人教版生物必修2 第7章 第2节 现代生物进化理论的主要内容Ⅰ.docx
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人教版生物必修2第7章第2节现代生物进化理论的主要内容Ⅰ
第2节 现代生物进化理论的主要内容(Ⅰ)
1.解释种群、基因库和基因频率的概念。
2.种群基因频率的计算和影响因素分析。
(重、难点)
3.解释生物进化的实质。
(重点)
种群是生物进化的基本单位
1.
2.种群基因库与基因频率
(1)
(2)
探讨
:
下列所述情况是否是一个种群,并说明理由。
(1)一个池塘中的所有鱼类。
(2)甲地池塘中的鲤鱼和乙地池塘中的鲤鱼。
(3)一个池塘中的所有成年鲤鱼。
提示:
都不是。
(1)不是同种生物;
(2)不是同一区域;(3)不是所有个体。
探讨
:
当没有自然选择存在时,种群的基因频率就不会发生改变,这种说法对吗?
为什么?
提示:
不对。
除自然选择外,还有基因突变、迁入和迁出等因素都会使种群基因频率发生变化。
探讨
:
在对某厂职工进行遗传学调查时发现,在男女各400名职工中,女性色盲基因的携带者为30人,患者为10人,男性患者为22人。
那么这个群体中色盲基因的频率为多少?
提示:
色盲基因频率=
×100%
=
×100%
=6%。
1.已知基因型的个体数计算基因频率
某基因频率=
×100%。
例如:
A的基因频率=
×100%。
2.已知基因型频率求基因频率
设有N个个体的种群,AA、Aa、aa的个体数分别为n1、n2、n3,A、a的基因频率分别用PA、Pa表示,AA、Aa、aa的基因型频率分别用PAA、PAa、Paa表示,则:
PA=
=(
+1/2×
)=PAA+1/2PAa
Pa=
=(
+1/2×
)=Paa+1/2PAa
由以上公式可得出结论:
一对等位基因中某基因的频率=该基因纯合子的基因型频率+1/2杂合子的基因型频率。
3.根据遗传平衡定律计算基因频率和基因型频率
(1)遗传平衡定律:
在一个有性生殖的自然种群中,在符合以下5个条件的情况下,各等位基因的频率和基因型频率在一代一代的遗传中是稳定不变的,或者说是保持着基因平衡的。
这5个条件是:
a.种群是极大的;
b.种群中个体间的交配是随机的;
c.没有突变发生;
d.没有新基因加入;
e.没有自然选择。
(2)基因频率与基因型频率的特点:
设A频率为p,a频率为q,则p+q=1。
雄配子
雌配子
A(p)
a(q)
A(p)
AA(p2)
Aa(pq)
a(q)
Aa(pq)
aa(q2)
即AA%=p2,Aa%=2pq,aa%=q2。
1.某生物种群由基因型为AA、Aa、aa的个体组成,其中基因a的频率为45%,则该种群中基因A的频率为( )
A.30% B.45%
C.55%D.80%
【解析】 基因a的频率为45%,所以其等位基因A的基因频率为1-45%=55%。
【答案】 C
2.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20%,Aa基因型的频率为80%,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( )
A.1/5 B.1/4
C.3/7 D.11/21
【解析】 由题意可得出,A的基因频率=60%,a的基因频率=40%,随机交配,繁殖一代后,AA=60%×60%=36%,Aa=2×40%×60%=48%,aa个体致死,因此AA基因型的个体占36%/(36%+48%)=3/7。
【答案】 C
突变和基因重组产生进化的原材料
1.变异类型
2.可遗传变异的形成、特点和作用
(1)形成:
a.基因突变产生等位基因。
b.通过有性生殖过程中的基因重组,可以形成多种多样的基因型。
(2)特点:
随机的、不定向的。
(3)作用:
只是提供生物进化的原材料,不能决定生物进化的方向。
探讨
:
环境改变使生物产生适应性的变异,这句话符合现代生物进化理论的观点吗?
提示:
不符合,变异是不定向的,选择是定向的。
探讨
:
所有的变异都能导致种群基因频率的改变吗?
为什么?
