现代生物进化理论的主要内容XP

1、第第1 1课时课时 种群基因频率的改变与生物进化种群基因频率的改变与生物进化 1.1.概述种群、基因库、基因频率概念。概述种群、基因库、基因频率概念。2.2.尝试运用数学方法讨论种群基因频率的改变。尝试运用数学方法讨论种群基因频率的改变。3.3.培养学生处理资料和数据的能力。培养学生处理资料和数据的能力。1.1.通过引导学生分析调查所取的数据，培养学生以事实为依通过引导学生分析调查所取的数据，培养学生以事实为依据得出结论的科学态度。据得出结论的科学态度。2.2.通过教学活动，进一步培养学生通过教学活动，进一步培养学生“生物是进化来的生物是进化来的”、“生物的进化与环境密切相关生物的进化与环境密

2、切相关”的思想观念，帮助学生树立的思想观念，帮助学生树立辩证唯物主义的认识观。辩证唯物主义的认识观。知识目标知识目标情感目标情感目标情景：情景：如果在灰色翅（基因型为如果在灰色翅（基因型为aaaa) )昆虫的群体中偶然出现一只绿色昆虫的群体中偶然出现一只绿色翅（翅（Aa)Aa)的变异个体，且绿色比灰色更不容易被敌害发现。的变异个体，且绿色比灰色更不容易被敌害发现。讨论：讨论：1.1.根据达尔文根据达尔文“适者生存、不适者被淘汰适者生存、不适者被淘汰”的观点该绿色个的观点该绿色个体能被选择下来吗？体能被选择下来吗？2.2.如果该绿色个体能很好地生存下来，它体内的如果该绿色个体能很好地生存下来，它

3、体内的A A基因怎样基因怎样才能传递给后代？才能传递给后代？1.1.概念辨析概念辨析种群：种群：生活在生活在一定区域一定区域的的同种生物同种生物的的全部全部个体个体。例：判断下列是否属于种群例：判断下列是否属于种群（1 1）一个池塘中的全部鲤鱼）一个池塘中的全部鲤鱼（2 2）一个池塘中的全部鱼）一个池塘中的全部鱼（3 3）一片草地上的全部植物）一片草地上的全部植物（4 4）一片草地上的全部蒲公英）一片草地上的全部蒲公英种群的特点：种群的特点： 种群中的个体并不是机械地集合在一起，种群中的个体并不是机械地集合在一起，而是彼此而是彼此可以交配可以交配，并，并通过繁殖将各自的基通过繁殖将各自的基因传

4、给后代因传给后代。 同前一年的蝗虫种群相比，新形成的蝗同前一年的蝗虫种群相比，新形成的蝗虫种群在基因组成上会有什么变化吗？虫种群在基因组成上会有什么变化吗？基因库：基因库：一个种群一个种群中中全部个体全部个体所含有的所含有的全部基因全部基因。基因频率：基因频率：在一个种群基因库中，某个基因占在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率。全部等位基因数的比率。基因型频率：基因型频率： 在一个种群在一个种群中中, ,某基因型个体占全某基因型个体占全部个体的比率。部个体的比率。（3）阅读“思考与讨论”完成以下表格 亲代基因型亲代基因型的频率的频率AA(30%)Aa(60%)aa(10%)配子的

5、比率配子的比率A( )A( )a( )a( )亲代基因频亲代基因频率率A( )a( )子一代基因子一代基因型频率型频率AA( )Aa( )aa( )子一代基因子一代基因频率频率A( )a( )30%30%30%10%60%40%36%16%48%60%40% 根据表格，发现了什么规律？ 此规律的前提条件是什么？在一个有性生殖的自然种群中，在符合在一个有性生殖的自然种群中，在符合以下以下5 5个条件个条件的的情况下，各等位基因的频率在一代一代的遗传中是稳定情况下，各等位基因的频率在一代一代的遗传中是稳定不变的，或者说是保持着基因平衡的。不变的，或者说是保持着基因平衡的。 XPP177 3.某工厂

