高中生物第五章第二节进化性变化是怎样发生的学案浙科版必修2.docx

第二节进化性变化是怎样发生的学习目标重点难点1.能记住并会分析自然选择是进化的动力。2.能举例说出基因库，计算基因频率，并分析种群基因频率的平衡和变化。3.能分析自然选择导致适应。4.能说出同地的物种形成和异地的物种形成。重点：种群基因频率的计算。难点：1.种群基因频率的平衡和变化。2.物种形成的两种方式。一、选择是进化的动力1进化性变化的前提条件同一物种的个体间普遍存在着变异，其中至少有一部分变异是可以遗传的。个体间存在可遗传的变异是进化性变化得以发生的条件。2选择的类型（1）人工选择概念：人们根据自己的需要，在普遍存在变异的家养生物中挑选出合乎要求的变异个体，并让它们保留后代。过程：把不合乎要求的个体淘汰掉，不让其保留后代。结果：经过连续数代的选择，人类所需的变异被保留下来并得以积累，成为显著变异，从而培育出符合要求的新品种。（2）自然选择概念：环境条件以某种方式选择用以繁殖后代的过程。过程：自然界的生物个体之间普遍存在变异。如果某些变异性状影响了个体的存活和繁殖，使具有不同性状的个体之间在存活率和繁殖率上出现了差异，环境条件就会对适应的个体进行选择，不适应的个体进行淘汰。结果：经过长期的选择，有利变异被保存下来，产生新的类型或物种。3达尔文认为自然选择是进化的一个重要动力和机制。二、种群的变异性1在达尔文看来，在种群中普遍存在可遗传变异，是自然选择的前提，也是生物进化的前提，生物通过变异产生新基因，通过基因重组产生形形色色的基因型。2一个种群中往往有成千上万的基因座位中有两个或两个以上不同的等位基因，这些等位基因通过有性生殖可以形成数量巨大的基因型。预习交流某种生物的体细胞中有50对等位基因，从理论上讲，这种生物可形成多少种基因型？答案：350种。三、种群基因频率的平衡和变化1基因库一个生物种群的全部等位基因的总和。2基因频率在种群中，某一个等位基因的数目占这个基因可能出现的所有等位基因总数的比例。3遗传平衡定律也叫哈迪温伯格定律，在一个大的随机交配的种群中，基因频率和基因型频率在没有迁移、突变、选择的情况下，世代相传不发生变化。4影响遗传平衡的因素影响遗传平衡的因素有突变、基因迁移、遗传漂变、非随机交配、自然选择五个方面。预习交流某种群中AAAaaa=121，该种群中A的基因频率是多少？若该种群中的生物随机交配，子一代中A的基因频率是多少？AAAaaa的值是多少？答案：A的基因频率=（12+21）/8100%=50%，根据遗传平衡定律，在一个大的随机交配的种群中，基因频率和基因型频率在没有迁移、突变、选择的情况下，世代相传不发生变化。所以子代A的基因频率是50%，AAAaaa的值是121。四、自然选择导致适应1适应适应是生物特有的一种现象，生命的结构及功能、行为、生活方式有助于该生物在一定环境条件下生存和延续，称为适应。2自然选择的作用保留有利变异，淘汰不利变异，而且使有利变异积累起来。3实例分析英国工业革命之前，曼彻斯特地区有桦尺蠖群体，灰色的野生型占绝对优势，后来，工业污染使森林中大部分地衣消失，树干和岩石呈现深暗颜色。这时黑色桦尺蠖被保护起来，灰色桦尺蠖反而容易被鸟捕食。两种蛾子的存活率发生逆转。这是因为自然选择的方向发生了改变。在工业污染的条件下，桦尺蠖群体中黑色等位基因频率逐代上升，灰色等位基因频率逐代下降，直至消失。这种进化性变化是自然选择造成的。4自然选择是定向的，自然选择决定生物进化的方向，可以使种群的基因频率定向改变。5适应是自然选择的结果。预习交流由于某种原因使某森林中几乎所有树木的树皮颜色变成了灰白色。多年以后，使该森林中不同颜色蛾的数量发生了变化。下图中能恰当表达这一变化的是（）。答案：D五、异地的和同地的物种形成1异地的物种形成（1）起因：一个初始种群，因环境隔离而分隔成两个种群，由于它们所处的环境条件不同，自然选择所保留和淘汰的基因型不同，两个种群的遗传组成出现差异。（2）经过：因两个种群彼此处于隔离状态而不能进行基因交流。随着时间的推移，种群间的遗传差异积累，最后达到种群间完全的生殖隔离。（3）结果：产生了能够适应新环境的新物种。2同地的物种形成（1）概念：新物种是在亲本物种所在地区产生的，如二倍体生物因某种原因变成四倍体植株。（2）原因二倍体植物经减数分裂形成配子时，若减数分裂失败，代之以一次有丝分裂，染色体数目没有减半，从而形成了二倍体配子。如果紧跟着进行一次自花授粉，两个二倍体配子结合，就形成了新物种四倍体。（3）结果产生了与原物种生殖隔离的新物种。预习交流1新物种形成的标志是什么？