2022年一基因频率的改变和生物进化教案.docx

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1、名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习必备 欢迎下载第 7 章 现代生物进化理论第 2 节 现代生物进化理论的主要内容一 种群基因频率的转变与生物进化（第 25 课时）【教学目标】学问与技能1. 说明种群,种群基因库、基因频率的概念； 2. 运用数学方法争论基因频率的变化； 3. 说明突变和基因重组为生物进化供应原材料的缘由；4举例说明自然挑选作用可以使种群基因频率发生定向转变过程与方法采纳互动式教学模式,以老师供应争论素材,组织引导同学讨论、活动,最终由师生共同总结的形式进行；情感、态度、价值观通过引导同学分析调查或试验所取的数据,培育同学

2、以事实或试验结果为依据得出结论的科学态度；通过教学活动, 培育同学“ 生物是进化来的” 、“ 生物的进化与环境亲密相关” 的思想观念,帮忙 同学树立辩证唯物主义的熟悉观；【教学重点】1基因频率的概念；2突变和基因重组、自然挑选在生物进化过程中的作用；【教学难点】1基因频率的概念和运算方法；2自然挑选对种群基因频率的影响；【学情分析】依据教学目标要求, 本节课的教学目标是让同学懂得并应用基因频率 的运算及运用数学方法争论种群基因频率的转变；同学已经知道了孟德 尔遗传定律的主要内容,只是认知水平仍有所欠缺,所以在教学中老师 只要引导同学懂得新的基因型是由不同的雌雄配子结合后而形成的就可 以了；所以

3、本节课的重点是种群、基因频率概念；突变和基因重组、自 然挑选在进化中的作用；关于种群的概念在生命系统的结构中已经有所 介绍了,因此难点部分只是基因频率概念；突变和基因重组、自然挑选细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页,共 9 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习必备 欢迎下载在进化中的作用；【教学过程】导入：上节课我们学习了达尔文自然挑选学说的主要观点,下面请同学 们依据该学说的基本观点,分析下面的情境： “ 假如在灰色翅（基 因型为 aa

4、）昆虫的群体中偶然显现一只绿色翅（基因型为 Aa）的 变异个体,且绿色比灰色更不易被捕食；那么,昆虫的翅色将怎样变化？”师结合同学的争论进一步提出问题：1. 该变异对于昆虫的存活有什么影响？2. 该绿色个体能始终生存下去吗？3. 该绿色个体怎样才能把它体内的基因A传递下去？4. 假如该个体与其他个体交配生殖,后代仍是绿色翅吗？生争论回答：1. 该变异有利于昆虫逃避天敌,增加生存并繁衍后代的机会；2. 生物个体总会由于各种各样的缘由死亡,例如天敌的捕食、疾 病、衰老等等；3. 生物只有通过生殖繁衍后代才能将自己的基因传递下来；概括：个体的生命周期是有限的,没有哪个个体可以长生不老,但有利 于变异

5、的基因只有在群体中通过生殖才能连续；因此争论生物的 进化,仅仅争论个体的表现型是否与环境相适应是不够的,仍需要争论整个群体基因组成的变化,这个群体就是种群；一、种群是生物进化的基本单位（一）种群 1、种群概念：生活在肯定区域的同种生物的全部个体；强调对该概念的懂得：（1）两个要素：“ 同种” 和“ 全部”（2）一个条件：“ 肯定区域”（3）两个方面：种群是生物繁衍的基本单位；种群是生物进化的基本单位；（4）种群的特点：种群的个体之间具有年龄和性别的差别,并不是 机械地结合在一起；个体之间彼此可以交配,并通过繁衍将各自的基因 传递给后代；2、举例判定细心整理归纳 精选学习资料 - - - - -

6、 - - - - - - - - - - 第 2 页,共 9 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习必备 欢迎下载（1）一个池塘中的全部鲤鱼；是（3）一片草地上的全部植物；不是（2）一个池塘中的全部鱼；不是 4）一片草地上的全部蒲公英；是过渡： 种群个体间具有年龄和性别的差异,并不是机械的结合在一起；彼此可以交配实现基因沟通,并通过繁衍将各自的基因传递给后 代；争论生物的进化必需争论种群的基因组成和变化；如何分析 种群的基因组成和变化呢？由此人们提出基因库和基因频率的概念；什么是基因库？基因频率的含义是

