2019_2020學(xué)年高中生物第7章第2節(jié)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容1教案新人教版必修2201909271118

1、第2節(jié)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容(一)學(xué) 習(xí) 目 標(biāo)核 心 素 養(yǎng)1解釋種群、基因庫(kù)和基因頻率的概念。2.種群基因頻率的計(jì)算和影響因素分析。(重、難點(diǎn))3.解釋生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)。(重點(diǎn))1通過(guò)用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的變化，掌握基因頻率和基因型頻率的相關(guān)計(jì)算。2.結(jié)合某海島上殘翅和無(wú)翅昆蟲的形成過(guò)程等事實(shí)，闡明突變和基因重組是生物進(jìn)化的原材料。3.通過(guò)探究自然選擇對(duì)種群基因頻率的影響，理解自然選擇決定生物進(jìn)化的方向。一、種群是生物進(jìn)化的基本單位1種群(1)概念：三要素(2)特點(diǎn)：種群是生物進(jìn)化和繁殖的基本單位。2基因庫(kù)由一個(gè)種群中全部個(gè)體所含有的全部基因構(gòu)成。3基因頻率一個(gè)種群基因庫(kù)中，某個(gè)基因占

2、全部等位基因數(shù)的比率。二、突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料1可遺傳的變異的來(lái)源2可遺傳的變異是進(jìn)化的原材料(1)可遺傳的變異的形成：基因突變產(chǎn)生的等位基因，通過(guò)有性生殖過(guò)程中的基因重組，可以形成多種多樣的基因型。(2)可遺傳的變異的特點(diǎn)(3)可遺傳的變異的結(jié)果：只提供了生物進(jìn)化的原材料，不能決定生物進(jìn)化的方向。3可遺傳的變異的利害性：變異的有利和有害是相對(duì)的，是由生存環(huán)境決定的。4種群基因突變數(shù)個(gè)體基因數(shù)×突變率×個(gè)體數(shù)。三、自然選擇決定生物進(jìn)化的方向1原因：不斷淘汰發(fā)生不利變異的個(gè)體，選擇保留發(fā)生有利變異的個(gè)體。2選擇的對(duì)象(1)直接作用對(duì)象：個(gè)體的表現(xiàn)型。(2)實(shí)質(zhì)：決定

3、表現(xiàn)型的基因。3選擇的結(jié)果(1)生物性狀上：朝著有利變異的方向不斷進(jìn)化。(2)基因上：種群基因頻率會(huì)發(fā)生定向改變。4進(jìn)化的實(shí)質(zhì)：種群基因頻率的改變。判斷對(duì)錯(cuò)(正確的打“”，錯(cuò)誤的打“×”)1一個(gè)池塘中全部的魚是一個(gè)種群。()2生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的變化。()3自然選擇決定了生物變異和進(jìn)化的方向。()4生物進(jìn)化的原材料源于基因突變和基因重組。()5自然選擇過(guò)程中，直接受選擇的是表現(xiàn)型。()提示：1×一個(gè)池塘中的魚包括多個(gè)物種，而種群是同種生物所有個(gè)體的總和。23×生物變異是不定向的，自然選擇決定了生物進(jìn)化的方向，但不能決定生物變異的方向。4×基因突

4、變、染色體變異和基因重組產(chǎn)生生物進(jìn)化的原材料。5種群是生物進(jìn)化的基本單位問(wèn)題探究1在一個(gè)種群中隨機(jī)抽出一定數(shù)量的個(gè)體，其中基因型AA的個(gè)體占24%，基因型Aa的個(gè)體占72%，基因型aa的個(gè)體占4%。該種群中基因A和基因a的頻率分別是多少？提示：A%AA%1/2Aa%60%；a%aa%1/2Aa%40%。2某工廠有男女職工各200名，對(duì)他們進(jìn)行調(diào)查時(shí)發(fā)現(xiàn)，女性色盲基因的攜帶者為15人，患者為5人，男性患者為11人。那么，這個(gè)群體中色盲基因的頻率為多少？提示：據(jù)題意分析，XBXb有15人，XbXb有5人，XbY有11人，所以，Xb共有36個(gè)，女性有2條X染色體，男性只有1條X染色體，所以等位基因總

5、數(shù)200×2200600。因此，Xb的基因頻率是36/600×100%6%。歸納總結(jié) 1以一對(duì)等位基因(A、a)和其組成的基因型(AA、Aa、aa)為例(1)A或a的基因頻率為×100%(2)AA或Aa或aa的基因型頻率為：×100%題型一已知調(diào)查的各種基因型的個(gè)體數(shù)，計(jì)算基因頻率某基因頻率×100%A×100%a×100%A、a為基因，AA、Aa、aa為三種基因型個(gè)體數(shù)。題型二已知基因型頻率求基因頻率常染色體上一個(gè)等位基因的頻率該等位基因純合子的頻率1/2×雜合子的頻率AAA1/2Aa；aaa1/2Aa。題型三X

