高中生物第七章现代生物进化理论7.2现代生物进化理论的主要内容学案新人教版.docx

现代生物进化理论的主要内容【教学目标】 （1）解释种群、种群基因库、基因频率等概念。 （2）说明现代生物进化理论的主要内容。 （3）举例说明共同进化和生物多样性形成的原因。 【教学重、难点】（1）种群、基因库、基因频率概念；（2）突变和基因重组在生物进化过程中的作用。【教学过程】一、学生自主探究：一、种群基因频率的改变与生物进化（一）种群是生物进化的基本单位1种群的概念生活在一定区域的 生物的全部个体。种群中的个体并不是机械地集合在一起，而是彼此可以交配，并通过繁殖将各自的基因传给后代。 种群是生物 的基本单位，也是生物 的基本单位2基因库、基因频率的概念基因库：一个种群中 个体所含有的 基因。基因频率：在一个种群基因库中，某个基因占全部 基因数的比率。基因频率= 基因型频率=例: 如某昆虫种群中决定翅色为绿色的基因为A，决定翅色为褐色的基因为a，从种群中随机抽出100个个体，测得基因型为AA、Aa和aa的个体分别是30、60和10个。那么， A和a的基因频率是多少?A的基因频率=a的基因频率=A的基因频率+a的基因频率=AA频率+Aa频率+aa频率=规律：a、子代的基因频率、基因型频率都保持不变。（理想状态）b、A的基因频率= = （理想状态）理想状态：种群非常大、自由交配、无基因突变、无自然选择、无迁入和迁出3影响种群基因频率的因素：自然选择、基因突变、基因重组、迁入和迁出等4进化的实质： 练一练：（1）aa=0.49，求A、a的基因频率？（2）aa=0.49，Aa=0.2，求A、a的基因频率？（3）色盲调查XBXB、XBXb、XbXb、XBY、XbY的基因型频率分别为44%、 5%、 1%、43% 、7%，求XB和Xb的频率？（二）突变和基因重组产生生物进化的原材料 可遗传变异 1生物自然突变的频率很低，为什么还能够作为生物进化的原材料？原因：_ 每代产生大量的基因突变例：一个果蝇约有104对基因，假定每个基因的突变率都是105，若有一个中等数量的果蝇种群（约有108个个体），那么每一代出现基因突变数是多少呢？2突变的有害和有利并不是绝对的，往往取决于 例：经常刮大风的小岛上：长翅 无翅3突变过程产生_， 有性生殖中 形成 _ 产生了生物进化的原材料 突变是_突变、基因重组只是_， 决定生物进化的方向探究：自然选择对种群基因频率变化的影响桦尺蠖种群中s(决定浅色性状)基因的频率为什么越来越低呢？假设：你能根据前面所学知识做出假设吗？自然选择可以使种群的基因频率 改变。1870年桦尺蠖的基因型频率为SS 10% ； Ss 20%； ss 70%，在树干变黑这一环境条件下假如树干变黑不利于浅色桦尺蠖的生存，使得种群中浅色个体每年减少10%，黑色个体每年增加10%，以后的几年内，桦尺蠖种群每年的基因型频率与基因频率是多少？第1年第2年第3年第4年基因型频率SS10%11.5%Ss20%22.9%ss70%65.6%基因频率S20%23%s80%77%提示：假设第1年种群个体数为100个，当黑色 （表现型） 个体每年增加10%时，基因型为SS （黑色）个体第2年将会增加到11个，基因型为Ss （黑色） 个体第2年将增加到22个，基因型为ss （浅色） 个体第2年将减少到63个。第2年种群个体总数为96个，基因型SS的频率是1196=11.5%；基因型Ss的频率是2296=22.9%；基因型ss的频率是6396=65.6% （三）自然选择决定生物进化的方向二、隔离与物种的形成(一)物种的概念：1能够在自然状态下互相 ，并且产生 后代的一群生物。2隔离：不同 间的个体，在自然条件下 不能自由交流的现象。生殖隔离：不同物种之间一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能产生可育的后代的现象。地理隔离：同一种生物由于地理上的障碍而分成不同的种群，使得种群间不能发生基因交流的现象。【思考】1.