7、什么？（二）种群基因频率的变化 1、基本概念（1）基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因,叫做这个种群的 基因库；（2）基因频率：在一个种群基因库中,某个基因占全部等位基因数的比 率,叫做基因频率；（3）基因型频率：在一个种群中,某种基因型个体在某种群中显现的频 率；提问：对于一个种群如何得以知道某个基因频率的大小呢？2、基因频率的有关运算基因频率的运算往往采纳抽样统计的方法；师供应例题,引导同学运算；（1）已知调查的各种基因型的个数运算基因频率例 1：假设从某个昆虫种群中随机抽取100 个个体,测得基因型为 AA、Aa、aa 的个体分别是 30、60、10,运算基因的频率；A基因的数量

8、=2 30+60=120个；a 基因的数量 =2 10+60=80个 A基因的频率 =（60+60）/200=60%；a 基因的频率 =（20+60）/200=40%；某种基因的频率 =该种群中此基因的数量 数的总和（2）已知基因型频率求基因频率/ 该种群中此基因和等位基因抽样统计结果的出现方式有两种；一种以基因型个数的方式出现,仍 有一种以基因型的频率显现（说明基因型频率的概念）；师提出问题：如 何依据基因型频率运算基因频率？例 2 假设某个昆虫种群中有 因的频率；30%的 AA、60% 的 Aa、10%的 aa,运算基A基因频率 =30+1/2 60=60a基因频率 =10+1/2 60=

9、40细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 3 页,共 9 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习必备 欢迎下载师对同学运算结果进行评判,并引导同学归纳运算的方法和公式：某种基因频率 =该基因纯合体基因型的频率+该基因杂合体基因型的频率 1/2 ；种群中一对等位基因的频率之和为 1 3、用数学方法争论基因频率的变化遗传平稳定理基因可以通过繁衍实现前后代基因的传递,那么,在繁衍传递过程中,基因频率会不会发生变化呢？有哪些因素能引起基因频率和基因型频率 的

10、转变呢？（引入教材摸索与争论）例 1：假设从某个昆虫种群中随机抽取100 个个体,测得基因型为 AA、Aa、aa 的个体分别是 30、60、10,运算基因的频率；A基因频率 = ；a基因频率 = （1）假设上述昆虫的种群满意以下几点 : 该种群特别大； 全部的雌雄个体都能进行自由交配并产生后代； 没有迁人和迁出； 自然挑选对不同表现型的个体作用等效； 这对基因不发生突变, 并且携带这对基因的染色体不发生变异；（2）依据孟德尔的分别规律运算： 从亲本到所产生的配子 在有性生殖过程中, 在满意上述条件的情形下, 这个种群产生的 A、a 的雄配子的比例是0.6:0.4 ；这个种群产生的A、a 的雌配

11、子的比例是0.6:0.4 ；从配子的结合到子一代的基因型雄配子0.6A 0.4a雌配子0.6A 0.36AA 0.24Aa0.4a0.24Aa 0.16aa 从子一代的基因型到子一代的基因频率 A=36+1/2 48=60；a=16+1/2 48=40依据解析完成以下表格：细心整理归纳 精选学习资料 亲代基因型的频率AA30% Aa60% a30% aa10% 第 4 页,共 9 页 配子的比率A30% A30% a10% 子一代基因型频率AA36% Aa48% aa16% - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资

12、料 - - - - - - - - - - - - - - -子一代基因频率学习必备欢迎下载a 40 A60% 子二代基因型频率AA36% Aa48% aa16% 子二代基因频率A60% a40 因此,通过运算子一代中的基因频率没有转变,假如连续满意这五个条件,那么这个种群的基因A 和基因 a 的频率将永久保持不变,基因型的频率也会始终保持不变；这就是闻名的 遗传平稳定理也称哈代温 伯格定理 由英国科学家哈代和德国科学家温伯格分别单独提出,在一个极大 的随机交配的种群中,在无突变、无自然挑选、无迁入迁出的条件下,种群的基因频率和基因型频率可以世代相传,不发生变化,保持平稳；如种群中,一等位基由

13、于A和 a,设 A的基因频率为 p,a 的基因频率为 q,p+q=A%+a%=1,假如这个种群达到了遗传平稳,那么遗传平稳定律可以写成：（p+q）2=p 2+2pq+q 2=AA%+Aa%+aa%=1 p 2：代表纯合子（基因型是2pq: 代表杂合子（基因型是q 2：代表纯合子（基因型是AA）的基因型频率 Aa）的基因型频率aa）的基因型频率即： AA=p 2 Aa=2pq aa= q2总结：遗传平稳所指的种群是抱负的种群,在自然条件下,同时满意以 上 5 个条件明显是不行能的,这样的种群是不存在的,这也从反 面说明白,自然界中种群的基因频率肯定会发生变化,也就是说 种群的进化是必定的；二、突

