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1、精选优质文档-倾情为你奉上现代生物进化理论的主要内容导学案编制：李军【教学目标】 1. 说明现代生物进化理论的主要内容2. 概述生物进化与生物多样性的形成【教学重、难点】1. 种群基因频率的计算2. 自然选择在生物进化中的作用【教学过程】一、问题导入：达尔文的自然选择学说还有一些局限和未能解决的问题，现代生物进化理论又有何新突破呢？二、学生自主探究：一、种群基因频率的改变与生物进化（一）种群是生物进化的基本单位1种群的概念生活在一定区域的 生物的全部个体。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。 种群是生物 的基本单位，也是生物 的基本单位2基因库
2、、基因频率的概念基因库：一个种群中 个体所含有的 基因。基因频率：在一个种群基因库中，某个基因占全部 基因数的比率。基因频率= 基因型频率=例: 如某昆虫种群中决定翅色为绿色的基因为A，决定翅色为褐色的基因为a，从种群中随机抽出100个个体，测得基因型为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?A的基因频率=a的基因频率=A的基因频率+a的基因频率=AA频率+Aa频率+aa频率=规律：a、子代的基因频率、基因型频率都保持不变。（理想状态）b、A的基因频率= = （理想状态）理想状态：种群非常大、自由交配、无基因突变、无自然选择、无迁入和迁出3影响种群基因频
3、率的因素：自然选择、基因突变、基因重组、迁入和迁出等4进化的实质： 练一练：（1）aa=0.49，求A、a的基因频率？（2）aa=0.49，Aa=0.2，求A、a的基因频率？（3）色盲调查XBXB、XBXb、XbXb、XBY、XbY的基因型频率分别为44%、 5%、 1%、43% 、7%，求XB和Xb的频率？（二）突变和基因重组产生生物进化的原材料 可遗传变异 1生物自然突变的频率很低，为什么还能够作为生物进化的原材料？原因：_ 每代产生大量的基因突变例：一个果蝇约有104对基因，假定每个基因的突变率都是105，若有一个中等数量的果蝇种群（约有108个个体），那么每一代出现基因突变数是多少呢？
4、2突变的有害和有利并不是绝对的，往往取决于 例：经常刮大风的小岛上：长翅 无翅3突变过程产生_， 有性生殖中 形成 _ 产生了生物进化的原材料 突变是_突变、基因重组只是_， 决定生物进化的方向探究：自然选择对种群基因频率变化的影响桦尺蠖种群中s(决定浅色性状)基因的频率为什么越来越低呢？假设：你能根据前面所学知识做出假设吗？自然选择可以使种群的基因频率 改变。1870年桦尺蠖的基因型频率为SS 10% ； Ss 20%； ss 70%，在树干变黑这一环境条件下假如树干变黑不利于浅色桦尺蠖的生存，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
5、与基因频率是多少？第1年第2年第3年第4年基因型频率SS10%11.5%Ss20%22.9%ss70%65.6%基因频率S20%23%s80%77%提示：假设第1年种群个体数为100个，当黑色 （表现型） 个体每年增加10%时，基因型为SS （黑色）个体第2年将会增加到11个，基因型为Ss （黑色） 个体第2年将增加到22个，基因型为ss （浅色） 个体第2年将减少到63个。第2年种群个体总数为96个，基因型SS的频率是1196=11.5%；基因型Ss的频率是2296=22.9%；基因型ss的频率是6396=65.6% （三）自然选择决定生物进化的方向二、隔离与物种的形成(一)物种的概念：1能
