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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一、教学目标1.知识方面⑴解释种群、种群基因库、基因频率等概念。⑵说明现代生物进化理论的主要内容。⑶举例说明共同进化和生物多样性形成的原因。2.情感态度与价值观方面⑴形成生物进化的观点和生物进化理论在发展的观念。3.能力方面⑴运用数学方法讨论种群基因频率的变化。⑵运用生物进化观点解释一些生物现象。二、教学重点和难点1.教学重点（1）种群、物种、基因频率、隔离等概念。（2）突变和基因重组、自然选择、隔离在生物进化过程中的作用。2.教学难点（1）基因频率的概念。（2）自然选择对种群基因频率的影响。（3）隔离在物种形成中的作用。三、教学方法问题导学法、讲授法、直观法四、教学课时4课时五、教学过程教学内容教师组织和引导学生活动教学意图第1课时一、种群基因频率的改变与生物进化问题探讨引导组织学生回答〖提示〗一个基因所控制的性状，对个体生存和繁殖后代的贡献越大，拥有该基因的个体就可能越多。思考讨论⑴种群是生物进化的基本单位上节课我们学习了达尔文自然选择学说的主要观点，下面请同学们依据该学说的基本观点，分析下面的情境：情景1：如果在灰色翅（基因型为aa）昆虫的群体中偶然出现一只绿色翅（Aa）的变异个体，且绿色比灰色更不容易被敌害发现。1.〖问〗根据达尔文“适者生存、不适者淘汰”的观点，该绿色个体能被选择下来吗？2.如果该绿色基因能很好的生活下来，他体内的A基因怎样才能传递给后代？〖总结性讲述〗讨论发现，出现有利变异个体内的有利基因只有在群体中，通过有性生殖才能世代延续，另外有利变异思考回答只有通过有性生殖，才能将基因传给子代，将基因A保留下来。体会对自然选择学说的修正是必然的。使学生初步了解，研究生物种群和物种基因库和基因频率计算基因频率思考与讨论个体的后代不一定能真实遗传。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，还需要研究群体的基因组成的变化，这个群体就是种群。〖问〗怎样的一群生物个体可以称为种群呢？一个生物的“种”或“物种”与种群又有什么区别呢？〖问〗性状是由基因控制的，研究生物的进化必须研究种群的基因组成和变化。如何分析种群的基因组成和变化呢？由此人们提出基因库和基因频率的概念。什么是基因库？基因频率的含义是什么？某昆虫种群中，绿色翅的基因为A,褐色翅的基因位a，调查发现AA、Aa、aa的个体分别占30%、60%、10%、那么A、a的基因频率是多少？〖提示〗1.（1）A配子占60%，a配子占40%。（2）子代基因型频率：AA占36%；Aa占48%；aa占16%。（3）子代种群的基因频率：A占60%；a占40%。（4）填表略。种群的基因频率会同子一代一样。2.对自然界的种群来说，这五个条件不可能同时都成立。例如，翅色与环境色彩较一致的，被天敌发现的机会就少些。3.突变产生新的基因会使种群的基因频率发生变化。基因A2的频率是增加还是减少，要看这一突变对生物体是有益的还是有害的。物种可以分布在自然界不同的区域，只有在可以发生随机交配、繁衍，使基因能够世代传递的一定区域内的同种全部个体的集合才是一个种群。的进化需要研究群体的基因组成及其变化。理解种群的概念。理解基因库和基因频率的概念。使学生学会计算基因频率的方法⑵突变和基因重组为生物进化提供原材料1、回忆变异类型________变异突变________________________________2、所有的变异都能导致基因频率的变化吗？只有________________________________。3、突变和基因重组对于种群遗传组成的改变一样吗？为什么？________。因为只有________才能出现新基因，才能丰富基因库，改变基因频率。________可以增加基因型的种类。4、在自然情况下，突变的频率很低，且多数有害，对生物进化有重要意义吗？