高中物理 5.1 生物进化理论的发展学案 苏教版必修2(1).doc

5.1生物进化理论的发展 【高效导航】1.学习目标：（1）达尔文自然选择学说的主要内容。（2）说明现代生物进化理论的主要内容.（3）种群、种群基因库、基因频率的概念，以及基因频率的计算方法。（4）突变和基因重组为生物进化提供原材料的原因。（5）描述分子进化的中性学说和生物进化理论发展的意义。2.学习重点：（1）基因频率的概念。 （2）自然选择在生物进化过程中的作用。（3）突变和基因重组为生物进化提供原材料的原因。3.学习难点：（1）基因频率的概念和计算方法。（2）对分子进化的中性学说的理解 “看”知识经纬现代生物进化理论的发展“导”自主预习第一节 生物进化理论的发展一、达尔文的自然选择学说1.意义：科学地解释 的原因以及生物的 和 ，对人们正确地认识生物的进化具有重要意义。2.不足之处：对于 的本质以及 对可遗传变异如何起作用等问题，不能做出科学的解释。二、现代达尔文主义1.提出者：杜布赞斯基等。2.主要内容： 是生物进化的基本单位， 决定生物进化的方向； 、 和 是物种形成和生物进化的机制。3.种群进化的实质：种群内 的改变，种群是生物繁殖的基本单位，也是 的基本单位。4.基因库：一个种群的全部个体所有的 。5.基因频率：群体中某一 在该位点上可能出现的比例。6.基因型频率：某种 的个体在 中所占的比例。7.隔离的类型： 和 。8.物种：是指分布在 ，具有一定的 和 ，而且在自然状态下能够 。三、分子进化的中性学说1.提出者：日本学者木村资生。2.内容(1)生物进化的主导因素不是_，而是_的随机固定。(2)每种生物的信息大分子都有一定的进化速率。(3)dna分子产生的突变大部分是_，对生物的生存既无利也无害。四、生物进化理论发展的意义1.揭示了生物产生、发展和一种生物向另一种生物进化的客观规律，阐明了_、生物与非生物之间的普遍联系。2.有助于人类从事控制和_生物的实践活动，为选育良种、_、动物饲养等提供了理论依据；对控制生物性状、创造生物新品种等具有重要指导价值。3.有助于确立辩证唯物主义的自然观和科学的世界观。“学”互动探究探究一 现代达尔文主义阅读课本p94p99相关内容，结合图例，思考并小组讨论下列问题：1.自然选择的直接对象和根本对象是否相同？提示：不同。自然选择的直接对象是生物变异的性状，根本对象是与变异性状相对应的基因。2.达尔文认为生物进化过程中起选择作用的因素是什么？提示：达尔文认为生物进化过程中变异在前，选择在后，对生物的变异起选择作用的是个体所处的自然环境。3.在自然选择的过程中，直接受选择的是基因型还是表现型？为什么？提示：是表现型。比如天敌看到的是桦尺蛾的体色而不是控制体色的基因。4.现代达尔文主义的基本观点有哪些？提示：种群是生物进化的基本单位，生物进化的实质在于种群内基因频率的改变突变、选择及隔离是物种形成过程和生物进化的机制基因突变、基因重组和染色体变异为生物进化提供了原材料自然选择使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向隔离是新物种形成的必要条件5.为什么说种群才是生物进化的基本单位？提示：对于有性生殖的生物来说，个体的基因型不变，无论它在自然选择中具有多少优势，其基因型也不可能一成不变地传给下一代个体，这是因为个体的基因型组成来自双亲。但是就一个种群来说，种群中全部基因的总和(基因库)却可以在传宗接代过程中维持相对稳定。因此，自然选择作用于种群。6.地理隔离在物种形成中是如何起作用的？提示：地理隔离是把1个种群分成许多小种群的最常见方式。地理隔离使种群变小，不同的小种群处于不同的环境条件下，基因频率可发生不同的改变，加上不同环境条件的选择，使各个小种群向各个方向发展，这样就可能形成新的物种。7.为什么说自然选择决定生物进化的方向呢？