生物浙科版素材：課堂探究第五章第二節(jié)進(jìn)化性變化是怎樣發(fā)生的

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精課堂探究探究1:當(dāng)生物生存的環(huán)境變化時,生物朝著多個方向發(fā)生基因突變，但生物進(jìn)化的方向卻是單向的，怎樣理解生物的進(jìn)化？從宏觀(性狀）上看,進(jìn)化過程為適者生存，不適者被淘汰；從微觀（基因）上看，進(jìn)化過程為淘汰不利變異的基因，并保留有利變異的基因，使其通過遺傳逐漸得到積累.由此可見，種群產(chǎn)生的變異是不定向的，經(jīng)過長期的自然選擇和種群的繁殖使有利變異基因不斷積累，不利變異基因逐代淘汰，使種群的基因頻率發(fā)生了定向改變，導(dǎo)致生物朝一定方向緩慢進(jìn)化。故定向的自然選擇決定了生物進(jìn)化的方向。探究2：物種和種群的區(qū)別與聯(lián)系（1）區(qū)別種群物種概念生活在同一地點的同種生物的一群個體.種群是生物進(jìn)化和繁殖的單位。同一種群內(nèi)的個體之間可以進(jìn)行基因交流分布在一定自然區(qū)域內(nèi)，具有一定的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能，在自然狀態(tài)下能夠相互交配和繁殖,并且能夠產(chǎn)生可育后代的一群生物個體范圍較小范圍內(nèi)的同種生物的個體分布在不同區(qū)域內(nèi)的同種生物的許多種群組成判斷標(biāo)準(zhǔn)種群必須具備“三同”：同一時間、同一地點、同一物種主要是形態(tài)特征和能否自由交配并產(chǎn)生可育后代（2)聯(lián)系一個物種可以包括許多種群（如同種鯽魚可以生活在不同的池塘、湖泊中，形成一個個彼此被陸地隔離的種群），同一個物種的多個種群之間存在著地理隔離，長期發(fā)展下去可成為不同亞種，進(jìn)而可能形成多個新種。它們的關(guān)系可通過下圖理解。探究3：突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料(1)可遺傳的變異為生物進(jìn)化提供了原材料。①可遺傳的變異來源于基因突變、基因重組以及染色體變異。其中染色體變異和基因突變統(tǒng)稱為突變。②突變的頻率雖然很低,但一個種群往往有許多個體組成,而且每一個個體中的每一個細(xì)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.（2)基因突變能夠產(chǎn)生新的基因.基因突變、基因重組和染色體變異都能產(chǎn)生新的基因型，都屬于可遺傳的變異，但只有基因突變能產(chǎn)生新的基因（等位基因）.（3）生物的變異是否有利取決于它們的生存環(huán)境,同樣的變異在不同的生存環(huán)境中可能有利，也可能有害。探究4:基因頻率與基因型頻率（1）基因頻率是某種基因在某個種群中出現(xiàn)的比例.在實際計算中往往通過抽樣調(diào)查的方法獲得,其計算公式為：（2)基因型頻率是某種特定基因型的個體占群體內(nèi)全部個體的比例.其計算公式為:例如：設(shè)二倍體生物個體中有兩個等位基因A和a，假設(shè)種群中共有N個個體，而AA、Aa、aa三種基因型的頻率分別是n1、n2、n3，那么種群中A基因的頻率和AA基因型的頻率分別是:相信謊言的人必將在真理中喪生。——喬·赫伯特A基因的頻率或AA基因型的頻率（3）兩者聯(lián)系從以上基因頻率和基因型頻率的計算公式可看出：①在種群中一對等位基因的頻率之和等于1，基因型頻率之和也等于1.②一個等位基因的頻率＝該等位基因純合子的頻率＋1/2雜合子的頻率.如：已知AA％＝30%，Aa%＝60%,aa%＝10%，則有：A％＝AA%＋1/2×Aa%＝30%＋1/2×60％＝60％a％＝aa%＋1/2×Aa％＝10%＋1/2×60％＝40％（或a%＝1－A%＝1－60％＝40％）題例領(lǐng)悟【例題1】轉(zhuǎn)基因抗蟲棉可以有效地用于棉鈴蟲的防治。在大田中種植轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的同時，間隔種植少量非轉(zhuǎn)基因的棉花或其他作物，供棉鈴蟲取食。