6、够在自然状态下互相 ，并且产生 后代的一群生物。2隔离：不同 间的个体，在自然条件下 不能自由交流的现象。生殖隔离：不同物种之间一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能产生可育的后代的现象。地理隔离：同一种生物由于地理上的障碍而分成不同的种群，使得种群间不能发生基因交流的现象。【思考】1.如果这两个鱼塘的鱼都是鲤鱼，它们属于一个种群还是两个种群？两个鱼塘的鱼能够发生基因交流吗？为什么？ 2. 狮虎 狮虎兽 说明了什么？ 3. 马（64条染色体）驴（62条染色体） 骡（63条染色体） 说明了什么？ 4. 东北虎和华南虎之间存在什么隔离？ （二） 隔离在物种形成中的作用 加拉帕戈斯群岛上的地雀
7、地理隔离 阻断基因交流 在不同的突变、基因重组和自然选择作用下 基因频率向不同方向发生改变 种群的基因库出现差异 差异进一步加大 生殖隔离 新物种形成 隔离是物种形成的 新物种形成的标志是 【小结】物种的形成方式：地理隔离不同种群基因频率向不同方向定向改变（ 方向不同）1长期地理隔离导致生殖隔离。（常见方式）如：加拉帕戈斯群岛上地雀的形成（ 方向不同） 如：同一物种 多个小种群 并逐步出现（ ）（ ）不同新物种 2不经地理隔离，直接形成新物种。如：植物多倍体的形成。例：四倍体西瓜的形成三、共同进化与生物多样性的形成（一）共同进化：1概念：不同 之间， 之间在相互影响中不断进化和发展，这就是共同
8、进化。2意义：形成了不同的 和多种多样的 。实例1：在自然界，一种植物专门由一种昆虫传粉的情形很常见。实例2：你可能看过电视上猎豹追捕斑马的镜头。在这个过程中，由于相互选择，猎豹和斑马中跑得快的个体生存下来，跑得慢的个体被淘汰，使猎豹和斑马的奔跑速度都加快。捕食者的存在是不是对被捕食者有害无益呢？捕食者所捕食的大多是被捕食者中年老、病弱或年幼的个体，客观上起到促进种群发展的作用。“精明的捕食者”策略：捕食者一般不能将所有的猎物吃掉，否则自己也无法生存。“收割理论”：捕食者往往捕食个体数量多的物种，这样就会避免出现一种或少数几种生物在生态系统中占绝对优势的局面，为其他物种的形成腾出空间，有利于增
9、加物种的多样性。实例3 原始大气中是没有氧气的，最早出现的生物都是厌氧的；随着光合生物的出现，使得原始大气中有了氧气，为好氧生物的出现创造了前提条件。这体现了谁和谁的共同进化？（二）生物多样性的形成：（三） 生物进化理论在发展：1. 中性进化理论：大量的基因突变是中性的，自然选择对这些基因突变不起作用，决定生物进化方向的是中性突变的逐渐积累，而不是自然选择.2. 骤变论：提出物种形成并不都是渐变的过程,而是种群长期稳定与迅速形成新种交替出现的过程.3. 在现有的生物进化理论中，影响最广泛和最深远的是以 为核心的现代生物进化理论。三、小组讨论：1树干变黑会影响桦尺蠖种群中浅色个体的出生率吗？为什
10、么？2在自然选择过程中，直接受选择的是基因型还是表现型？为什么？结论：在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生 改变，导致生物朝着一定的方向不断 。3生物多样性的内容主要包括哪三个层次？4形成生物多样性的原因是什么？5研究进化历程的主要依据是什么？6最早出现的生物是哪一类生物？它们生活在什么环境中？7多细胞生物大约是什么时期出现的？它们生活在什么环境中？8最早登陆的生物是植物还是动物？为什么？ 9同今天你所看到的地球相比，寒武纪时地球上的生态系统有什么特点？10恐龙是什么时候灭绝的？恐龙的灭绝对生物多样性会产生怎样的影响？生物进化的历程：原核生物 无性生殖 简单 水生 低等 11用基因频率求解
11、遗传题必须满足的条件是什么？ 12种群基因频率定向改变肯定导致新物种的产生吗？ 13细菌抗药性增强是（人工、还是自然选择）的结果? 14八倍体小黑麦是新物种吗？ 15现代进化理论比达尔文自然选择学说有了哪些方面的发展？ 16农作物品种=物种吗？ 17先有鸡还是先有蛋？ 四、学生展示;五、教师点评：对前面学生的讨论进行点评、深入再分析：一生物进化的实质例1根据现代生物进化理论，以下说法正确的是 ( )A. 生物只要发生进化，说明基因频率一定发生了改变B. 只有在新物种形成时，才会发生基因频率的改变C. 无性生殖的生物不发生基因重组，基因频率不会发生改变，因而进化缓慢D. 突变、基因重组和隔离是物