提示:
不是。
只有可遗传的变异才能影响种群基因的组成,才能改变基因频率。
探讨
:
基因突变和基因重组对种群遗传组成的影响一样吗?
试分析原因。
提示:
二者都对种群遗传组成产生影响,但影响角度不一样。
只有基因突变才能出现新基因,才能丰富基因库,改变基因频率,从而影响种群的遗传组成;基因重组不能产生新基因,只能增加基因型的种类,以此来影响种群的遗传组成。
1.理解“突变”的含义
(1)可遗传的变异来源于基因突变、基因重组以及染色体变异。
其中基因突变和染色体变异统称为突变。
基因突变、基因重组和染色体变异都能产生新的基因型,但只有基因突变能产生新的基因(等位基因)。
(2)突变的频率虽然很低,但一个种群往往由许多个体组成,而且每一个个体中的每一个细胞都含有成千上万个基因,所以在种群中每一代都会产生大量的突变。
(3)基因突变产生的等位基因,通过有性生殖过程中的基因重组,可以形成多种多样的基因型,从而使种群出现大量的可遗传变异。
(4)生物的变异是否有利取决于它们的生存环境,同样的变异在不同的生存环境中可能有利,也可能有害。
2.可遗传的变异为生物进化提供了原材料
每一个基因发生基因突变的频率虽然很低,但由于每个生物个体所含的基因数是一个非常巨大的数目,因此基因突变对个体来说不是稀有的,况且生物进化的单位是种群,生物进化是一个漫长的积累过程,即突变→等位基因→基因重组→大量的变异。
可见,突变和基因重组为生物进化、物种形成提供了丰富的原材料。
1.下列哪项不是生物进化的原材料( )
A.基因突变 B.基因重组
C.不遗传的变异D.染色体变异
【解析】 突变和基因重组为生物进化提供了原材料,其中突变又包括基因突变和染色体变异。
【答案】 C
2.“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( )【导学号:
10090172】
A.正确,基因突变虽对多数个体是不利的,但它为定向的自然选择提供了材料,为物种的进化奠定了基础
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繁殖,会导致物种灭绝
D.不正确,因为基因突变会导致个体死亡,不利于生物进化
【解析】 基因突变具有不定向性和多害少利性,所以基因突变不能决定生物进化的方向,且可遗传的变异为生物进化提供了丰富的原始材料。
【答案】 A
自然选择决定生物进化的方向
1.原因:
不断淘汰发生不利变异的个体,选择积累发生有利变异的个体。
2.结果:
种群的基因频率发生定向改变。
[判断]
(1)在自然选择的作用下,具有有利变异的个体的种群中,相应基因频率不断提高。
(√)
(2)自然选择作用下,具有不利变异个体的种群基因频率不变。
(×)
(3)在自然选择的作用下,种群的基因频率会发生定向改变。
(√)
(4)自然选择导致生物朝一定的方向进化。
(√)
探讨
:
在自然选择过程中,直接受选择的是基因型还是表现型?
简要说明原因。
提示:
直接受选择的是表现型,例如天敌看到的是性状,而不是控制性状的基因。
探讨
:
生物进化的实质是什么?
如何判断一个种群是否发生了进化?
