人教版必修2 第7章 第2节　现代生物进化理论的主要内容(Ⅰ) 学案.doc

第2节现代生物进化理论的主要内容()学习目标知识概览1.解释种群、基因库和基因频率的概念。2.种群基因频率的计算和影响因素分析。(重、难点)3.解释生物进化的实质。(重点)自 主 预 习探 新 知一、种群是生物进化的基本单位1种群(1)概念：三要素(2)特点：种群是生物进化和繁殖的基本单位。2基因库由一个种群中全部个体所含有的全部基因构成。3基因频率一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率。二、突变和基因重组产生进化的原材料1可遗传的变异的来源2可遗传的变异是进化的原材料(1)可遗传的变异的形成：基因突变产生的等位基因，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型。(2)可遗传的变异的特点(3)可遗传的变异的结果：只提供了生物进化的原材料，不能决定生物进化的方向。3可遗传的变异的利害性：变异的有利和有害是相对的，是由生存环境决定的。4种群基因突变数个体基因数突变率个体数。三、自然选择决定生物进化的方向1原因：不断淘汰发生不利变异的个体，选择保留发生有利变异的个体。2选择的对象(1)直接作用对象：个体的表现型。(2)实质：决定表现型的基因。3选择的结果(1)生物性状上：朝着有利变异的方向不断进化。(2)基因上：种群基因频率会发生定向改变。4进化的实质：种群基因频率的改变。基础自测1判断对错(1)一个池塘中全部的鱼是一个种群。()(2)生物进化的实质是种群基因频率的变化。()(3)自然选择决定了生物变异和进化的方向。()(4)生物进化的原材料源于基因突变和基因重组。()(5)自然选择过程中，直接受选择的是表现型。()提示：(1)一个池塘中的鱼包括多个物种，而种群是同种生物所有个体的总和。(2)(3)生物变异是不定向的，自然选择决定了生物进化的方向，但不能决定生物变异的方向。(4)基因突变、染色体变异和基因重组产生生物进化的原材料。(5)2下列关于种群的叙述中，错误的是 ()a种群是生物进化和繁殖的基本单位b一个池塘中的全部鱼是一个种群c一个种群中的全部基因构成该种群的基因库d种群内的个体会死亡，但基因库却可在代代相传的过程中得到保持和发展b一个池塘中的全部鱼一般都由多种不同的鱼组成，属于不同的物种，不能构成一个种群。3现代生物进化理论认为，生物进化论的实质是种群基因频率的改变。下列可以定向改变种群基因频率的是() 【导学号：77782174】a基因突变b基因重组c自然选择d迁移c基因突变本身具有不定向性；基因重组中基因本身没有发生变化，变化的是基因型频率，因此不会改变基因频率。种群中如果含a基因的个体比含a基因的个体更多地迁移到另一个地区，这个种群中a基因和a基因的频率就会发生相应的变化，但不会定向地改变种群的基因频率；自然选择可以定向地改变种群的基因频率。合 作 探 究攻 重 难种群是进化的基本单位思考交流分析种群基因频率的计算实例1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%，基因型aa的个体占4%。(1)该种群中基因a和基因a的频率分别是多少？提示：a%aa%1/2aa%60%；a%aa%1/2aa%40%。答案：60%；40%。(2)一年后，种群中基因型aa的个体占48%，基因型aa的个体占24%，基因型aa的个体占28%，此时种群中基因a和基因a的频率分别是多少？提示：a%aa%1/2aa%60%；a%aa%1/2aa%40%。答案：60%；40%。2某工厂有男女职工各200名，对他们进行调查时发现，女性色盲基因的携带者为15人，患者5人，男性患者11人。那么，这个群体中色盲基因的频率为多少？提示：据题意分析，xbxb有15人，xbxb有5人，xby有11人，所以，xb共有36个，女性有2条x染色体，男性只有1条x染色体，所以等位基因总数2002200600。因此，xb的基因频率是36/600100%6%。答案：6%3假设某生物的一个大型种群在一个孤岛上生存繁衍，该岛环境适宜，种群的所有子代都能存活，研究表明种群某性状(没有突变发生)中基因型为aa的个体占16%，那么该性状的aa、aa基因型个体出现的概率分别为多少？提示：如果种群满足如下条件：该种群非常大；所有的雌雄个体都能自由交配；没有迁入和迁出；自然选择对不同表现型的个体没有作用；这对基因不发生突变和携带这对基因的染色体不发生变异。该种群就可用遗传平衡定律分析基因频率和基因型频率：即若种群中，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pqa%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：(pq)2p2 2pqq2aa%aa%aa%1。