例如：每个果蝇约有104对基因，假定每个基因的突变率都是10-5。若有一个中等数量的果蝇种群(约有108个个体)，请同学们计算出每一代出现的基因突变数是多少?基因突变数是________________________这说明种群中每代产生的基因突变的数量是很大的，并通过繁殖得到积累，成为基因频率改变的基础。而且突变的有利或有害并不是绝对的，它取决于生物的________。5、突变和基因重组产生的变异有方向吗？由于突变和基因重组都是________、________，因此它们只是提供了________，不能决定生物进化的方向。探究〖提示〗1.树干变黑会影响桦尺蠖种群中浅色个体的出生率，这是因为许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天敌捕食。2.是表现型。比如，天敌看到的是桦尺蠖的体色而不是控制体色的基因。三、自然选择决定生物进化的方向典型例题：例1：中心血防站调查了1788个MN血型的人，其中397人是M型(LMLM)，861人是MN型(LMLN)，530人是N型(LNLN)，请分别计算LM和LN的基因频率。解析：本题考查基因频率的计算方法。据题意可知，M型者含有两个LM基因，MN型者含有一个LM和一个LN基因，N型者含有两个LN基因。故本题应如此计算LM%=（2×397+861）/2×1788×100%=46.3%LN%=（861+2×530）/2×1788×100%=53.7%例2:根据现代生物进化理论．判断下列说法正确的是（）A．研究物种的迁徙规律，关键是研究一对雌雄个体的迁徙行为B．研究物种间的差异，关键是研究它们能否交配产生后代C．生物进化的过程，实质是基因频率变化的过程D．生物进化的方向．决定于生物变异的方向解析：现代生物进化理论认为，种群是生物进化的基本单位，因此研究的着眼点是种群，而不是个体。生物进化的过程实质就是种群基因频率变化的过程。生物进化的方向是由自然选择决定而非生物变异的方向决定，本题考查了对现代生物进化理论的理解。答案：C【自我诊断】●基础题1、下列哪项属于种群（）A、一个池塘中所有鱼类B、一块稻田里的所有昆虫C、一片草地的所有蒲公英D、分散在各湖泊、河流的鲤鱼2．(1)已知人眼的褐色(A)对蓝色(a)是显性。在一个30000人的人群中，蓝眼人3600人，褐眼人26400人，其中纯合体有1200人。那么，在这个人群中A和a的基因频率为()A、0.64和0.36B、0.36和0.64C、0.50和0.50D、0.82和0.18(2)种群的基因频率总是_________________的，其原因是()A、自然选择B、自然选择和遗传漂变C、自然选择、遗传漂变和迁移D、自然选择、遗传漂变、迁移、突变等(3)若一个种群中，某一性状的出现频率增加，这很可能()A、这个性状对环境具有很强的适应性B、该群体中具此性状的纯合体多C、这个性状的出现是由环境条件引起的D、控制这个性状的基因为隐性3．(1)马(2N=64)和驴(2N=62)杂交能产生后代称为骡子，能够正常发育，但不能生育，这种情况称之为()A、杂交育种B、人工诱变C、基因重组D、生殖隔离(2)产生这种情况的原因主要是()A、染色体结构发生变化B、马和驴的遗传物质有本质的区别C、发生突变D、减数分裂过程中联会紊乱4.现代生物进化理论认为：种群是生物进化的基本单位，突变和重组、选择、隔离是新物种形成的基本环节。其中新物种的形成的必要条件是()A、基因突变B、选择C、生殖隔离D、物种变化5.华南虎和东北虎两个亚种的形成是因为()A、地理隔离的结果B、生殖隔离的结果C、地理隔离和生殖隔离的结构D、基因突变和基因重组的结果6.用生物进化论的观点解释病菌的抗药性不断增强的原因是（）（多选）A、使用抗菌素的剂量不断加大，病菌向抗药能力增强方向变异B、抗菌素对病菌进行人工选择，生存下来的病菌都是抗药能力强的C、抗菌素对病菌进行自然选择，生存下来的个体都是抗药能力强的D、病菌中原来就的抗药性强的个体，在使用抗菌素的过程中淘汰了抗药性弱的个体7.