6、有男女职工各某工厂有男女职工各200200名，对他们进行调查时名，对他们进行调查时发现，女性色盲基因携带者为发现，女性色盲基因携带者为1515人，女性患者人，女性患者1 1人，男性患者人，男性患者1414人，这个群体中人，这个群体中色盲基因色盲基因的频的频率应为（率应为（ ）。）。 A A、15% B15% B、3.88% C3.88% C、5.17% D5.17% D、10.3%10.3%色盲（色盲（b b）基因频率）基因频率15152 214142002002 22002005.175.17 100% 100% 可遗传的变异（不定向）可遗传的变异（不定向）基因突变基因突变染色体变异染色体变

7、异基因重组基因重组XPP177 (二二) (1)虽然对于每一个基因来说虽然对于每一个基因来说, ,突变率是很突变率是很低的，但低的，但一个种群每一代都会产生大一个种群每一代都会产生大量的突变量的突变。 果蝇约有果蝇约有10104 4对基因，假定每个基因的突变率对基因，假定每个基因的突变率是是101055 ，一个约有，一个约有10108 8个个体的中等规模的果蝇种个个体的中等规模的果蝇种群来说，每一代出现的群来说，每一代出现的基因突变数基因突变数将是：将是：2 104 105 108 2 107（个）（个）(2)突变的有利和有害取决于生物的生存环境突变的有利和有害取决于生物的生存环境。 有翅的昆

8、虫中有时会出现有翅的昆虫中有时会出现残翅和无翅的突变类型，在残翅和无翅的突变类型，在正常情况下这类昆虫很难生正常情况下这类昆虫很难生存下去。存下去。但是但是在经常刮大风的海岛在经常刮大风的海岛上，上，这种突变性状这种突变性状反而是有利的反而是有利的。因为这类昆虫不能飞行，避因为这类昆虫不能飞行，避免了被风吹到海中淹死。免了被风吹到海中淹死。自然选择学说图解自然选择学说图解原始原始昆虫昆虫有翅有翅力大力大有翅有翅力小力小无翅无翅大风大浪大风大浪有翅有翅力大力大生存生存生存生存淘汰淘汰无翅无翅基因基因突变突变等位等位基因基因多种多种 基因型基因型产生产生自由组合自由组合有性生殖过程中有性生殖过程中

9、种群中出现种群中出现大量变异大量变异(3) (3) 突变和基因重组为生物进化提供了原材突变和基因重组为生物进化提供了原材料。料。不能决定生物进化的方向不能决定生物进化的方向。( (随机、不定向随机、不定向) )问题问题：桦尺蠖种群中：桦尺蠖种群中s s基因的频率为什么越来越低？基因的频率为什么越来越低？假设假设：根据前面所学的你能做出假设吗？：根据前面所学的你能做出假设吗？探究活动探究活动“自然选择对种群基因频率的影响自然选择对种群基因频率的影响”黑褐色树干上的桦尺蠖黑褐色树干上的桦尺蠖自然选择可以使种群的基因频率定向改变。自然选择可以使种群的基因频率定向改变。探究：自然选择对种群基因频率的影

10、响探究：自然选择对种群基因频率的影响第第1年年第第2年年第第3年年第第4年年基因型基因型频率频率SS深深1010%11 11.5%12.113%13.314.6%Ss深深2020%2222.9%24.226%26.629.3%ss浅浅7070%6365.6%56.761%5156.1%总数总数100969390.9基因基因频率频率S20%23%26%29.3%s80%77%74%70.7%(1)(1)树干变黑会影响桦尺蠖种群中浅色个体的出树干变黑会影响桦尺蠖种群中浅色个体的出生率吗？为什么？生率吗？为什么？(2)(2)在自然选择过程中，直接受选择的是基因型还在自然选择过程中，直接受选择的是基因

11、型还是表现型？为什么？是表现型？为什么？树干变黑会影响桦尺蠖种群中浅色个体的出生率树干变黑会影响桦尺蠖种群中浅色个体的出生率许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天敌捕食天敌捕食天敌看到的是桦尺蠖的体色（表现型）而天敌看到的是桦尺蠖的体色（表现型）而不是控制体色的基因不是控制体色的基因XPP177 （二）（二）3. 镰刀型细胞贫血症是由基因突变引起的，其致病基因镰刀型细胞贫血症是由基因突变引起的，其致病基因为隐性基因为隐性基因( (用用a a表示表示) )。只有隐性纯合子才会发病，携带。只有隐性纯合子才会发病，携带a a基基因的个体不会发病，且对疟疾具

