1、1第 2 节 现代生物进化理论的主要内容一 种群基因频率的改变与生物进化学习目标1.解释种群是生物进化的基本单位,简述基因频率的概念及基因频率的计算方法。2.说出突变和基因重组为生物进化提供原材料的原因。3.举例说明自然选择在生物进化中的作用。4.尝试运用数学方法讨论“基因频率的变化”和构建探究“自然选择对种群基因频率变化的影响”的数学模型,来引导学生建构数学模型,理解生物进化的实质。学习过程导入新课图片情境: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(基因型为 Aa)的变异个体,且绿色比灰色更不易被捕食。学生利用达尔文的自然选择学说分析:1.该变异对于昆虫的存活有什么影响?
2、2.该绿色个体能一直生存下去吗?3.该绿色个体怎样才能把它体内的基因 A 传递下去?探究新知探究一:种群是生物进化的基本单位自主学习 11.判断以下生物是否属于一个种群,并回忆种群的概念并分析关键词。(1)一个湖泊中的全部鱼。( )(2)一个湖泊中的全部鲤鱼。( )(3)一片草地上的全部草。( )(4)一片草地上的成年野兔。( )(5)种群:生活在 的 的 个体。 2.阅读教材 P114的第三自然段及 P115,探究并回答问题。(1)种群在繁衍过程中,个体有新老交替,基因却代代相传。这句话表明种群在进化过程中处于什么地位?(2)新形成的蝗虫种群与前一年的比较,种群的基因组成是否有变化?(3)生
3、物进化的基本单位是 。 自主学习 21.基因库:一个种群中 所含有的 。 2.基因频率:在基因库中, 占 的比率。公式:AA%= 。 3.基因型频率:某种 个体数占该种群 的比率。公式:AA%= 。 2合作探究 1分组合作,对上面 2、3 的计算公式进行讨论,并完成例题。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 BB 的个体占 40%,基因型为 Bb 的个体占 50%,基因型为 bb 的个体占 10%,B 和 b 位于常染色体上,则基因 B 和 b 的频率分别是( )A.90%,10% B.65%,35%C.50%,50% D.35%,65%例 2:某工厂有男女职工各 200
4、 人,对他们进行调查时发现,女性色盲 5 人,女性携带者15 人。男性色盲 11 人。色盲基因 b 位于 X 染色体上,求 Xb的频率。讨论:1.位于常染色体上的基因的基因频率与基因型频率的关系。2.位于 X 染色体上的基因,在计算基因频率时应该注意哪些问题?自主总结 11.常染色体上:男性、女性每个个体可以看作含有两个基因,存在 A%= ,a%= 。 2.伴 X 遗传:女性每个个体可以看作含有 个基因,男性只含有 个基因,则不适用上述关系。 合作探究 2小组合作思考讨论以下问题:1.理想条件的含义是什么?2.每一代基因频率(如 A%)与雌、雄配子中 A 配子所占比率存在怎样的关系?3.子代的
5、基因型频率与亲代的基因频率的关系如何?每一代的基因频率与基因型频率的变化如何?4.一个随机交配的群体,某一对相对性状中,aa 的基因型频率是 0.81,则杂合子 Aa 的频率是( )A.0.1 B.0.6C.0.9 D.0.18自主总结 21.理想条件下,无论自由交配多少代,每一代的基因频率 (填“变”或“不变”)。 2.理想条件下,无论自由交配多少代,一般基因型频率从第 代开始保持不变。 探究二:突变和基因重组是产生进化的原材料自主学习 3阅读教材 P116,并回答问题。1.可遗传的变异的来源有哪几个方面?2.基因突变与基因频率的改变有什么关系呢?3.突变和基因重组对于种群遗传组成的改变一样