這種做法的主要目的是(）A.維持棉田物種多樣性B.減緩棉鈴蟲抗性基因頻率增加的速度C.使食蟲鳥有蟲可食D。維持棉田生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動解析:從自然選擇的角度看，抗蟲棉在有效防治棉鈴蟲的同時，也對棉鈴蟲的抗性進(jìn)行了選擇,將會使棉鈴蟲抗性基因頻率增加，使防治效果越來越差.所以這種做法的主要目的是減緩棉鈴蟲抗性基因頻率增加的速度。答案：B領(lǐng)悟如果不間隔種植其他作物,只種植抗蟲棉，則選擇方向單一，棉鈴蟲生存壓力大。一段時間后必然使棉鈴蟲種群中抵抗抗蟲棉的個體逐漸增多,抗蟲棉就不再抗蟲.【例題2】狼和鹿是捕食者和被捕食者的關(guān)系，從進(jìn)化的角度分析下列說法，不正確的是（)A.狼在客觀上起著促進(jìn)鹿發(fā)展的作用B.狼的存在有利于增加物種多樣性C。鹿奔跑速度的加快可加速狼的進(jìn)化D。鹿的進(jìn)化速度比狼的進(jìn)化速度快解析：任何一個物種都不是單獨(dú)進(jìn)化的，不同物種之間在相互影響中共同進(jìn)化和發(fā)展.狼和鹿互為對方的生物環(huán)境，對對方進(jìn)行著選擇.相互選擇的結(jié)果使雙方都朝著快速奔跑的方向進(jìn)化，它們的進(jìn)化速度是相對的，不能說誰快誰慢。答案:D領(lǐng)悟（1）在自然選擇作用下，生物種群的基因頻率發(fā)生定向改變,導(dǎo)致生物的進(jìn)化.（2）隔離可導(dǎo)致新物種的形成.【例題3】2008江蘇高考，11某植物種群中，AA個體占16%，aa個體占36%，該種群隨機(jī)交配產(chǎn)生的后代中AA個體百分比、A基因頻率和自交產(chǎn)生的后代中AA個體百分比、A基因頻率的變化依次為（)A.增大，不變；不變，不變B。不變，增大；增大,不變C.不變，不變；增大,不變D。不變，不變；不變，增大解析:由題意知該種群是隨機(jī)交配的種群，沒有選擇，所以基因頻率不變，A＝40％，a＝60%.隨機(jī)交配后AA＝40%×40％＝16%.該種群自交,沒有選擇，基因頻率不變，純合子概率增加。答案:C領(lǐng)悟在一個大的隨機(jī)交配的種群里，若沒有突變、沒有遷移、沒有選擇,種群的基因頻率不變,該種群沒有進(jìn)化.進(jìn)化的實質(zhì)是種群基因頻率的改變。課堂反饋1.生物進(jìn)化中，自然選擇的作用主要有利于下列何種情況的生物進(jìn)化（）A。幼小生物B.生物個體C。生物細(xì)胞D。生物物種解析：自然選擇以微小的不定向變異為原始材料，通過生存斗爭來保存和積累有利的變異,經(jīng)過許多代才能形成新物種。而生物個體在自然選擇中可能大量地被淘汰,只有產(chǎn)生適應(yīng)環(huán)境的變異類型才能生存下來并演變進(jìn)化成新的物種，所以說,自然選擇的作用主要是有利于生物物種的進(jìn)化發(fā)展。答案：D2.下列關(guān)于物種的說法，正確的是（）A.馬和驢可以繁殖后代,所以馬和驢是同一物種B。山羊和綿羊是同一物種C.分布在一定自然區(qū)域內(nèi)的蜻蜓是一個物種D.在自然狀態(tài)下,能相互交配并繁殖出可育后代的一群生物個體解析：物種是指分布在一定的自然區(qū)域，具有一定的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能，而且在自然狀態(tài)下能夠相互交配和繁殖,并能夠產(chǎn)生出可育后代的一群生物個體。馬和驢雖能交配，但其后代不育;山羊和綿羊不能自由交配；蜻蜓并非只有一種.答案：D3。下列關(guān)于種群的概述,錯誤的是（）A.生物進(jìn)化的基本單位是種群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.種群也是生物繁殖的基本單位解析:種群是在一定的空間和時間內(nèi)同種生物個體的總和，它必須是同一物種的生物組成的整體。答案:B4。下列關(guān)于物種的描述錯誤的是(）A。物種是形態(tài)上類似的,彼此能交配并產(chǎn)生可育后代的，要求類似環(huán)境條件的生物個體的總和