高中生物的进化名师精选教案旧人教必修2

1、名校名 推荐高中生物的进化教案旧人教必修 2目标导向（ 1）知道达尔文自然选择学说的主要内容。（ 2）识记种群、种群基因库、基因频率的概念以及基因频率的计算方法。（ 3）识记突变和基因重组为生物进化提供原材料的原因。（ 4）识记自然选择在生物进化中的作用。（ 5）识记隔离的概念和类型，以及隔离与物种形成的关系。典例导法【例 1】（上海市高考题） 生物进化过程中， 有关生物类型出现的顺序的几种描述，可能性最大的是 （）a、自养、厌氧异养、需氧异养b、需氧异养、厌氧异养、自养c、厌氧自养、需氧异养、光能合成自养d、厌氧异养、光能合成自养、需氧异养解析： 原始地球条件下没有o2，生物体没有叶绿素，所

2、以最早的生物应是厌氧异养型，随着蓝藻等低等植物的出现，进行光合作用产生了o2，释放到大气中，以后的生物进化才出现需氧、异养型。答案： d【例 2】（ 2003 年广东省高考题）下列说法符合达尔文自然选择学说的是（）a、生存斗争仅指种内斗争b 、不遗传的变异在进化上是有意义的c、生存斗争是生物进化的动力d 、自然选择决定生物进化的方向解析： 达尔文生物进化理论中生存斗争推动着生物的进化，它是生物进化的动力。生物的变异一般是不定向的，而自然选择是定向的。达尔文把生存斗争中，适者生存，不适者被淘汰的过程叫自然选择。答案： cd【例 3】下列说法正确的是（）a、当某个生物个体体细胞产生基因突变，必然会

3、影响后代基因频率b、自然种群中，种群的基因频率可以保持永久稳定c、害虫的抗药性产生主要原因是使用农药后发生基因的定向突变d、种群基因库间的差异是产生生殖隔离的根本原因解析： 本题考查了生物种群、基因频率、基因突变、隔离、现代生物进化理论等一些知识，组题较新型，有较大的难度，需要学生有比较高逻辑思维能力。现代生物进化理论是：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。突变和基因重组是产生生物进化的原材料，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。选项a 强调某一生物个体的体细胞产生基因突变，这一个突变不一定会这个生物个体的有性生殖中得以

4、体现，不一定会产生可遗传的变异，不一定会影响后代的基因变化，我们强调基因突变是产生进化的原材料，是指由基因突变产生的等位基因，通过有必生殖过程中的基因重组，产生多种多样的基因型，使种群出现大量可遗传的变异。因此 a 是错误的。在自然种群中，由于环境在不断的变迁，自然选择下可以使种群的基因频率发生定向的改变，所以 b 选项也是错误的。突变是不定向的，害虫抗药性的产生是由于农药的使用对害虫起了选择的作用，这个作用是定向的，它使得害虫的抗药性得到了积累和加强。所以选项c也是错误的。答案： d【例 4】某厂有男女职工共200 名，对他们进行调查时发现：女性色盲基因携带者为15 人，患者为5人；男性患者

5、为11 人，那么此群体中色盲基因的频率有多在？解析： 本题考查一个很重要的知识点：计算基因频率时应注意纯合体的基因的总数是个数体数2。由于色盲基因及其等位基因只存在于x 染色体上，而y 染色体上没有，因此色盲基因及其等位基因的总数为： xb+xb=200 2+200 1=600（女性每人含两个基因，男性每人含一个基因），色盲基因xb=15 1+51名校名 推荐 2+11 1=36（女性携带者和男性患者都有一个xb，而女性患者含两个xb）因此色盲基因的基因频率为36100% 6% 。600答案： 6%【例 5】杂交实验表明，桦尺蛾体色受到一对等位基因s 和控制，黑色（ s）对浅色为显性。在曼彻斯

6、特地区， 19 世纪中期以后，种群中s 基因频率很低，在 5%以下，到了20 世纪则上升到95%以上。据题回答：（ 1）从遗传学角度分析：最初的 s 基因是通过出现的。 s 基因频率增高的遗传学基础是。（ 2）试用现代生物进化理论分析这一变化的原因： 19世纪，桦尺蛾的栖息地（树干）上长满了地衣，在此环境下，种群基因频率高的原因是。随着英国工业的发展，工业炼铜使地衣不能生长，树皮暴露，并被煤烟熏成黑褐色，在此环境条件下，种群 s 基因频率升高的原因是。上述事例说明，种群中产生的变异是，经过长期的，其中不利变异被不断；有利变异则逐渐。从而使种群的发生定向的改变，导致生物朝着一定方向缓慢地进化。因