提示：在环境改变以前，生物就存在变异，有些变异对生物的生存有利，有些变异对生物的生存不利，即变异是不定向的。自然选择的作用是使对生物生存有利的变异基因得到保存并遗传给后代，一些对生存不利的变异基因被逐渐淘汰，从而导致种群的基因频率发生定向改变，使生物朝着对生存有利的方向进化发展。可见自然选择决定了基因频率的定向改变，从而决定着生物进化的方向。8.物种的形成与生物进化是一回事吗？提示：判断标准：基因频率只要改变，生物就进化，但不一定能产生新物种。只有当基因频率的改变突破了种的界限形成生殖隔离时，才标志着新物种形成。两者联系：生物进化的实质是种群基因频率发生变化的过程，其结果不一定导致新物种的形成，而新物种的形成则说明生物进化了。9.基因频率和基因型频率的关系？计算该群体中各基因型频率和各基因频率并填入表中。提示：基因频率：a%(2aaaa)/2(aaaaaa)100%a%(2aaaa)/2(aaaaaa)100%基因型频率：某种基因型的个体在群体中所占的比例。a%aa%1/2(aa%)a%aa%1/2(aa%)基因型频率：0.3，0.6，0.1，1.0基因频率：120/200 = 0.6，80/200 = 0.4。10.突变和基因重组产生了生物进化的原材料，能不能决定生物进化的方向？提示：不能。变异是不定向的。11.全世界的人都是一个物种？提示：是。无论白人黑人黄种人结婚，都能产生具有生殖能力的后代。12.马和驴是不是一个物种？提示：不是。马与驴交配产生的后代骡没有生殖能力。【经典回眸】1万年前，科罗拉多大峡谷中的松鼠被一条河流分隔成两个种群，两个种群现在已经发生明显的分化。研究人员指出，经过长期演化可能形成两个物种，如图所示。请分析回答下列问题：(1)结合现代生物进化理论分析可知，a、c分别表示_、_，b的实质变化是_。(2)的存在说明了_。(3)原松鼠种群中黑毛基因a的基因频率为50%。环境变化后，峡谷北侧山高林密，生活于其中的松鼠种群中基因型为aa、aa的个体数量在一年后各增加20%，基因型为aa的个体数量减少20%，则一年后a的基因频率约为_，基因型为aa的个体的比例约为_。【解析】松鼠种群由于地理隔离而形成两个种群，在不同的环境选择下进化，产生各种特异性变异，导致种群基因频率发生差异性变化，直至产生生殖隔离成为不同物种。由题意可知，a的基因频率为50%，则原来种群中aa、aa、aa的基因型频率分别为25%、50%、25%，可设其分别为25只、50只、25只，则一年后种群中基因型为aa、aa、aa的个体数量分别为30只、60只、20只，其基因型频率分别约为27.27%、54.55%、18.18%，所以此时a的基因频率约为45.45%。【答案】(1)地理隔离生殖隔离种群基因频率的改变(2)变异是不定向的(3)45.45%18.18%【变式训练】1.有一个随机交配的种群，在没有迁移等条件下，两年内该种群的基因型频率的变化如表所示，根据现代生物进化理论，在这两年中，与这对基因有关的推断，正确的是()aa(%)aa(%)aa(%)第一年304030第二年255025a.该种群将朝着aa增多的方向进化b.该种群没有表现出生物的进化c.该种群的生活环境有较大的变化d.该种群将较容易发生基因突变2.如图所示为玉米的含油量随选择世代的变化情况。据图分析，选育过程对高含油量玉米品种的产生所起的作用是()a.改变了控制产油的一对等位基因的总频率b.改变了玉米的基因库，导致新物种的产生c.淘汰了一些表现型，从而导致控制含油量高的基因频率增大d.在逐步产生并选择多对等位基因的同时，淘汰了多对等位基因探究二 分子进化的中性学说及生物进化理论发展的意义阅读课本p99p100的相关内容，思考并小组讨论下列问题：1.中性学说认为生物进化的主导因素是否是自然选择?提示：不是。中性学说认为生物进化的主导因素不是自然选择，而是中性突变的随机固定。2.中性学说认为，什么情况下自然选择才会发生作用而导致表现型进化？