点1: 基因频率的统计、计算。
通过交待基因库的概念，引出基因频率的调查、计算。
“一个种群的全部个体所含有的全部基因，叫做这个种群的基因库。但是不可能逐一去测定这个种群每个个体的基因。因此，只能抽取种群中一小部分个体进行测定和计算。这一小部分个体的抽取应该是不附带任何条件的——随机抽取。只有在这样的前提条件下，小样本才能反应大群体的情况。
例如：在一个有50名学生的班级里，有7名姓王的同学。我们可以说：这个班级中姓王的同学占14%。因为在编班时姓氏不是分在哪一个班的条件，所以我们也可以说，全年级、以至于全校姓王的同学大约占14%。当然，当你具体去调查第二个班时可能会发现姓王同学的人数高于这个数值；而第三个班又可能低于这个数值。可能当你调查了全年级的人数时，所得到的数值才会比较接近全校的数值。这就是说，在做抽样调查时，要注意抽取的小样本既不能太大、也不能太小。太大不利于测查、太小不能反应大群体的特征。
种群基因频率的调查与此相似。在抽样调查时，随机抽取种群中的若干个体，形成小样本。然后逐一测查样本中每个个体的基因型，最后计算出基因频率。对于二倍体生物而言，每个个体都会含有与调查有关的两个基因，在计算时要考虑到二倍数的关系。”
为了配合这一部分内容的讲解，教师应在备课时准备好两个相似的题目，一个作例题，另一个留给学生做巩固练习。
难点2：“群体中突变基因数的计算”是一个看似不难的难点。这是因为教师在教学过程中要注意明确一些基本情况、明确每个数字的单位和含义，不能只要速度，不要效果。
首先，对课文中“生物自发突变的频率很低，而且一般对生物体是有害的...”这句话要讲透。生物体是由细胞构成的，每个个体的每一个细胞中都有成千上万个基因，但是只有能够进行分裂的细胞才有可能发生基因突变，并不是一个生物体的全部细胞都会发生基因突变。只有发生在原始生殖细胞中的基因突变才会传递给后代，传递给后代的基因突变才会为自然选择提供原始的选择材料。如果每一个基因发生突变的可能性是十万分之一的话，在一个原始生殖细胞中发生基因突变的可能是：2×104×10-5=20% 。如果一个个体只产生一个配子，对一个约有108个个体的中等大小的种群来说，假设雌雄比是1:1，假设全部配子都结合成合子，假设全部合子都能顺利发育为成体，这个种群在一个繁殖季节中可能产生带有突变基因的后代是：20%×108÷2=107 。
因为基因有显性、隐性之分，所以这些后代的变异基因并不一定能表现出来。突变的隐性基因还需要经过若干代才会表现出来。
只有明确计算的过程和假设的条件，学生才能真正理解这些计算的确切含义，从而真正理解基因突变如何为自然选择提供原始的选择材料。
在第二课时中：
科学态度的教育：科学地认识科学的发展过程。
“达尔文在19世纪提出了生物进化的理论，并且在与神创论的论战中取得了胜利。因此，我们说达尔文是一名伟大的科学家、伟大的生物学家。但是，达尔文并没有完全解决生物进化中的全部问题。达尔文曾经试图建立一个综合遗传变异的进化理论体系，但囿于当时科学技术水平发展的限制未能如愿。更不要说揭示遗传变异的本质了。不仅如此，他对地层中发掘出的化石材料也未能全部提出满意的解释。达尔文明智地预见道：我的理论……有可能因此受到攻击。（没有看过光盘的班级，教师可以不讲后两句。）这表明科学的发展有它的历史过程，它不可能不受到当时科学技术水平的限制。”
总结提高：
现代生物进化论的核心是达尔文的自然选择学说。最新的研究结果表明：生物进化的方式不仅有渐变的方式——如达尔文所提出的，也有以爆发产生的方式出现的生物。
板书设计：
第七章 生物的进化
第一节 现代生物进化理论简介
一、达尔文的自然选择学说：
二、现代生物进化论：
1.突变和基因重组产生进化的原材料
2.种群是生物进化的单位
3.自然选择决定生物进化的方向
4.隔离导致物种形成
典型例题
1．生物进化的原始材料来自于 （ ）
A．生物的新陈代谢 B．生物的遗传和变异
C．生物的高繁殖率 D．生物之间的斗争