答案：新物种形成的标志是形成生殖隔离。2下列说法正确的是（）。A华南虎与东北虎的形成是由生殖隔离造成的B海南热带野生动植物园的公狮和母虎交配，产下了不育的狮虎兽，说明狮子和老虎存在生殖隔离C区分物种有多种依据，但最主要的是看是否能相互交配产生后代D不同物种的种群若生活在同一地区，也会有基因交流答案：B一、选择是进化的动力1进化的前提条件是什么？答案：进化的前提条件是个体间存在可遗传的变异。2生物个体之间存在着轻微的变异，这些微小变异怎么变成物种之间相对显著的变异的？答案：通过选择能使某些微小变异不断积累，最终变成了物种之间相对显著的变异。3自然选择能使任何变异都保存下来，并不断积累吗？答案：不是，通过自然选择，能使适应环境的有利变异被保存下来，并不断积累，微小变异积成显著变异。家鸡起源于原鸡，现家鸡的年产卵量可达260个以上，而原鸡年产卵量仅12个。下列与此相关的叙述，正确的是（）。A原鸡在食物充足的饲养条件下产卵逐渐增多，并将此变异遗传下去B发生了遗传物质变化的鸡蛋，孵化出了产卵量高的鸡，并被人工选择C人工饲养条件能够满足原鸡多产卵的营养需求，从而使产卵量变多D家鸡的起源可以证明，生存环境的变化可导致生物性状的改变答案：B解析：原鸡在食物充足的饲养条件下产卵多，该变异是由环境条件变化引起的不可遗传的变异；现在的家鸡产卵量高，是由于原鸡产生了遗传物质变化的受精卵，孵化出产卵量高的鸡，并被人工选择保留下来。自然选择在生物进化中的作用（1）选择的对象：从表面上看，自然选择是对一个个不同的个体的选择，实质上对个体所包含的变异进行选择。（2）选择的因素：对生物的变异起选择作用的是个体所处的环境，包括无机环境和生物环境。环境因素很多，有一种或几种因素起主导的选择作用，如用农药喷洒害虫，害虫大量死亡（没有抗药性），少数害虫生存且繁殖后代（有抗药性）。农药是这一变化中的主导选择因素，它把群体中早已存在的抗药个体与不抗药个体区分开来，农药只起选择作用，把抗药性状保留下来，并通过繁殖传给下一代，使抗药性状在下一代某些个体中得以积累和加强。（3）选择的手段：生存斗争。生物的过度繁殖和有限的生活条件之间的矛盾，必然引起生存斗争。（4）选择的结果：适者生存，不适者被淘汰。总之，达尔文自然选择学说认为：生物变异是不定向的，自然选择是定向的，环境对生物的变异无诱导作用，只是生物的繁殖中，子代发生不定向的变异后，环境对其进行选择。二、种群基因频率的平衡和变化1什么叫基因库？答案：基因库是一个生物种群的全部等位基因的总和。2什么叫基因频率？试写出基因频率的计算公式。答案：基因频率是指在种群中，某一个等位基因的数目占这个基因可能出现的所有等位基因总数的比例。某基因频率该基因的数目/等位基因总数100%。即A的基因频率A/（Aa）100%。3遗传平衡定律揭示了基因频率和基因型频率世代相传不发生变化，在什么条件下这个定律才是正确的？答案：种群是极大的；种群个体间的交配是随机的，也就是说，种群中每一个个体与种群中其他个体的交配机会是相等的；没有突变产生；种群之间不存在个体的迁移或基因交流；没有自然选择。同时满足这五个条件，这个定律才是正确的。4影响遗传平衡的因素有哪些？答案：影响遗传平衡的因素有突变、基因迁移、遗传漂变、非随机交配、自然选择五个方面。人类的MN血型系统中，基因型LMLM的个体表现为M血型；基因型LMLN的个体表现为MN血型；基因型LNLN的个体表现为N血型。某城市血站调查了1 788人，发现有397人是M血型，861人是MN血型，530人是N血型。那么，LM和LN的基因频率分别是（）。A46%、54% B23%、29%C50%、50% D54%、46%答案：A解析：根据题意：LM的基因频率为：100%46%，LN的基因频率为：100%54%。遗传平衡定律及其应用（1）对遗传平衡定律的理解。遗传平衡是指在一个极大的随机交配的种群里，在没有突变发生，没有自然选择和迁移的条件下，种群的基因频率和基因型频率在一代一代的遗传中可以世代保持不变。在遗传平衡的种群中，某一基因位点上各种不同的基因频率之和以及基因型频率之和都等于1。（2）利用遗传平衡定律计算基因频率和基因型频率。在一个遗传平衡的自然种群中，一个位于常染色体上的显性基因A的基因频率为p，与其相对应的隐性基因a的基因频率为q，则该种群后代中AA、Aa、aa的基因型频率计算如下：（pq）2p22pqq21AAp2；Aa2pq；aaq2。三、自然选择导致适应1以桦尺蠖为例说明自然选择导致适应，完成下列表格。时间表现型原因基因频率答案：时间19世纪英国工业革命以前20世纪以后表现型灰色黑色原因与未污染的环境相适应与污染的环境相适应基因频率灰色基因频率很高黑色基因频率很高2.