提示:
进化的实质是种群基因频率的改变。
判断的依据是种群基因频率是否发生改变。
1.理解“自然选择”的含义
(1)选择的对象:
①表面对象:
生物的变异性状。
②实质对象:
控制性状的基因。
(2)选择的结果:
①从生物性状上看,生物朝着一定的方向进化,形成生物的适应性。
②从实质上看,种群基因频率发生改变。
2.自然选择决定生物进化的方向
3.进化中的“定向”与“不定向”
(1)变异是不定向的。
(2)自然选择是定向的。
(3)种群基因频率的变化是定向的。
(4)生物进化是定向的。
1.下列关于基因频率与生物进化关系的叙述,正确的是( )
A.种群基因频率的改变不一定引起生物的进化
B.只有在新物种形成时,才发生基因频率的改变
C.生物进化的实质是种群基因频率的改变
D.生物性状的改变一定引起生物的进化
【解析】 生物进化的实质是种群基因频率的改变,只要基因频率发生变化,种群就在进化,但是环境引起的性状的变化是不会导致基因频率改变的,因而不能引起生物的进化。
【答案】 C
2.如图表示环境条件发生变化后某个种群中A和a基因频率的变化情况,下列说法错误的是( )【导学号:
10090173】
A.环境条件发生变化会使生物产生适应性的变异
B.P点时两曲线相交,此时A和a的基因频率均为50%
C.Q点表示环境发生了变化,A基因控制的性状更适应环境
D.在自然选择的作用下,种群的基因频率会发生定向改变
【解析】 变异本身是自发产生的,变异发生后,在自然(环境条件)选择下,适应性的变异被选择保留下来,导致种群的基因频率发生定向改变。
P点时两曲线相交,此时A和a的基因频率相等,均为50%。
Q点后A基因频率增大,表示环境发生了变化,A基因控制的性状更适应环境。
【答案】 A
1.下列关于种群的叙述中,错误的是( )
A.种群是生物进化和繁殖的基本单位
B.一个池塘中的全部鱼是一个种群
C.一个种群中的全部基因构成该种群的基因库
D.种群内的个体会死亡,但基因库却可在代代相传的过程中得到保持和发展
【解析】 一个池塘中的全部鱼一般都由多种不同的鱼组成,属于不同的物种,不能构成一个种群。
【答案】 B
2.现代生物进化理论认为,生物进化论的实质是种群基因频率的改变。
下列可以定向改变种群基因频率的是( )
A.基因突变 B.基因重组
C.自然选择D.迁移
【解析】 基因突变本身具有不定向性;基因重组中基因本身没有发生变化,变化的是基因型频率,因此不会改变基因频率。
种群中如果含A基因的个体比含a基因的个体更多地迁移到另一个地区,这个种群中A基因和a基因的频率就会发生相应的变化,但不会定向地改变种群的基因频率;自然选择可以定向地改变种群的基因频率。
【答案】 C
3.据某生物研究性学习小组调查,某校学生中基因型比例为XBXB∶XBXb∶XbXb∶XBY∶XbY=44∶5∶1∶43∶7,则Xb的基因频率为( )
【导学号:
10090174】
A.13.2% B.5%
C.14%D.9.3%
【解析】 基因频率是指一个种群基因库中某个基因占全部等位基因数的比率。
Xb的基因频率=Xb/(XB+Xb)×100%(因为B、b只位于X染色体上,Y染色体上没有)。
女性体内有两条X染色体,因此有两个此类基因(包括B和b),男性体内只有1条X染色体,因此只有1个此类基因(B或b)。
被调查的种群中,Xb:
5%+1%×2+7%=14%;XB+Xb:
(44%+5%+1%)×2+43%+7%=150%。
所以,Xb的基因频率=Xb/(XB+Xb)×100%=14%/150%×100%≈9.3%。
【答案】 D
4.某植物种群,AA基因型个体占30%,aa基因型个体占20%。
则:
(1)该植物的A、a的基因频率分别为________和________。
(2)若该植物自交,后代中AA、aa基因型个体分别占________和________,这时A、a的基因频率分别是________和________。
(3)依据现代生物进化理论,这种植物在两年中是否发生了进化?
________,原因是________________________________________________。
(4)由此可见,进化的单位是________,进化的原材料是由________提供,生物进化方向决定于________,进化的实质是____________________________
_____________________________________________________________。
【解析】
(1)该植物种群中Aa基因型个体占1-30%-20%=50%,A基因的频率为(30×2+50)/200×100%=55%,a基因的频率为1-55%=45%。
(2)该种群植物自交后代中由于基因型为Aa的个体自交后代中有显性的纯合子和隐性的纯合子出现,所以AA个体占30%+50%×1/4=42.5%,aa个体占20%+50%×1/4=32.5%。
(3)物种的进化过程中基因频率在不断变化,所以这种植物在两年中没有进化。
【答案】
(1)55% 45%
(2)42.5% 32.5% 55% 45%
(3)没进化 基因频率没发生改变 (4)种群 突变和基因重组 自然选择 基因频率的改变
课堂小结:
网络构建
核心回扣
1.种群是生物进化的基本单位。
2.突变和基因重组产生进化的原材料。
3.自然选择决定生物进化的方向。
4.生物进化的实质是基因频率的改变。
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