高中生物 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 第1课时 种群基因频率的改变与生物进化课件 新人教版必修2.ppt

第1课时种群基因频率的改变与生物进化 第7章第2节现代生物进化理论的主要内容 学习导航1 举例说明种群 基因库 基因频率的概念 学会用数学方法讨论基因频率的变化 2 结合教材阐明突变和基因重组是生物进化的原材料 3 通过探究自然选择对种群基因频率的影响 理解自然选择决定生物进化的方向 重难点击1 用数学方法讨论基因频率的变化 2 自然选择对生物进化的作用 课堂导入19世纪 英国杰出的生物学家发现了生物发展的规律 证明所有的物种都有共同的祖先 达尔文的这一重大发现 对生物学具有划时代的意义 人们在达尔文自然选择理论的基础之上 逐步完善和发展进化论 最终建立了现代生物进化理论 这节课就让我们一起来学习现代生物进化理论 一 种群是生物进化的基本单位 当堂检测 二 突变和基因重组 自然选择 内容索引 一 种群是生物进化的基本单位 基础梳理 1 以种群作为生物进化单位的理由 1 达尔文认为自然选择直接作用的是生物个体 并且是个体的 而个体会随着个体的而消失 2 决定生物性状的基因可以通过而世代延续 并且在群体中扩散 因此生物进化应该研究群体的变化 2 种群的概念生活在一定区域的生物的叫做种群 它是生物进化的 彼此之间可以交配 并通过繁殖将传给后代 表现型 表现型 死亡 生殖 基因组成 同种 全部个体 基 本单位 各自的基因 3 基因库与基因频率 1 基因库 一个种群中个体所含有的基因 叫做这个种群的基因库 2 基因频率 一个种群基因库中 某个基因占的比率 叫做基因频率 全部 全部 全部等位基因数 在某昆虫种群中 决定翅色为绿色的基因为a 决定翅色为褐色的基因为a 从这个种群中随机抽取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 就这对等位基因来说 每个个体可以看作含有2个基因 假设该昆虫种群非常大 所有的雌雄个体间都能自由交配并产生后代 没有迁入和迁出 自然选择对翅色这一相对性状没有作用 基因a和a都不产生突变 根据孟德尔的分离定律计算 1 该种群产生的a配子和a配子的比率各是多少 答案a配子占60 a配子占40 问题探究 答案 答案aa占36 aa占48 aa占16 2 子一代基因型的频率各是多少 答案a占60 a占40 3 子一代种群的基因频率各是多少 答案 由表可知 子三代 子四代以及若干代以后 种群的基因频率与子一代一样 答案 4 子二代 子三代以及若干代以后 种群的基因频率会同子一代一样吗 答案 答案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 被天敌发现的机会就少些 5 若上述计算结果是建立在五个假设条件基础上的 对自然界种群来说 这五个条件都成立吗 你能举出哪些实例 答案 知识整合 当某种群非常大 所有雌雄个体间都能自由交配 没有迁入和迁出 没有自然选择和突变时 这样的种群称为理想种群 理想种群中 各等位基因的频率和基因型频率在一代一代的遗传中是稳定不变的 或者说是保持着基因平衡的 拓展应用 1 下列关于种群的叙述中 不正确的是a 种群是生物进化的基本单位 也是生物群落的基本单位b 种群内个体间彼此可以交配 并通过繁殖将各自的基因传给后代c 两个池塘内的全部青蛙是一个种群d 一个树林中的全部杜鹃是一个种群 答案 解析种群是在一定区域内 即同一地点 同种生物的全部个体的总和 而c项为两个池塘 属于两个种群 解析 2 在一个种群中随机抽取一定数量的个体 其中基因型为aa的个体占18 基因型为aa的个体占78 基因型为aa的个体占4 a和a的基因频率分别是a 18 82 b 36 64 c 57 43 d 92 8 答案 