利用自然选择导致适应的理论，请你说说抗青霉素细菌是如何产生的。答案：由于突变广泛存在，且具有不定向性，细菌中存在抗青霉素变异的细菌，经过青霉素的选择，绝大多数的细菌被杀死，没被青霉素杀死的细菌存活下来，并繁殖，将抗性基因传给后代，青霉素的抗性基因频率升高，种群的基因频率发生变化，最后青霉素对它们不起作用，抗青霉素的细菌群体就产生了。下列与生物进化相关的描述，正确的是（）。A进化总是由突变引起的B进化时基因频率总是变化的C变异个体总是适应环境的D进化改变的是个体而不是群体答案：B解析：种群是生物进化的基本单位，进化的实质就是种群基因频率的改变，所以如果发生进化，那一定是有基因频率的改变。四、异地的和同地的物种形成1异地的物种形成过程是怎样的？答案：地理隔离阻断基因交流不同的突变、基因重组和选择基因频率向不同方向发生改变种群基因库出现差异差异加大生殖隔离新物种形成。2以四倍体植物为例说明同地的物种形成过程是怎样的。答案：二倍体二倍体配子四倍体；四倍体二倍体三倍体（高度不育）相对于二倍体亲本，四倍体植物已是一种新的物种。这个新物种是在亲本物种所在地区产生的。加拉帕戈斯群岛上那些原属于同一物种的地雀经过数千年后形成了不同的地雀过程是（）。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答案：D解析：加拉帕戈斯群岛上那些原属于同一物种的地雀，出现地理隔离后，因在不同群岛上出现不同的突变和重组，加之每个岛上的食物和栖息条件各不相同，自然选择对不同种群基因频率的改变所起的作用不同，在一个种群中，某些基因被保留下来，而在另一个种群中，被保留下来的可能是另外一些与之不同的基因。久而久之，这些种群基因库会变得很不相同，并逐步出现生殖隔离，生殖隔离一旦形成，原来属于同一物种的地雀就成了不同的物种。1异地物种形成和同地物种形成的异同异地物种形成和同地物种形成的不同之处是前者要经过地理隔离，后者不经过地理隔离；相同点是两种方式最后都产生了生殖隔离。2物种形成的三个环节（1）突变和基因重组为生物进化提供了原材料基因突变产生新基因基因重组产生多种多样的基因型大量的可遗传变异为生物进化提供原材料。（2）自然选择决定生物进化的方向不定向变异经自然选择，不利变异被淘汰，有利变异逐渐积累种群的基因频率定向改变导致生物定向进化。（3）隔离导致物种形成地理隔离：只是地理空间上的隔离。同一种群由于地理障碍产生不同种群不同种群的个体不能相遇而使基因交流停止不同种群朝不同方向形成各自的基因库形成几个亚种。生殖隔离：地理障碍有助于亚种形成，进一步的地理障碍，使它们各自的基因库和基因频率继续朝不同方向发展，形成更大的差异，直至形成生殖隔离，就形成了几个新的物种。种群是生物进化的基本单位，生物进化的实质在于种群基因频率的改变。突变和基因重组、自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节，通过它们的综合作用，种群产生分化，最终导致新物种的形成。其中突变和基因重组产生生物进化的原始材料，自然选择使种群的基因频率发生定向的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。1下列符合现代生物进化理论的叙述是（）。A物种的形成可以不经过隔离B生物进化过程的实质在于有利变异的保存C基因突变产生的有利变异决定生物进化的方向D自然选择通过作用于个体而影响种群的基因频率答案：D解析：隔离是物种形成的必要条件；生物进化的实质是种群基因频率的定向改变；生物进化的方向由自然选择来决定。2对生物进化的方向起决定作用的是（）。A基因重组 B基因突变C染色体变异 D自然选择答案：D解析：基因重组、基因突变、染色体变异都是引起生物变异的内在因素，但这些变异都是不定向的。自然选择通过保留有利基因型个体，淘汰不利基因型个体使种群基因频率定向变化，从而决定生物进化的方向。3卫生部一项统计显示，我国每年都有8万人左右直接或间接死于滥用抗生素，滥用抗生素会使人体内的细菌出现耐药性，如果被细菌感染，则会因体内细菌能够抵抗各种抗生素而无药可救。下列有关说法正确的是（）。A抗生素的使用可增强人体的免疫力，但会引起细菌的定向变异B细菌中本来就存在“耐药性”个体，长期使用抗生素导致“耐药性”基因频率下降C“耐药性”基因频率的改变引起细菌发生了进化，产生新的“耐药性”细菌D抗生素的滥用导致“耐药性”细菌被优选出来，实质是抗生素对细菌进行选择的结果答案：D解析：“耐药性