2020版高中生物 第七章 现代生物进化理论 2.1 现代生物进化理论的主要内容（一）课件 新人教版

第2节现代生物进化理论的主要内容(一)课前自主预习案一、种群是生物进化的基本单位1．种群(1)概念：三要素生活在生物个体(2)特点：种群是生物和的基本单位。2．基因库由一个种群中个体所含有的基因构成。3．基因频率一个种群基因库中，某个基因占的比率。一定区域同种全部进化繁殖全部全部全部等位基因数二、突变和基因重组产生进化的原材料1．可遗传的变异的来源基因重组统称为2．可遗传的变异是进化的原材料(1)可遗传的变异的形成：基因突变产生的，通过过程中的基因重组，可以形成多种多样的。(2)可遗传的变异的特点性性(3)可遗传的变异的结果：只提供了生物进化的原材料，不能决定。基因突变染色体变异突变等位基因有性生殖基因型随机不定向生物进化的方向3．可遗传变异的利害性：变异的有利或有害是的，是由决定的。4．种群基因突变数＝个体基因数××个体数。相对生存环境突变率三、自然选择决定生物进化的方向1．原因：不断淘汰发生的个体，选择保留发生的个体。2．选择的对象(1)直接作用对象：个体的。(2)实质：决定表现型的。3．选择的结果(1)生物性状上：朝着变异的方向不断进化。(2)基因上：种群会发生改变。4．进化的实质：种群的改变。不利变异有利变异表现型基因有利基因频率定向基因频率判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)1．一个池塘中全部的鱼是一个种群。()2．生物进化的实质是种群基因频率的变化。()提示：×一个池塘中的鱼包括多个物种，而种群是同种生物所有个体的总和。提示：√3．自然选择决定了生物变异和进化的方向。()4．生物进化的原材料只有基因突变和基因重组。()提示：×生物变异是不定向的，自然选择决定了生物进化的方向，但不能决定生物变异的方向。提示：×基因突变、染色体变异和基因重组产生生物进化的原材料。5．种群内基因频率改变，生物一定发生进化。()6．在环境条件保持稳定的前提条件下，种群的基因频率不会发生变化。()提示：√提示：×该条件下，仍有可能发生基因突变，基因频率可发生变化。7．在自然选择过程中，直接受选择的是基因型。()提示：×在自然选择过程中，直接受选择的是表现型。课堂互动探究案课程标准概述现代生物进化理论以自然选择学说为核心，为地球上的生命进化史提供了科学的解释搜集生物进化理论发展的资料，探讨生物进化观点对人们思想观念的影响用数学方法讨论自然选择使种群的基因频率发生变化探讨耐药菌的出现与抗生素滥用的关系素养达成1．通过用数学方法讨论基因频率的变化，掌握基因频率和基因型频率的相关计算。(科学探究)2．结合某海岛上残翅和无翅昆虫的形成过程等事实，阐明突变和基因重组是生物进化的原材料。(科学探究)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。(社会责任)自然界中许多生物形态相似，如东北虎与华南虎，东北虎生活在我国黑龙江、吉林东部海拔1000米以下的针叶林和针阔叶混交林中，野外仅有20只左右，是体型最大的虎，体毛也特别长，以适应东北的严寒气候；华南虎现在仅生活于广东、湖南、江西和福建等省交界的山区，尚残存有不足25只，体型稍小，体毛较短，虎尾也不够肥大。请思考问题：(1)你能从图片中区分出东北虎和华南虎吗？(2)东北虎和华南虎是否属于同一个种群？探究点一种群是生物进化的基本单位【师问导学】1．为什么说生物进化的基本单位是种群而不是个体？提示：个体的基因型是终身不变的，无论它在自然选择中具有多大优势，其基因型也不可能一成不变地遗传给下一代个体，因为个体的基因组成来自双亲。种群中个体的基因来自种群基因库，个体死亡后又通过其后代把基因延续下去。如果一个个体不能与种群中其他个体交配产生后代，这个个体在进化上就没有意义。2．阅读教材P115第二自然段，结合图7－7分析探究下列问题：若一个种群中含有A和a一对等位基因，根据下列条件，计算种群的基因频率。(1)若已知种群中基因型为AA、Aa和aa的个体数目分别为a1、a2、a3，如何计算种群中A的基因频率？提示：A的基因频率＝A的数目A＋a的总数目×100%＝2a1＋a22a1＋a2＋a3×100%。(2)若已知AA、Aa和aa的基因型频率分别为P1、P2、P3，如何计算A的基因频率？提示：A的基因频率＝AA的基因型频率＋1/2Aa的基因型频率＝P1＋(1/2)P2。(3)若已知基因型为XBXB、XBXb、XbXb、XBY和XbY的个体数分别为a1、a2、a3、a4、a5，试求XB的基因频率。