第七章 现代生物进化理论第2节 现代生物进化理论的主要内容

一、教学目标 1. 知识方面

⑴解释种群、种群基因库、基因频率等概念。 ⑵说明现代生物进化理论的主要内容。

⑶举例说明共同进化和生物多样性形成的原因。 2.情感态度与价值观方面

⑴形成生物进化的观点和生物进化理论在发展的观念。 3.能力方面

⑴运用数学方法讨论种群基因频率的变化。 ⑵运用生物进化观点解释一些生物现象。 二、教学重点和难点 1.教学重点

（1）种群、物种、基因频率、隔离等概念。

（2）突变和基因重组、自然选择、隔离在生物进化过程中的作用。 2.教学难点

（1）基因频率的概念。

（2）自然选择对种群基因频率的影响。 （3）隔离在物种形成中的作用。 三、教学方法

问题导学法、讲授法、直观法 四、教学课时 4课时

五、教学过程 教学内容 第1课时 问题探讨 教师组织和引导 一、种群基因频率的改变与生物进化 引导组织学生回答 〖提示〗一个基因所控制的性状，对个体生存和繁殖后代的贡献越大，拥有该基因的个体就可能越多。 上节课我们学习了达尔文自然选择学说的主要观点，下面请同学们依据该学说的基本观点，分析下面的情境： 情景1：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。 1. 〖问〗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. 如果该绿色基因能很好的生活下来，他体内的A基因怎样才能传递给后代？ 〖总结性讲述〗讨论发现，出现有利变异个体内的有利基因学生活动 教学意图 思考讨论 ⑴种群是生物进化的基本单位 思考回答 只有通过有性生殖，才能将基因传给子代，将基因A保留下来。 体会对自然选择学说的修正是必然的。 使学生初步了解， 种群和物种 基因库和基因频率 计算基因频率 思考与讨论 只有在群体中，通过有性生殖才能世代延续，另外有利变异个体的后代不一定能真实遗传。因此，研究生物的进化，仅仅研究个体的表现型是否与环境相适应是不够的，还需要研究群体的基因组成的变化，这个群体就是种群。 〖问〗怎样的一群生物个体可以称为种群呢？ 一个生物的“种”或“物种”与种群又有什么区别呢？ 〖问〗性状是由基因控制的，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呢？由此人们提出基因库和基因频率的概念。什么是基因库？基因频率的含义是什么？ 某昆虫种群中，绿色翅的基因为A, 褐色翅的基因位a，调查发现AA、Aa、aa的个体分别占30%、60%、10%、那么A、a的基因频率是多少？ 〖提示〗1.（1）A配子占60%，a配子占40%。 （2）子代基因型频率：AA占36%；Aa占48%；aa占16%。 （3）子代种群的基因频率：A占60%；a占40%。 （4）填表略。种群的基因频率会同子一代一样。 2.对自然界的种群来说，这五个条件不可能同时都成立。例如，翅色与环境色彩较一致的，被天敌发现的机会就少些。 3.突变产生新的基因会使种群的基因频率发生变化。基因A2的频率是增加还是减少，要看这一突变对生物体是有益的还是有害的。 物种可以分布在自然界不同的区域，只有在可以发生随机交配、繁衍，使基因能够世代传递的一定区域内的同种全部个体的集合才是一个种群。 研究生物的进化需要研究群体的基因组成及其变化。 理解种群的概念。 理解基因库和基因频率的概念。 使学生学会计算基因频率的方法 ⑵突变和基因重组为生物进化提供原材料 1、回忆变异类型 ________ 变异 突变 ________ ________________ ________ 2、所有的变异都能导致基因频率的变化吗？ 只有________________________________。 3、突变和基因重组对于种群遗传组成的改变一样吗？为什么？ ________。因为只有________才能出现新基因，才能丰富基因库，改变基因频率。________可以增加基因型的种类。 4、在自然情况下，突变的频率很低，且多数有害，对生物进化有重要意义吗？ 4-5例如：每个果蝇约有10对基因，假定每个基因的突变率都是10。若有一个中等数8量的果蝇种群(约有10个个体)，请同学们计算出每一代出现的基因突变数是多少? 基因突变数是________________________ 这说明种群中每代产生的基因突变的数量是很大的，并通过繁殖得到积累，成为基因频率改变的基础。而且突变的有利或有害并不是绝对的，它取决于生物的________。 5、突变和基因重组产生的变异有方向吗？ 由于突变和基因重组都是________、________，因此它们只是提供了________，不能决定生物进化的方向。 探究 〖提示〗1.树干变黑会影响桦尺蠖种群中浅色个体的出生率，这是因为许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天敌捕食。 