搜索
生物必修②·人教版新课标导学第七章现代生物进化理论第2节现代生物进化理论的主要内容学习目标课程标准1.理解种群、种群基因库、基因频率等概念。(重点)2．运用数学方法讨论种群基因频率的变化。(难点)3．说明现代生物进化理论的主要内容。(重点)4．举例说明共同进化和生物多样性形成的原因。1.解释种群、种群基因库、基因频率、物种、隔离等概念；2．运用数学方法讨论种群基因频率的变化；3．说明现代生物进化理论的主要内容；4．举例说明共同进化和生物多样性形成的原因；5．形成生物进化的观点和生物进化理论在发展的观念1自主学习2新知解读3指点迷津4核心素养5问题释疑6知识构建7训练巩固8课时作业自主学习•一、种群基因频率的改变与生物进化•1．种群的含义及特点•(1)含义：生活在一定区域的_____________________。•(2)特点：是生物进化的__________，彼此之间可以交配，并通过繁殖将_____________________。•2．基因库与基因频率•(1)基因库：一个种群中__________所含有的__________。•(2)基因频率：一个种群基因库中，某个基因占______________数的比率。•3．可遗传变异的来源：基因突变、__________和染色体变异，其中__________和____________统称为突变。同种生物的全部个体基本单位各自的基因传给后代全部个体全部基因全部等位基因基因重组基因突变染色体变异•4．可遗传变异是原材料的原因•(1)基因突变产生的__________，通过有性生殖过程中的__________，可以形成多种多样的__________，从而使种群出现大量的______________。•(2)由于突变和基因重组都是__________、__________，因此它们只是提供了生物进化的原材料，不能__________生物进化的方向。•5．在自然选择的作用下，种群的__________会发生__________，导致生物________________不断进化。等位基因基因重组基因型可遗传变异随机的不定向的决定基因频率定向改变朝着一定方向•二、隔离与物种的形成•1．物种的概念：能够在____________相互交配并且产生__________的一群生物。•2．隔离•(1)概念：不同__________间的个体，在__________下基因不能__________的现象。•(2)常见类型•①生殖隔离：__________之间一般是不能__________的，即使交配成功，也不能产生__________的现象。自然状态下可育后代种群自然条件自由交流不同物种相互交配可育后代•②地理隔离：________生物由于__________的障碍而分成不同的种群，使得种群间不能发生__________的现象。•3．以加拉帕戈斯群岛上地雀的进化为例，同一种地雀，从南美洲大陆迁来后，分布到不同的岛屿上，从而产生________隔离。•(1)内因：不同岛屿上的不同种群出现不同的突变和__________，而且不同种群之间不发生__________。•(2)外因：不同岛屿上的__________和__________互不相同，自然选择对种群__________发生的变化起的作用不同。•(3)结果：______________形成明显的差异，并逐步出现__________。同一种地理上基因交流地理基因重组基因交流食物栖息条件基因频率种群的基因库生殖隔离•三、共同进化与生物多样性的形成•1．生物与生物的共同进化•(1)任何生物都不是单独进化的，花矩细长的兰花有专门给它传粉的蛾，这两种生物的出现是__________的结果。•(2)捕食者与被捕食者：捕食者吃掉被捕食者中_______、_____________的个体，客观上起到促进__________的作用，此外，捕食者一般不会将所有的猎物都吃掉，否则自己也无法生存。•2．