如果这两个鱼塘的鱼都是鲤鱼，它们属于一个种群还是两个种群？两个鱼塘的鱼能够发生基因交流吗？为什么？ 2. 狮虎 狮虎兽 说明了什么？ 3. 马（64条染色体）驴（62条染色体） 骡（63条染色体） 说明了什么？ 4. 东北虎和华南虎之间存在什么隔离？ （2） 隔离在物种形成中的作用 加拉帕戈斯群岛上的地雀 地理隔离 阻断基因交流 在不同的突变、基因重组和自然选择作用下 基因频率向不同方向发生改变 种群的基因库出现差异 差异进一步加大 生殖隔离 新物种形成 隔离是物种形成的 新物种形成的标志是 【小结】物种的形成方式：地理隔离不同种群基因频率向不同方向定向改变（ 方向不同）1长期地理隔离导致生殖隔离。（常见方式）如：加拉帕戈斯群岛上地雀的形成（ 方向不同） 如：同一物种 多个小种群 并逐步出现（ ）（ ）不同新物种 2不经地理隔离，直接形成新物种。如：植物多倍体的形成。例：四倍体西瓜的形成三、共同进化与生物多样性的形成（一）共同进化：1概念：不同 之间， 之间在相互影响中不断进化和发展，这就是共同进化。2意义：形成了不同的 和多种多样的 。实例1：在自然界，一种植物专门由一种昆虫传粉的情形很常见。实例2：你可能看过电视上猎豹追捕斑马的镜头。在这个过程中，由于相互选择，猎豹和斑马中跑得快的个体生存下来，跑得慢的个体被淘汰，使猎豹和斑马的奔跑速度都加快。捕食者的存在是不是对被捕食者有害无益呢？捕食者所捕食的大多是被捕食者中年老、病弱或年幼的个体，客观上起到促进种群发展的作用。“精明的捕食者”策略：捕食者一般不能将所有的猎物吃掉，否则自己也无法生存。“收割理论”：捕食者往往捕食个体数量多的物种，这样就会避免出现一种或少数几种生物在生态系统中占绝对优势的局面，为其他物种的形成腾出空间，有利于增加物种的多样性。实例3 原始大气中是没有氧气的，最早出现的生物都是厌氧的；随着光合生物的出现，使得原始大气中有了氧气，为好氧生物的出现创造了前提条件。这体现了谁和谁的共同进化？（二）生物多样性的形成：（3） 生物进化理论在发展：1. 中性进化理论：大量的基因突变是中性的，自然选择对这些基因突变不起作用，决定生物进化方向的是中性突变的逐渐积累，而不是自然选择.2. 骤变论：提出物种形成并不都是渐变的过程,而是种群长期稳定与迅速形成新种交替出现的过程.3. 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。三、小组讨论：1树干变黑会影响桦尺蠖种群中浅色个体的出生率吗？为什么？2在自然选择过程中，直接受选择的是基因型还是表现型？为什么？结论：在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生 改变，导致生物朝着一定的方向不断 。3生物多样性的内容主要包括哪三个层次？4形成生物多样性的原因是什么？5研究进化历程的主要依据是什么？6最早出现的生物是哪一类生物？它们生活在什么环境中？7多细胞生物大约是什么时期出现的？它们生活在什么环境中？8最早登陆的生物是植物还是动物？为什么？ 9同今天你所看到的地球相比，寒武纪时地球上的生态系统有什么特点？10恐龙是什么时候灭绝的？恐龙的灭绝对生物多样性会产生怎样的影响？生物进化的历程：原核生物 无性生殖 简单 水生 低等 11用基因频率求解遗传题必须满足的条件是什么？ 12种群基因频率定向改变肯定导致新物种的产生吗？ 13细菌抗药性增强是（人工、还是自然选择）的结果? 14八倍体小黑麦是新物种吗？ 15现代进化理论比达尔文自然选择学说有了哪些方面的发展？ 16农作物品种=物种吗？ 17先有鸡还是先有蛋？ 限时训练：1我国航天科研工作者成功培育出了“太空花”。下列相关叙述不正确的是（ ）A培育“太空花”的原理是基因突变B从飞船上带回的实验植物并非都长成如愿的美丽“太空花”C“太空花”是地球上原本不存在的物种D“太空花”的出现丰富了自然界的基因种类2目前在超市中无公害蔬菜很多，也很受市民的欢迎。