12、种形成过程的三个基本环节例2 生物进化的实质是（ ）A适者生存，不适者被淘汰的过程 B突变和基因重组的过程C不断的产生新基因的过程 D种群基因频率发生变化的过程例3 有翅昆虫有时会出现残翅或无翅的突变类型，这类昆虫在正常情况下很难生存下去，但在经常刮大风的海岛上，这种突变类型因不能飞行，从而避免被风吹到海里淹死。这个事例说明（ ）A突变多数是有害的 B突变多数是有利的C突变的有害和有利并不是绝对的 D突变的有害和有利是绝对的例4农业生产中长期使用某种杀虫剂后，害虫的抗药性增强，杀虫效果下降，原因是（ ）A杀虫剂诱发了害虫抗药性基因的产生B杀虫剂对害虫具有选择作用，使抗药性害虫的数量增加C杀虫剂
13、能诱导害虫分解药物的基因大量表达D抗药性强的害虫所产生的后代都具有很强的抗药性例5下列有关物种的叙述中，正确的是 ( ) 不同种群的生物肯定不属于同一物种 物种是具有一定形态结构和生理功能，能相互交配且产生可育后代的一群生物个体 隔离是形成新物种的必要条件 在物种形成过程中必须有地理隔离和生殖隔离A B C D例6(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)产生上述情况的原因主要是( )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
14、D. 减数分裂过程中无同源染色体的联会小结1. 生物进化是以_为单位的。2. _和_提供生物进化的原材料。突变的有害还是有利不是绝对的，这往往取决于生物的_。3. _决定进化方向。生物进化的实质是_。4. _是物种形成的必要条件。5. 新物种形成的标志是产生 。二基因频率和基因型频率的计算例1 在一个种群中随机抽出一定数量的个体，其中，基因型为AA的个体占18%，基因型为Aa的个体占78%，aa的个体占4%，基因A和a的频率分别是：（ ）A18%，82% B36%，64% C57%，43% D92%，8%例2据调查得知，某小学的学生中基因型比率为：XBXB：XBXb：XbXb：XBY：XbY=
15、44%：5%：1%：43%：7%，则Xb的基因频率为（ ）A 13.2% B5% C14% D 9.3%例3一个随机交配的群体，某一相对性状中，显性性状表现型的频率是0.64，则杂合子Aa的频率是（ ） A024 B04 C048 D06例4在一个随机交配的中等大小的种群中，经调查发现控制某性状的基因型只有两种：AA基因型的频率为40%，Aa基因型的频率为60%，aa基因型（致死型）的频率为0，那么随机交配繁殖一代后，AA基因型的个体占（ ）A49/91 B. 49/100 C. 11/20 D. 11/17小结一个种群基因库中，某个基因占_的比率叫做基因频率。必要时可以用特殊数据法。三共同进
16、化和生物多样性的形成例1由于真菌传染而使某森林所有树的颜色都变成灰白色。多年以后，不同颜色的蛾增长率最可能的结果是（ ）例2下列关于生物多样性的说法，不正确的是 （ ）A.地球上所有的植物、动物和微生物，它们所拥有的全部基因以及各种各样的生态系统，共同构成了生物多样性B.生物多样性包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性C.对人类来说，生物多样性具有直接使用价值、间接使用价值和潜在的使用价值D.保护生物多样性就是在物种及生态系统两个层次上采取保护战略和措施例3下列叙述中不正确的一项是 （ ） A. 一个物种的形成或灭绝，会影响到其他若干物种的进化B. 物种之间的共同进化都是通过物种之间的生存
