2019_2020學(xué)年高中生物第7章第2節(jié)現(xiàn)代生物進化理論的主要內(nèi)容1教案新人教版必修2201909271118

1、第2節(jié)現(xiàn)代生物進化理論的主要內(nèi)容(一)學(xué) 習(xí) 目 標核 心 素 養(yǎng)1解釋種群、基因庫和基因頻率的概念。2.種群基因頻率的計算和影響因素分析。(重、難點)3.解釋生物進化的實質(zhì)。(重點)1通過用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的變化，掌握基因頻率和基因型頻率的相關(guān)計算。2.結(jié)合某海島上殘翅和無翅昆蟲的形成過程等事實，闡明突變和基因重組是生物進化的原材料。3.通過探究自然選擇對種群基因頻率的影響，理解自然選擇決定生物進化的方向。一、種群是生物進化的基本單位1種群(1)概念：三要素(2)特點：種群是生物進化和繁殖的基本單位。2基因庫由一個種群中全部個體所含有的全部基因構(gòu)成。3基因頻率一個種群基因庫中，某個基因占

2、全部等位基因數(shù)的比率。二、突變和基因重組產(chǎn)生進化的原材料1可遺傳的變異的來源2可遺傳的變異是進化的原材料(1)可遺傳的變異的形成：基因突變產(chǎn)生的等位基因，通過有性生殖過程中的基因重組，可以形成多種多樣的基因型。(2)可遺傳的變異的特點(3)可遺傳的變異的結(jié)果：只提供了生物進化的原材料，不能決定生物進化的方向。3可遺傳的變異的利害性：變異的有利和有害是相對的，是由生存環(huán)境決定的。4種群基因突變數(shù)個體基因數(shù)×突變率×個體數(shù)。三、自然選擇決定生物進化的方向1原因：不斷淘汰發(fā)生不利變異的個體，選擇保留發(fā)生有利變異的個體。2選擇的對象(1)直接作用對象：個體的表現(xiàn)型。(2)實質(zhì)：決定

3、表現(xiàn)型的基因。3選擇的結(jié)果(1)生物性狀上：朝著有利變異的方向不斷進化。(2)基因上：種群基因頻率會發(fā)生定向改變。4進化的實質(zhì)：種群基因頻率的改變。判斷對錯(正確的打“”，錯誤的打“×”)1一個池塘中全部的魚是一個種群。()2生物進化的實質(zhì)是種群基因頻率的變化。()3自然選擇決定了生物變異和進化的方向。()4生物進化的原材料源于基因突變和基因重組。()5自然選擇過程中，直接受選擇的是表現(xiàn)型。()提示：1×一個池塘中的魚包括多個物種，而種群是同種生物所有個體的總和。23×生物變異是不定向的，自然選擇決定了生物進化的方向，但不能決定生物變異的方向。4×基因突

4、變、染色體變異和基因重組產(chǎn)生生物進化的原材料。5種群是生物進化的基本單位問題探究1在一個種群中隨機抽出一定數(shù)量的個體，其中基因型AA的個體占24%，基因型Aa的個體占72%，基因型aa的個體占4%。該種群中基因A和基因a的頻率分別是多少？提示：A%AA%1/2Aa%60%；a%aa%1/2Aa%40%。2某工廠有男女職工各200名，對他們進行調(diào)查時發(fā)現(xiàn)，女性色盲基因的攜帶者為15人，患者為5人，男性患者為11人。那么，這個群體中色盲基因的頻率為多少？提示：據(jù)題意分析，XBXb有15人，XbXb有5人，XbY有11人，所以，Xb共有36個，女性有2條X染色體，男性只有1條X染色體，所以等位基因總

5、數(shù)200×2200600。因此，Xb的基因頻率是36/600×100%6%。歸納總結(jié) 1以一對等位基因(A、a)和其組成的基因型(AA、Aa、aa)為例(1)A或a的基因頻率為×100%(2)AA或Aa或aa的基因型頻率為：×100%題型一已知調(diào)查的各種基因型的個體數(shù)，計算基因頻率某基因頻率×100%A×100%a×100%A、a為基因，AA、Aa、aa為三種基因型個體數(shù)。題型二已知基因型頻率求基因頻率常染色體上一個等位基因的頻率該等位基因純合子的頻率1/2×雜合子的頻率AAA1/2Aa；aaa1/2Aa。題型三X