12、有一定的抵抗力。在非洲某因的个体不会发病，且对疟疾具有一定的抵抗力。在非洲某些地区，约有些地区，约有500500人中就有人中就有2020人患镰刀型细胞贫血症。因人患镰刀型细胞贫血症。因此在该地区人群中此在该地区人群中( )( )A.aA.a基因的基因频率大约为基因的基因频率大约为32%32%B.aB.a基因频率的变化是环境选择的结果基因频率的变化是环境选择的结果C.C.患者的死亡不会导致人群中基因频率发生变化患者的死亡不会导致人群中基因频率发生变化D.aD.a基因的携带者在自然选择中会逐渐被淘汰基因的携带者在自然选择中会逐渐被淘汰归纳：现代生物进化理论的主要内容一、种群基因频率的改变和生物进化

13、1. 种群是生物进化的基本单位2. 突变和基因重组产生进化的原材料3. 自然选择决定生物进化的方向第第2 2课时课时 隔离与物种的形成、共同隔离与物种的形成、共同进化与生物多样性的形成进化与生物多样性的形成1.1.概述物种的概念，生殖隔离的概念。概述物种的概念，生殖隔离的概念。2.2.分析隔离在物种形成过程中的作用。分析隔离在物种形成过程中的作用。3.3.说明共同进化的概念。说明共同进化的概念。4.4.说明生物多样性产生的原因。说明生物多样性产生的原因。情感目标情感目标 1.1.通过自主、互动、讨论等过程式教学，培养学生自主学习、勇于通过自主、互动、讨论等过程式教学，培养学生自主学习、勇于思考

14、、善于表达等能力。思考、善于表达等能力。 2.2.通过对隔离在生物进化中的作用的学习，对学生进行辩证唯物主通过对隔离在生物进化中的作用的学习，对学生进行辩证唯物主义实践观的教育。义实践观的教育。1.1.物种的概念：物种的概念：指能够在自然状态下指能够在自然状态下相互交配相互交配，并能并能产生可育后代产生可育后代的一群生物。的一群生物。染色体数目为染色体数目为64条条 染色体数目为染色体数目为62条条 染色体数目为染色体数目为63条条 你知道世界上的人有多你知道世界上的人有多少种肤色吗少种肤色吗? ?全世界的人都是一个全世界的人都是一个物种，无论白人黑人黄种物种，无论白人黑人黄种人结婚，都能产生

15、具有生人结婚，都能产生具有生殖能力的后代。殖能力的后代。物种与种群的比较物种与种群的比较 种种 群群物物 种种概概念念生活在一定区域的生活在一定区域的同种同种生物的全生物的全部个体。种群是生物进化和繁部个体。种群是生物进化和繁殖的单位。同一种群内的个体殖的单位。同一种群内的个体之间可以进行基因交流之间可以进行基因交流分布在一定自然区域内，分布在一定自然区域内，具有一定的形态结构和具有一定的形态结构和生理功能，能够在自然生理功能，能够在自然状态下相互交配，并状态下相互交配，并产产生可育后代生可育后代 的一群生物的一群生物范范围围较小范围内的同种生物的个体较小范围内的同种生物的个体分布在不同区域内

16、的同种分布在不同区域内的同种生物的许多种群组成生物的许多种群组成判判断断标标准准种群具备种群具备“三同三同”：同一时间，：同一时间，同一同一地点地点，同一，同一 物种物种同一物种的不同种群不存在生殖同一物种的不同种群不存在生殖隔离，交配能产生可育后代隔离，交配能产生可育后代主要是形态特征和能否自主要是形态特征和能否自由分配产生可育后代由分配产生可育后代不同物种间存在不同物种间存在生殖隔离生殖隔离联联系系一个物种可以包括许多种群，如同一种鲫鱼可以生活在不同一个物种可以包括许多种群，如同一种鲫鱼可以生活在不同的池塘、湖泊等，形成一个个彼此被陆地隔离的种群的池塘、湖泊等，形成一个个彼此被陆地隔离的种