该题情景满足以上条件，可以运用该公式解题：已知aa%16%，则a%40%，a%60%；所以aa%60%60%36%，aa%260%40%48%。答案：36%、48%。归纳总结 1已知基因型的个体数计算基因频率某基因频率100%。例如：a的基因频率100%。2已知基因型频率求基因频率设有n个个体的种群，aa、aa、aa的个体数分别为n1、n2、n3，a、a的基因频率分别用pa、pa表示，aa、aa、aa的基因型频率分别用paa、paa、paa表示，则：pa(1/2)paa1/2paapa(1/2)paa1/2paa由以上公式可得出结论：一对等位基因中某基因的频率该基因纯合子的基因型频率1/2杂合子的基因型频率。3根据遗传平衡定律计算基因频率和基因型频率(1)遗传平衡定律：在一个有性生殖的自然种群中，在符合以下5个条件的情况下，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。这5个条件是：a种群是极大的；b种群中个体间的交配是随机的；c没有突变发生；d没有新基因加入；e没有自然选择。(2)基因频率与基因型频率的特点：设a频率为p，a频率为q，则pq1。雄配子雌配子a(p)a(q)a(p)aa(p2)aa(pq)a(q)aa(pq)aa(q2)即aa%p2，aa%2pq，aa%q2。4x染色体上基因的基因频率的计算xb的基因频率100%若某基因只位于x染色体上，则基因频率种群中某基因的总数/(雌性个体数2雄性个体数)100%。因只位于x染色体上的基因成单存在，如红绿色盲基因，y染色体上无其等位基因，故雄性基因总数与雌性体内等位基因总数有差别，在确定种群等位基因及其总数时应分别考虑。如红绿色盲基因位于x染色体上，则红绿色盲基因频率红绿色盲基因总数/(2女性个体数男性个体数)100%。活学活用1果蝇的长翅(v)和残翅(v)由一对常染色体上的等位基因控制。假定某果蝇种群有20 000只果蝇，其中残翅果蝇个体数量长期维持在4%，若再向该种群中引入20 000只纯合长翅果蝇，在不考虑其他因素影响的前提下，关于纯合长翅 果蝇引入后种群的叙述，错误的是()av基因频率降低了50%bv基因频率增加了50%c杂合果蝇比例降低了50%d残翅果蝇比例降低了50%b因该果蝇种群vv的基因型频率为4%，由遗传平衡定律公式算出v0.2，v 0.8，进而计算出引入纯种长翅果蝇前， 基因型为vv的果蝇有0.0420 000800 只，基因型为vv的果蝇有20.20.8 20 0006 400只，vv有0.80.8 20 00012 800只。引入后，基因频率v (80026 400)/(40 0002)0.1，v 10.10.9，故a正确、b错误；因vv、vv 的数目不变，而该种群的总数增加一倍，所以vv、vv的基因型频率降低了50%，c、d正确。2下列关于基因频率、基因型频率与生物进化的叙述，正确的是() 【导学号：77782175】a在一个种群中，控制一对相对性状的各种基因型频率的改变说明物种在不断进化b在一个种群中，控制一对相对性状的各种基因型频率之和为1c基因型为aa的个体自交后代所形成的种群中，a基因的频率大于a基因的频率d因色盲患者中男性数量多于女性，所以男性群体中色盲的基因频率大于女性群体b基因频率的改变才能说明物种进化，a错误；aa自交后代中，a的基因频率始终等于a的基因频率，c错误；色盲患者男性多于女性，原因是男性只要有一个色盲基因就表现患病，而女性只有同时具有两个色盲基因才表现患病，色盲基因频率在男女群体中是相同的，d错误。可遗传的变异、自然选择与进化的关系思考交流1环境改变使生物产生适应性的变异，这句话符合现代生物进化理论的观点吗？提示：不符合，变异是不定向的，选择是定向的。2所有的变异都能导致种群基因频率的改变吗？为什么？提示：不是。只有可遗传的变异才能影响种群基因的组成，才能改变基因频率。3基因突变和基因重组对种群遗传组成的影响一样吗？试分析原因。提示：二者都对种群遗传组成产生影响，但影响角度不一样。只有基因突变才能出现新基因，才能丰富基因库，改变基因频率，从而影响种群的遗传组成；基因重组不能产生新基因，只能增加基因型的种类，以此来影响种群的遗传组成。4在自然选择过程中，直接受选择的是基因型还是表现型？简要说明原因。提示：直接受选择的是表现型，例如天敌看到的是性状，而不是控制性状的基因。5生物进化的实质是什么？如何判断一个种群是否发生了进化？提示：进化的实质是种群基因频率的改变。判断的依据是种群基因频率是否发生改变。归纳总结 1理解“可遗传的变异”的含义(1)来源：基因突变、基因重组以及染色体变异。其中基因突变和染色体变异统称为突变，都能产生新的基因型，但只有基因突变能产生新的基因。