高一生物必修2现代生物进化理论的主要内容..pdf
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1、-高一生物必修 2 现代生物进化理论的主要内容 一、教学目标 1.知识方面 解释种群、种群基因库、基因频率等概念。说明现代生物进化理论的主要内容。举例说明共同进化和生物多样性形成的原因。2.情感态度与价值观方面 形成生物进化的观点和生物进化理论在发展的观念。3.能力方面 运用数学方法讨论种群基因频率的变化。运用生物进化观点解释一些生物现象。二、教学重点和难点 1.教学重点(1)种群、物种、基因频率、隔离等概念。(2)突变和基因重组、自然选择、隔离在生物进化过程中的作用。2.教学难点(1)基因频率的概念。(2)自然选择对种群基因频率的影响。(3)隔离在物种形成中的作用。三、教学方法 问题导学法、
2、讲授法、直观法 四、教学课时 4 课时 五、教学过程 教学内容 教师组织和引导 学生活动 教学意图 第 1 课时 一、种群基因频率的改变与生物进化 问题探讨 引导组织学生回答 提示一个基因所控制的性状,对个体生存和繁殖后代的贡献越大,拥有该基因的个体就可能越多。思考讨论 种群是生物进化的基本单位 上节课我们学习了达尔文自然选择学说的主要观点,下面请同学们依据该学说的基本观点,分析下面的情境:情景 1: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(Aa)的变异个体,且绿色比灰色更不容易被敌害发现。思考回答 只有通过有性生殖,才能将基因传体会对自然选择学说的修正是必然-种群和物种
3、基因库和基因频率 计算基因频率 思考与讨论 1.问根据达尔文“适者生存、不适者淘汰”的观点,该绿色个体能被选择下来吗?2.如果该绿色基因能很好的生活下来,他体内的 A 基因怎样才能传递给后代?总结性讲述讨论发现,出现有利变异个体内的有利基因只有在群体中,通过有性生殖才能世代延续,另外有利变异个体的后代不一定能真实遗传。因此,研究生物的进化,仅仅研究个体的表现型是否与环境相适应是不够的,还需要研究群体的基因组成的变化,这个群体就是种群。问怎样的一群生物个体可以称为种群呢?一个生物的“种”或“物种”与种群又有什么区别呢?问性状是由基因控制的,研究生物的进化必须研究种群的基因组成和变化。如何分析种群
4、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?基因频率的含义是什么?某昆虫种群中,绿色翅的基因为 A,褐色翅的基因位 a,调查发现 AA、Aa、aa 的个体分别占 30%、60%、10%、那么 A、a 的基因频率是多少?提示1.(1)A 配子占 60%,a 配子占 40%。(2)子代基因型频率:AA 占 36%;Aa 占 48%;aa 占 16%。(3)子代种群的基因频率:A 占 60%;a 占 40%。(4)填表略。种群的基因频率会同子一代一样。2.对自然界的种群来说,这五个条件不可能同时都成立。例如,翅色与环境色彩较一致的,被天敌发现的机会就少些。3.突变产生新的基
5、因会使种群的基因频率发生变化。基因A2 的频率是增加还是减少,要看这一突变对生物体是有益的还是有害的。给子代,将基因 A保留下来。物种可以分布在自然界不同的区域,只有在可以发生随机交配、繁衍,使基因能够世代传递的一定区域内的同种全部个体的集合才是一个种群。的。使学生初步了解,研究生物的进化需要研究群体的基因组成及其变化。理解种群的概念。理解基因库和基因频率的概念。使学生学会计算基因频率的方法 突变和基因重组为生物进1、回忆变异类型 _ 变异 突变 _-化提供原材料 _ _ _ 2、所有的变异都能导致基因频率的变化吗?只有_。3、突变和基因重组对于种群遗传组成的改变一样吗?为什么?_。因为只有_
6、才能出现新基因,才能丰富基因库,改变基因频率。_可以增加基因型的种类。4、在自然情况下,突变的频率很低,且多数有害,对生物进化有重要意义吗?例如:每个果蝇约有 104对基因,假定每个基因的突变率都是 10-5。若有一个中等数量的果蝇种群(约有 108个个体),请同学们计算出每一代出现的基因突变数是多少?基因突变数是_ 这说明种群中每代产生的基因突变的数量是很大的,并通过繁殖得到积累,成为基因频率改变的基础。而且突变的有利或有害并不是绝对的,它取决于生物的_。5、突变和基因重组产生的变异有方向吗?由于突变和基因重组都是_、_,因此它们只是提供了_,不能决定生物进化的方向。探究 提示1.树干变黑会
