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1、学习必备欢迎下载20XX年高二生物教材精析与备课- 生物的进化第一部分本章内容在高中生物课程中的地位生物的进化 是高中生物课程必修内容第二模块中的重要内容，从微观层面阐述生命的延续性，立足于整个生物界，阐述生命的发展过程、原因和结果。第二部分教材分析和备课建议一. 本章内容主要知识点：节主要知识内容第一节生物进化理论的发展现代达尔文主义分子进化的中性学说现代进化理论发展的意义第二节生物进化和生物多样性生物进化的基本历程生物进化与生物多样性的形成二. 本章教学目标：知识目标： 1. 说出现代进化理论的主要内容。2. 概述物种形成的机理。3. 描述生物进化历程，列举生物进化历程中出现的重大转折及其
2、深远意义。4. 描述生物多样性的形成。5. 阐述魏泰克提出的五界学说，说明五界说的理论意义。技能目标： 搜集和交流生物进化理论发展的资料，用 DNA分子杂交的模拟实验来来鉴定人猿间的亲缘关系，用数学方法来讨论自然选择使种群的基因频率发生变化。情感目标：培养唯物主义基本观点。三. 本章特点：1. 图文并茂：共有图和图群12 个。通过读图和图群反映生物、生理过程、实验过程，图和图群清晰逼真，能使人流连忘返，记忆深刻，防止学生死记硬背。通过读图和图群就是一个积极思维的过程，是提取信息，分析信息、处理信息的过程，最终可达到学生自主获取知识的目标。读图和图群是一个艰辛的过程，但更有欢乐， 有思维过程的自
3、主的、合作的、探究的学习过程。2. 体现素质教育、体现自主学习和自我发展：共有积极思维5 个；评价指南2个；继续探究2 个；拓展视野1 个。3. 教材内容体现科学性：形成知识体系，体现了近年来的最新成果。高中生物苏教版模块2第五章生物的进化的特色可以归纳如下四. 课时建议：新授课 3 课时，单元检测1 课时，试卷分析1 课时，共5 课时。学习必备欢迎下载第一节生物进化理论的发展本节的生物学名词有：达尔文自然选择学说、现代达尔文主义、种群、基因库、基因频率、隔离、生殖隔离、地理隔离、物种、分子进化的中性学说。重难点讲解一. 达尔文自然选择学说1. 主要内容：过度繁殖、生存斗争、遗传和变异、适者生
4、存。（1）四个要点过度繁殖：地球上的生物普遍具有很强的繁殖能力。生存斗争： 生物个体 （同种或异种） 之间的相互斗争，以及生物与无机环境之间的斗争，赖以维持个体生存并繁衍种族的自然现象。生存斗争的结果导致生物大量死亡少量生存。遗传和变异：子代与亲代，子代与子代的相似性叫遗传，子代与亲代，子代与子代的不相似性叫变异。适者生存：凡是生存下来的生物都是对环境适应的，被淘汰的生物都是对环境不适应的。（2）关系：达尔文认为遗传和变异是自然选择的基础( 内因 ) ；生存斗争是生物进化的动力( 外因 ) ；过度繁殖为自然选择提供了更多的选择材料，同时加剧了生存斗争；定向的自然选择决定了生物进化的方向。其要点
5、图示如下：2. 应用：如解释现代长颈鹿的形成、昆虫保护色的形成。3. 评价意义：科学地解释了生物进化的原因，以及生物的多样性、适应性。局限：对于遗传和变异的本质、自然选择如何起作用等方面存在猜想和片面，甚至错误的认识。 例 1 用生物进化论的观点解释病菌抗药性不断增强的原因是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，生存下来的病菌都是抗药能力强的D病菌中原来就有抗药性强的个体，在使用抗菌素的过程中淘汰了抗药性弱的个体解析 : 本题考查学生对达尔文生物进化观点的理解情况。根据达尔文的进化观点，由于变
6、异，病菌本身存在着个体差异，有的抗药性强，有的抗药性弱，有的无抗药性，抗菌素的使用对病菌起了自然选择作用，而不是人工选择( 人工选择是指人类有目的地选择适合人类需要的生物品种 ) 。通过一代又一代地自然选择，病菌的抗药性会越来越强。答案 C、D 。二. 现代达尔文主义现代生物进化理论是达尔文自然选择学说和基因学说的综合，也就是说用现代遗传学理论来补充和完善达尔文学说的不足，如通过种群、基因库、基因频率解决了达尔文不能解释的自然选择如何发挥作用的问题。（一）基本观点：1. 要点：（ 1）种群是生物进化的单位。种群既是生物繁殖的单位，也是生物进化的单位，生物进化的实质在于种群基因频率的改变。（2）