生物与无机环境变化的相互影响•由于地球上原始大气中是没有氧气的，因此最早出现的生物都是________的，最早的__________的出现，使得原始大气中有了氧气，这就为_______生物的出现创造了前提条件。共同进化年老病弱或年幼种群发展厌氧光合生物好氧•3．共同进化的含义•_________之间、________________之间在相互影响中不断____________。•4．生物多样性的内容：___________、___________和________________。•5．有些学者认为：大量的基因突变是__________，决定生物进化方向是__________的逐渐积累，而不是__________。•6．有些人认为：物种形成并不都是渐变的过程，而是种群__________与________________交替出现的过程。•7．在现有的生物进化理论中，影响最广泛和最深远的是以______________为核心的现代生物进化理论。不同物种生物与无机环境进化和发展基因多样性物种多样性生态系统多样性中性的中性突变自然选择长期稳定迅速形成新物种自然选择学说•1．一个池塘中的全部的鱼是一个种群吗？•提示：不是。一个池塘中的鱼包括多个品种，而种群是同种生物所有个体的总和。•2．新物种的产生一定经过地理隔离才产生生殖隔离吗？•提示：不一定。如二倍体西瓜与四倍体西瓜的产生经秋水仙素诱导就形成了不同的物种。•1．两个种群间的地理隔离一旦形成，这两个种群就属于两个物种。()•提示：长期的地理隔离达到生殖隔离，才形成两个物种。•2．新物种形成不一定经过隔离。()•提示：新物种形成一定经过生殖隔离。•3．若一个种群内的基因型频率发生了改变，则意味着该种群所属的生物发生了进化。()•提示：生物进化的实质是种群基因频率的改变。判断题××ו4．生物发生了进化，并不意味着一定形成新物种。()•5．生物多样性的形成导致共同进化。()•提示：共同进化导致生物多样性的形成。•6．捕食者的存在有利于增加物种的多样性。()√×√新知解读•1．种群、基因库和基因频率•(1)种群、基因库和基因频率•①概念：生活在一定区域的(即同一地点的)同种生物的全部个体。种群是生物得以繁殖后代的基本单位。•说明：把种群作为生物进化的基本单位的原因是：种群是生物繁殖的基本单位。知识点1生物进化的实质是种群基因频率的改变•②理解：•a．对于种群的概念，首先要抓住两个要素，一是“同种”，二是“全部”。如：树、鱼、鸟、蛇等都不是物种名，松树、竹子等也都不是具体的物种，而各是一类生物。一类生物可有很多种，如松树有马尾松、红松、白皮松等种。金环蛇、黑眉锦蛇、眼镜蛇是种，而蛇不是种。•b．种群具有时空限制，离开一定的空间和时间，种群是不存在的。如：徐州云龙湖冬季有野鸭种群，不能说什么季节都有野鸭种群。•c．种群不是个体的简单相加、机械地结合在一起，因为一个种群内的个体相互间不是孤立存在的，而是通过种内关系组成了一个有机的整体。个体之间彼此可以交配，并通过繁殖将各自的基因传递给后代，因此，从宏观方面看，种群是生物繁殖的基本单位，从微观方面看，生物进化的实质是种群基因频率的改变。所以它又是进化的基本单位。•(2)种群的基因库•①概念：一个种群中全部个体所含有的全部基因，叫做种群的基因库。•警示：一个种群的某个个体所含有的全部基因不能叫做种群的基因库。•②每一个种群都有自己的基因库，种群中的个体有生有灭，而基因库却在前后代遗传过程中保存和发展。•(3)种群基因频率•①概念：在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率。•②计算：先分别求出某种基因的个数和全部的控制同种性状的等位基因的总数(可通过随机取样而获得)，然后按下列公式计算，其比即为某基因在该种群的基因频率。基因频率＝某种基因的数目控制同种性状的等位基因的总数×100%•③假设条件下的计算方法•假设种群非常大，雌雄个体间都能自由交配，没有大量的迁入和迁出，没有对该等位基因决定的性状的优胜劣汰，我们就可以根据基因频率计算基因型频率，反之亦可。•具体算法是：•a．