6、染色體上基因的基因頻率的計(jì)算XY型性別決定的生物，基因在X染色體上，Y染色體上無(wú)等位基因，計(jì)算時(shí)只計(jì)X染色體上的基因數(shù)，不考慮Y染色體。ZW型性別決定也是這樣。例如：N表示個(gè)體數(shù)。Xb不涉及Y染色體，XBXb1。題型四利用哈代溫伯格定律，由基因頻率計(jì)算基因型頻率(1)成立前提種群非常大；所有雌雄個(gè)體之間自由交配；沒(méi)有遷入和遷出；沒(méi)有自然選擇；沒(méi)有基因突變。(2)計(jì)算公式當(dāng)?shù)任换蛑挥袃蓚€(gè)時(shí)(A、a)，設(shè)p表示A的基因頻率，q表示a的基因頻率，則基因型AA的頻率為p2，Aa的頻率為2pq，aa的頻率為q2。如果一個(gè)種群達(dá)到遺傳平衡，其基因型頻率應(yīng)符合：p22pqq21。誤區(qū)警示：伴X染色體遺傳病

7、中，男性中患者的表現(xiàn)型概率(色盲)相關(guān)基因型(XbY)的頻率相關(guān)基因(b)的頻率。2自交、自由交配與基因頻率改變的關(guān)系(1)自交是指基因型相同的個(gè)體交配，雌雄同株植物是指自花傳粉。結(jié)果是雜合基因型頻率降低，純合基因型頻率增加，在無(wú)選擇條件下，各基因頻率不變。(2)自由交配是指種群內(nèi)不同基因型的個(gè)體間相互交配。在無(wú)選擇的條件下，基因頻率、基因型頻率均保持不變，相關(guān)計(jì)算可按哈代溫伯格定律進(jìn)行。(3)只要種群的基因頻率不變，即使基因型頻率改變，種群也未發(fā)生進(jìn)化。1果蠅的長(zhǎng)翅(V)和殘翅(v)由一對(duì)常染色體上的等位基因控制。假定某果蠅種群有20 000只果蠅，其中殘翅果蠅個(gè)體數(shù)量長(zhǎng)期維持在4%，若再向

8、該種群中引入20 000只純合長(zhǎng)翅果蠅，在不考慮其他因素影響的前提下，關(guān)于純合長(zhǎng)翅果蠅引入后種群的敘述，錯(cuò)誤的是()Av基因頻率降低了50%BV基因頻率增加了50%C雜合果蠅比例降低了50%D殘翅果蠅比例降低了50%B因該果蠅種群vv的基因型頻率為4%，由遺傳平衡定律公式算出v0.2，V0.8，進(jìn)而計(jì)算出引入純種長(zhǎng)翅果蠅前，基因型為vv的果蠅有0.04×20 000800(只)，基因型為Vv的果蠅有2×0.2×0.8×20 0006 400(只)，VV有0.8×0.8×20 00012 800(只)。引入20000只純合長(zhǎng)翅果蠅后，基

9、因頻率v(800×26 400)/(40 000×2)0.1，V10.10.9，故A正確、B錯(cuò)誤；因Vv、vv的數(shù)目不變，而該種群的總數(shù)增加一倍，所以Vv、vv的基因型頻率降低了50%，C、D正確。2在一個(gè)隨機(jī)交配的中等大小的種群中，經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)控制某性狀的基因型只有兩種：AA基因型的頻率為20%，Aa基因型的頻率為80%，aa基因型(致死型)的頻率為0。那么隨機(jī)交配繁殖一代后，AA基因型的個(gè)體占()A1/5B1/4C3/7D11/21C根據(jù)題干信息，親代中，A的基因頻率為20%80%×(1/2)60%，a基因的頻率為80%×(1/2)40%。隨機(jī)交配得到

10、的子一代的基因型及其比例為AAAaaa(60%×60%)(2×60%×40%)(40%×40%)36%48%16%。又因aa基因型為致死型，故隨機(jī)交配繁殖一代后，AA基因型的個(gè)體占36%/(36%48%)3/7。現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容問(wèn)題探究1所有的變異都能導(dǎo)致種群基因頻率的改變嗎？為什么？提示：不是。只有可遺傳的變異才能影響種群基因的組成，才能改變基因頻率。2突變具有低頻性，還能為生物進(jìn)化提供原材料嗎？提示：雖然突變的頻率低，但一個(gè)種群往往由許多個(gè)體組成，而每一個(gè)個(gè)體的每一個(gè)細(xì)胞內(nèi)都有成千上萬(wàn)個(gè)基因，所以在種群中每一代都會(huì)產(chǎn)生大量突變。3生物進(jìn)化的