7、突变和基因重组产生进化的原材料学习必备欢迎下载（3）自然选择决定生物进化的方向（4）隔离导致物种形成2. 关系： 突变和基因重组、自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节，通过它们的综合作用，种群产生分化，最终导致新物种的形成。在这个过程中，突变和基因重组产生生物进化的原材料，自然选择使种群基因频率发生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。如右图所示：（二）基因频率与基因型频率1. 种群：概念：生活在同一地点的同种生物的一群个体。实例：某个池塘里的全部鲫鱼就是一个种群。2.基因频率基因频率是指某种基因在某个种群中出现的比例。基因频率可用抽样调查的方法来获得，并且，A%+a
8、%=1 。生物进化的实质就是种群基因频率发生变化的过程3. 基因型频率基因型频率是指群体中某一个个体的任何一个基因型所占的百分比。AA%+Aa%+aa%=14. 基因频率与基因型频率有关的计算（1）公式：遗传平衡定律运用遗传的基本定律，结合“哈代- 温伯格”基因平衡定律解决有关基因频率的计算问题，加深理解自然选择学说的实质。在一个种群中符合以下5 个条件：种群极大种群个体间的交配是随机的无基因突变无新基因加入无自然选择的情况下，各等位基因的频率和等位基因的基因型频率在一代一代的遗传中是稳定不变的，保持平衡。用数学方程式可表示为： (p+q)2=1,p2+2pq+q2=1，p+q=l 。其中 p
9、 代表一个等位基因的频率，q 代表另一个等位基因的频率。运用此规律，已知基因型频率可求基因频率；反之，已知基因频率可求基因型频率。如在某种群中，A 的基因频率是p ，a 的基因频率是q，则： AA 基因型频率是 p2，aa基因型频率是q2，Aa 基因型频率是2pq。（2）类型常染色体遗传方面的基因频率计算通过基因型计算基因频率基因频率 =种群中该基因的总数种群中该等位基因的总数。例 1：从某个种群中随机抽出100 个个体，测知基因型为AA 、Aa 和 aa的个体分别是30、60 和 10 个。问：该种群中A、a 基因频率分别是多少？解析：就这对等位基因来说，每个个体可以看做含有2 个基因。那么
10、，这100 个个体共有200 个基因，其中，A 基因有 230+60=120 个，a 基因有 210+60=80 个。于是，在这个种群中，A 基因的频率为：120200=60% a 基因的频率为：80200=40% 答案： A 基因的频率60%，a 基因的频率40%。例 2：从某种生物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24%，基因型为 Aa 的个体占72%，基因型为aa的个体占4%，基因 A 和基因 a的频率分别是 ( ) 学习必备欢迎下载A.24% 72% B.36% 64% C.57% 43 D.60%40% 解析：根据题意，在100 个个体中， AA 占 24 个，
11、 Aa 占 72 个， aa占 4 个，即在200 个基因中， A 基因有 224 72=120 个，基因频率为120200=60%，a 的基因频率为40%。答案 D。也可以用另一方法：A 基因频率为 (224%72%)/2=60% ，则 a基因频率为40%。运用遗传平衡公式计算例 3：在某一个种群中，已调查得知，隐性性状者（等位基因用A、a 表示）占16%，那么该种群的 AA 、Aa 基因型个体出现的概率分别为：A.0.36、0.48 B.0.36、0.24 C.0.16、0.48 D.0.48、0.36 解析： 第一步已知隐性性状者即aa 的基因型频率为16%，那么 a 基因的频率为0.4
12、、A 的基因频率为1-0.4=0.6。第二步将其看作在理想的状态下，运用遗传平衡公式进行计算：AA%=A% A%=0.6 0.6=0.36 ；Aa%=2 A% a%=20.60.4=0.48 答案： A 例 4 某人群中每10000 人中有一白化病患者(aa) ，问该人群中带有a 基因的杂合体概率是解析：已知基因型aa 的频率为1/10000 ，则基因a 的频率 q=1000/1=0.01 ，基因 A的频率p=10.01=0.99 ，则基因型Aa的频率为2pq=20.99 0.01=0.0198 答案 0.0198 例 5 人类的苯丙酮尿症是代谢疾病，由隐性基因控制。如果群体的发病率是1/10