这些无公害蔬菜在生产中，不使用农药、杀虫剂和化肥等。假如在蔬菜的生产中长期使用某种杀虫剂其结果是（ ）A杀虫剂诱发了害虫抗药性基因的产生，使害虫的抗药性增强B杀虫剂对害虫具有选择作用，使抗药性害虫的数量增加C使用杀虫剂的剂量不断加大，害虫向抗药性能力增强方向定向变异D害虫全部消失，最终导致某些害虫的物种灭绝3现代生物进化理论认为，突变和基因重组产生生物进化的原材料。下列哪种现象不属于此类变异的范畴（ ）A无子西瓜B（豌豆）高茎（自交）高茎：矮茎=3:1C猫叫综合征D红眼果蝇种群中偶尔出现了一只白眼果蝇4马达加斯加岛与非洲大陆只相隔狭窄的海面，但两地生物种类却有许多不同，造成这种现象的原因是（ ）A他们的祖先不同B自然选择的方向不同C变异的方向不同D岛上的生物未进化5最新自然载文：科研人员从一种溶杆菌属的细菌中提取一种新型抗生素（Lysocin E）， 它能对抗常见抗生素无法对付的超级细菌-耐甲氧西林金黄色葡萄球菌。下列相关叙述 正确的是（ ）A超级细菌-耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的抗药性变异来源于突变、基因重组或染色体B按照现代进化理论解释超级细菌形成的实质是自然选择使耐药性变异定向积累的结果C“耐甲氧西林金黄色葡萄球菌”这一超级细菌的形成意味着该种群一定发生了进化D施用新型抗生素（Lysocin E）会使耐甲氧西林金黄色葡萄球菌种群消亡6如果基因型为AA、Aa、aa的一个种群后代，在某一环境中的生存能力或竞争能力是AA=Aaaa，则在长期的选择过程中，下列说法错误的是（ ）A这对等位基因中A基因所控制的性状更适应环境BA的基因频率将逐渐增加，而a的基因频率将逐渐下降C在持续选择条件下，a基因的频率不可能降为0DAA的基因型频率增加，aa基因型频率下降，Aa基因型频率不变7对某校学生进行色盲遗传病调查研究后发现：700名女生中有患者20人、携带者80人，800名男生中有患者60人，那么该群体中色盲基因的频率是（ ）A82% B71% C68% D54%8“虎狮兽”是由雄虎和母狮杂交产生的后代。下列对此现象的叙述正确的是（ ）A虎狮兽属于动物中的一个新物种B虎狮兽再与虎或狮杂交，均能生出杂种后代C雄虎与母狮能杂交且能产生后代，所以不属于生殖隔离D虎狮兽无繁殖能力，因为其细胞核中无同源染色体9农药DDT抗性家蝇品系的产生，是由于家蝇体内编码脱氯化氢酶基因（DHCE）突变造成的。下列叙述正确的是（ ）A因使用DDT导致家蝇体内DHCE基因突变B抗性家蝇品系形成的原因是基因突变和自然选择CDDT抗性家蝇与普通家蝇在分类上属于不同物种DDDT抗性品系的产生不影响家蝇种群的基因频率10某电池厂旁的河流淤泥中的蠕虫对镉有抵抗力。清除出河底大部分含镉的沉积物后，经过几代繁衍，研究人员发现蠕虫重新对镉变得脆弱敏感。下列说法正确的是（ ）A达尔文是从种群的层面科学系统的解释了生物的进化原因B清除镉后蠕虫种群发生了退化C蠕虫重新对镉变得脆弱敏感说明出现了蠕虫新物种D清除镉后的环境对相应抗性基因的选择作用减弱11一个全部由基因型为Aa的豌豆植株组成的种群，经过连续4代自交，获得的子代中，Aa的频率为1/16，AA和aa的频率均为15/32。根据现代生物进化理论，可以肯定该种群（ ）发生了隔离发生了基因突变发生了自然选择发生了基因型频率的改变没有发生生物进化A B C D12某小岛上的部分昆虫原种，通过变异、自然选择和隔离三个基本环节，演化成昆虫新种。下列相关叙述中，错误的是（ ）A昆虫原种发生进化的过程中，自然选择是定向的，而变异是不定向的B现代生物进化理论认为，该岛上昆虫进化过程中基因频率一定发生变化C隔离是昆虫新种形成的必要条件，昆虫原种和昆虫新种之间存在生殖隔离D自然选择通过直接作用于控制有利性状的基因从而保留有利性状13已知A、a是一对等位基因。下图分别表示某种动物存在地理隔离的3个不同种群的A基因频率的变化情况，3个种群的初始个体数依次为26、260和2600。有关分析错误的是（ ）A种