人教版高中生物必修2-第7章-第2节-现代生物进化理论-第1课时教学课件-共54张

1、 第7章 THE SEVENTH CHAPTER现代生物进化理论1.掌握种群、基因库、基因频率的概念，学会用数学方法讨论基因频率的变化。2.理解突变和基因重组是生物进化的原材料。3.通过探究自然选择对种群基因频率的影响，理解自然选择决定生物进化的方向。目标导读1.用数学方法讨论基因频率的变化。2.自然选择对生物进化的作用。重难点击n 一种群是生物进化的基本单位n 二突变和基因重组产生进化的原材料n 当堂检测现代生物进化理论的主要内容()n 三自然选择决定生物进化的方向第 课时27 达尔文以个体作为生物进化的单位是不准确的，现代生物进化理论认为生物进化的基本单位是种群，请分析讨论：一种群是生物进

2、化的基本单位(1)达尔文认为自然选择直接作用的是生物个体，并且是个体的 ，而个体 会随着个体的 而消失。(2)决定生物性状的基因可以通过 而世代延续，并且在群体中扩散，因此生物进化应该研究群体的 的变化。表现型表现型死亡生殖基因组成1.以种群作为生物进化单位的理由以种群作为生物进化单位的理由一种群是生物进化的基本单位小组合作讨论小组合作讨论一定区域2.种群的概念如图所示，生活在 的同种生物的 个体叫做种群。种群内的个体不是机械地集合在一起，而是通过种内关系组成一个有机整体，彼此之间可以 ，并通过繁殖将各自的基因传给后代。所以，种群是生物 和 的基本单位。全部交配繁殖进化一种群是生物进化的基本单

3、位小组合作讨论小组合作讨论3.基因库(1)概念：一个种群中 个体所含有的 基因，叫做这 个种群的基因库。 每个种群都有它独特的 。(2)基因库会不会伴随着个体的死亡而消失？全部全部基因库答案答案个体所携带的基因随着个体的死亡而从基因库中消失，个体所携带的基因随着个体的死亡而从基因库中消失，但是个体会通过繁殖把自身的基因传给后代，所以基因库不会伴但是个体会通过繁殖把自身的基因传给后代，所以基因库不会伴随着个体的死亡而消失，而是在代代相传中得到保持和发展。随着个体的死亡而消失，而是在代代相传中得到保持和发展。一种群是生物进化的基本单位小组合作讨论小组合作讨论4.种群的基因频率(1)概念：在一个种群

4、基因库中，某个基因占全部 基因 数的比率。(2)计算公式等位一种群是生物进化的基本单位小组合作讨论小组合作讨论(3)如图，在某昆虫种群中，决定翅色为绿色的基因为A，决定翅色为褐色的基因为a，从这个种群中随机抽取100个个体，测得基因型为AA、Aa和aa的个体分别是30、60和10个，就这对等位基因来说，每个个体可以看作含有2个基因，那么，这100个个体共有200个基因。请计算A、a的基因频率。一种群是生物进化的基本单位答案A基因的数量是23060120个；a基因的数量是2106080个；A基因的频率为 12020060%；a基因的频率为8020040%。小组合作讨论小组合作讨论5.用数学方法讨

5、论基因频率的变化假设上述昆虫种群非常大，所有的雌雄个体间都能自由交配并产生后代，没有迁入和迁出，自然选择对翅色这一相对性状没有作用，基因A和a都不产生突变，根据孟德尔的分离定律计算：(1)该种群产生的A配子和a配子的比率各是多少？答案答案A配子占配子占60%，a配子占配子占40%。(2)子代基因型的频率各是多少？(3)子代种群的基因频率各是多少？答案答案子代基因型的频率：子代基因型的频率：AA占占36%，Aa占占48%，aa占占16%。答案答案子代种群的基因频率：子代种群的基因频率：A占占60%，a占占40%。(4)将计算结果填入下表。想一想，子二代、子三代以及若干代以后，种群的基因频率会同子

