《生物进化理论的发展》教案5Word文档格式.docx
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学生讨论比较现代达尔文主义和达尔文进化学说的不同,通过【探究1】总结,学生分析解答【例1】。
⇓
步骤6:
默诵【结论语句】,尝试构建最佳知识网络,准确表述现代生物进化理论的主要内容。
完成【当堂双基达标】和教材P101【评价指南】。
⇐步骤5:
归纳总结物种形成的环节,比较生物进化与物种形成的区别,通过【探究3】总结,引导学生分析解答【例4】。
⇐步骤4:
辨析基因型频率和基因频率,总结基因频率和基因型频率的计算方法和基因频率与基因型频率的推导,学生分析解答【例2】和【例3】。
课 标 解 读
重 点 难 点
1.说明现代生物进化理论的主要内容。
1.生物进化的实质。
(重点)
2.物种的形成过程。
(重难点)
现代达尔文主义
1.对达尔文进化学说的评价
(1)达尔文进化学
说的三个观点
适应的第一步是变异的产生,第二步是通过生存斗争而选择。
(2)局限:
不能科学地解释遗传和变异的本质以及自然选择对可遗传的变异如何起作用等问题。
(3)达尔文对变异的解释
不定向变异自然选择适应环境―→保存―→积累不适应环境―→淘汰
2.现代达尔文主义
(1)代表者:
杜布赞斯基等。
(2)内容
(3)种群进化的实质:
种群内基因频率的改变。
①种群:
生活在同一地点的同种生物的全部个体。
种群是生殖的基本单位,也是进化的基本单位。
②基因库:
一个生物种群中全部个体所有基因的总和。
③基因频率:
群体中某一等位基因在该位点上可能出现的比例。
④基因型频率:
指某种基因型的个体在群体中所占的比例。
⑤影响基因频率的因素:
基因突变、自然选择、迁移、遗传漂变。
1.一个自然种群连续多代交配之后,发现种群中的各基因的基因频率并没有发生变化,那么种群发生进化了吗?
【提示】 种群没有发生进化。
因为进化的实质是基因频率的改变。
(4)生物进化的原材料:
包括基因突变、基因重组和染色体变异。
(5)生物进化的方向:
自然选择可以保留对个体生存和繁衍后代有利的变异,使生物向着适应环境的方向发展。
(6)物种形成的重要条件:
①物种:
分布在一定的自然地域内,具有一定的形态结构和生理功能特征,而且在自然状态能够相互交配并能生殖出可育后代的一群生物个体。
②物种形成和生物进化的机制:
突变、选择和隔离。
③隔离
2.新物种的形成一定要经过地理隔离吗?
试举例说明。
【提示】 不一定。
如多倍体植物的形成不需要经过地理隔离。
分子进化的中性学说
1.提出者
日本学者木村资生。
2.内容
(1)生物进化的主导因素不是自然选择,而是中性突变的随机固定。
(2)每种生物的信息大分子都有一定的进化速率。
(3)DNA分子产生的突变大部分是中性的,对生物的生存既无利也无害。
3.中性学说认为,什么情况下自然选择才会发生作用而导致表现型进化?
【提示】 当中性突变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。
生物进化理论发展的意义
1.生物进化理论的创立和完善,对现代生物科学的发展具有重要意义。
2.生物进化理论所揭示的原理,有助于人类从事控制和改造生物的实践活动。
3.生物进化理论有助于确立辩证唯物主义的自然观和科学的世界观。
1.现代达尔文主义认为生物进化的单位是个体。
(×
)
【提示】 现代达尔文主义认为生物进化的单体是种群。
2.生物进化的实质是种群基因型频率的改变。
【提示】 生物进化的实质是基因频率的改变。
3.生物受环境影响而产生的变异对生物进化没有意义。
【提示】 如环境影响造成了遗传物质改变对生物进化是有意义的。
4.在环境条件保持稳定的条件下,种群的基因频率不会发生改变。
【提示】 在环境条件保持稳定的条件下,也可能发生基因突变和迁移,基因频率会发生改变。
5.物种的形成必须经过种群之间的隔离。
(√)
现代达尔文主义与达尔文进化
学说的比较
【问题导思】
现代达尔文主义是在达尔文进化学说基础上发展而来的,那么
①它们之间有什么区别?