提示：当中性突变积累导致生物性状出现差异之后。3.中性突变对生物的生存有无危害？提示：中性突变对生物的生存既无利也无害，当这些随机漂变的突变，经过日积月累积少成多，就会使同种生物的不同种群间出现巨大的差异，形成不同的物种。4.木村资生的中性学说揭示了是细胞水平的进化规律还是分子水平的进化规律。提示：分子水平的进化规律。5.中性学说与现代达尔文主义是否矛盾？它们各自的方向是什么？提示：中性学说与现代达尔文主义并不矛盾，更不对立，只是各自的侧重点不同。现代达尔文主义侧重于个体、群体即宏观水平，中性学说侧重于分子即微观水平，二者相互补充，更好地解释了生物进化的现象及本质。6.举例说明生物进化理论所揭示的原理有助于人类从事控制和改造生物的实践活动。提示：生物进化理论为良种选育、植物栽培、动物饲养等提供了理论依据，对控制生物性状、创造生物新品种等具有重要的指导实践的价值。7.生物进化理论是如何产生的？它揭示的内容是什么？提示：生物进化理论是在物种可变论与物种不变论、在唯物论与唯心论的斗争中产生并发展起来的。它揭示了生物与环境、微观与宏观、局部与整体、必然与偶然、结构与功能等的辩证统一关系，为辩证唯物主义的自然观和科学的世界观奠定了生物学基础，也有助于人们正确地认识自己在自然界中的地位，从而树立人与自然和谐发展的观念。【经典回眸】下列观点符合“中性学说”的是()a.生物进化的实质是基因频率的改变b.自然选择决定生物进化的方向c.dna分子产生的突变大多数是中性的d.隔离是物种形成的必要条件【解析】现代达尔文主义的基本观点为：种群是生物进化的基本单位，生物进化的实质在于基因频率的改变。突变和基因重组产生生物进化的原材料，自然选择决定生物进化的方向，生殖隔离是新物种形成的必要条件。中性学说认为突变大部分是中性的，生物进化的主导因素是中性突变的随机固定。【答案】c【变式训练】3.分子进化的中性学说认为生物进化的动力是（ ）a.生存斗争 b.自然选择 c.生物的变异 d.遗传漂变4.下列关于分子进化的中性学说的叙述中，不正确的是()a.生物进化的主导因素不是自然选择，而是中性突变的随机固定b.dna分子产生的突变大部分是中性的，此种突变对生物生存既无利也无害c.当中性突变积累导致生物性状出现差异后，自然选择才会发生作用而导致表现型进化d.分子中性学说的观点推翻了以自然选择学说为核心的现代达尔文主义【变式训练参考答案】b c d d“思”课堂小结同学们，通过这节课学习，你有哪些收获和体会，存在哪些疑问，请把它填在下面的表格中，以便及时总结、弥补知识缺漏，不吃夹生饭，不做欠账人。收获内容疑点内容“练”当堂检测1.达尔文自然选择学说未能解释的是（ ）a.生物进化的原因 b.生物适应性的原因c.生物多样性的原因 d.生物不定向变异的原因2.下列关于现代生物进化理论的说法，错误的是（ ）a.生物进化的基本单位是生态系统 b.突变和基因重组产生进化的原材料c.进化的实质是种群内基因频率的改变 d.自然选择决定生物进化的方向3.在一个种群中随机抽出一定数量的个体，其中基因型为aa的个体占24，基因型为aa的个体占72，基因型为aa的个体占4，则基因a和a的频率分别是（ ）a.24、72 b.36、64c.60、40 d.57、434.加拉帕戈斯群岛上不同地雀的形成过程是（）a.地理隔离基因突变物种形成b.地理隔离突变和重组生殖隔离物种形成c.地理隔离自然选择物种形成d.地理隔离突变、重组、自然选择生殖隔离物种形成5.回答下列有关生物进化的问题。(1)图1表示某小岛上蜥蜴进化的基本过程，x、y、z表示生物进化中的基本环节。x、y分别是_、_。(2)该小岛上的蜥蜴原种由许多个体组成，这些个体的总和称为_，这是生物进化的_。(3)小岛上能进行生殖的所有蜥蜴个体含有的全部基因，称为蜥蜴的_。(4)小岛上蜥蜴原种的脚趾逐渐出现两种性状，w代表蜥蜴脚