14、变和基因重组是产生进化的原材料 引入：在自然界中基因频率总会发生转变的,在影响种群基因频率的五 个因素中,又以变异和自然挑选最为突出,接下来我们将具体讨 论变异和自然挑选对种群基因频率是如何影响的；通过问题导入的形式,层层深化讲解：（1）全部的变异都能导致基因频率的变化吗？为什么？答：只有可遗传的变异才能影响种群基因的组成,才能转变基因频率；（2）可遗传的变异的来源有哪几个方面呢 . 答：基因突变、基因重组和染色体变异；其中,我们把基因突变和染色体变异统称为突变；也就是说,突变和基因重组引起了可遗传的变异,对生物的进化起到了特别重细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - -

15、- - - - - - 第 5 页,共 9 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习必备 欢迎下载要的作用；（3）基因突变与基因频率的转变有什么关系呢 . 答：基因突变可以产生新的等位基因,是可遗传变异的根原来源,是种群基因频率转变的基础；（4）突变和基因重组对于种群遗传组成的转变一样吗？为什么？答：不一样,由于只有基因发生转变才能显现新基因,才能丰富基 因库,转变基因频率；重组可以增加基因型的种类；（5）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；为什么仍能够作为生物进化的原材料呢 . 答

16、：由于种群是由很多个体组成的；每个个体都有成千上万个基因,虽然每个基因的突变率都很低, 但每个种群的每一代都会产生大量 的突变基因,所以对于种群来说发生突变的数量是很大的；例如：10-5；如有一 每个果蝇约有 10 4对基因,假定每个基因的突变率都是 个中等数量的果蝇种群 约有10 8个个体 ,请同学们运算出每一代出 现的基因突变数是多少 . 每代显现基因突变数是 2 10 4 10-5 10 8=2 l0 7个；这说明种群中每代产生的基因突变的数量是很大的,并通过繁衍得 到积存,成为基因频率转变的基础；而且突变的有利或有害并不是 肯定的,而是相对的,它取决于生物的生存环境；（6）自然界的生物

17、进化是有方向的,生物具有普遍的适应现象；突变和 基因重组产生的变异有方向吗？它们会使生物产生适应性吗？突变和基因重组都是随机的,不定向的,它只为进化供应原材料,不能打算生物进化的方向；在突变过程中产生了很多相应的等位基 因；通过有性生殖过程中的基因重组,形成了多种多样的基因型,从而使种群显现大量的可遗传变异；但是,这些变异的产生是不定向的,因此,无法定向转变基因频率,也就不能打算生物进化的方向；过渡：生物进化的方向是由什么因素打算的呢？请探究下面的问题 三、自然挑选打算生物进化的方向 探究：自然挑选对种群基因频率变化的影响 目的要求 学会用数字化问题情境的方法探究自然挑选在生物进化中 的作用

18、方案设计 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 6 页,共 9 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习必备 欢迎下载1、提出问题桦尺蠖种群中 S基因（打算浅色性状）的频率为什么越来越低呢？2、作出假设自然挑选使桦尺蠖种群基因频率 3、设计试验_转变；（1）创设数字化情形： 1870 年,桦尺蠖种群基因频率如下：SS 10%、Ss 20%、ss 70%,S 基因频率为 _%,s 基因频率为 _%；在树干变黑的环境下,不利浅色桦尺蠖的生存,浅色个体 每年

19、削减 10%,黑色个体每年增加 10%；（2）运算 210 年间, SS、Ss、ss 三种基因型个体的相对数量变化相对个体数年份第 1 年第 2 年第 3 年第 4 年第 5 年第 6 年基因型SS 10 11 12.1 13.3 14.6 16.1 Ss 20 22 24.2 26.6 29.3 32.2 ss 70 63 56.7 51 45.9 41.3 （3）运算 SS、Ss、ss 基因型频率及 S、s 基因频率 基因型频率 = 该基因型个体数 100% 100% 种群个体总数 S 基因频率 = 2SS 相对个体数Ss 相对个体数2种群个体总数 s 基因频率 = 1 S基因频率 4、现

20、象观看：将运算结果记录到下表频率年份第 1 年第 2 年第 3 年第 4 年第 5 年第 6 年基因基因SS 10% 11.5% 13% 14.6% 16.2% 18% 型频Ss 20% 22.9% 26% 29.2% 32.4% 36% 率ss 70% 65.6% 61% 56.1% 51.1% 46.1% 基因S 20% 23% 26% 29.3% 32.6% 35.9% 频率S 80% 77% 74% 70.7% 67.4% 64% 5、试验结论自然挑选使桦尺蠖种群中基因频率_转变； 误区警示 每年的种群个数总数是变化的,所以运算式的分母并非总是细心整理归纳 精选学习资料 - - - -