②哪些方面是它们的共同点?
达尔文进化学说
基本
内容
①遗传变异是自然选择的内因
②过度繁殖为自然选择提供更多的选择材料,加剧了生存斗争
③变异是不定向的,而自然选择是定向的,自然选择决定着生物进化的方向
④生存斗争是自然选择的过程,是生物进化的动力
⑤适应是自然选择的结果
⑥自然选择过程是一个长期、缓慢、连续的过程
①种群是生物进化的基本单位,生物进化的实质在于种群内基因频率的改变
②突变、选择及隔离是物种形成过程和生物进化的机制
③基因突变、基因重组和染色体变异为生物进化提供了原材料
④自然选择使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向
⑤隔离是新物种形成的必要条件
不同点
没有阐明遗传和变异的本质以及自然选择的作用机理,着重研究生物个体进化
从分子水平上阐明了自然选择对遗传变异的作用机理,强调群体进化,认为种群是生物进化的基本单位
共同点
都能解释生物进化的原因和生物的多样性、适应性
1.自然选择的直接对象是生物变异的性状,根本对象是与变异性状相对应的基因。
2.达尔文认为生物进化过程中变异在前,选择在后,对生物的变异起选择作用的是个体所处的自然环境。
3.生存斗争是自然选择的动力,它包括种内斗争、种间竞争和生物与环境之间的斗争。
下列不属于现代达尔文主义基本观点的是( )
A.物种是生物进化的基本单位
B.生物进化是种群基因频率发生改变的过程
C.生物对环境的适应是长期自然选择的结果
D.突变和重组是不定向的,自然选择是定向的
【审题导析】 解决本题的关键是掌握现代生物进化理论的观点及自然选择学说的内容。
【精讲精析】 种群是生物进化的基本单位;
生物进化的实质是种群基因频率的定向改变;
自然选择的过程,就是生物对环境的适应过程;
突变和基因重组具有不定向性,而自然选择是定向的。
【答案】 A
基因库、基因频率和基因型频率
①怎样计算种群的基因频率和基因型频率?
②遗传平衡定律的适用条件是什么?
1.基因库、基因频率和基因型频率比较
比较
项目
含义
变化后与
进化的关系
范围
种群
基因型
频率
×
100%
生物不
一定进化
基因频率
导致生物进化
基因库
种群中全部基因
可导致生物进化,它的变化是形成新物种的前提
2.基因频率和基因型频率的计算方法
(1)已知基因型的个体数计算基因频率
某基因频率=
例如:
A的基因频率=
(2)已知基因型频率求基因频率
计算公式:
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
A的基因频率=AA的基因型频率+1/2Aa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
该定律指出:
一个进行有性生殖的自然种群在符合以下5个条件的情况下,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,或者说保持着基因平衡。
这5个条件:
①种群足够大;
②种群中个体间的交配是随机的;
③没有突变发生;
④没有新基因加入;
⑤没有自然选择。
A.基因频率与基因型频率的特点
雄配子
雌配子
A(p)
a(q)
AA(p2)
Aa(pq)
aa(q2)
AA、Aa、aa三种基因型频率和为:
p2+2pq+q2=1,即为(p+q)2=p2+2pq+q2=1。
B.实例:
AA的基因型频率为m,则A的基因频率为
。
个体的基因频率与配子中的基因频率是相同的。
(4)X染色体上基因的基因频率的计算:
Xb的基因频率=
100%。
(2013·
南师附中高一测评)某自花传粉植物种群中,亲代中AA基因型个体占30%,aa基因型个体占20%,则亲代A的基因频率和F1中AA的基因型频率分别是( )
A.55%和32.5% B.55%和42.5%