13、000 ，表现型正常的个体与苯丙酮尿症患者婚配，生出患苯丙酮尿症小孩的概率约为。解析：本例是 例 4 的拓展。依据基因的平衡定律，杂合体基因型频率为21/100 (1 1/100) 1/50 杂合体占表型正常个体的机率，故表型正常个体与苯丙酮尿症患者婚配子女患病机率为1/2 1/50 1/100 答案 1/100 伴 X 遗传方面的基因频率计算这类题目的特殊点是：X 染色体总数的正确计算，因为男性中只有一个X 染色体，所以计算男性 X 染色体总数时不需要乘以2，这样就能够得出正确的结果。例 6：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
14、生中有患者65 人，那么该群体中色盲基因的频率是( ) A.4.4% B.5.1% C.6.8% D.10.2% 解析：色盲是伴X 染色体隐性遗传，女性色盲患者的基因型是：XbXb，女性携带者的基因型是： XBXb，男性色盲患者的基因型是：Xb Y。 (男性无携带者 ) 根据题意， 780 名女生中有患者23 人、携带者52 人，因此女性中Xb占： 232 52=98；820 名男生中有患者65 人，因此男性中Xb占： 65 Xb基因总数： 9865163 这样，该校学生中的X 染色体总数是：78028202380，这样该群体中色盲基因的频率就是： 163/2380=6.8%。答案： C(学生
15、容易会误算成(780820) 23200，结果得出5.1%这一错误结论，而选B) 例 7：据调查，某地人群基因型的比例为XBXB为 42.32%、XBXb为 7.36%、XbXb为 0.32%、 XBY为 46% 、 XbY为 4% ，求在该地区XB和 Xb的基因频率分别为解析：取100 个个体，由于B和 b 这对等位基因只存在于X 染色体上， Y 染色体上无相应的等位基因。故基因总数为150 个，而 XB和 Xb基因的个数分别为42.32 2+7.36+46 138，7.36+0.32 2+4 12， 再计算百分比。 XB、 Xb基因频率分别为138/150 92% ， 12/150 8%
16、答案92%， 8% （3）影响基因频率变化的主要因素有：基因突变、自然选择、迁移、遗传漂变。学习必备欢迎下载例 8：镰刀型贫血症是由常染色体上的隐性致病基因引起的，患者在幼年时期夭折。现在 A、B两地区进行调查，其中 B地区流行疟疾。两地区人群中各种基因型的比例如图所示。回答下列问题：（ 1） 在 A地区人群中A的基因频率为_ ， a 的 基 因 频 率 为_；B地区人群中A的基因频率为 _，a 的基因频率为_。（2）若干年后再进行调查，A地区人群中A的基因频率将_，B地区人群中AA 的基因型频率将_。决定两地人群基因频率变化方向的是_ _。（3） 如果在 B地区消灭疟疾， 若干年后再进行调查
17、，将会发现AA的基因型频率将会_。这说明突变的有利有害不是绝对的，这往往取决于 _。答案： （1）96.5% 3.5% 50.5% 49.5% （2）上升下降自然选择（3）上升生物生存的环境5. 课本 94 页“积极思维为什么说突变和基因重组产生进化的原材料”事实 1：基因突变数的计算公式：基因突变数=基因总数基因突变频率种群个体数。事实 2：表格的填写：基因型LMLMLMLNLNLN总数个体数30 60 10 100 基因型频率30% 60% 10% 100% 基因 LM LN302=60 601=60 0 120 80 0 601=60 102=20 基因频率LM LN60% 1 40%
18、（三）自然选择决定生物进化的方向课本 95 页“积极思维桦尺蛾与自然选择”这表明种群中产生的变异是不定向的，经过长期的自然选择，其中的不利变异被淘汰，有利变异则逐渐积累，从而使种群的基因频率发生定向改变，导致生物朝一定的方向进化，由此可见，自然选择决定生物进化的方向。注意：1. 自然选择没有形成新的物种。2.物种形成与生物进化两者不是一回事。因为基因频率的改变，不论基因变化大小如何，都属于进化的范围；而作为物种的形成，则必须当基因频率的改变在突破种的界限形成生殖隔离时，方可形成， 因此隔离是物种形成的必要条件，而不是生物进化的必要条件。生物进化是一个种群的基因频率发生改变的过程，生物进化不一定