(2)数量大突变数大：突变的频率虽然很低，但一个种群往往由许多个体组成，而且每一个个体的每一个细胞都含有成千上万个基因，所以在种群中每一代都会产生大量的突变。基因重组：基因突变产生的等位基因，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型，从而使种群出现大量的可遗传变异。(3)意义：为生物进化提供原材料，但不能决定生物进化的方向。2理解“自然选择”的含义(1)选择的对象表面对象：生物的变异性状。实质对象：控制性状的基因。(2)选择的结果从生物性状上看，生物朝着一定的方向进化，形成生物的适应性。从实质上看，种群基因频率发生改变。3自然选择决定生物进化的方向4进化中的“定向”与“不定向”(1)变异是不定向的。(2)自然选择是定向的。(3)种群基因频率的变化是定向的。(4)生物进化是定向的。活学活用1在一次大风暴后，有人搜集了100只受伤的麻雀，并把它们饲养起来，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() 【导学号：77782176】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b突变和基因重组为生物的进化提供原材料，不决定进化的方向，a错误；自然选择通过定向改变种群的基因频率决定生物进化的方向，b正确；变异是不定向的，可能是有利的，也可能是有害的，利与害取决于环境，c错误；变异是普通存在的，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，d错误。2桦尺蠖的体色受一对等位基因控制，其中黑色(s)对浅色(s)为显性。将某桦尺蠖种群分成两组，分别迁移到a、b两个区域，a地是煤炭工业重镇，b地是闭塞的山区，数年后抽样调查，结果如表所示。下列有关说法中不正确的是()区域ss(%)ss(%)ss(%)a80182b2890aa地s基因的频率为89%，b地s基因的顿率为6%ba地的大部分s基因突变为s基因，故s基因的频率升高c从上述材料得知生物进化的方向是由自然选择决定的d从上述材料得知生物进化的实质就是种群基因频率的变化b由题干中的数据可知，a种群内s基因的频率(80218)/(80218222)100%89%，s基因的频率189%11%：而b种群内s基因的频率(228)/(1002)100%6%，s基因的频率16%94%。可见a种群内控制黑色的s基因的频率较高，而b种群内控制浅色的s基因的频率较高，这些不同与这两个种群的生活环境有关。a种群生活在污染严重的环境中，而b种群生活在基本未受污染的环境中。可见生物进化的实质是自然选择使生物的基因频率发生改变。当 堂 达 标固 双 基1下列对种群概念的叙述，正确的是 ()a不同空间中同种生物个体的总和b生活在同一地点的同种生物的全部个体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b种群是指生活在同一地点的同种生物的全部个体。其中的“种”是指动植物分类学中的种。例如，一个湖泊中的全部鲤鱼才是一个种群，这里的鲤鱼包括大鲤鱼、小鲤鱼，但必须是鲤鱼，不能是其他种类的鱼。如果对“种”和“同种生物”的概念不能深刻理解就可能错选c项。2下列关于生物变异与生物进化的叙述，正确的是()a变异不一定均能为生物进化提供原材料b太空射线能使种子发生定向变异c一个碱基对的缺失引起的变异属于染色体变异d自然选择会使种群基因频率发生不定向改变a不可遗传的变异不能提供原材料。太空射线引起的基因突变是不定向的变异。碱基对的缺失引起的变异属于基因突变。自然选择决定生物进化的方向，因此会使种群基因频率发生定向改变。3下列关于进化中“选择”的叙述，正确的是()a自然选择决定了生物变异和进化的方向b若没有自然选择，种群基因频率不可能发生改变c自然选择直接作用于个体的基因型，进而导致种群基因频率的改变d育种中通过人工选择使控制优良性状的基因频率逐渐扩大，从而使生物进化d变异是不定向的，自然选择只决定生物进化的方向，不决定生物变异的方向，a错误；若生物发生了突变，也会引起基因频率的改变，b错误；自然选择直接作用于个体的表现型，c错误；通过育种选育使优良性状的基因频率得以扩大，从而使生物进化，d正确。4德国小蠊(二倍体)是常见的室内昆虫。随机取样的德国小蠊个体中，ss个体数为6，ss个体数为26，ss个体数为18。则s的基因频率为() 【导学号：77782177】a0.26b0.3c0.46d0.58b由题意可知，ss26，ss18，ss6，因此s的基因频率为(2618)(26186)20.3。5果蝇是常用的遗传学研究的实验材料，据资料显示，果蝇约有104对基因，现有一黑腹果蝇的野生种群，约有107个个体，请分