种群基因频率的改变与生物进化之间有怎样的联系？基因频率如何计算？这节课上出现了许多新的概念和知识，福建教师招考信息网整理了此篇教案，帮助大家梳理教学思路。

 一、教学目标

（一）知识与技能 

1.解释种群概念。 

2.简述基因频率的概念及基因频率的计算方法。 

3.说明突变和基因重组为生物进化提供原材料，自然选择作用可以使种群基因频率发生定向改变。

（二）过程与方法

互动式教学模式，教师提供讨论素材，组织引导学生讨论，最后由师生共同总结。 

（三）情感态度与价值观 

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”的观念，帮助学生树立辩证唯物主义的认识观。

二、教学重难点

（一）教学重点

1.种群是生物进化的基本单位。

2.基因频率的概念及计算。 

3.突变和基因重组、自然选择在生物进化过程中的作用。

（二）教学难点

1.基因频率的概念及计算。   

2.自然选择对种群基因频率的影响。

三、教学方法

案例分析法、探究法

四、教学过程 

导入：个体的生命周期是有限的，适应环境的基因只有在群体中通过生殖才能延续。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，还需要研究整个群体基因组成的变化。 

（一）种群

1.种群概念：生活在一定区域的同种生物的全部个体。 

2.概念理解： 

1）两个要素：“同种”和“全部” 

2）一个条件：“一定区域” 

3）两个方面：种群是生物繁殖的基本单位；种群是生物进化的基本单位。 

（二）种群基因频率的变化

1.基本概念 

1）基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因，叫做这个种群的基因库。 

2）基因频率：在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率，叫做基因频率。

3）基因型频率：在一个种群中，某种基因型个体在某种群中出现的频率。

2.基因频率的有关计算：基因频率的计算往往采用抽样统计的方法。

1）已知调查的各种基因型的个数计算基因频率：

假设从某个昆虫种群中随机抽取100个个体，测得基因型为AA、Aa、aa的个体分别是30、60、10，计算基因的频率。 

A基因的数量=2×30+60=120个；a基因的数量=2×10+60=80个

A基因的频率=（60+60）/200=60%；a基因的频率=（20+60）/200=40%。 

某种基因的频率=该种群中此基因的数量/该种群中此基因和等位基因数的总和 

2）已知基因型频率求基因频率 

假设某个昆虫种群中有30%的AA、60% 的Aa、10%的aa，计算基因的频率。 

A基因频率=30％+(1/2)×60％=60％；a基因频率=10％+(1/2)×60％=40％  

某种基因频率=该基因纯合体基因型的频率+该基因杂合体基因型的频率×1/2。种群中一对等位基因的频率之和为1

3）遗传平衡定理 

假设从某个昆虫种群中随机抽取100个个体，测得基因型为AA、Aa、aa的个体分别是30、60、10，计算基因的频率。 

假设上述昆虫的种群满足以下几点: 

① 该种群非常大； 

② 所有的雌雄个体都能进行自由交配并产生后代；

③ 没有迁人和迁出； 

④ 自然选择对不同表现型的个体作用等效； 

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。

根据孟德尔的分离规律计算，这个种群的基因A和基因a的频率将永远保持不变，基因型的频率也会一直保持不变。这就是著名的遗传平衡定理——也称哈代—温伯格定理：由英国科学家哈代和德国科学家温伯格分别单独提出，在一个极大的随机交配的种群中，在无突变、无自然选择、无迁入迁出的条件下，种群的基因频率可以世代相传，不发生变化，保持平衡。

3.总结：遗传平衡所指的种群是理想的种群，在自然条件下，这样的种群是不存在的，这也从反面说明了，自然界中种群的基因频率一定会发生变化，也就是说种群的进化是必然的。

（三）突变和基因重组是产生进化的原材料 

师：自然界中生物的自然突变频率很低，而且一般对生物体是有害的。为什么还能够作为生物进化的原材料？

结论：种群是由许多个体组成的。每个个体都有成千上万个基因，虽然每个基因的突变率都很低，但每个种群的每一代都会产生大量的突变基因，所以对于种群来说发生突变的数量是很大的。

师：突变和基因重组能否决定生物进化方向？

结论：突变和基因重组都是随机的，不定向的，它只为进化提供原材料，不能决定生物进化的方向。

（四）自然选择决定生物进化的方向 

探究分析：从19世纪到20世纪，桦尺蠖由于环境改变使S（黑色）和s（浅色）基因频率如何变化？ 

结论：自然选择使桦尺蠖种群中基因频率定向改变。由此可见，种群中产生的变异是不定向的，经过长期的自然选择，其中的不利变异被不断淘汰，有利变异则逐渐积累，从而使种群的基因频率发生定向改变，导致生物朝着一定的方向缓慢地进化。因此，生物进化的方向是由自然选择决定的。

小编提示：本节课围绕种群和生物进化两个中心概念展开，可以通过课堂总结帮助学生提取重点知识，便于学生消化理解。

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