2.是表现型。比如，天敌看到的是桦尺蠖的体色而不是控制体色的基因。 三、自然选择决定生物进化的方向 典型例题： 例：中心血防站调查了1788个MN血型的人，其中397人是M型(LMLM)，861人是MN型(LMLN)，530人是N型(LNLN)，请分别计算LM和LN的基因频率。解析：本题考查基因频率的计算方法。据题意可知，M型者含有两个LM基因，MN型者含有一个LM和一个LN基因，N型者含有两个LN基因。 故本题应如此计算 LM%=（2×397+861）/2×1788×100%=46.3% LN%=（861+2×530）/2×1788×100%=53.7% 例2、根据现代生物进化理论．判断下列说法正确的是（ ） A．研究物种的迁徙规律，关键是研究一对雌雄个体的迁徙行为 B．研究物种间的差异，关键是研究它们能否交配产生后代 C．生物进化的过程，实质是基因频率变化的过程 D．生物进化的方向．决定于生物变异的方向 解析：现代生物进化理论认为，种群是生物进化的基本单位，因此研究的着眼点是种群，而不是个体。生物进化的过程实质就是种群基因频率变化的过程。生物进化的方向是由自然选择决定而非生物变异的方向决定，本题考查了对现代生物进化理论的理解。 答案：C 【自我诊断】 ● 基础题 1、下列哪项属于种群（ ） A、一个池塘中所有鱼类 B、一块稻田里的所有昆虫 C、一片草地的所有蒲公英 D、分散在各湖泊、河流的鲤鱼 2．(1)已知人眼的褐色(A)对蓝色(a)是显性。在一个30000人的人群中，蓝 眼人3600人，褐眼人26400人，其中纯合体有1200人。那么，在这个人群 中A和a的基因频率为( ) A、0.64和0.36 B、0.36和0.64 C、0.50和0.50 D、0.82和0.18 (2)种群的基因频率总是_________________的，其原因是( ) A、自然选择 B、自然选择和遗传漂变 C、自然选择、遗传漂变和迁移 D、自然选择、遗传漂变、迁移、突变等 (3)若一个种群中，某一性状的出现频率增加，这很可能( ) A、这个性状对环境具有很强的适应性 B、该群体中具此性状的纯合体多 C、这个性状的出现是由环境条件引起的D、控制这个性状的基因为隐性 3．(1)马(2N=64)和驴(2N=62)杂交能产生后代称为骡子，能够正常发育，但不能生育，这种情况称之为( ) A、杂交育种 B、人工诱变 C、基因重组 D、生殖隔离 (2)产生这种情况的原因主要是( ) A、染色体结构发生变化 B、马和驴的遗传物质有本质的区别 C、发生突变 D、减数分裂过程中联会紊乱 4.现代生物进化理论认为：种群是生物进化的基本单位，突变和重组、选择、隔离是新物种形成的基本环节。其中新物种的形成的必要条件是( ) A、基因突变 B、选择 C、生殖隔离 D、物种变化 5.华南虎和东北虎两个亚种的形成是因为( ) A、地理隔离的结果 B、生殖隔离的结果 C、地理隔离和生殖隔离的结构 D、基因突变和基因重组的结果 6.用生物进化论的观点解释病菌的抗药性不断增强的原因是（ ）（多选） A、使用抗菌素的剂量不断加大，病菌向抗药能力增强方向变异 B、抗菌素对病菌进行人工选择，生存下来的病菌都是抗药能力强的 C、抗菌素对病菌进行自然选择，生存下来的个体都是抗药能力强的 D、病菌中原来就的抗药性强的个体，在使用抗菌素的过程中淘汰了抗药性弱的个体 7.据科学考察，海洋生物比陆地生物的进化速度缓慢，其原因是（ ） A.海洋生物比陆地生物低等B、海洋环境相对稳定 C、海洋生物发生变异少D、海洋生物的变异个体生存机会少 8．根据现代生物进化理论．判断下列说法正确的是（ ） A、生物进化的方向．决定于生物变异的方向 B、生物进化的过程，实质是基因频率变化的过程 C、研究物种间的差异，关键是研究它们能否交配产生后代 D、研究物种的迁徙规律，关键是研究一对雌雄个体的迁徙行为 9、.某海岛上生活着一群昆虫，经调查翅的长度和个体数的关系如右图曲线。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图是（ ） 10、现代生物进化理论认为，突变和基因重组是产生进化的原材料，下列哪种变异现象不属于此类突变的范畴（ ） A．猫叫综合症 B.高茎×高茎 高茎、矮茎 C.镰刀型细胞贫血症 D.二倍体×四倍体 三倍体 六倍体 ●拓展题 11．（1）19世纪中叶以来，随着英国重工业的发展，尺蛾中黑化蛾的比例越来越高。为了研究环境改变对尺蛾种群变化的影响，1950年科学工作者在英国的两个地区利用标志重捕法进行了调查，获得如下结果： 项目 地 区 污染区 非污染区 白色蛾 释放数 回收数 64 393 16 54 回收率 25．0％ 13．7％ 黑化蛾 释放数 回收数 154 406 82 19 回收率 53．2％ 4．7％