C.45%和42.5%D.45%和32.5%
【审题导析】
(1)植物种群中AA占30%,aa占20%,Aa占50%。
(2)该植物为自花传粉即进行自交。
【精讲精析】 A的基因频率=AA的基因型频率+1/2Aa的基因型频率=30%+50%/2=55%;
亲代:
30%AA 50%Aa
↓ ↓
F1:
30%AA 1/4×
50%AA,1/2×
50%Aa,1/4×
50%aa
所以,F1中AA的基因型频率为30%+12.5%=42.5%。
【答案】 B
(2012·
上海高考)蜗牛的有条纹(A)对无条纹(a)为显性。
在一个地区的蜗牛种群内,有条纹(AA)个体占55%,无条纹(aa)个体占15%,若蜗牛间进行自由交配得到F1,则A基因的频率和F1中Aa基因型的频率分别是( )
A.30%,21% B.30%,42%
C.70%,21%D.70%,42%
【审题导析】
(1)蜗牛种群中AA占55%,aa占15%,所以Aa占30%。
(2)蜗牛间进行自由交配。
(3)自由交配的情况下,符合遗传平衡定律的条件。
【精讲精析】 先计算蜗牛种群的基因频率:
A的基因频率=AA的基因型频率+1/2Aa的基因型频率=55%+1/2·
30%=70%,a的基因频率为30%。
在自由交配的情况下符合遗传平衡定律的条件,F1中Aa基因型的频率=2·
A的基因频率·
a的基因频率=2·
70%·
30%=42%。
【答案】 D
物种形成与生物进化的机制
①物种的形成经过哪些环节?
②物种的形成和生物进化有什么关系?
1.物种形成的三个环节
(1)突变和基因重组产生进化的原材料。
(2)自然选择决定生物进化的方向。
(3)隔离导致物种形成。
三者关系如图:
2.地理隔离和生殖隔离的关系
3.生物进化和物种形成的区别
物种形成
生物进化
标志
生殖隔离出现
基因频率改变
变化后生物与
原生物关系
新物种形成,生殖隔离,质变
生物进化,基因频率改变,量变
二者联系
①只有不同种群的基因库产生了明显差异,出现生殖隔离才形成新物种;
②进化不一定产生新物种,新物种产生一定存在进化
4.种群和物种
物种
概念
生活在同一地点的同种生物的一群个体。
种群是生物进化和生殖的单位。
同一种群内的个体之间可以进行基因交流
分布在一定自然区域内,具有一定的形态结构和生理功能,在自然状态下能够相互交配和繁殖,并且能够产生出可育后代的一群生物个体
较小范围内的同种生物的个体
分布在不同区域内的同种生物的许多种群组成
判断
标准
种群必须具备“三同”:
同一时间、同一地点、同一物种
主要是形态特征相同和能否自由交配并产生可育后代
二者的关系图解:
下图表示生物新物种形成的基本环节,下列叙述正确的是( )
A.自然选择过程中,直接受选择的是基因型,进而导致基因频率的改变
B.同一物种不同种群基因频率的改变能导致种群基因库的差别变大,但生物没有进化
C.地理隔离能使种群基因库产生差别,必然导致生殖隔离
D.种群基因频率的改变是产生生殖隔离的前提条件
【审题导析】
(1)理解图解中各概念之间的关系。
(2)理解物种形成的过程。
【精讲精析】 自然选择过程中,直接受选择的是表现型,A项错。
生物进化的实质是种群基因频率的改变,只要种群基因频率改变了,生物就是在进化,B项错。
长期的地理隔离最终可能导致生殖隔离,C项错。
生殖隔离是新物种产生的标志,只有种群的基因频率改变,引起基因库发生较大改变,才可能产生生殖隔离,D项正确。
本课知识小结
网络构建
生物进化理论的发展达尔文进化学说分子进化的中性学说现代达尔文主义种群是进化的基本单位突变、选择和隔离是物种形成和生物进化
的机制自然选择决定生物进化的方向
结论语句
1.自然选择学说的三个基本观点是:
(1)物种是可变的;
(2)生存斗争和自然选择;
(3)适应是自然选择的结果。
2.种群是生物进化的基本单位,进化的实质是种群基因频率的改变。