11、實(shí)質(zhì)是什么？如何判斷一個(gè)種群是否發(fā)生了進(jìn)化？提示：進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變。判斷的依據(jù)是種群基因頻率是否發(fā)生改變。歸納總結(jié) 1理解“可遺傳的變異”的含義(1)來(lái)源：基因突變、基因重組以及染色體變異。其中基因突變和染色體變異統(tǒng)稱為突變，都能產(chǎn)生新的基因型，但只有基因突變能產(chǎn)生新的基因。(2)數(shù)量大突變數(shù)大：突變的頻率雖然很低，但一個(gè)種群往往由許多個(gè)體組成，而且每一個(gè)個(gè)體的每一個(gè)細(xì)胞都含有成千上萬(wàn)個(gè)基因，所以在種群中每一代都會(huì)產(chǎn)生大量的突變。基因重組：基因突變產(chǎn)生的等位基因，通過(guò)有性生殖過(guò)程中的基因重組，可以形成多種多樣的基因型，從而使種群出現(xiàn)大量的可遺傳變異。(3)意義：為生物進(jìn)化提供原材

12、料，但不能決定生物進(jìn)化的方向。2自然選擇決定生物進(jìn)化的方向(1)在自然選擇的作用下，具有有利變異的個(gè)體有更多的機(jī)會(huì)產(chǎn)生后代，種群中相應(yīng)基因的頻率會(huì)逐漸提高。具體過(guò)程是：種群中產(chǎn)生變異(不定向)(定向)基因頻率定向改變生物朝一定方向進(jìn)化。(2)自然選擇的對(duì)象直接對(duì)象是生物的表現(xiàn)型。間接對(duì)象是相關(guān)的基因型。根本對(duì)象是與表現(xiàn)型相對(duì)應(yīng)的基因。(3)生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)：種群基因頻率的改變。(4)生物進(jìn)化的方向：變異是不定向的，自然選擇是定向的，定向的自然選擇決定了生物進(jìn)化的方向。1下列有關(guān)變異和進(jìn)化的說(shuō)法中，正確的是()A自然選擇決定了基因突變的方向B若沒(méi)有外界因素的影響，基因就不會(huì)發(fā)生突變C自然界中即使沒(méi)

13、有突變發(fā)生，生物也會(huì)進(jìn)化D在生物進(jìn)化過(guò)程中，顯性基因頻率比隱性基因頻率增加得快C基因突變是不定向的，自然選擇決定生物進(jìn)化的方向，但不能決定基因突變的方向，A錯(cuò)誤；若沒(méi)有外界因素的影響，在生物體內(nèi)部因素的作用下，基因也會(huì)發(fā)生突變，B錯(cuò)誤；突變和基因重組、自然選擇等都會(huì)導(dǎo)致種群的基因頻率發(fā)生變化，因此自然界中即使沒(méi)有突變發(fā)生，生物也會(huì)進(jìn)化，C正確；在生物進(jìn)化過(guò)程中，種群基因頻率總是變化的，而基因頻率的改變方向決定于自然選擇，顯性基因頻率與隱性基因頻率增加的快慢取決于哪種性狀表現(xiàn)更能適應(yīng)當(dāng)前環(huán)境，D錯(cuò)誤。2樺尺蠖的體色受一對(duì)等位基因控制，其中黑色(S)對(duì)淺色(s)為顯性。將某樺尺蠖種群分成兩組，分別

14、遷移到A、B兩個(gè)區(qū)域，A地是煤炭工業(yè)重鎮(zhèn)，B地是閉塞的山區(qū)，數(shù)年后抽樣調(diào)查，結(jié)果如表所示。下列有關(guān)說(shuō)法中不正確的是()區(qū)域SS(%)Ss(%)ss(%)A80182B2890AA地S基因的頻率為89%，B地S基因的頻率為6%BA地的大部分s基因突變?yōu)镾基因，故S基因的頻率升高C從上述材料得知生物進(jìn)化的方向是由自然選擇決定的D從上述材料得知生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)就是種群基因頻率的變化B由題干中的數(shù)據(jù)可知，A種群內(nèi)S基因的頻率(80×218)/(80×218×22×2)×100%89%，s基因的頻率189%11%：而B種群內(nèi)S基因的頻率(2×28