6、吗?为什么?4.自然界中生物的自然突变频率很低,而且一般对生物体是有害的,那为什么还以此作为生物进化的原材料?5.自然界的生物进化是有方向的,生物具有普遍的适应现象。突变和基因重组产生的变3异有方向吗?它们会使生物产生适应性吗?自主总结 31.突变和基因重组都属于可遗传变异,可为进化 。 2.突变和基因重组是随机的、不定向的,因此 (填“能”或“不能”)决定生物进化的方向。 探究三:自然选择决定生物进化的方向自主学习 41.提出问题桦尺蠖种群中 S 基因(决定浅色性状)的频率为什么越来越低呢?2.作出假设自然选择使桦尺蠖种群基因频率 改变。 3.设计探究方案(1)表格计算思路:先计算每年各种基
7、因型个体的数量,然后再计算各种基因型个体占的比例,最后计算基因频率。(2)1870 年后桦尺蠖的体色、基因型频率、基因频率的变化表格。第 1年第 2年第 3年第 4年浅色 30% 34.4% 39.1% 44%体色黑色 70% 65.6% 60.9% 56%SS 10% 11.5% 13.1% 14.7%Ss 20% 22.9% 26% 29.3%基因型频率ss 70% 65.6% 60.9% 56%S 20% 23% 26% 29%基因频率s 80% 77% 74% 71%4.结论:自然选择使桦尺蠖种群中基因频率 改变。 合作探究 31.在这个探究实验中根据上面的数据分析,变黑的环境对桦尺蠖
8、产生了什么样的影响?原因是什么?2.在自然选择中,直接受选择的是基因型还是表现型?3.在自然选择中,桦尺蠖的进化是指的浅色个体体色逐渐变深吗?4.应用以上所学内容分析:害虫的抗药性出现在喷药前还是之后,药物起什么作用?4自主总结 41.自然选择淘汰不利变异基因、积累有利变异基因,使基因频率 。 2. 决定生物进化的方向。 3.生物进化的实质: 。 4.引起基因频率改变的因素:突变、选择、遗传漂变、迁移。课时检测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.生物进化的基本单位是( )A.个体 B.基因 C.种
9、群 D.群体3.若一个种群中某一性状出现的频率增加,这很可能是( )A.这个性状对环境有很强的适应性 B.该群体中具有此性状的纯合子多C.这个性状的出现是由环境变化引起的 D.控制这个性状的基因为隐性4.使用某种农药来防治害虫,时间愈长,效果愈差的原因是( )A.农药诱导害虫产生了抗药性 B.农药使害虫产生了隔离C.农药选择并积累了害虫抗药性 D.害虫在农药作用下,抗药性越来越强5.如果在一个种群中,基因型 AA 的比例为 25%,基因型 Aa 的比例为 50%,基因型 aa 的比例为 25%,已知基因型 aa 的个体失去求偶和繁殖的能力,则随机交配一代后,基因型 aa 的个体所占的比例为(
10、)A.1/16 B.1/9 C.1/8 D.1/46.注射抗流感疫苗可以预防病毒性流感的发生。但是,流感似乎防不胜防,不断有新的流感病毒出现。这些不断出现并引起流感爆发的新病毒是( )A.病毒对新环境适应的结果 B.定向变异的结果C.基因突变的结果 D.病毒对疫苗选择的结果7.某小岛上原有果蝇 20 000 只,其中基因型 VV、Vv 和 vv 的果蝇分别占 15%、55%和30%,V 的基因频率约为( )。若此时从岛外入侵了 2 000 只基因型为 VV 的果蝇,且所有果蝇均随机交配,F 1中 V 的基因频率约为( )A.43% B.48% C.52% D.57%8.据调查,某小学的小学生中
11、,基因型的比例为 XBXB(42%)、X BXb(7%)、X bXb(1%)、XBY(46%)、X bY(4%),则在该地区 XB的基因频率是( )A.84.7% B.15.3% C.74.7% D.35.3%9.关于在自然条件下,某随机交配种群中等位基因 A、a 频率的叙述,错误的是( )A.在某种条件下两种基因的频率可以相等B.该种群基因频率的变化只与环境的选择作用有关C.一般来说,频率高的基因所控制的性状更适应环境D.持续选择条件下,一种基因的频率可以降为零10.某种群中 AA、Aa、aa 的基因型频率如图甲所示,图中阴影部分表示繁殖成功率低的个体。则该种群经选择后,下一代中三种基因型频