17、群同一物种的多个种群之间存在地理隔离，长期发展下去可能同一物种的多个种群之间存在地理隔离，长期发展下去可能成为不同的亚种（或品种），进而形成多个新物种成为不同的亚种（或品种），进而形成多个新物种探究点一探究点一：比较物种与种群的概念，：比较物种与种群的概念，尝试画出两者的关系图（可以参考尝试画出两者的关系图（可以参考数学的集合）。数学的集合）。 提示：参考提示：参考XPP178 1.(1)n分布在不同自然区域的种群，分布在不同自然区域的种群，由于高山、由于高山、河流、沙漠等地理上的障碍河流、沙漠等地理上的障碍，使彼此间，使彼此间无法相遇而不能发生基因交流。无法相遇而不能发生基因交流。东北虎东北

18、虎华南虎华南虎虎狮兽是不育的，所以虎和狮是两个物种虎狮兽是不育的，所以虎和狮是两个物种2.2.隔离：隔离：指不同种群间的个体，在自然条指不同种群间的个体，在自然条件下基因不能件下基因不能自由交流自由交流的现象。的现象。同一同一种生物由于种生物由于地理上地理上的障碍的障碍而分成不同的而分成不同的种群种群，使得种群，使得种群间不能发生基因交流的现象。间不能发生基因交流的现象。 不同不同物种之间一般是不能物种之间一般是不能自自由交配由交配，即使交配成功，也，即使交配成功，也不能产生不能产生可育后代可育后代的现象的现象。隔离隔离地理隔离地理隔离生殖隔离生殖隔离XPP178 (三三)（2）阅读阅读 P1

19、20 “资料分析资料分析”讨论：讨论： 加拉帕戈斯群岛上的各种地雀是如何加拉帕戈斯群岛上的各种地雀是如何形成的？形成的？ 隔离隔离阻断阻断突变、突变、基因重组基因重组和和 向不同方向发生改变向不同方向发生改变种群种群 出现差异出现差异差异进一步加大差异进一步加大隔离隔离新种形成新种形成地理地理自然选择自然选择基因频率基因频率基因库基因库生殖生殖基因交流基因交流加拉帕加拉帕戈斯群戈斯群岛的地岛的地雀的形雀的形成方式成方式XPP178（三）（三）2.隔离在物种形成中的作用隔离在物种形成中的作用隔离在物种形成中的主要作用是（隔离在物种形成中的主要作用是（ ）A.A.使种群间的个体互不相识使种群间的个

20、体互不相识B.B.使不同种群各适应于不同的地理环境使不同种群各适应于不同的地理环境C.C.使种群间雌雄个体失去交配机会使种群间雌雄个体失去交配机会D.D.使种群之间停止基因交流，并朝着不使种群之间停止基因交流，并朝着不同的方向演变同的方向演变D3.3.物种的形成：物种的形成：经过长期的地理隔离而达成生殖隔离，经过长期的地理隔离而达成生殖隔离，从而形成新物种。从而形成新物种。多倍体的形成不需经地理隔离。多倍体的形成不需经地理隔离。在物种形成中的作用：隔离是物种形成在物种形成中的作用：隔离是物种形成的必要条件，的必要条件，_的形成标志着新的形成标志着新物种的形成。物种的形成。 生殖隔离生殖隔离联系

21、：联系：XPP179 （三）（三）3.（2）爆发式）爆发式联系：联系：XPP178 （三）（三）3.（1）渐变式）渐变式自然选择自然选择导致导致导致导致新物种的形成新物种的形成物种形成的三个基本环节物种形成的三个基本环节: : 突变和基因重组突变和基因重组 自然选择自然选择 隔离隔离三者关系：物种、种群、隔离物种物种1 物种物种2 种群种群1 种群种群2物种物种1 1物种物种2 2种群种群1 1种群种群2 2基因基因不不交流交流地地理理隔隔离离生生殖殖隔隔离离基因不交流基因不交流地理隔离是量变阶段，生殖隔离是质变阶段地理隔离是量变阶段，生殖隔离是质变阶段只有地理隔离，而没有生殖隔离，不产生新的