15、)/(100×2)×100%6%，s基因的頻率16%94%?？梢?jiàn)A種群內(nèi)控制黑色的S基因的頻率較高，而B種群內(nèi)控制淺色的s基因的頻率較高，這些不同與這兩個(gè)種群的生活環(huán)境有關(guān)。A種群生活在污染嚴(yán)重的環(huán)境中，而B種群生活在基本未受污染的環(huán)境中?？梢?jiàn)生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是自然選擇使生物的基因頻率發(fā)生改變。課堂小結(jié)知 識(shí) 網(wǎng) 絡(luò) 構(gòu) 建核 心 語(yǔ) 句 歸 納1一個(gè)種群中全部個(gè)體所含有的全部基因稱為基因庫(kù)。2.種群是生物進(jìn)化的基本單位。3.突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料。4.自然選擇決定生物進(jìn)化的方向。5.生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是基因頻率的改變。1下列關(guān)于種群的敘述中，錯(cuò)誤的是 ()A種群是生物進(jìn)

16、化和繁殖的基本單位B一個(gè)池塘中的全部魚是一個(gè)種群C一個(gè)種群中的全部基因構(gòu)成該種群的基因庫(kù)D種群內(nèi)的個(gè)體會(huì)死亡，但基因庫(kù)卻可在代代相傳的過(guò)程中得到保持和發(fā)展B一個(gè)池塘中的全部魚一般都由多種不同的魚組成，屬于不同的物種，不能構(gòu)成一個(gè)種群。2根據(jù)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論判斷，下列說(shuō)法正確的是()A自然選擇決定了生物變異和進(jìn)化的方向B生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因型頻率的改變C種群內(nèi)基因頻率的改變?cè)谑来g具有連續(xù)性D種群內(nèi)基因頻率改變的偶然性隨種群數(shù)量下降而減小C變異是不定向的，自然選擇不能決定生物變異的方向，但能決定生物進(jìn)化的方向，A錯(cuò)誤；生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變，B錯(cuò)誤；通過(guò)遺傳能使種群基因頻率的改變

17、在前后代保持一定的連續(xù)性，C正確；種群內(nèi)基因頻率改變的偶然性隨種群數(shù)量下降而增大，D錯(cuò)誤。3在一次大風(fēng)暴后，有人搜集了100只受傷的麻雀，并把它們飼養(yǎng)起來(lái)，結(jié)果活下來(lái)64只。在死去的個(gè)體中，大部分是個(gè)體比較大、變異類型特殊的，下列有關(guān)敘述正確的是()A突變和基因重組決定生物進(jìn)化的方向B自然選擇會(huì)改變種群的基因頻率C特殊的變異類型都是不利的D不產(chǎn)生變異的生物才能生存B突變和基因重組為生物的進(jìn)化提供原材料，不決定進(jìn)化的方向，A錯(cuò)誤；自然選擇通過(guò)定向改變種群的基因頻率決定生物進(jìn)化的方向，B正確；變異是不定向的，可能是有利的，也可能是有害的，利與害取決于環(huán)境，C錯(cuò)誤；變異是普遍存在的，產(chǎn)生有利變異的個(gè)

18、體存活下來(lái)，產(chǎn)生不利變異的個(gè)體會(huì)在自然選擇中被淘汰，D錯(cuò)誤。4某植物種群中，r基因純合的個(gè)體不能存活。已知該種群的基因型分別為YYRR、YyRR、yyRR、YYRr、YyRr、yyRr，它們的基因型頻率依次為30%、20%、20%、10%、10%、10%。則Y和y的基因頻率依次為()A55%和45%B45%和55%C27.5%和22.5%D22.5%和27.5%A基因頻率是該基因占所有等位基因數(shù)的比率，而與非等位基因無(wú)關(guān)，由題中數(shù)據(jù)可知，YY占40%，Yy占30%，yy占30%，所以Y的基因頻率為40%30%×(1/2)55%，y的基因頻率為45%。5在一個(gè)海島中，一種海龜中有的腳趾

19、是連趾(ww)，有的腳趾是分趾(Ww、WW)。連趾海龜便于劃水，游泳能力強(qiáng)，分趾海龜游泳能力較弱。開(kāi)始時(shí)，連趾和分趾的基因頻率各為0.5，當(dāng)島上食物不足時(shí)，連趾的海龜更容易從海中得到食物。若干萬(wàn)年后，W的基因頻率變?yōu)?.2，w的基因頻率變?yōu)?.8。(1)該種群中所有海龜所含有的全部基因稱為該種群的_，基因頻率發(fā)生變化后，從理論上計(jì)算，雜合子占分趾海龜?shù)谋壤秊開(kāi)。(2)該種群中海龜多種多樣的類型來(lái)源于可遺傳的變異，但由于變異是_的，因此只為生物進(jìn)化提供原材料，而進(jìn)化的方向則由_決定。(3)該海龜種群_(填“是”或“否”)發(fā)生了進(jìn)化，理由是_。解析(1)一個(gè)種群中所有個(gè)體所含的全部基因，稱為該種群的基因庫(kù)；由題意可知