19、就直接形成新的物种。生物进化过程的实质就是种群基因频率发生变化的过程。进化的标志为基因频率是否发生改变，若改变则生物在进化，未改变则生物未进化。例题：桦尺蠖的体色受一对等位基因S 和S控制，黑色（S）对浅色（S）是显性。科学家研究发现在19 世纪时， 曼彻斯特地区SS 基因型个体占4%，S S基因型个体占94%，后来随着工业的发展，煤烟污染了环境，S的基因频率降低，S 的基因频率提高。请回答：（1）19 世纪时，桦尺蠖种群中S 和S的基因频率分别是。学习必备欢迎下载（2）工业革命后桦尺蠖种群中S的基因频率降低的原因是。（3）上述调查研究说明种群中产生的变异是，但基因频率的改变是的，由此说明生物
20、进化的方向是由自然选择决定的。答案： （1）S 是 5%，s 是 95%（2）ss个体不适应环境被淘汰（3）不定向的定向（三）隔离1. 隔离概念：指不同种群间个体，在自然条件下基因不能自由交配的现象。种类：地理隔离和生殖隔离。2. 地理隔离概念：指分布在不同自然区域的种群，由于高山、河流、沙漠等地理上的障碍，使彼此间无法相遇而不能交配。实例：东北虎和华南虎的形成是由于地理隔离的作用。3生殖隔离概念：指物种间的个体不能自由交配，或者交配后不能产生可育后代。主要原因：动物因求偶方式、繁殖期不同，植物因开花季节、花的形态不同，而造成不交配。实例：马和驴产生的后代骡子没有生殖能力。（四）物种的形成：1
21、物种（1）概念：分布在一定的自然区域内，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，并能产生可育的后代的一群生物个体。（2）不同物种之间不能进行交配或交配后不能产生可育的后代。（3）新物种形成的标志是：出现生殖隔离。（4）实例：分布在一定地区的鲫鱼就是一个物种。（5）物种范围比种群大：如同一地区，不同池塘中的鲫鱼都是一个物种；而每个池塘中的鲫鱼构成种群。2物种的形成方式：有很多，经过长期的地理隔离导致生殖隔离是比较常见的一种。例 3：图为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，回答：(1)A 物种进化为B、C 两个物种的两个外部因素是(2)
22、 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是(3) 迁到乙岛的B物种进化为D物种的原因解析： A物种原是同一自然区域的生物类群，后来，同一物种的生物有的在甲岛生活，有的在乙岛生活，由于甲、乙两岛环境条件不同，使得同物种的两个种群的基因频率发生不同的定向改变。再加上甲、乙两岛由于地理隔离而不能相互自由交配，使不同种群的基因库不同。所以，最后的进化结果是形成两个物种。甲岛上的B 物种迁移乙岛后，由于各自种群的基因库已发生改变，加之二者的生殖隔离，因此B 物种不会与C 物种共同进化为一个相同的新物种，而是各自独立进化。因甲、乙两岛的环境条件不同，再加上由于长期地理隔离导致生殖隔离
23、，甲、乙两岛B物种不能自由交配，加上自然选择的作用，故D物种在 B物种基础上进化而成。 答案 (1) 自然选择、地理隔离 (2)B与 C间已形成生殖隔离 (3) 甲、乙两岛的环境条件不学习必备欢迎下载同，自然选择作用不同，再加上地理隔离使它们基因频率的差别得到累积而形成了生殖隔离。三. 分子进化的中心学说1. 基本观点：（1）生物进化的主导因素不是自然选择，而是中心突变的随机固定。原因：每种生物的信息大分子都有一定的进化速率。实例：血红蛋白的氨基酸每年按约10-9的速率发生置换。课本 97 页“积极思维计算分子进化速率”Raa=-2.3lg(1-53.2%)/24.2 108=910-10 1
24、0-9（2）DNA分子产生的突变大部分是中性的。（3）中心突变的积累导致生物性状出现差异之后，自然选择才会发生作用而导致表现型进化。2.生物进化历程和彼此间的亲缘关系是进化论的重要内容，能够提供生物进化和亲缘关系的证据有多方面，要学会运用已有知识去寻找证据：古生物学研究提供的证据：化石。通过对地层中化石的研究表明，生物进化与自然条件的改变密切相关；生物的进化有许多中间过渡类型连接。胚胎学研究提供的证据：重演律生物个体发育过程中，重现其祖先的重要发育阶段。通过对动物胚胎发育的研究，可推测生物之间的亲缘关系和各种生物的起源。比较生理学研究的证据：如血清鉴别法， 注射了异种动物血清后根据沉淀情况，测定各种生物的亲缘关系。若沉淀反应愈强，说明血清蛋白差异越小，亲缘关系越近；反之，则越远。分子生物学研究的证据：测定不同生物的同种蛋白质的分子结构，差异越小，亲缘关系越近；不同生物的核酸分子杂交，杂交程度越高，亲缘关系越近。