6、一代一样吗？亲代基因型的频率AA(30%)Aa(60%)aa(10%)配子的比率A()A()a()a()子一代基因型频率AA()Aa()aa()子一代基因频率子一代基因频率A(A() )a(a() )子二代基因型频率子二代基因型频率AA(AA() )Aa(Aa() )aa(aa() )子二代基因频率子二代基因频率A(A() )a(a() )答案亲代基因型的频率AA(30%)Aa(60%)aa(10%)配子的比率A(30%)A(30%)a(30%)a(10%)子一代基因型频率AA(36%)Aa(48%)aa(16%)子一代基因频率A(60%)a(40%)子二代基因型频率AA(36%)Aa(48%

7、)aa(16%)子二代基因频率A(60%)a(40%)由表可知，子三代、子四代以及若干代以后，种群的基因频率与子一代一样。(5)若上述计算结果是建立在五个假设条件基础上的。对自然界种群来说，这五个条件都成立吗？你能举出哪些实例？答案答案对自然界的种群来说，这五个条件对自然界的种群来说，这五个条件不可能不可能同时都成立。例如，翅色与环境色彩较一致，同时都成立。例如，翅色与环境色彩较一致，被天敌发现的机会就少些。被天敌发现的机会就少些。(6)如果该种群出现新的突变型(基因型为A2a或A2A2)，也就是产生新的等位基因A2，种群的基因频率会变化吗？基因A2的频率可能会怎样变化？答案答案基因突变产生新

8、的基因会使种群的基基因突变产生新的基因会使种群的基因频率发生变化。因频率发生变化。基因基因A2的频率的频率是增加还是是增加还是减少，要看这一突变对生物是有益的还是有减少，要看这一突变对生物是有益的还是有害的。害的。归纳提炼1.判断种群的“三要素”(1)生活在一定的自然区域内；(2)同一种生物；(3)全部个体的总和。小组合作小结小组合作小结2.遗传平衡定律及其适用条件(1)定律内容若种群中，一对等位基因为A和a，设A的基因频率为p，a的基因频率为q，则pqA%a%1。如果这个种群达到了遗传平衡，那么遗传平衡定律可以表示为：(pq)2p22pqq2AA%Aa%aa%1。p2代表纯合子AA的基因型频

9、率；2pq代表杂合子Aa的基因型频率；q2代表纯合子aa的基因型频率。即：AA%p2，Aa%2pq，aa%q2。(2)适用条件：保证种群基因频率稳定不变的5种因素该种群非常大；该种群非常大；所有的雌雄个体都能自由交配；所有的雌雄个体都能自由交配；没有迁入和迁出；没有迁入和迁出；自然选择对不同表现型的个体没有作用；自然选择对不同表现型的个体没有作用；这对基因不发生突变和携带这对基因的染色体这对基因不发生突变和携带这对基因的染色体不发生变异。不发生变异。活学活用1.某动物种群中AA、Aa和aa的基因型频率分别为0.3、0.4和0.3，请回答：(1)该种群中a基因的频率为_。0.5解析解析(1)AA

10、0.3、Aa0.4、aa0.3，所以所以a0.41/20.30.5。(2)假定该动物种群只在相同基因型之间进行交配，则理论上该种群的子一代中AA、Aa和aa的基因型频率分别为_、_和_；如果子一代也同样只发生相同基因型之间的交配，其后代中AA、Aa和aa的基因型频率_(会、不会)发生改变。答案答案0.40.20.4会会解析解析(2)AA0.3，Aa0.4，aa0.3，题目中叙述的情况相当于植物的自交，题目中叙述的情况相当于植物的自交，结果如下：结果如下：0.3 (AAAA)得到得到0.3AA， 0.4(AaAa)得到0.1AA、0.2Aa、0.1aa,0.3 (aaaa)得到0.3 aa，所以

