必修二第七章第二节--现代生物进化理论的主要内容

第二节现代生物进化理论的主要内容 问题探讨 情景 如果在灰色翅 基因型为aa 昆虫的群体中偶然出现一只绿色翅 Aa 的变异个体 且绿色比灰色更不容易被敌害发现 讨论题目 1 根据达尔文 适者生存 不适者淘汰 的观点该绿色个体能被选择下来吗 2 如果该绿色个体能很好的生活下来 它体内的A基因怎样才能传递给后代 在自然界中 没有哪一个体是长生不死的 个体的表现型也会随着个体的死亡而消失 但决定表现型的基因却可以通过有性生殖才传给后代 研究生物的进化仅仅研究个体的表现型是否与环境适应是不够的 还必须研究群体的基因组成变化 一 种群是生物进化的基本单位 这个群体就是种群 探究活动 二 1 什么叫做种群 生活在一定区域的同种生物的全部个体叫做种群 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 现在练练吧 探究活动 二 2 阅读114页的第三自然段 探究并回答问题 1 种群在繁衍过程中 个体有新老交替 基因却代代相传 这句话表明种群在进化过程中处于什么地位 说明在自然界中 种群是生物繁殖 进化的基本单位 下列属于种群的是 A 一块水田里的全部水稻 水草B一块稻田里的全部幼蚜 有翅 无翅的成蚜C一块朽木上的全部真菌D 一个池塘中全部鱼下列关于种群的说法不正确的是 种群是生物进化的基本单位种群是生物繁殖的基本单位C 中国大陆上所有老虎是一个种群D 同一种群的个体可以自由交配 B C 性状是由基因控制的 因此研究生物的进化必须研究种群的基因组成和变化 如何分析种群的基因组成和变化 由此人们提出基因库和基因频率的概念 1 什么是种群的基因库 一个种群中全部个体所含有的全部基因叫这个种群的基因库 下列关于基因库的叙述正确的是 A一个种群中一个个体所含有的全部基因叫做这个种群的基因库B一个种群中全部个体所含有的显性基因叫做这个种群的基因库C一个种群中全部个体所含有的全部基因叫做这个种群的基因库D一个种群的基因库会随着种群中一代一代的死亡而消减和灭亡 C 什么是种群的基因频率 在一个种群基因库中 某基因占全部等位基因的比率叫做基因频率 基因频率 例1 从种群中随机抽出100个个体 假设每个个体都含有10对等位基因 测知基因型为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 基因型频率 A的基因频率 30 2 60 100 2 100 60 AA的基因型频率 30 100 100 30 AA Aa aa的个体分别占24 72 4 那么A a的基因频率是多少 A 36 和64 B 57 和43 C 24 和72 D 60 和40 D 某种基因的基因频率 某种基因的纯合子频率 1 2杂合子频率 通过基因型频率计算基因频率 A 24 1 2X72 60 探究活动 四 用数学方法讨论基因频率的改变假设讨论题2中的群体满足以下五个条件 昆虫群体数量足够大 全部的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代 没有迁入与迁出 AA Aa aa三种基因型昆虫的生存能力完全相同 也就是说自然选择对A a控制的翅型性状没有作用 也没有基因突变和染色体变异 遗传平衡状态 例 在一个兔种群中 有一半的兔体内有白色脂肪 基因型为AA 另一半兔体内有黄色脂肪 基因型为aa 这个种群中的A的基因频率是 AA基因型的频率是 在有性生殖过程中 在满足上述五个条件下 这个种群产生具有A和a基因的精子比例是0 5 0 5 产生具有A和a基因的的卵细胞比例也是0 5 0 5 根据遗传规律 产生的子一代具有三种基因型 它们的比例是 0 25AA 0 25Aa 0 25Aa 0 25aa AA aa Aa 25 25 50 A AA 1 2Aa a aa 1 2Aa 25 1 2 50 50 25 1 2 50 50 0 5 0 5 即 p A q a 2 p2 AA 2pq Aa q2 aa 1 遗传平衡公式 哈迪 温伯格定律 p q 2 p2 2pq q2 1 A a AA p2Aa 2pqaa q2 