22、物种。只有地理隔离，而没有生殖隔离，不产生新的物种。物种形成的物种形成的关键关键是是生殖隔离生殖隔离生物进化生物进化1.同种生物的发展变化同种生物的发展变化2.时间可长可短时间可长可短3.种群内种群内任何基因频率的改变任何基因频率的改变，不论其变化大小如何，引起的性不论其变化大小如何，引起的性状变化程度如何都属进化的范围。状变化程度如何都属进化的范围。物种形成物种形成1.指一个物种发展为另一个物指一个物种发展为另一个物种的过程。种的过程。2.必须当基因频率的改变在突破物必须当基因频率的改变在突破物种的界限种的界限形成生殖隔离形成生殖隔离时，方可时，方可成立。（大都需漫长时间）成立。（大都需漫长

23、时间）联系：联系：XPP179 （三）（三）4.捕食者所捕食的大多是被捕食者中年老、病弱或捕食者所捕食的大多是被捕食者中年老、病弱或年幼的个体，客观上起到年幼的个体，客观上起到促进种群发展促进种群发展的作用。的作用。“精明的捕食者精明的捕食者”策略策略：捕食者一般不能将所有：捕食者一般不能将所有的猎物吃掉，否则自己也无法生存。的猎物吃掉，否则自己也无法生存。“收割理论收割理论”：捕食者往往捕食个体数量多的物：捕食者往往捕食个体数量多的物种，这样就会避免出现一种或几种生物在生态系种，这样就会避免出现一种或几种生物在生态系统中占绝对优势的局面，为其他物种的形成腾出统中占绝对优势的局面，为其他物种的

24、形成腾出空间，有利于增加物种的多样性空间，有利于增加物种的多样性。共同进化的含义共同进化的含义1 1：不同物种间的共同进化不同物种间的共同进化共同进化的含义共同进化的含义2 2：不同物种之间，生物与无机环境之间在相互影响不同物种之间，生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，这就是中不断进化和发展，这就是共同进化共同进化。通过漫长的共同进化过程，地球上不仅出通过漫长的共同进化过程，地球上不仅出现了千姿百态的物种现了千姿百态的物种, ,而且形成了多种多样而且形成了多种多样的生态系统的生态系统, ,也就是形成了也就是形成了生物的多样性生物的多样性。综上所述：综上所述：阅读阅读P124P125，

25、完成：完成： P124思考讨论思考讨论 在前寒武纪地球在前寒武纪地球上的生物主要是海洋上的生物主要是海洋中的种数不多的蓝藻中的种数不多的蓝藻和细菌，这一时期的和细菌，这一时期的生态系统是只有生产生态系统是只有生产者和分解者的两极生者和分解者的两极生态系统态系统 在寒武纪海洋中在寒武纪海洋中有大量的无脊椎动物有大量的无脊椎动物物种爆发式地迅速形物种爆发式地迅速形成，这就是著名的寒成，这就是著名的寒武纪大爆发。大量的武纪大爆发。大量的动物构成了生态系统动物构成了生态系统的第三极的第三极消费者消费者 由于造山运动由于造山运动使海洋缩小，陆地使海洋缩小，陆地扩大，一些海洋植扩大，一些海洋植物开始适应陆

26、地生物开始适应陆地生活，形成原始的陆活，形成原始的陆地植物，主要是蕨地植物，主要是蕨类植物类植物2.2.生物多样性的内容生物多样性的内容基因基因多样性多样性物种物种多样性多样性生态系统生态系统多样性多样性1.1.生物多样性的形成的进化历程生物多样性的形成的进化历程生物的进化历程可概括为：生物的进化历程可概括为：从原核生从原核生物到真核生物，从无性生殖到有性生物到真核生物，从无性生殖到有性生殖，由简单到复杂，由水生到陆生，殖，由简单到复杂，由水生到陆生，由低等到高等。由低等到高等。3.3.研究生物进化历程的主要依据：研究生物进化历程的主要依据：1.1.下列哪项不是生物同步进化的事例下列哪项不是生物同步进化的事例 ( )( ) A. A.某种兰花有专门为它传粉的蛾某种兰花有专门为它传粉的蛾 B.B.猎豹捕食斑马猎豹捕食斑马 C