11、相同基因型之间进行交配，后代中AA0.30.10.4、Aa0.2、 aa0.30.10.4，同理可以计算该代相同基因型个体之间的交配后代中AA0.45、Aa0.1、aa0.45，所以基因型频率会发生改变。(3)如果该种群达到了遗传平衡，则理论上该种群的子一代中aa的基因型频率为_；如果该种群的子一代再随机交配，其后代中aa的基因型频率_(会、不会)发生改变。0.25不会解析解析(3)由由a0.5，可以计算出后代中，可以计算出后代中aa的基因型频率是的基因型频率是(0.5)20.25，且该基因型，且该基因型的频率不会发生改变。的频率不会发生改变。二突变和基因重组产生进化的原材料 生物在进化过程中

12、不断地发生变化才能进化，这些变化主要是由突变和基因重组引起的，请分析讨论：1.可遗传变异的来源基因突变基因重组2.突变和基因重组能产生进化原材料的原因分析答案答案突变的频率虽然很低，但一个种群往往突变的频率虽然很低，但一个种群往往由许多个体组成，而且每一个个体的每一个由许多个体组成，而且每一个个体的每一个细胞内都有成千上万个基因，所以在种群中细胞内都有成千上万个基因，所以在种群中每一代都会产生大量的突变。每一代都会产生大量的突变。(1)突变具有低频性，能为生物进化提供原材料吗？突变具有低频性，能为生物进化提供原材料吗？(2)突变大多数对生物体是不利的，能为进化提供原材料吗？答案答案生物变异是否

13、有利，取决于它们生物变异是否有利，取决于它们的生存环境，微小有利的变异不断积累的生存环境，微小有利的变异不断积累也能导致生物进化。也能导致生物进化。2.突变和基因重组能产生进化原材料的原因分析(3)通过以上分析可知，基因突变产生的 通过有性生殖过程中的 ，可以形成多种多样的基因型，从而使种群中出现大量的 ，为生物进化提供原材料。(4)由于突变和基因重组都是 的、 的，因此它们只是提供了生物进化的原材料，不能决定生物进化的 。等位基因基因重组可遗传变异随机不定向方向2.突变和基因重组能产生进化原材料的原因分析归纳提炼 基因突变和基因重组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

14、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； 而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。小组合作理解小组合作理解2.有翅昆虫有时会出现残翅或无翅的突变类型，这类昆虫在正常情况下很难生存下去，但在经常刮大风的海岛上，这种突变类型因不能飞行，从而避免被风吹到海里淹死，这个事例说明()活学活用A.突变多数是有害的B.突变多数是有利的C.突变的有害或有利并不是绝对的D.突变的有害或有利是绝对的解析基因突变具有少利多害性。有翅昆虫突变成残翅或无翅类型，在正常情况下，这些变异类型因不能飞行，活动范围小，在生存竞争中处于劣势地位。但在经常刮大风的海岛这

15、一特定环境中，残翅类型因不能飞行，避免了被风吹到海里而更容易活下来。这一事例说明，突变的有利或有害并不是绝对的，它取决于生物的生存环境。答案C三自然选择决定生物进化的方向 突变是随机的、不定向的，不能决定生物进化的方向，决定生物进化方向的是自然选择，请分析原因。 1.自然选择对种群基因频率变化的影响自然选择对种群基因频率变化的影响(1)杂交实验表明，桦尺蠖体色受一对等位基因S和s控制，黑色S对浅色s是显性。 1870年桦尺蠖的基因型频率为SS 10%、Ss 20%、ss 70%，在树干变黑这一环境条件下(假如树干变黑不利于浅色桦尺蠖的生存)，使得种群中浅色个体每年减少10%，黑色个体每年增加1

16、0%，以后的24年内，桦尺蠖种群每年的基因型频率与基因频率是多少呢？将计算结果和变化特点填入表格：1.自然选择对种群基因频率变化的影响自然选择对种群基因频率变化的影响 第1年第2年第3年第4年变化特点基因型频率SS10%11.5%_Ss20%22.9%_ss70%65.6%_基因频率S20%23%_s80%77%_13.1%14.6%升高26%29.3%升高60.9%56.1%降低26.1%29.3%升高73.9%70.7%降低(2)分析桦尺蠖种群发生上述变化的原因在树干变黑之前， 色的桦尺蠖具有保护色， 色个体的比例高， 基因是有利基因，基因频率高。在树干变黑之后，黑色的桦尺蠖具有保护色，