6、染色體上基因的基因頻率的計算XY型性別決定的生物，基因在X染色體上，Y染色體上無等位基因，計算時只計X染色體上的基因數(shù)，不考慮Y染色體。ZW型性別決定也是這樣。例如：N表示個體數(shù)。Xb不涉及Y染色體，XBXb1。題型四利用哈代溫伯格定律，由基因頻率計算基因型頻率(1)成立前提種群非常大；所有雌雄個體之間自由交配；沒有遷入和遷出；沒有自然選擇；沒有基因突變。(2)計算公式當(dāng)?shù)任换蛑挥袃蓚€時(A、a)，設(shè)p表示A的基因頻率，q表示a的基因頻率，則基因型AA的頻率為p2，Aa的頻率為2pq，aa的頻率為q2。如果一個種群達到遺傳平衡，其基因型頻率應(yīng)符合：p22pqq21。誤區(qū)警示：伴X染色體遺傳病

7、中，男性中患者的表現(xiàn)型概率(色盲)相關(guān)基因型(XbY)的頻率相關(guān)基因(b)的頻率。2自交、自由交配與基因頻率改變的關(guān)系(1)自交是指基因型相同的個體交配，雌雄同株植物是指自花傳粉。結(jié)果是雜合基因型頻率降低，純合基因型頻率增加，在無選擇條件下，各基因頻率不變。(2)自由交配是指種群內(nèi)不同基因型的個體間相互交配。在無選擇的條件下，基因頻率、基因型頻率均保持不變，相關(guān)計算可按哈代溫伯格定律進行。(3)只要種群的基因頻率不變，即使基因型頻率改變，種群也未發(fā)生進化。1果蠅的長翅(V)和殘翅(v)由一對常染色體上的等位基因控制。假定某果蠅種群有20 000只果蠅，其中殘翅果蠅個體數(shù)量長期維持在4%，若再向

8、該種群中引入20 000只純合長翅果蠅，在不考慮其他因素影響的前提下，關(guān)于純合長翅果蠅引入后種群的敘述，錯誤的是()Av基因頻率降低了50%BV基因頻率增加了50%C雜合果蠅比例降低了50%D殘翅果蠅比例降低了50%B因該果蠅種群vv的基因型頻率為4%，由遺傳平衡定律公式算出v0.2，V0.8，進而計算出引入純種長翅果蠅前，基因型為vv的果蠅有0.04×20 000800(只)，基因型為Vv的果蠅有2×0.2×0.8×20 0006 400(只)，VV有0.8×0.8×20 00012 800(只)。引入20000只純合長翅果蠅后，基

9、因頻率v(800×26 400)/(40 000×2)0.1，V10.10.9，故A正確、B錯誤；因Vv、vv的數(shù)目不變，而該種群的總數(shù)增加一倍，所以Vv、vv的基因型頻率降低了50%，C、D正確。2在一個隨機交配的中等大小的種群中，經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)控制某性狀的基因型只有兩種：AA基因型的頻率為20%，Aa基因型的頻率為80%，aa基因型(致死型)的頻率為0。那么隨機交配繁殖一代后，AA基因型的個體占()A1/5B1/4C3/7D11/21C根據(jù)題干信息，親代中，A的基因頻率為20%80%×(1/2)60%，a基因的頻率為80%×(1/2)40%。隨機交配得到

10、的子一代的基因型及其比例為AAAaaa(60%×60%)(2×60%×40%)(40%×40%)36%48%16%。又因aa基因型為致死型，故隨機交配繁殖一代后，AA基因型的個體占36%/(36%48%)3/7?，F(xiàn)代生物進化理論的主要內(nèi)容問題探究1所有的變異都能導(dǎo)致種群基因頻率的改變嗎？為什么？提示：不是。只有可遺傳的變異才能影響種群基因的組成，才能改變基因頻率。2突變具有低頻性，還能為生物進化提供原材料嗎？提示：雖然突變的頻率低，但一個種群往往由許多個體組成，而每一個個體的每一個細胞內(nèi)都有成千上萬個基因，所以在種群中每一代都會產(chǎn)生大量突變。3生物進化的