【解析】生物的新陈代谢是发生在个体水平的化学变化；生物的高繁殖率只是生物数量的保证，但如果每个个体之间没有差异也不会为选择提供材料；“生物之间的斗争”含义不清；因此都不符合题意。生物个体会由于遗传和变异而形成差异，这些有差异的个体成为被环境选择保留或淘汰的原始材料。
【答案】B。
2． 基因突交对大多数生物而言是不利的,但却是生物进化与发展的重要因素之一,下列对这一问题解释中最准确的是 （ ）
A．基因突变是主物变异的主要来源,有利的变异对生物是有利的、而且是定向的变异
B．生物的变异是不定向的,而自然选择作用却是定向的
C．因为基因突变不利于生物个体的繁殖，容易导致绝种,所以活下来的物种能更好的生存下去
D．凡是发生基因突变的个体都可能导致死亡,但却出现了适者生存的结果,导致了生物的迸化
【解析】变异是不定向的；基因突变不一定不利于生物个体的繁殖；发生基因突变的个体不一定都导致死亡；因此，A、C、D是错误的。
【答案】B。
3． 现在许多学者认为，生物进化的基本单位是 （ ）
A．生物个体 B．同种生物的全部个体
C．种群 D．生活在一起的全部生物
【解析】生物的性状是通过个体表现出来的，但一个个体很难通过生殖而延续；同种生物的全部个体如果不能实现基因交流也难以延续；“生活在一起的全部生物”不一定是同一种。“种群是指生活在同一地点的同种生物的一个群体”。种群内的生物才有可能通过基因交流使个体具有新性状，从而为自然选择提供原始的选择材料。
【答案】C。
4． 在我国云南澄江发现的动物化石群约处于5.3亿年前的寒武纪早期。该化石群有l00多种60多个类群,大多已灭绝。其动物结构与现存动物结构差异根大,在此前的地层中却找不到其祖先。如此多的动物种类在寒武纪早期“突然”出现的事实与达尔文进化学说观点相矛盾的是 （ ）
A．生物是由其祖先经漫长的地质年代逐渐进化而来
B．现代生物之间有或近或远的亲缘关系
C．生物的变异是不定向的
D．生物是从简单到复杂,从低等到高等进化的
【解析】B、C、D均为正确的陈述句，但与题意不符。达尔文进化学说认为：“生物是由其祖先经漫长的地质年代逐渐进化而来”的，而云南澄江发现的动物化石群“突然”出现多种动物表明生物也可能有另外的进化方式。
【答案】A。
引起种群基因库组成变化的原因
突变、选择、迁移以及偶然因素能引起种群基因频率变化，它们是小进化的主要因素。
如果不存在上述因素，则一个有性种群的遗传组成保持相对恒定。换句话说，在种群内不发生突变，种群成员没有迁出，也没有其他种群成员迁入，没有自然选择作用，没有任何其他进化因素作用的情况下，有性生殖过程不会改变种群基因库的基因频率。这就是遗传学中的哈代-温伯格平衡（Hardy-Wenberg equilibrium）原理。
以一个位点上的等位基因为例：假设一个最简单的情况，即考查种群某一位点上的两个等位基因A和a，它们的频率分别为p和q。种群内三种基因型个体的频率分布见表7-1。
假定种群内个体之间随机互交，则各交配组合的频率分布见表7-2。
第二代基因型AA的频率：
P′=P2+0．25Q2+0．5PQ+0．5PQ
P′=P2+PQ+0．25Q2
P′=（P+0．5Q）2
由于P+0．5Q恰为等位基因A的频率p，所以第二代基因型AA的频率为（P+0．5Q）2=p2。同样的程序可知，第二代基因型aa的频率为q2，基因型Aa的频率为2pq（参考Ridley，1993）。
于是可知，有性生殖种群在无突变、无迁移、无选择的情况下，一对等位基因A和a经过一代有性生殖后的频率变化见表7-3。
由上表可知，假定第一代亲本基因型为AA和aa，等位基因A和a的频率分别为p和q（p+q=1），有性生殖产生的第二代个体有AA、 Aa和aa三种基因型，其频率分别为p2、2pq和q2，第二代的等位基因A和a的频率实际上没有变，仍然是p和q。这表明，有性生殖虽然使个体不能将其基因型不变地延续到下一代，但整个种群基因库的基因组成并不因有性生殖而发生变化。了解这一点对了解小进化是重要的。
引起种群遗传组成变化的第一个因素是基因突变。
第二代基因型AA的频率：