17、色个体的比例高， 基因是有利基因，基因频率高。环境的变化导致 的改变。环境直接选择的是桦尺蠖的 型，最终选择的是 。浅浅s黑S基因频率表现基因小组合作讨论小组合作讨论2.自然选择决定生物进化的方向在自然选择的作用下，具有有利变异的个体更易产生后代，相应的基因频率会 ，具有不利变异的个体很难产生后代，相应的基因频率会 ，因此，自然选择使种群的 ，导致生物朝着一定的方向不断进化。不断提高不断下降基因频率发生定向改变归纳提炼自然选择决定生物进化方向的原理活学活用3.如果基因型为Aa的个体自交产生的后代在某一环境中的生存能力或竞争能力是AAAaaa，则在长期的自然选择过程中，下列能正确地表示A基因和a

18、基因之间的比例变化的曲线是()A小组合作讨论小组合作讨论解析AA和Aa个体生存能力较强，而aa被淘汰的可能性最大，所以a的基因频率会降低，由于Aa的存在，a的基因频率不可能降至0。答案A课堂小结种群突变基因重组自然选择当堂检测1.对种群概念的正确叙述是()A.不同空间中同种生物个体的总和B.生活在同一地点的同种生物的一群个体C.一片水田中的所有鱼的总和D.一个生态环境中有相互关系的动植物的总和解析种群是指生活在同一地点的同种生物的一群个体。其中的“种”是生物分类的基本单位。例如：一个池塘中全部的鲤鱼是一个种群，包括所有的大鲤鱼、小鲤鱼和鱼苗。这里必须具体到“鲤鱼”，而不能是“鱼”，因为后者还包

19、括其他种类的鱼。答案B2.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.28%、72% B.36%、64%C.57%、43% D.60%、40%解析在100个个体中，AA占24个，Aa占72个，aa占4个，则AA%24%，Aa%72%，aa%4%。根据公式得A%AA%1/2Aa%24%36%60%，a%aa%1/2Aa%4%36%40%。答案D3.水稻非糯性(Y)对糯性(y)为显性，抗病(R)对不抗病(r)为显性。用非糯性抗病和糯性不抗病的两纯种水稻杂交，让F1自交三代，在自然情况下

20、，基因频率的变化是()A.Y逐渐增大，R逐渐增大B.Y逐渐减小，R逐渐减小C.Y基本不变，R基本不变D.Y基本不变，R逐渐增大解析非糯性抗病和糯性不抗病的两纯种水稻的基因型分别为YYRR和yyrr，杂交得F1(YyRr)。F1自交三代，由于自然选择的作用，后代中抗病个体增加，不抗病个体逐渐被淘汰，即R的基因频率逐渐增大；而非糯性与糯性性状基本不受环境影响，后代中Y的基因频率基本不变。答案D4.4.下列关于基因频率、基因型频率与生物进化的叙述，正确的是下列关于基因频率、基因型频率与生物进化的叙述，正确的是( () )A.A.一个种群中，控制一对相对性状的各种基因型频率的改变一个种群中，控制一对相对性状的各种基因型频率的改变 一定导致基因频率的改变一定导致基因频率的改变B.B.一个种群中，控制一对相对性状的基因频率之和为一个种群中，控制一对相对性状的基因频率之和为1 1C.C.基因型为基因型为AaAa的个体自交后代所形成的种群中，的个体自交后代所形成的种群中，A A基因的频率大于基因的频率大于a a基因的频率基因的频率D.D.因色盲患者中男性数量大于女性，所以男性群体中色盲的基因频率大于女性因色盲患者中男性数量大于女性，所以男性群体中色盲的基因频率大于女性群体群体解析基因频率是指在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率，基因型频率的改变不