11、實質(zhì)是什么？如何判斷一個種群是否發(fā)生了進化？提示：進化的實質(zhì)是種群基因頻率的改變。判斷的依據(jù)是種群基因頻率是否發(fā)生改變。歸納總結(jié) 1理解“可遺傳的變異”的含義(1)來源：基因突變、基因重組以及染色體變異。其中基因突變和染色體變異統(tǒng)稱為突變，都能產(chǎn)生新的基因型，但只有基因突變能產(chǎn)生新的基因。(2)數(shù)量大突變數(shù)大：突變的頻率雖然很低，但一個種群往往由許多個體組成，而且每一個個體的每一個細胞都含有成千上萬個基因，所以在種群中每一代都會產(chǎn)生大量的突變?；蛑亟M：基因突變產(chǎn)生的等位基因，通過有性生殖過程中的基因重組，可以形成多種多樣的基因型，從而使種群出現(xiàn)大量的可遺傳變異。(3)意義：為生物進化提供原材

12、料，但不能決定生物進化的方向。2自然選擇決定生物進化的方向(1)在自然選擇的作用下，具有有利變異的個體有更多的機會產(chǎn)生后代，種群中相應(yīng)基因的頻率會逐漸提高。具體過程是：種群中產(chǎn)生變異(不定向)(定向)基因頻率定向改變生物朝一定方向進化。(2)自然選擇的對象直接對象是生物的表現(xiàn)型。間接對象是相關(guān)的基因型。根本對象是與表現(xiàn)型相對應(yīng)的基因。(3)生物進化的實質(zhì)：種群基因頻率的改變。(4)生物進化的方向：變異是不定向的，自然選擇是定向的，定向的自然選擇決定了生物進化的方向。1下列有關(guān)變異和進化的說法中，正確的是()A自然選擇決定了基因突變的方向B若沒有外界因素的影響，基因就不會發(fā)生突變C自然界中即使沒

13、有突變發(fā)生，生物也會進化D在生物進化過程中，顯性基因頻率比隱性基因頻率增加得快C基因突變是不定向的，自然選擇決定生物進化的方向，但不能決定基因突變的方向，A錯誤；若沒有外界因素的影響，在生物體內(nèi)部因素的作用下，基因也會發(fā)生突變，B錯誤；突變和基因重組、自然選擇等都會導(dǎo)致種群的基因頻率發(fā)生變化，因此自然界中即使沒有突變發(fā)生，生物也會進化，C正確；在生物進化過程中，種群基因頻率總是變化的，而基因頻率的改變方向決定于自然選擇，顯性基因頻率與隱性基因頻率增加的快慢取決于哪種性狀表現(xiàn)更能適應(yīng)當(dāng)前環(huán)境，D錯誤。2樺尺蠖的體色受一對等位基因控制，其中黑色(S)對淺色(s)為顯性。將某樺尺蠖種群分成兩組，分別

14、遷移到A、B兩個區(qū)域，A地是煤炭工業(yè)重鎮(zhèn)，B地是閉塞的山區(qū)，數(shù)年后抽樣調(diào)查，結(jié)果如表所示。下列有關(guān)說法中不正確的是()區(qū)域SS(%)Ss(%)ss(%)A80182B2890AA地S基因的頻率為89%，B地S基因的頻率為6%BA地的大部分s基因突變?yōu)镾基因，故S基因的頻率升高C從上述材料得知生物進化的方向是由自然選擇決定的D從上述材料得知生物進化的實質(zhì)就是種群基因頻率的變化B由題干中的數(shù)據(jù)可知，A種群內(nèi)S基因的頻率(80×218)/(80×218×22×2)×100%89%，s基因的頻率189%11%：而B種群內(nèi)S基因的頻率(2×28