解析a基因频率 aa基因型频率 1 2aa基因型频率 18 1 2 78 57 a基因频率 aa基因型频率 1 2aa基因型频率 4 1 2 78 43 解析 3 在某一遵循遗传平衡定律的人群中 已调查得知 隐性性状者为16 则该性状不同类型的基因型频率分别是 按aa aa aa顺序排列 a 0 36 0 48 0 16b 0 48 0 36 0 16c 0 16 0 48 0 36d 0 16 0 36 0 38 答案 解析本题考查基因遗传平衡定律的应用 根据基因库中隐性性状者 aa 的频率为16 则q2 0 16 q 0 4 而p 1 0 4 0 6 根据遗传平衡公式 p a q a 2 p2 aa 2pq aa q2 aa 可计算出aa的频率为0 36 aa的频率为0 48 aa的频率为0 16 解析 1 已知基因型频率计算基因频率设有某种群 aa aa aa的基因型频率分别用paa paa paa表示 a a的基因频率分别用pa pa表示 则 pa 1 p2代表纯合子aa的基因型频率 2 2pq代表杂合子aa的基因型频率 3 q2代表纯合子aa的基因型频率 即 aa p2 aa 2pq aa q2 2 理想条件下的基因频率和基因型频率的计算理想种群中 一对等位基因为a和a 设a的基因频率为p a的基因频率为q 则p q a a 1 如果这个种群达到了遗传平衡 那么遗传平衡定律可以表示为 p q 2 p2 2pq q2 1 二 突变和基因重组 自然选择 基础梳理 1 突变和基因重组产生进化的原材料 1 可遗传变异的来源 可遗传变异来源 基因突变染色体变异 统称为突变 基因重组 2 可遗传变异的形成 特点和作用 形成 a 产生等位基因 b 通过有性生殖过程中的基因重组 可以形成多种多样的 基因突变 基因型 特点 随机的 作用 只是提供生物进化的 不能决定生物进化的 3 变异的有利和有害是相对的 是由决定的 2 自然选择决定生物进化的方向 1 原因 在自然选择的作用下 具有有利变异的个体更易产生后代 相应的基因频率会 具有不利变异的个体很难产生后代 相应的基因频率会 2 结果 在自然选择的作用下 会发生定向改变 导致生物朝着一定的方向不断进化 不定向的 原材料 方向 生存环境 不断提高 不断下降 种群的基因频率 突变和基因重组能产生进化的原材料 据此分析回答下列问题 1 突变具有低频性 为什么还能为生物进化提供原材料 答案生物进化的单位是种群 虽然突变的频率很低 但一个种群往往由许多个体组成 而每一个个体的每一个细胞内都有成千上万个基因 所以在种群中每一代都会产生大量的突变 问题探究 答案 2 突变大多数对生物体是不利的 为什么还能为进化提供原材料 答案生物变异是否有利 取决于它们的生存环境 微小有利的变异不断积累也能导致生物进化 答案不能 突变和基因重组都是随机的 不定向的 不能决定生物进化的方向 3 突变和基因重组能决定生物进化的方向吗 答案 答案种群的基因频率没有变化 生物没有进化 4 在一个种群中随机抽出一定数量的个体 其中基因型aa的个体占24 基因型aa的个体占72 一年后 种群中基因型aa的个体占48 基因型aa的个体占24 这一年间种群是否进化了 答案 分析该种群中基因a和基因a的频率 a aa 1 2aa 60 a aa 1 2aa 40 一年后 a aa 1 2aa 60 a aa 1 2aa 40 分析 知识整合 生物进化的单位是种群 由许多个体组成 而每一个个体的每一个细胞内都有成千上万个基因 所以在种群中每一代都会产生大量的突变 其中那些微小有利的变异不断积累导致生物进化 但突变本身不能决定生物进化的方向 起决定作用的是自然选择 生物进化的实质是种群基因频率的变化 解析自然选择使种群的基因频率发生定向改变 从而使生物定向进化 所以自然选择决定了生物进化的方向 生物进化的实质是种群基因频率的改变 