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1、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
2、么影响?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)生物进化的基本单位是
3、。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%=。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
4、,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
5、合子Aa的频率是()A.0.1B.0.6C.0.9D.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
6、产生的变异有方向吗?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.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年体色浅色30%34.4%39.1%44%黑色70%
7、65.6%60.9%56%基因型频率SS10%11.5%13.1%14.7%Ss20%22.9%26%29.3%ss70%65.6%60.9%56%基因频率S20%23%26%29%s80%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?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
8、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.
9、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()A.1/16B.1/9C.1/8D.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
10、%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,F1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,基因型的比例为XBXB(42%)、XBXb(7%)、XbXb(1%)、XBY(46%)、XbY(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
11、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率的结果最可能是()11.“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
12、,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)(
13、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.全部个体全部基因。2.某个基因全部等位基因数AA+a100%3.基因型个体总数AAAA+Aa+aa100%合作探究1例1:B例2:Xb=XbXB+Xb100%=10+15+11400+200100%=6%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%)2Aa%=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