12、率的结果最可能是( )511.“基因突变对绝大多数个体是不利的,但却是生物进化的重要因素之一” 。你认为这一说法( )A.正确,基因突变虽对多数个体不利,但它为定向的自然选择提供了原材料,为生物的进化奠定了基础B.正确,基因突变对多数个体不利,但突变的方向与生物进化的方向是一致的C.不正确,因为基因突变不利于个体的繁殖,会导致物种的绝灭D.不正确,因为基因突变会导致个体死亡,不利于生物进化12.某小岛上蜥蜴原种的脚趾逐渐出现两种性状,W 代表蜥蜴脚趾的分趾基因,w 代表联趾(趾间有蹼)基因,下图表示这两种性状比例变化的过程。(1)由于蜥蜴过度繁殖,导致 加剧。 (2)小岛上食物短缺,联趾蜥蜴个
13、体比例反而逐渐上升,其原因可能是 。 (3)如图所示的过程说明,自然环境的变化引起不同性状蜥蜴的比例发生变化,其本质是因为蜥蜴群体内的 发生了改变。 (4)从生物多样性角度分析,如图所示群体中不同个体的存在反映了 多样性。参考答案学习过程导入新课 1.该变异有利于昆虫躲避天敌,增加生存和繁殖后代的机会。2.生物个体总会因为各种各样的原因死亡,例如天敌的捕食、疾病、衰老等。3.生物只有通过有性生殖,才能将自己的基因传递下来。探究新知 自主学习 11.(1) (2) (3) (4) (5)一定区域 同种生物 全部2.(1)种群是生物繁殖、进化的基本单位。(2)有。(3)种群自主学习 21.全部个体
14、 全部基因。2.某个基因 全部等位基因数 100%+63.基因型 个体总数 100%+合作探究 1例 1:B例 2:Xb= 100%=6%+100%=10+15+11400+200自主总结 11.AA%+1/2Aa% aa%+1/2Aa%2.两 一合作探究 21.种群数量足够大;全部的雌雄个体间都能自由交配并产生后代;没有迁入与迁出;没有自然选择;也没有突变。2.相等。3.AA%=(A%)2 Aa%=2A%a% aa%=(a%) 2 不变。4.D自主总结 21.不变2.2自主学习 31.基因突变、基因重组和染色体变异。其中,基因突变和染色体变异统称为突变。2.基因突变可以产生新的等位基因,是可
15、遗传变异的根本来源,是种群基因频率改变的基础。3.不一样。因为只有基因发生改变才能出现新基因,才能丰富基因库,改变基因频率。基因重组可以增加基因型的种类,但不能产生新基因。4.种群包括很多个体,个体包括很多基因,所以种群发生突变的量是很大的。突变的有利或有害并不是绝对的,而是相对的,它取决于生物的生存环境。5.突变和基因重组都是随机的,不定向的,它只为进化提供原材料,不能决定生物进化的方向。自主总结 31.提供原材料2.不能自主学习 42.定向4.定向合作探究 31.影响:黑色个体数量增加,浅色个体数量减少;S 基因频率增加,s 基因频率减少。原因:黑褐色环境中,很多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天敌捕食,产生后代的机会少,相应的基因频率不断降低。2.表现型(天敌看到的是桦尺蠖的体色)。3.不是,进化是指在桦尺蠖种群中,黑色个体所占比例增加,浅色个体所占比例降低。4.之前。药物起自然选择的作用而非诱变的作用。自主总结 41.定向改变72.自然选择3.种群基因频率的改变课时检测1.C 2.C 3.A 4.C 5.B 6.C 7.A B 8.A 9.B 10.B 11.A12.(1)生存斗争(种内斗争)(2)联趾型个体趾间有蹼,适于游泳,可以从水中获取食物。因此,在岛上食物短缺时,联趾个体的生存和繁殖机会较多(合理即可)(3)基因频率 (4)基因