17、斗争实现的C. 生物多样性的形成过程，也就是新物种不断形成的过程D. 捕食者的存在有利于增加物种的多样性小结1. _之间、_之间在_中不断进化和发展，这就是共同进化。2. 生物多样性的三个层次：_、_、_。总结： 核心：_现代生物进化理论 _是生物进化的基本单位 进化的实质：_ 物种形成的三个基本环节 产生进化的原材料 使种群基因频率定向改变 决定生物进化的方向 是新物种形成的必要条件六、过关测试1下列哪项对种群的基因频率没有影响？( )A.随机交配 B.基因突变 C.自然选择 D.染色体变异2生态系统多样性形成的原因可以概括为（ ）A.突变和重组 B.自然选择 C.共同进化 D.地理隔离3下
18、列关于基因库的叙述中错误的是( ) A一个种群所含有的全部基因叫做这个种群的基因库 B生物个体会死亡，但基因库却因种群个体的繁殖而代代相传 C种群中每个个体含有种群基因库的全部基因 D基因突变可改变种群基因库的组成4下图是加拉帕戈斯群岛上物种演化的模型，A、B、C、D为四个物种及其演化关系，据图回答：(1)A物种进化为B、C两个物种的两个外部因素是_和_。(2)甲岛上的B物种迁到乙岛后，不与C物种进化为同一物种的原因_。(3)迁到乙岛的B物种进化为D物种的原因是_。5在某动物种群中，基因型AA占25、Aa占50、aa占25。这三种基因型的个体在某一环境中的生存能力或竞争能力为AA=Aaaa，则
19、在长期的选择过程中，下列较能正确表示A基因和a基因之间比例变化的图是( )6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 （ ） A8 B10 C6 D11.7七、课后练习与提高1达尔文的自然选择学说未能解释的是 ()A生物进化的原因 B生物不定向变异的原因C生物多样性的原因 D现存生物适应性的原因2右图为现代生物进化理论的概念图，以下说法正确的是()A是生物的突变和重组 B是自然选择C是自然选择学说 D是物种多样性3下列关于生物进化问题的叙述中，正确的是生殖隔离是地理隔离的必然结果 不同物种之间必然存
20、在生殖隔离种群基因库间出现差异是产生生殖隔离的根本原因隔离、可遗传的变异和自然选择导致了物种的多样性达尔文的自然选择学说认为种群是生物进化的单位自然选择导致了生物的定向变异与进化A B C D4对某校学生进行色盲遗传病调查研究后发现：780名女生中有患者23人，携带者52人；820名男生中有患者65人。那么该群体中色盲基因的频率是 ()A4.4% B5.1% C6.8% D10.2%5为了防止滥用抗生素，上海等地区规定普通感冒不准使用抗生素。滥用抗生素会对人体细菌造成耐药性，如果被细菌感染，则往往由于体内细菌能够抵抗各种抗生素而无药可救。下列有关说法错误的是()A抗生素的滥用导致“耐药性”细菌
21、优选出来B细菌中本来就存在耐药性个体，长期使用抗生素会导致“耐药性”基因频率下降C“耐药性”基因频率的改变引起细菌发生了进化D基因频率虽然改变了，但是新的细菌(物种)不一定产生6在一个含有A和a的自然种群中，AA个体很容易被淘汰，那么按现代生物进化论，该物种将() A不断衰退 B不断进化 C产生新物种 D丧失基因库7关于物种形成与生物进化，下列说法中正确的是()A任何基因频率的改变，不论其变化大小如何，都属于进化的范围B同一种群的雌雄个体之间可以相互交配并产生后代，同一物种的雌雄个体之间不能相互交配并产生后代C隔离是形成物种的必要条件，也是生物进化的必要条件D生物进化的过程实质上是种群基因型频
22、率发生变化的过程8下列哪项不是达尔文的进化观点()A同种生物不同个体之间在许多性状上存在差异B生物产生后代的数量往往超过生活条件所能承受的数量C不适应生存环境的生物会被淘汰 D种群是生物进化的基本单位9农业生产中长期使用某种杀虫剂后，害虫的抗药性增强，杀虫效果下降，原因是()A杀虫剂诱发了害虫抗药性基因的产生B杀虫剂对害虫具有选择作用，使抗药性害虫的数量增加C杀虫剂能诱导害虫分解药物的基因大量表达D抗药性强的害虫所产生的后代都具有很强的抗药性森林时期建成工业区后50年灰尺蛾黑尺蛾灰尺蛾黑尺蛾99%1%1%99%10某岛屿上存在着尺蛾的两个变种，该地区原为森林，后建设成为工业区。下表为该地区不同