3.突变和基因重组产生生物进化的原材料,自然选择决定进化的方向。
4.突变、选择和隔离是物种形成和生物进化的机制,生殖隔离是物种形成的标志。
5.中性学说是从分子水平解释生物进化的理论,它认为DNA分子产生的突变大部分是中性的,既无利也无害。
1.(2013·
通州市高一质测)下列符合现代生物进化理论的叙述是( )
A.物种是神创的
B.物种是不变的
C.种群是生物进化的基本单位
D.用进废退是生物进化的原因
【解析】 现代生物进化理论的主要内容有种群是生物进化的基本单位、可遗传的变异是生物进化的原材料、自然选择决定生物进化的方向、隔离在物种形成中的作用、共同进化与生物多样性的形成,C项正确;
物种是神创的和物种是不变的是荒谬的观点,用进废退是拉马克的学说内容,A、B、D三项均错。
【答案】 C
2.下面关于种群的叙述,错误的是( )
A.种群是一定自然区域中所有生物个体的总和
B.一个种群中的个体之间可以自由交配
C.种群是生物进化和生殖的基本单位
D.种群通过繁殖将基因传递给后代
【解析】 种群是指在一定自然区域中同种生物所有个体的总称,而不是所有生物个体的总和,A项错。
3.下列关于基因库的叙述,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.基因突变可改变基因库的组成
【解析】 基因库是指一个种群全部个体具有的基因,不同个体含有的基因不同,只是具有基因库中的部分基因。
4.(2013·
江苏扬州中学高一测试)隔离在物种形成中的根本作用是( )
A.使种群间基因不能自由交流
B.使种群间的雌、雄个体失去交配机会
C.使种群间的个体互不认识
D.使不同种群适应于不同的地理环境
【解析】 不同种群间的个体,在自然条件下基因不能自由交流的现象叫做隔离,所以其根本作用是使种群间基因不能自由交流。
5.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.一般来说,频率高的基因所控制的性状更适应环境
B.持续选择条件下,一种基因的频率可以降为零
C.在某种条件下两种基因的频率可以相等
D.该种群基因频率的变化只与环境的选择作用有关
【解析】 自然条件下随机交配的种群中,等位基因A、a的频率有可能相等;
由于生物与环境的相互依存关系,一般来说,频率高的基因所控制的性状更适应环境;
在持续选择条件下,若基因控制的性状不适应环境,一种基因的频率可以降为零。
影响种群基因频率变化的因素除环境的选择外,基因突变、基因重组、遗传漂变等也可影响基因频率的变化。
6.有关生物进化及新物种形成的叙述,正确的是( )
A.群落是生物进化的基本单位
B.地理隔离必然导致生殖隔离
C.生物进化决定了自然选择的方向
D.隔离是新物种形成的必要条件
【解析】 生物进化的单位是种群,不是群落。
地理隔离不一定产生生殖隔离。
自然选择决定生物进化的方向。
生殖隔离是新物种形成的标志。
7.(2013·
江苏泰州中学高一测试)在一个海岛上,一种海龟中有的脚趾是连趾(ww),有的脚趾是分趾(WW、Ww),连趾个体游泳能力强,分趾个体则游泳能力较弱。
若开始时,连趾和分趾基因的频率各为0.5,当海龟数量增加到岛上食物不足时,连趾的海龟容易从海水中得到食物而存活,分趾的海龟则因不易获得食物而饿死,若千万年后,基因频率变化成W为0.2,w为0.8。
请问:
(1)该种群中所有海龟所含的基因称为该种群的____________。
基因频率变化后,从理论上计算,海龟种群中连趾个体数占整个种群个体总数的比例为________;
分趾的海龟中杂合子占整个种群的比例为________。
(2)导致海龟种群的基因频率变化的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)这种基因频率的改变,是否就表示发生了生物进化?