7、此生物进化的方向是由决定的。解析： 该题目在教材的知识点主要有遗传和变异中突变的产生、遗传规律，现代生物进化理论等。从遗传学的角度分析，最初的s 基因是通过基因突变产生的，而s 基因频率能增高的遗传学基础（内因）是ss 基因型个体，在减数分裂形成配子时彼此分离，分别进入到两个配子中，独立地随配子遗传给后代，即遵循基因的分离定律，通过若干代的等位基因的分离、组合，使s 基因频率增高成为可能。利用现代生物进化理论分析这一现象， 19世纪，种群 s 基因频率高的原因是，浅色（ss ）桦尺蛾与环境色彩一致，不易被鸟类所食，后代繁殖个体多，导致基因频率高。后来由于桦尺蛾的栖息地变成黑褐色，不利于浅色种的

8、生存，利于黑色型个体生存，使黑色型个体数增多，导致s 基因频率升高，这一事实充分说明了种群中产生的变异是不定向的，经过长期的自然选择，不利变异被淘汰，有利变异得到积累，从而使种群基因频率发生定向改变，导致生物朝一定方向缓慢进化，因此生物进化的方向是由自然选择的方向决定的。答案：（ 1）基因突变ss 基因型的个体，通过若干代的等位基因的分离、组合，使s 基因频率增高成为可能（ 2）浅色桦尺蛾与环境色彩一致，不易被鸟类所食，后代繁殖个体多栖息地变成黑褐色，不利于浅色种生存而利于黑色型个体生存不定向的；自然选择；淘汰；积累；基因频率；自然选择的方向快速阅读中国数字化虚拟人计划20 世纪末、 21 世

9、纪初，当今科技最为活跃的二大领域生命科学与信息技术结合，形成了计算生物学和计算医学，其中在人体模型、人体信息的数字化领域方面酝酿产生了“数字化虚拟人计划”。一、什么是“数字化虚拟人”“数字化虚拟人”是把人体形态学、物理学和生物学等信息，通过大型计算机处理而实现的数字化虚拟人体，可作为代替真实人体进行实验研究的技术平台。具体来说，“数字化虚拟人”就是通过对一具有一定特征的尸体标本，进行切片，每切一片，进行拍照、扫描，然后将采集到的信息资源处理转化为计算机数据，再在电脑里整合、模拟、重建的人体三维立体结构，又称为“数字人体”、“虚拟人体” 。“数字化虚拟人”是人体生物学和计算机科学的高度融合，包含

10、了当前最先进的科学技术，是一个跨学科、跨领域的崭新的高科技研究领域。目前，世界各国都在紧锣密鼓地进行着本国人体的数据库建设工作。二、数字化虚拟人计划2名校名 推荐“数字化虚拟人”研究是一项信息医学、生物技术，计算机技术等学科相互交叉、综合发展起来的前沿性交叉学科， 对人类科技发展和社会进步有深远意义。 “数字化虚拟人” 由美国科学家于 20 世纪末提出，并率先进行研究。此后，世界许多国家都予以高度重视，特别是西方发达国家一直积极酝酿，或启动专项研究计划。“数字化虚拟人”计划包括三个阶段：第一阶段是“虚拟可视人” ，也称“几何人” 、“可视人体” 、“虚拟解剖人” 。它是把人实体做成切片，然后在

11、计算机中变成三维数据图像，其具有几何图型视觉效果，但它不能反映生理变化，在医学上的应用很有限。第二阶段是“虚拟物理人” 。它在可视人体基础上附加物理化学信息，会像真人一样对外界有反应。如，在做汽车碰撞试验时， “虚拟人”骨头会断，血管会出血，可以提供人体意外创伤的数据，从而帮助改进汽车的安全防护体系。第三阶段是“虚拟生物人”或“虚拟生理人” 。“虚拟生物人”含有人体各种生物信息，是对人体从分子到细胞、组织、器官、系统和整体的精确模拟。它可以用于研究人体疾病的发展机制，预测疾病的进一步发展规律，并可进行药物筛选研究、辅助医学培训等。目前，各国的研究尚处于“虚拟可视人”阶段，即获取了“虚拟可视人”