PP AA pq Aa qq aa pq Aa 遗传平衡公式 哈迪 温伯格定律 昆虫群体数量足够大 全部的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代 没有迁入与迁出 AA Aa aa三种基因型昆虫的生存能力完全相同 也就是说自然选择对A a控制的翅型性状没有作用 也没有基因突变和染色体变异 这个种群的基因频率 包括基因型频率 就可以一代代稳定不变 保持平衡 应符合下列条件 计算子一代 子二代 子三代的基因频率与基因型频率 36 48 16 60 40 36 16 48 60 40 48 16 60 40 36 2 分析一下各代基因频率与基因型频率相同吗 3 上述计算结果是在满足五个假设条件的基础上计算的 对自然界的种群来说 这五个条件都能成立吗 特别是如果第 点假设成立这与前面我们所学的基因突变的哪个特性相违背 4 如果产生新的等位基因 种群的基因频率会变化吗 基因突变与基因频率的改变有什么关系 等位基因是如何产生的呢 基因突变 自然界中突变的频率很低 能作为进化的原材料吗 2x104 10 5 108 x x 2x107 个 每一代就会有大量的变异 取决于生物的生存环境 某海岛上的昆虫出现残翅和无翅类型 突变和基因重组产生进化的原材料 基因重组 基因突变及染色体变异 基因突变和染色体变异统称为突变 突变和基因重组可形成可遗传的差异 可遗传的变异的来源有 影响基因频率的因素 突变 基因重组 自然选择 基因频率的改变 生物的进化 生物进化过程实质 种群基因频率发生变化的过程 突变 许多等位基因 基因重组 许多基因型 大量可遗传的变异 No 变异是不定向的 那 谁决定的呢 形成了进化的原材料 由于突变和基因重组 桦尺蠖出现不同的体色 黑 S基因频率从5 95 95 5 1 根据前面所学的你能做出假设吗 自然选择可以使种群的基因频率定向改变 探究活动 五 2 现在我们用数学方法来讨论一下桦尺蠖基因频率变化的原因 1870年桦尺蠖的基因型频率为SS10 Ss20 ss70 在树干变黑这一环境条件下假如树干变黑不利于桦尺蠖的生存 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呢 70 7 26 29 2 14 7 56 1 60 9 26 1 73 9 29 3 13 1 升高 降低 3 在这个探究实验中根据上面的数据分析 变黑的环境对桦尺蠖产生了什么样的影响 变黑的环境对桦尺蠖浅色个体的出生率有影响吗 4 在自然选择中 直接受选择的是基因型还是表现型 变黑的环境使控制浅色的s基因频率减少 S基因频率增加 许多浅色个体可能在没有交配 产卵前就已被天敌捕食 天敌看到的是桦尺蠖得体色 表现型 而不是控制体色的基因 原因是 淘汰不利变异基因 积累有利变异基因结果是 使基因频率定向改变 结论 自然选择决定生物进化的方向 变异是不定向的 自然选择 不利变异被淘汰 有利变异逐渐积累 种群的基因频率发生定向改变 生物朝一定方向缓慢进化 自然选择决定生物进化的方向 2 下面关于现代生物进化理论的叙述 正确的是A 种群是生物进化的基本单位B 自然选择学说是现代生物进化理论的核心C 生物进化过程的实质在于种群基因频率的改变D 生物进化过程的实质在于有利变异的保存 1 下列生物属于种群的是 A 一块水田里的全部水稻 水草 鱼 虾及其他生物B 一块朽木上的全部真菌C 一块棉田中的全部幼蚜 有翅和无翅的成蚜D 一个池塘中的全部鱼 课堂练习 3 下列关于物种的叙述哪一项是不正确的 A 同一物种内的生物个体可以自由交配和繁殖B 物种具有遗传稳定性C 不同物种的个体之间交配一定不能成功D 同一物种内的个体具有一定的形态特征和生理功能 C 5 下列关于生物进化的方向性问题的叙述 哪一项是不正确的 A 种群中生物个体的变异是定向的B 种群的基因频率的改变是定向的C 自然选择是定向的D 生物的进化是定向的6 下列哪一项不是自然选择对生物进化的作用A 自然选择作用于生物的变异 使有利的变异得到保存 不利的变异被淘汰B 自然选择使生物种群的基因频率发生定向性改变C 自然选择可诱导生物的变异发生定向性改变D 