7、影响桦尺蠖种群中浅色个体的出生率,这是因为许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天敌捕食。2.是表现型。比如,天敌看到的是桦尺蠖的体色而不是控制体色的基因。三、自然选择决定生物进化的方向 典型例题:例:中心血防站调查了 1788个 MN血型的人,其中 397 人是 M 型(LMLM),861 人是 MN型(LMLN),530 人是 N 型(LNLN),请分别计算 LM 和 LN 的基因频率。解析:本题考查基因频率的计算方法。据题意可知,M 型者含有两个 LM 基因,MN 型者含有一个 LM 和一个 LN 基因,N 型者含有两个 LN 基因。故本题应如此计算 LM%=(2397+861)/21
8、788100%=46.3%LN%=(861+2530)/21788100%=53.7%例 2、根据现代生物进化理论判断下列说法正确的是()A研究物种的迁徙规律,关键是研究一对雌雄个体的迁徙行为 B研究物种间的差异,关键是研究它们能否交配产生后代 C生物进化的过程,实质是基因频率变化的过程 D生物进化的方向决定于生物变异的方向 解析:现代生物进化理论认为,种群是生物进化的基本单位,因此研究的着眼点是种群,而不是个体。生物进化的过程实质就是种群基因频率变化的过程。生物进化的方向是由自然选择决-定而非生物变异的方向决定,本题考查了对现代生物进化理论的理解。答案:C【自我诊断】基础题 1、下列哪项属于
9、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(1)已知人眼的褐色(A)对蓝色(a)是显性。在一个 30000 人的人群中,蓝 眼人 3600 人,褐眼人 26400 人,其中纯合体有 1200 人。那么,在这个人群 中 A 和 a 的基因频率为()A、0.64 和 0.36 B、0.36 和 0.64 C、0.50 和 0.50 D、0.82 和 0.18(2)种群的基因频率总是_的,其原因是()A、自然选择 B、自然选择和遗传漂变 C、自然选择、遗传漂变和迁移 D、自然选择、遗传漂变、迁移、突变等(3)若一个种群中,某一
10、性状的出现频率增加,这很可能()A、这个性状对环境具有很强的适应性 B、该群体中具此性状的纯合体多 C、这个性状的出现是由环境条件引起的 D、控制这个性状的基因为隐性 3(1)马(2N=64)和驴(2N=62)杂交能产生后代称为骡子,能够正常发育,但不能生育,这种情况称之为()A、杂交育种 B、人工诱变 C、基因重组 D、生殖隔离(2)产生这种情况的原因主要是()A、染色体结构发生变化 B、马和驴的遗传物质有本质的区别 C、发生突变 D、减数分裂过程中联会紊乱 4.现代生物进化理论认为:种群是生物进化的基本单位,突变和重组、选择、隔离是新物种形成的基本环节。其中新物种的形成的必要条件是()A、
11、基因突变 B、选择 C、生殖隔离 D、物种变化 5.华南虎和东北虎两个亚种的形成是因为()A、地理隔离的结果 B、生殖隔离的结果 C、地理隔离和生殖隔离的结构 D、基因突变和基因重组的结果 6.用生物进化论的观点解释病菌的抗药性不断增强的原因是()(多选)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,生存下来的个体都是抗药能力强的 D、病菌中原来就的抗药性强的个体,在使用抗菌素的过程中淘汰了抗药性弱的个体 7.据科学考察,海洋生物比陆地生物的进化速度缓慢,其原因是()A.海洋生物比陆地生物低
12、等 B、海洋环境相对稳定 C、海洋生物发生变异少 D、海洋生物的变异个体生存机会少-8根据现代生物进化理论判断下列说法正确的是()A、生物进化的方向决定于生物变异的方向 B、生物进化的过程,实质是基因频率变化的过程 C、研究物种间的差异,关键是研究它们能否交配产生后代 D、研究物种的迁徙规律,关键是研究一对雌雄个体的迁徙行为 9、.某海岛上生活着一群昆虫,经调查翅的长度和个体数的关系如右图曲线。后来该小岛上经常刮大风,若干年后再进行调查,你认为最能代表此时情况的曲线图是()10、现代生物进化理论认为,突变和基因重组是产生进化的原材料,下列哪种变异现象不属于此类突变的范畴()A猫叫综合症 B.高
13、茎高茎 高茎、矮茎 C.镰刀型细胞贫血症 D.二倍体四倍体 三倍体 六倍体 拓展题 11(1)19 世纪中叶以来,随着英国重工业的发展,尺蛾中黑化蛾的比例越来越高。为了研究环境改变对尺蛾种群变化的影响,1950 年科学工作者在英国的两个地区利用标志重捕法进行了调查,获得如下结果:项目 地 区 白色蛾 黑化蛾 释放数 回收数 回收率 释放数 回收数 回收率 污染区 64 16 250 154 82 532 非污染区 393 54 137 406 19 47 请回答下列问题:自然选择是 的过程。表中两组数据 大于 、大于 共同支持“自然选择决定 进化方向”这一论点。(2)生物 20 世纪 50 年