21、 - - - - - - - - - - - 第 7 页,共 9 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习必备 欢迎下载200,应当用个体相对数量表中的当年总数代入公式； 问题探究 1 、树干变黑会影响桦尺蠖种群中浅色个体的诞生率吗？为什 么？答：不影响；诞生率是指种群中单位数量个数在单位时间内产生新个体的数目取决于种群个体的繁衍才能与树干变黑无关；2、在自然挑选中,直接受挑选的是基因型仍是表现型？为什么？答：表现型；表现型是基因型的外在表现与环境直接作用；总结：从宏观 性状 和微观 基因 两方面分析生物

22、进化的缘由；1. 从宏观 性状 上看进化过程为： 19世纪中期桦尺蠖的浅色性状与 环境颜色相像,属于爱护色,较能适应环境而大量生存；黑色性状与环境颜色差异很大,不能适应环境,易被捕食者捕食；因此,突变产生后,后代的个体数受到限制；19世纪中期到 20世纪中期,由于地衣死亡,桦尺蠖栖息的树干暴露并被烟熏黑,使得黑色性状与环境颜色相像而大量 生存；浅色性状与环境颜色差异很大,易被捕食者捕食而大量被剔除；表现为适者生存,不适者被剔除；2从微观 基因 来看进化过程为： 19世纪中期以前,由于黑色基因 S 为不利变异基因,掌握的性状不能适应环境而受到限制,因此,当时 种群中浅色基因 s 的频率为 95,

23、黑色基因 S 的频率为 5；到20世纪 中期由于黑色基因 S 掌握的性状能适应环境而大量生存并繁衍后代,浅 色基因 s 掌握的性状不能适应环境而大量被剔除,使后代数量大量减 少；结果浅色基因 s 的频率下降为 5,黑色基因 S 的频率上升为 95；结果是剔除了不利变异的基因,而保留了有利变异基因,通过遗传逐步 积存；结论：由此可见, 种群中产生的变异是不定向的,经过长期的自然挑选,其中的不利变异被不断剔除,有利变异就逐步积存,从而使种群 的基因频率发生定向转变, 导致生物朝着肯定的方向缓慢地进化；因此,生物进化的方向是由自然挑选打算的；【课堂检测】1. 以下生物属于种群的是 A、一块水田里全部

24、的水稻、水草、鱼、虾及其他生物 B、一块朽木上的全部真菌 C、一块棉田中全部的幼蚜、有翅、无翅的成蚜 D、一个池塘中全部的鱼细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 8 页,共 9 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习必备 欢迎下载2. 对生物进化的方向起打算作用的是 A、基因重组 B、基因突变 C、染色体变异 D、自然挑选3. 曾经有一种治疗感冒的新药问世时,疗效很高,几年后疗效渐低,因为感冒病毒具有了抗药性,其根本缘由可能是 A、病毒接触了药物后,

25、缓慢的产生了抗药性B、病毒为了适应环境产生了抗药性的变异C、抗药性的显现是挑选的结果D、后来药量用少了,所以产生了抗药性的变异4. 在一个种群中,随机抽出肯定数量的个体；其中基由于 AA的个体占24%,Aa的个体占 72%,aa 的个体占 4%,那么基因 A和 a 的频率分别是（）A. 36%、64% B. 57%、43% C. 24% 、22% D.60% 、40% 5. 据调查得知,某学校的同学中基因型比率为：X BX B：X BX b ：X bX b：X BY：X bY = 44%：5%：1%：43%：7%,就 X b的基因频率为（）A. 13.2% B. 5% C. 14% D. 9.

26、3% 6. 依据哈代温伯格定律： （p+q2 = p2+2pq+q 2 = 1,在一个处于遗传平稳的种群中,有AA个体 400 只,Aa个体 500 只,aa 个体 100 只,就三年后,该种群中AA基因型个体和 aa 基因型个体各占（）A. 40%和 10% B. 65% 和 35% C. 42.25% 和 12.25% D. 40% 和 60% 7. 某植物种群中基型AA的个体占 20%,基因型 aa 的个体占 50%；（1）这个种群中基因 A的频率是,a 的基因频率是；（2）这个种群自交一代后,基因型 AA的个体占 %,基因 A的频率；aa 的基因型个体占 _%,a 的基因频率是_；（ 3 ） 这 一 种 群 如 果 连 续 自 交 多 代 , 它 的 进 化 趋 势 是_,从基因频率上看是 _,而从基因型上看是 _； 答案1 、C 2、D 3、C 4、D 5、D 6、C 7、（1）35%,65% （2）27.5%,35% ,57.5% ,65% （3）没有发生变化,没有转变, 杂合体所占比例愈来愈小,纯合体所占比例越来越大；细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 9 页,共 9 页 - - - - - - - - -