自然选择是物种形成的基本环节之一 A C 6 某岛屿上存在着尺蛾的两个变种 该地区原为森林 后建设成工业区 下表为该地区不同时期的两个变种尺蛾的数量比 这些变产生的原因是 A 灰尺蛾迁离 黑尺蛾迁入B 工业煤烟使灰尺蛾变成黑尺蛾C 自然选择作用D 人工选择的作用 C 7 用现代生物进化理论分析解释狼的进化过程 1 狼群中存在不同类型的个体 如有跑得快的 有跑得慢的 它说明生物具有 的特性 而这种特性是生物进化的 2 随着环境的改变 食物稀少 跑得快 凶猛的狼才能获得食物生存下去 这样 食物 环境对狼起了 作用 而这种作用是 的 它决定着生物进化的 变异 原材料 选择 方向 定向 普遍性 随机性 低频性 有害性 不定向性 A a1或A a2 基因突变的的特点和意义分别是什么 意义 基因突变尽管是随机的 不定向的 在自然状态下 突变频率很低 但却是普遍存在的 它是新基因产生的途径 是生物变异的根本来源 是生物进化的原始资料 二 突变和基因重组产生进化的原材料 基因突变在自然界是普遍存在的 因此基因突变产生新的等位基因 这就可能使种群的基因频率发生变化 什么是突变 现代遗传学研究表明 可遗传的变异来源于基因突变 基因重组和染色体变异 其中基因突变和染色体变异统称为突变 基因突变 染色体异变 基因重组 突变 可遗传的变异 基因频率改变的因素 自然界 生物自发突变的频率很低 而且突变大多数是有害的 拿他为什么还能作为生物进化的原材料呢 果蝇约有104对基因 假定每个基因的突变率是10 5 一个约有109个果蝇的种群每一代出现的基因突变率是多少 2 104 10 5 109 2 108 二 突变和基因重组产生进化的原材料 2 突变的有害和有利并不是绝对的 它取决于生物的生存环境 3 突变和基因重组只产生生物进化的原材料 不能决定生物进化的方向 1 种群是由许多个体组成的 每个个体的每个细胞内都有成千上万个基因 这样 每一代就会产生大量的突变 二 突变和基因重组产生进化的原材料 某海岛上生活着一种昆虫 经调查翅的长度和个体数的关系 纵坐标为个体数量 横坐标为翅的长度 后来该小岛上经常刮大风 若干年后再进行调查 你认为最能代表此时情况的曲线是 选择并解释 A B C D D 1 根据前面所学的你能做出假设吗 探究活动 四 探究自然选择对种群基因频率的影响 自然选择可以使种群的基因频率定向改变 3 在这个探究实验中根据上面的数据分析 变黑的环境对桦尺蠖产生了什么样的影响 变黑的环境对桦尺蠖浅色个体的出生率有影响吗 4 在自然选择中 直接受选择的是基因型还是表现型 变黑的环境使控制浅色的s基因频率减少 S基因频率增加 许多浅色个体可能在没有交配 产卵前就已被天敌捕食 天敌看到的是桦尺蠖得体色 表现型 而不是控制体色的基因 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 桦尺蠖 深色 浅色 栖息环境浅色 个体多 个体少 栖息环境深色 s基因频率降低S基因频率升高 浅色 深色 s基因频率又降低S基因频率又升高 s基因频率95 S基因频率95 除自然选择外 遗传漂变和迁移也是造成种群基因频率发生变化的重要原因 原因是 淘汰不利变异基因 积累有利变异基因 结论 自然选择决定生物进化的方向 再来练练兵 结果是 使基因频率定向改变 6 某岛屿上存在着尺蛾的两个变种 该地区原为森林 后建设成工业区 下表为该地区不同时期的两个变种尺蛾的数量比 这些变产生的原因是 A 灰尺蛾迁离 黑尺蛾迁入B 工业煤烟使灰尺蛾变成黑尺蛾C 自然选择作用D 人工选择的作用7 用现代生物进化理论分析解释狼的进化过程 1 狼群中存在不同类型的个体 如有跑得快的 有跑得慢的 它说明生物具有 的特性 而这种特性是生物进化的 2 随着环境的改变 食物稀少 跑得快 凶猛的狼才能获得食物生存下去 这样 食物 环境对狼起了 作用 而这种作用是 的 它决定着生物进化的 C 变异 原材料 选择 方向 定向的 再见 课外作业 课后练习 4 隔离与物种的形成 物种 分布在一定的自然区域 具有一定的形态结构和生理功能 而且在自然状态下能够相互交配和繁殖 并且产生可育后代的一