23、时期两种尺蛾的数量变化，分析这种变化的原因是()A定向变异作用 B自然选择作用C灰尺蛾迁入，黑尺蛾迁出 D工业煤烟使灰尺蛾变成黑尺蛾11现代生物进化理论是在达尔文自然选择学说的基础上发展起来的，现代生物进化理论观点，对自然选择学说的完善和发展表现在()突变和基因重组产生进化的原材料 种群是进化的单位自然选择是通过生存斗争实现的 自然选择决定生物进化的方向生物进化的实质是基因频率的改变 隔离导致物种形成适者生存，不适者被淘汰A B C D12狼和鹿是捕食和被捕食的关系，从进化的角度分析下列说法，不正确的是()A狼在客观上起着促进鹿发展的作用 B狼的存在有利于增加物种多样性C鹿奔跑速度的加快可加速
24、狼的进化 D鹿的进化速度比狼的进化速度快13在一个种群中，开始时A基因频率为50%，a基因频率为50%。三种基因型的比例分别是：AA为25%、Aa为50%、aa为25%，但基因型为aa的个体其生存能力和竞争能力明显低于另两种基因型的个体。那么经过了若干代的自然选择后，你认为下列哪种变化是符合实际情况的()AA基因和a基因的频率基本不发生太大的变化B从上述结果可以得出生物进化的方向是由可遗传的变异决定的C基因型aa在逐渐下降的同时，AA、Aa也在下降Da基因的频率越来越低，A基因的频率越来越高 14由于某种原因使某森林中几乎所有树木的树皮颜色变成了灰白色。多年以后，使该森林中不同颜色蛾的数量发生
25、了变化。下图中能恰当表达这一变化的是() 15下列与生物进化相关的描述，正确的是()A进化总是由突变引起的 B进化时基因频率总是变化的C变异个体总是适应环境的 D进化改变的是个体而不是群体16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()A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17下列关于自然界中影响物种形成的因素，不正确的是()A突变和基因重组是物种形成的
26、内因 B自然选择是物种形成的外因C隔离是物种形成的必不可少的重要因素D物种的形成有的不需要经过隔离18.有这样一个群体，基因型为AA的个体为2000，基因型为Aa的个体为2000，基因型为aa的个体为6000。他们迁移到一孤岛上自由交配繁衍。A基因在初始时的频率和繁衍两代(假设子代都存活)后的频率分别是 ()A.0.2和0.3 B.0.3和0.3 C.0.2和0.5 D.0.3和0.519“蝴蝶泉头蝴蝶树，蝴蝶飞来千万数。首尾连接数公尺，自树下垂疑花序。”每年的4、5月间，大理蝴蝶泉一带有数量庞大的大丽王蝴蝶种群，它们的翅色有黄翅黑斑和橙黄黑斑两种。研究得知，黄翅黑斑(A)对橙黄黑斑(a)是显
27、性，且亲代基因型及比例是AA(30%)、Aa(60%)、aa(10%)。若它们随机交配，请据孟德尔的分离定律计算，并回答问题：(1)子代的基因型频率是_。(2)若要使蝴蝶后代的基因频率维持在这一理想状态下，除题干给出的特点外还应具备哪些条件？_。(3)近年发现该种群出现了突变的白翅蝶，专家分析该种群的基因频率将会发生改变。请分析白翅基因的频率可能会怎样变化？_。(4)近几年发现，该种群数量明显减小，使观赏价值降低。专家提出要加以保护，这是在_层次上保护生物的多样性。 课后练习与提高参考答案：19答案：(1)AA 36%、Aa 48%、aa 16%(2)没有迁入和迁出，没有基因突变，自然选择对翅色这一性状没有作用(3)如果该性状适应环境，则基因频率会增大；如果该性状不适应环境，则基因频率会减小(4)物种专心-专注-专业