15、)/(100×2)×100%6%，s基因的頻率16%94%。可見A種群內(nèi)控制黑色的S基因的頻率較高，而B種群內(nèi)控制淺色的s基因的頻率較高，這些不同與這兩個種群的生活環(huán)境有關(guān)。A種群生活在污染嚴重的環(huán)境中，而B種群生活在基本未受污染的環(huán)境中?？梢娚镞M化的實質(zhì)是自然選擇使生物的基因頻率發(fā)生改變。課堂小結(jié)知 識 網(wǎng) 絡(luò) 構(gòu) 建核 心 語 句 歸 納1一個種群中全部個體所含有的全部基因稱為基因庫。2.種群是生物進化的基本單位。3.突變和基因重組產(chǎn)生進化的原材料。4.自然選擇決定生物進化的方向。5.生物進化的實質(zhì)是基因頻率的改變。1下列關(guān)于種群的敘述中，錯誤的是 ()A種群是生物進

16、化和繁殖的基本單位B一個池塘中的全部魚是一個種群C一個種群中的全部基因構(gòu)成該種群的基因庫D種群內(nèi)的個體會死亡，但基因庫卻可在代代相傳的過程中得到保持和發(fā)展B一個池塘中的全部魚一般都由多種不同的魚組成，屬于不同的物種，不能構(gòu)成一個種群。2根據(jù)現(xiàn)代生物進化理論判斷，下列說法正確的是()A自然選擇決定了生物變異和進化的方向B生物進化的實質(zhì)是種群基因型頻率的改變C種群內(nèi)基因頻率的改變在世代間具有連續(xù)性D種群內(nèi)基因頻率改變的偶然性隨種群數(shù)量下降而減小C變異是不定向的，自然選擇不能決定生物變異的方向，但能決定生物進化的方向，A錯誤；生物進化的實質(zhì)是種群基因頻率的改變，B錯誤；通過遺傳能使種群基因頻率的改變

17、在前后代保持一定的連續(xù)性，C正確；種群內(nèi)基因頻率改變的偶然性隨種群數(shù)量下降而增大，D錯誤。3在一次大風(fēng)暴后，有人搜集了100只受傷的麻雀，并把它們飼養(yǎng)起來，結(jié)果活下來64只。在死去的個體中，大部分是個體比較大、變異類型特殊的，下列有關(guān)敘述正確的是()A突變和基因重組決定生物進化的方向B自然選擇會改變種群的基因頻率C特殊的變異類型都是不利的D不產(chǎn)生變異的生物才能生存B突變和基因重組為生物的進化提供原材料，不決定進化的方向，A錯誤；自然選擇通過定向改變種群的基因頻率決定生物進化的方向，B正確；變異是不定向的，可能是有利的，也可能是有害的，利與害取決于環(huán)境，C錯誤；變異是普遍存在的，產(chǎn)生有利變異的個

18、體存活下來，產(chǎn)生不利變異的個體會在自然選擇中被淘汰，D錯誤。4某植物種群中，r基因純合的個體不能存活。已知該種群的基因型分別為YYRR、YyRR、yyRR、YYRr、YyRr、yyRr，它們的基因型頻率依次為30%、20%、20%、10%、10%、10%。則Y和y的基因頻率依次為()A55%和45%B45%和55%C27.5%和22.5%D22.5%和27.5%A基因頻率是該基因占所有等位基因數(shù)的比率，而與非等位基因無關(guān)，由題中數(shù)據(jù)可知，YY占40%，Yy占30%，yy占30%，所以Y的基因頻率為40%30%×(1/2)55%，y的基因頻率為45%。5在一個海島中，一種海龜中有的腳趾

19、是連趾(ww)，有的腳趾是分趾(Ww、WW)。連趾海龜便于劃水，游泳能力強，分趾海龜游泳能力較弱。開始時，連趾和分趾的基因頻率各為0.5，當(dāng)島上食物不足時，連趾的海龜更容易從海中得到食物。若干萬年后，W的基因頻率變?yōu)?.2，w的基因頻率變?yōu)?.8。(1)該種群中所有海龜所含有的全部基因稱為該種群的_，基因頻率發(fā)生變化后，從理論上計算，雜合子占分趾海龜?shù)谋壤秊開。(2)該種群中海龜多種多樣的類型來源于可遺傳的變異，但由于變異是_的，因此只為生物進化提供原材料，而進化的方向則由_決定。(3)該海龜種群_(填“是”或“否”)發(fā)生了進化，理由是_。解析(1)一個種群中所有個體所含的全部基因，稱為該種群的基因庫；由