P′=P2+0．25Q2+0．5PQ+0．5PQ
P′=P2+PQ+0．25Q2
P′=（P+0．5Q）2
由于P+0．5Q恰为等位基因A的频率p，所以第二代基因型AA的频率为（P+0．5Q）2=p2。同样的程序可知，第二代基因型aa的频率为q2，基因型Aa的频率为2pq（参考Ridley，1993）。
于是可知，有性生殖种群在无突变、无迁移、无选择的情况下，一对等位基因A和a经过一代有性生殖后的频率变化见表7-3。
由上表可知，假定第一代亲本基因型为AA和aa，等位基因A和a的频率分别为p和q（p+q=1），有性生殖产生的第二代个体有AA、 Aa和aa三种基因型，其频率分别为p2、2pq和q2，第二代的等位基因A和a的频率实际上没有变，仍然是p和q。这表明，有性生殖虽然使个体不能将其基因型不变地延续到下一代，但整个种群基因库的基因组成并不因有性生殖而发生变化。了解这一点对了解小进化是重要的。
引起种群遗传组成变化的第一个因素是基因突变。
由上表可知，假定第一代亲本基因型为AA和aa，等位基因A和a的频率分别为p和q（p+q=1），有性生殖产生的第二代个体有AA、 Aa和aa三种基因型，其频率分别为p2、2pq和q2，第二代的等位基因A和a的频率实际上没有变，仍然是p和q。这表明，有性生殖虽然使个体不能将其基因型不变地延续到下一代，但整个种群基因库的基因组成并不因有性生殖而发生变化。了解这一点对了解小进化是重要的。
引起种群遗传组成变化的第一个因素是基因突变。
如果种群内发生突变是随机的（准确地说，相对于种群的适应进化方向而言，突变的方向和性质是不定的），那么，突变本身并不造成驱动种群基因频率定向的改变，即不产生突变压；如果发生定向突变，例如等位基因A以每世代为u的突变率变为等位基因a，回复突变不发生，或回复突变率V＜u，则突变本身构成驱动种群内基因频率定向改变的因素，即形成突变压。假设种群内等位基因A的初始频率p0=1，即全部个体的基因型为AA，经过n世代以后，等位基因A的频率由于突变而下降，这时A的频率
pn=p0（1-u）n
每一世代等位基因A的频率的改变量
Δp=p-p（1-u）=up
即等位基因A的频率以每世代-up的速率下降，此处的负数代表频率下降。另一方面，种群内等位基因a的频率q以每世代uP的速率增长。因此，突变可以看作是驱动进化的因素或进化的一个驱动力。突变率的高低可用来衡量这种力的大小，即通常所说的突变压。但高等动、植物的突变率低（每个基因每世代的突变几率为10-5数量级），单由突变压引起的种群基因频率的改变是很缓慢的。例如，假定突变率u=10-5，经过10代以后，等位基因A的频率pn=（1-0．00001）10，只减少0．5％。
引起种群遗传组成改变的第二个因素是种群成员的迁出和迁入。个体在种群间的迁移意味着种群间的基因交流，这会直接造成种群遗传组成的改变。改变的程度取决于迁移的规模和种群的大小。
单向的迁出，即种群成员的流失，也同时造成基因的流失。单向的迁入，即种群接受外来的个体，也同时引进新的基因。小种群发生较大规模的迁移时（无论是迁入还是迁出），种群遗传组成都会发生大的变动。
种群之间的双向迁移，即种群之间互有迁出和迁入，会引起种群间遗传差异的减少，种群内的变异量增大。
哈代-温伯格平衡原理只适用于大种群，而小种群中的有性过程往往造成遗传组成的飘移；环境波动、灾害以及其他偶然因素也可造成小种群遗传组成的大的变化。
造成种群进化改变的最重要的因素是选择（这里指的是自然选择）。选择是一个非随机因素，是种群遗传组成的适应性改变的主要原因。我们在后面要详细阐述。
引起种群遗传组成变化的其他因素还有繁殖方式，例如近交和远缘杂交。
在隔离状态下的小种群，自体受精的生物，运动能力有限和配子散布的限制以及婚配习性等都可能造成长期的近亲繁殖。长期近交的后果是种群遗传均一化，种群内变异量减少。这种状况有利于种群保持已获得的适应特征，却不利于适应变化的环境。
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