据科学考察，海洋生物比陆地生物的进化速度缓慢，其原因是（）A.海洋生物比陆地生物低等B、海洋环境相对稳定C、海洋生物发生变异少D、海洋生物的变异个体生存机会少8．根据现代生物进化理论．判断下列说法正确的是（）A、生物进化的方向．决定于生物变异的方向B、生物进化的过程，实质是基因频率变化的过程C、研究物种间的差异，关键是研究它们能否交配产生后代D、研究物种的迁徙规律，关键是研究一对雌雄个体的迁徙行为9、.某海岛上生活着一群昆虫，经调查翅的长度和个体数的关系如右图曲线。后来该小岛上经常刮大风，若干年后再进行调查，你认为最能代表此时情况的曲线图是（）10、现代生物进化理论认为，突变和基因重组是产生进化的原材料，下列哪种变异现象不属于此类突变的范畴（）A．猫叫综合症B.高茎×高茎高茎、矮茎C.镰刀型细胞贫血症D.二倍体×四倍体三倍体六倍体●拓展题11．（1）19世纪中叶以来，随着英国重工业的发展，尺蛾中黑化蛾的比例越来越高。为了研究环境改变对尺蛾种群变化的影响，1950年科学工作者在英国的两个地区利用标志重捕法进行了调查，获得如下结果：项目地区白色蛾黑化蛾释放数回收数回收率释放数回收数回收率污染区641625．0％1548253．2％非污染区3935413．7％406194．7％请回答下列问题：①自然选择是的过程。②表中两组数据大于、大于共同支持“自然选择决定进化方向”这一论点。（2）生物20世纪50年代后，英国开始实行控制计划，大气环境污染得到了治理。请根据下图说出三者的变化关系并解释原因。12．滥用抗生素往往会导致细菌耐药性的产生。(1)细菌抗药性变异的来源属于。(2)尽管在细菌菌群中天然存在抗药性基因，但是使用抗生素仍可治疗由细菌引起的感染，原因在于菌群中。(3)细菌耐药性的形成是抗生素对细菌进行的结果，其内在实质是。(4)在抗生素的作用下，细菌往往只要一到两代就可以得到抗性纯系。而有性生殖的生物，淘汰一个原来频率较低的隐性基因，形成显性纯合子组成的种群的过程却需要很多代，原因是。参考答案：1、C2、（1）A（2）不断变化的D（3）A3、（1）D（2）D4、C5、A6、CD7、B8、B9、B10、B11（1）①适者生存，不适者被淘汰②53．2%25．0%13．7%4．7%（两组数据先后顺序可调换）（2）①由于煤烟排放量减少，SO2浓度逐年降低②由于SO2浓度降低，树干上地衣数量增多。原因是地衣对SO2敏感，因此SO2浓度降低，有利于地衣的生长。③由于地衣数量增多，黑化蛾频率逐年降低。原因是地衣颜色浅，黑化蛾易被鸟类捕食。12、(1)基因突变(2)有抗药性基因的个体占极少数(抗药性基因频率极低)(3)定向选择菌群中抗药性基因频率增加(4)隐性基因可通过杂合子保存下来1960年份相对值197019801990树干上地衣数量黑化蛾频率大气中SO2含量第2课时二.隔离与物种的形成二.隔离与物种的形成1、物种的概念：能在自然条件下相互交配并且产生可育后代的一群生物。2、隔离在物种形成中的作用3、隔离和物种形成：①主要方式－渐变式（经过长期的地理隔离而达到生殖隔离，形成新物种）一个种群新物种产生地质变迁多个小种群环境变化两种群相遇不能进行基因交流保留不同基因种群基因频率改变种群基因库和基因频率继续改变两种群相遇可能进行基因交流亚种多个亚种②不同物种间都存在隔离，物种的形成必须经过生殖隔离时期，但不一定要经过隔离，如爆发式：物种A杂交染色体加倍杂种植物异源多倍体（新物种）物种B〖小结〗种群小种群(产生许多变异)新物种资料分析1.由于这两个种群的个体数量都不够多，基因频率可能是不一样的。2.不一样。因为突变是随机发生的。3.不同岛屿的地形和植被条件不一样，因此环境的作用会有差别，导致种群基因频率朝不同的方向改变。4.不会。因为个体间有基因的交流。旁栏思考题最先在裸露的岩石上生长的植物往往是地衣，地衣的出现促进岩石的分解，形成土壤，为苔藓植物的生长创造条件。技能训练1.假说甲：红褐色鱼和金黄色鱼起源于同一种灰色鱼。假说乙：湖Ⅰ中原来只有红褐色鱼，湖Ⅱ中原来只有金黄色鱼，发