14、代后,英国开始实行控制计划,大气环境污染得到了治理。请根据下图说出 三者的变化关系并解释原因。-12滥用抗生素往往会导致细菌耐药性的产生。(1)细菌抗药性变异的来源属于 。(2)尽管在细菌菌群中天然存在抗药性基因,但是使用抗生素仍可治疗由细菌引起的感染,原因在于菌群中 。(3)细菌耐药性的形成是抗生素对细菌进行 的结果,其内在实质是 。(4)在抗生素的作用下,细菌往往只要一到两代就可以得到抗性纯系。而有性生殖的生物,淘汰一个原来频率较低的隐性基因,形成显性纯合子组成的种群的过程却需要很多代,原因是 。参考答案:1、C 2、(1)A(2)不断变化的 D(3)A 3、(1)D(2)D 4、C 5、
15、A 6、CD 7、B 8、B 9、B 10、B 11(1)适者生存,不适者被淘汰 532%250%137%47%(两组数据先后顺序可调换)(2)由于煤烟排放量减少,SO2 浓度逐年降低 由于 SO2 浓度降低,树干上地衣数量增多。原因是地衣对 SO2 敏感,因此 SO2 浓度降低,有利于地衣的生长。由于地衣数量增多,黑化蛾频率逐年降低。原因是地衣颜色浅,黑化蛾易被鸟类捕食。12、(1)基因突变(2)有抗药性基因的个体占极少数(抗药性基因频率极低)(3)定向选择 菌群中抗药性基因频率增加 (4)隐性基因可通过杂合子保存下来 第 2 课时 二.隔离与物种的形成 二.隔离与物种的形成 1、物种的概念
16、:能在自然条件下相互交配并且产生可育后代的一群生物。2、隔离在物种形成中的作用 1960 年份 相对值 1970 1980 1990 树干上地衣数量 黑化蛾频率 大气中 SO2含量-3、隔离和物种形成:主要方式渐变式(经过长期的地理隔离而达到生殖隔离,形成新物种)一个种群 新物种产生 地质变迁 多个小种群 环境变化 两种群相遇不能进行基因交流 保留不同基因 种群基因频率改变 种群基因库和基因频率继续改变 两种群相遇可能进行基因交流 亚种 多个亚种 不同物种间都存在 隔离,物种的形成必须经过生殖隔离时期,但不一定要经过 隔离,如爆发式:物种 A 杂交 染色体加倍 杂种植物 异源多倍体(新物种)物
17、种 B 小结 种群 小种群(产生许多变异)新物种 资料分析 1.由于这两个种群的个体数量都不够多,基因频率可能是不一样的。2.不一样。因为突变是随机发生的。3.不同岛屿的地形和植被条件不一样,因此环境的作用会有差别,导致种群基因频率朝不同的方向改变。4.不会。因为个体间有基因的交流。旁栏思考题 最先在裸露的岩石上生长的植物往往是地衣,地衣的出现促进岩石的分解,形成土壤,为苔藓植物的生长创造条件。技能训练 1.假说甲:红褐色鱼和金黄色鱼起源于同一种灰色鱼。假说乙:湖中原来只有红褐色鱼,湖中原来只有金黄色鱼,发洪水时,这两个湖中的鱼发生混杂在一起。2.假说甲没有考虑到隔离在物种形成中的作用,也没有
18、考虑洪水的作用。3.这一证据支持假说乙。4.如果红褐色鱼和金黄色鱼不能杂交,或杂交后不能产生可育后代,说明它们不是一个物种。地理隔离 生殖隔离 地理 隔离 自然 选择 生殖 隔离 基因频率发生改变-作业 第二小节练习 基础题 1.(1);(2);(3)。2.生活在峡谷北侧的种群发生了突变,由于突变的随机性,同样的突变没有发生在峡谷南侧的种群中。由于这两个种群被河流隔开,彼此没有交配的机会,也就是没有基因的交流,所以两个种群发生明显的分化,有可能演变成两个物种。拓展题 提示:雄虎和雌狮杂交生出的后代是虎狮兽,雄狮和雌虎杂交生出的后代是狮虎兽。目前还没有虎狮兽和狮虎兽交配并生出可育后代的证据。对人
19、们让虎和狮杂交生出更具观赏价值后代的做法,学生可自由发表看法。补充资料:1981 年,世界首例狮虎兽诞生于法国,2001 年病死。2002 年 8 月 22日,我国首例虎狮兽在南京红山动物园降生,仅 7 d 就夭折了。2002 年 9 月 2 日,在福州国家森林公园动物乐园降生了 3 只虎狮兽,仅 1 只成活。2003 年 3 月 27日,在湖南长沙世界之窗降生了 1 只虎狮兽。国内还有从国外引进狮虎兽进行饲养、供游人观赏的事例。对于让虎和狮杂交的做法,有专家认为这在科学研究上价值不大,但是在商业上具有一定价值。有专家认为,对待野生珍稀动物,人类最应当做的是进行保护,让它们自然繁殖,而不是人为
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