已知A基因的频率是A%，a基因的频率是a%，则该种群中基因型是AA的个体占A%×A%，基因型是aa的个体占a%×a%，基因型是Aa的个体占A%×a%×2。b．已知某种群中基因型是AA的个体占X%，则A基因的频率是X%，a基因的频率是1－X%；或已知基因型是aa的个体占Y%，则a基因的频率是Y%，A基因的频率是1－Y%。2．突变和基因重组产生进化的原材料(1)可遗传变异是生物进化的原材料①来源：基因突变、基因重组和染色体变异。②基因突变和染色体变异统称为突变。③突变能为生物进化提供原材料。•a．突变的普遍性：无论是低等生物，还是高等生物以及人，都可能发生基因突变。•b．突变的低频性：在自然状态下，基因突变的频率是很低的。但是，由于种群由许多个体组成，每个个体的每一个细胞内都有成千上万个基因，这样每一代就会产生大量的突变。•c．突变的多害少利性：虽然大多数基因突变对生物是有害的，但是，突变对生物体有害或者有利并不是绝对的，它取决于生物的生存环境。•(2)可遗传变异不能决定进化的方向•①突变和基因重组使种群的基因频率发生不定向的改变。•由于基因突变是不定向的，突变的结果可产生相应的等位基因。如前所述，假如人的23对同源染色体上都有一对等位基因，通过减数分裂和受精作用，在后代中则可产生6×107个以上基因重组类型，使种群中出现大量的可遗传变异，从而使突变基因频率扩增。由于这些变异的产生是不定向的，故无法定向改变基因频率。•②由于突变和基因重组都是随机的、不定向的，因此它们只是提供了生物进化的原材料，不能决定生物进化的方向。•知识贴士•生物进化中，自然选择是定向的，它使基因频率的改变也是定向的，而变异是不定向的。•据某生物研究性学习小组调查，某校学生中基因型比例为XBXB∶XBXb∶XbXb∶XBY∶XbY＝44∶5∶1∶43∶7，则Xb的基因频率为()•A．13.2%B．5%•C．14%D．9.3%D•[解析]基因频率是指一个种群基因库中某个基因占全部等位基因数的比率。Xb的基因频率＝Xb/(XB＋Xb)×100%(因为B、b只位于X染色体上，Y染色体上没有)。女性体内有两条X染色体，因此有两个此类基因(包括B和b)，男性体内只有1条X染色体，因此只有1个此类基因(B或b)。•被调查的种群中，Xb：5%＋1%×2＋7%＝14%；XB＋Xb：44%×2＋5%＋43%＋5%＋1%×2＋7%＝150%。所以，Xb的基因频率＝Xb/(XB＋Xb)×100%＝14%/150%×100%＝9.3%。•〔变式训练1〕已知人眼的褐色(A)对蓝色a是显性。在一个有30000人的人群中，蓝眼中有3600人，褐眼的人26400人，其中褐眼纯合子有12000人。那么在这一个人群中A和a基因频率分别为()•A．0.64和0.36B．0.36和0.64•C．0.50和0.50D．0.82和0.18A[解析]PA＝2nAA＋nAa2nAA＋nAa＋naa×100%＝2×12000＋26400－120002×30000＝0.64，则Pa＝1－0.64＝0.36。•1．物种的概念•能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物称为一个物种，简称“种”。•2．隔离在物种形成中的作用•(1)隔离的概念：指不同种群间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。常见的有地理隔离和生殖隔离。知识点2隔离与物种形成的必要条件原始类型――→突变、重组变异类型――→隔离变异积累形成新物种•(2)生殖隔离：指不同物种之间一般不能相互交配，即使交配成功，也不能产生可育的后代，这种现象叫生殖隔离。•生殖隔离产生的根本原因是种群基因库的差异。如山羊和绵羊的杂种不活、马和驴的后代不育。•(3)地理隔离：同一种生物由于地理上的障碍，使得种群间不能发生基因交流的现象。如：东北虎和华南虎。•注意：东北虎和华南虎仅是地理隔离，没有生殖隔离，是同一物种的两个不同亚种。•地理隔离造成