请简述理由。
(4)这种基因频率的改变,是否就表示产生了新的物种?
【解析】
(1)中,ww基因型个体占整个种群个体总数的比例为0.8×
0.8×
100%=64%。
分趾的海龟中杂合子(Ww)占整个种群个体总数的比例为2×
0.2×
100%=32%。
【答案】
(1)基因库 64% 32%
(2)自然选择导致海龟种群的基因频率发生定向变化 (3)发生了进化。
因为只要种群基因频率改变,种群就在进化 (4)没有产生新物种,因为只是种群基因频率改变,并没有产生生殖隔离
一、选择题
江阴高一测试)下列叙述符合现代生物进化理论的是( )
B.自然选择导致种群基因频率发生不定向改变
C.突变和基因重组决定生物进化的方向
D.长期的地理隔离不一定产生生殖隔离
【解析】 种群是生物进化的基本单位,自然选择导致种群基因频率发生定向改变,A、B、C三项错。
长期的地理隔离可能会产生生殖隔离,D项正确。
2.在一个种群中随机抽出100个个体,其中基因型为AA的个体占24个,基因型为Aa的个体占72个,基因型为aa的个体占4个,那么基因A和基因a的频率分别是( )
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,Aa占72个,aa占4个,基因在个体中成对存在。
即在200个基因中A基因有2×
24+72=120个,基因频率为120÷
200=60%;
a基因有2×
4+72=80个,基因频率为80÷
200=40%。
3.(2013·
苏北四市高三第一次调研)南水北调工程可能导致南方水系中的血吸虫随水北上,专家担心血吸虫会在北方水系中形成新的亚种或物种,对北方人民的健康形成新的威胁。
假如南方的部分血吸虫来到北方,相关叙述错误的是( )
A.会慢慢形成新的种群
B.会因定向变异形成新的亚种或物种
C.可能与南方的血吸虫之间形成地理隔离
D.可能与南方的血吸虫之间形成生殖隔离
【解析】 变异是不定向的,只有自然选择是定向的。
4.现代生物进化理论认为生物进化是( )
A.用进废退与适者生存的相互作用
B.物种灭绝与辐射发展的相互作用
C.遗传、变异和选择的综合作用
D.突变、选择和隔离的综合作用
【解析】 现代达尔文主义认为突变、选择和隔离是物种形成和生物进化的机制。
5.(2013·
江苏梅村高级中学高一测试)有关种群和物种的叙述正确的是( )
A.同一种群的个体间可以相互交配并产生后代,同一物种的个体间也能相互交配并产生后代
B.种群是生物进化的基本单位,物种是繁殖的基本单位
C.种群的基因频率总是在不断变化发展,物种的基因频率往往保持不变
D.种群基因库的基因和物种基因库的基因是一样的
【解析】 解答本题时首先应明确种群与物种间的相互关系,然后再逐项分析。
选项A,同一物种个体之间不存在生殖隔离,交配后均能产生可育后代。
选项B,种群是生物进化的基本单位,种群是指生活在一定区域的同种生物的全部个体;
而物种可以包括多个种群,它们之间可能存在地理隔离。
所以繁殖的基本单位应为种群。
选项C,物种可以包括多个种群,种群的基因频率在不断变化,则物种的基因频率也在变化。
选项D,同一物种的不同种群由于存在地理隔离,种群的基因库有一定的差异,如东北虎与华南虎。
6.下列符合现代生物进化理论的叙述是( )
A.物种的形成可以不经过隔离
B.生物进化过程的实质在于有利变异的保存
C.基因突变产生的有利变异决定生物进化的方向
D.自然选择通过作用于个体而影响种群的基因频率
【解析】 隔离包括地理隔离和生殖隔离,物种的形成可以不经过地理隔
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