种群中基因频率的改变在世代间具有连续性 导致生物不断进化 种群中基因频率改变的偶然性随种群数量下降而增大 拓展应用 4 根据现代生物进化理论 下列说法正确的是a 自然选择决定了生物变异和进化的方向b 生物进化的实质是种群基因型频率的改变c 种群内基因频率的改变在世代间具有连续性d 种群内基因频率改变的偶然性随种群数量下降而减小 答案 解析 5 下列有关基因频率与生物进化的描述 正确的是a 生物在进化的过程中不一定有基因频率的改变b 生物只要发生进化 基因频率就会改变c 变异使基因频率定向改变d 只有基因突变 才导致基因频率发生改变 答案 解析 解析生物进化的实质是种群基因频率的改变 只要生物进化了 基因频率一定发生了改变 变异是不定向的 自然选择可使基因频率发生定向改变 基因频率的改变与基因突变 迁入和迁出 自然选择等多种因素有关 课堂小结 种群 突变 基因重组 自然选择 当堂检测 1 对种群概念的正确叙述是a 不同空间中同种生物个体的总和b 生活在一定区域的同种生物的一群个体c 一片水田中的所有鱼的总和d 一个生态环境中有相互关系的动植物的总和 2 3 4 5 1 答案 解析种群是指生活在一定区域的同种生物的全部个体 其中的 种 是生物分类的基本单位 例如 一个池塘中全部的鲤鱼是一个种群 包括所有的大鲤鱼 小鲤鱼和鲤鱼苗 这里必须具体到 鲤鱼 而不能是 鱼 因为后者还包括其他种类的鱼 解析 2 下列关于基因库的相关描述 错误的是a 基因库是指一个种群所含有的全部基因b 生物个体总是要死亡的 但基因库却因种群个体的繁殖而代代相传c 种群中每个个体含有种群基因库的全部基因d 基因突变可改变基因库的组成 答案 2 3 4 1 5 解析基因库是指一个种群中全部个体所含有的全部基因 由于个体之间存在着差异 所以每个个体中不可能含有种群基因库的全部基因 基因库中只要有一个基因发生变化 则基因库组成一定会发生变化 种群是繁殖的基本单位 基因库随繁殖的进行而不断延续 解析 解析突变和基因重组为生物的进化提供原材料 这种变异是不定向的 可能是有利的 也可能是有害的 产生有利变异的个体存活下来 产生不利变异的个体会在自然选择中被淘汰 自然选择的过程就是种群基因频率发生变化的过程 2 3 4 1 5 3 在一次大风暴后 有人搜集了100只受伤的麻雀 把它们饲养起来 结果活下来64只 在死去的个体中 大部分是个体比较大 变异类型特殊的 下列有关叙述正确的是a 突变和基因重组决定生物进化的方向b 自然选择会改变种群的基因频率c 特殊的变异类型都是不利的d 不产生变异的生物才能生存 答案 解析 2 3 4 1 5 4 在一个随机交配的中等大小的种群中 经调查发现控制某性状的基因型只有两种 aa基因型的频率为40 aa基因型的频率为60 aa基因型 致死型 的频率为0 那么随机交配繁殖一代后 aa基因型的个体占a 49 91b 49 100c 11 20d 11 17 答案 解析 2 3 4 1 5 解析aa自交产生aa的比率为40 40 16 aa与aa杂交也产生aa 比率为2 40 60 24 aa自交也产生aa 比率为60 60 9 而aa产生的比例为60 60 9 所以aa占的比例为49 而总数变为1 9 被淘汰的aa 91 此时aa的比例为 解析依图所示 每个小圆圈表示的物种 都有多个变异的方向 但每次都只有一个方向 且同一方向 保留下来 其他变异均被淘汰 说明 生物的变异可向各方向发展 一般是不定向的 5 下图中的小圆圈表示物种 箭头表示物种的变异 箭头线上有两条短线代表被淘汰的变异个体 2 3 4 1 5 答案 请根据此图解完成下列关于达尔文自然选择学说的问题 1 此图说明了一个什么观点 变异是不定向的 自然选择是定向的 解析 2 图解中为什么有的箭头被淘汰 2 3 4 1 5 答案 在生存斗争中 不利生存的变异个体 在斗争中被淘汰 解析 生物被保存下来