12、几何图像信息。而对“虚拟物理人”和“虚拟生物人”的研究和探讨，仅限于局部器官。三、中国虚拟人 1 号是一健康男性我国“虚拟人”研究项目是2001 年提出的，很快被列入国家“ 863”启动项目。该项目由中国科学院、解放军第一军医大学、首都医科大学、华中科技大学4 个单位承担。据第一军医大学专家说，科研人员在20 多具自愿捐献的尸体中，挑中一具年龄28 岁、身高 1.66米、汉族、祖籍湖南、体重58 公斤、于今年4 月死亡的健康男性尸体作为切片标本，命名为“虚拟中国人1 号”。 6 月开始切片，6 月底成功采集到了首组“数字化虚拟中国人”数据。到目前为止，“中国虚拟人1 号”头部数据已经采集过半。

13、头部切片完成后，将做肾脏、心脏、手掌、膝盖、眼球等器官。下一步工作可能采取24 小时不停机的方式，按 1.7米人体、每片 0.1 毫米，每15 秒一片的速度切片，预计需要将近一年的时间完成整个“中国虚拟人 1 号”的切片和数据收集工作。第一军医大的专家准备在下个月制作一个一只手是真人手臂和一只手是虚拟人手臂，两手交握的图案作为虚拟中国人1 号的标志。“中国虚拟人2 号”为女性，年龄19 岁、身高 1.57米。四、“数字化虚拟人”的应用价值采用信息医学与生物技术、计算机技术相结合的“数字化虚拟人” ，可以为人类提供各种精确数据和依据，在医学、国防、航天、航空、汽车、建筑、机电制造、服装、影视制作

14、等领域有广泛应用价值，但目前虚拟人的应用更多的是在医学领域。在现代影视节目中，已经出现了虚拟的明星，他们能像演员一样说话和运动。如果虚拟人构建完成，他将给许多领域带来想象不到的惊喜：例如他会对航天事业、仿生学、机器人的设计与建造、医学手术模拟以及生物学的发展有很大的帮助。如在航天领域中，宇宙飞船是一个失重的空间，有了虚拟人我们就可以通过他来改进宇航员在太空中的很多生活上的问题， 反之，则要花费大量的人力和物力进行探索性的实验。 前不久我国发射的 “神舟”三号飞船上，有关部门安装了宇航员的人体模型，上面加装了各种传感器，这是为了获取人体在空间运行条件下的各种生理信息。如果有了“数字化虚拟人” ，

15、他就完全可以取代这些实验性的人体模型，从而可以获取更加准确和可靠的信息。虚拟人可以代替人类做许多事情，比如，如果有虚拟人的存在，我们可以根据他的坐姿，找到符合人体生理结构最舒服的座椅，或者找到最合理的人体面积。那样一来厂家生产出的相关产品就会大受顾客欢迎。人体由 100 多万亿细胞组成。目前，人类对自己的认识了解极为有限，特别是对病因研究、疾病诊断、疾病治疗以及人体与环境复杂关系的研究，因缺少精确量化的计算模型而受到严重制约，采用信息医学与3名校名 推荐生物技术、计算机技术相结合的“数字化虚拟人” ，恰恰可以为人类提供各种精确数据和依据，彻底解决这一历史性难题。五、各国“数字化虚拟人计划”研究

16、概况美国1989年，美国国立医学图书馆发起“可视人计划”项目，采集人体横断面的ct、 mri和组织学数据，目的是利用计算机图像重构技术为建造虚拟人体做准备。1991年，美国开始进行人体切片的数据库建设。1996年，美国橡树岭国家实验室牵头酝酿建立“虚拟物理人”计划。2000年 8 月，美国研究人员推出超高分辨率化数据集，其每一个切片文件为32mb，整个数据集容量在 200gb以上。韩国2000年，韩国启动“ 可视人 5 年计划”。欧洲国家德、法、英等国的虚拟人研究侧重点各有不同，英国的研究侧重于用虚拟人模拟药物在人体中的作用机制，这样一方面可以减少从实验室到动物再到临床应用的时间，另一方面还可取代人体进行药物初测，以避免药物对人体造成的可能损害。日本2002 年，日本开始实施“虚拟人体计划” 。这项计划准备用 10 年时间，以数万人为对象，采集从儿童到老人的各类人体数据。到 2010 年完成以 7 岁至 90 岁的 3400 人为对象的人体 178 个部位的测定，制定出日本的人体标准数据。它将对众多需要人体数据的日本工业领域产生深远影响。中国2001年，在北京香山会议上中国正式提出对“虚拟可视人”的研究，