提示：XB的基因频率＝XB的数目XB＋Xb的总数目×100%＝2a1＋a2＋a42a1＋a2＋a3＋a4＋a5×100%。3．试分析导致种群基因库改变的因素。提示：基因突变；染色体变异；自然选择；种群个体数量过少；种群个体的迁入、迁出。4．在一个种群中随机抽出一定数量的个体，其中基因型AA的个体占24%，基因型Aa的个体占72%，基因型aa的个体占4%。该种群中基因A和基因a的频率分别是多少？提示：A%＝AA%＋1/2Aa%＝60%；a%＝aa%＋1/2Aa%＝40%。5．某工厂有男女职工各200名，对他们进行调查时发现，女性色盲基因的携带者为15人，患者为5人，男性患者为11人。那么，这个群体中色盲基因的频率为多少？提示：据题意分析，XBXb有15人，XbXb有5人，XbY有11人，所以，Xb共有36个，女性有2条X染色体，男性只有1条X染色体，所以等位基因总数＝200×2＋200＝600。因此，Xb的基因频率是36/600×100%＝6%。【智涂笔记】基因频率和基因型频率比较项目含义变化后与进化的关系基因型频率该基因型个体数种群个体总数×100%生物不一定进化基因频率该基因数全部等位基因数×100%导致生物进化微点拨：基因频率和基因型频率的变化分析(1)杂合子连续自交时，尽管基因频率不变，但后代的基因型频率会发生改变，表现为纯合子所占比例不断增大，杂合子所占比例不断减小。(2)在无基因突变、无迁入和迁出、各种基因型的个体生活力相同时，自由交配遵循遗传平衡定律，上下代之间种群的基因频率及基因型频率不变。(3)基因频率相同的两个种群，它们的基因型频率不一定相同；当基因型频率发生改变时，基因频率不一定发生改变。误区警示：伴X染色体遗传病中，男性中患者的表现型概率(色盲)＝相关基因型(XbY)的频率＝相关基因(b)的频率。【师说核心】1．以一对等位基因(A、a)和其组成的基因型(AA、Aa、aa)为例(1)A或a的基因频率为该基因数[A或a]该基因及其等位基因总数A＋a×100%(2)AA或Aa或aa的基因型频率为：该基因型个体数[AA或Aa、aa]种群个体总数×100%题型一已知调查的各种基因型的个体数，计算基因频率某基因频率＝该基因总数该基因及其等位基因总数×100%A＝2AA＋Aa2AA＋Aa＋aa×100%a＝Aa＋2aa2AA＋Aa＋aa×100%A、a为基因，AA、Aa、aa为三种基因型个体数。题型二已知基因型频率求基因频率常染色体上一个等位基因的频率＝该等位基因纯合子的频率＋1/2×杂合子的频率A＝AA＋1/2Aa；a＝aa＋1/2Aa。题型三X染色体上基因的基因频率的计算XY型性别决定的生物，基因在X染色体上，Y染色体上无等位基因，计算时只计X染色体上的基因数，不考虑Y染色体。ZW型性别决定也是这样。例如：N表示个体数。Xb＝XbXB＋Xb＝2NXbXb＋NXBXb＋NXbY2NXX＋NXY不涉及Y染色体，XB＋Xb＝1。题型四利用哈代—温伯格定律，由基因频率计算基因型频率(1)成立前提①种群非常大；②所有雌雄个体之间自由交配；③没有迁入和迁出；④没有自然选择；⑤没有基因突变。(2)计算公式当等位基因只有两个时(A、a)，设p表示A的基因频率，q表示a的基因频率，则p＋q＝1，而基因型AA的频率为p2，Aa的频率为2pq，aa的频率为q2。如果一个种群达到遗传平衡，其基因型频率应符合：p2＋2pq＋q2＝1。2．自交、自由交配与基因频率改变的关系(1)自交是指基因型相同的个体交配，雌雄同株植物是指自花传粉。结果是杂合基因型频率降低，纯合基因型频率增加，在无选择条件下，各基因频率不变。(2)自由交配是指种群内不同基因型的个体间相互交配。在无选择的条件下，基因频率、基因型频率均保持不变，相关计算可按哈代—温伯格定律进行。(3)只要种群的基因频率不变，即使基因型频率改变，种群也未发生进化。【检测反馈】1．下列关于基因库的叙述，不正确的是()A．一个种群所含有的全部基因叫做这个种群的基因库B．生物个体会死亡，但基因库却因种群个体的繁殖而代代相传C．种群中每个个体都含有种群基因库的全部基因D．基因突变可改变基因库的组成解析：种群中每个个体只含有种群基因库中的部分基因。答案：C2．有关基因频率和生物进化的关系，以下说法正确的是()A．生物只要发生进化，基因频率就会改变B．只有新物种形成时，才发生基因频率的改变C．基因频率的改变不一定引起生物的进化D．生物在进化的过程中不一定有基因频率的改变解析：生物进化的实质就是基因频率的改变。所以基因频率改变生物就进化，基因频率不改变生物就没有进化。答案：A3．基因型为BB的个体占18%、Bb的个体占78%，基因B和b的基因频率分别是()A．18%82%B．36%64%C．57%43%D．92%8%解析：B的基因频率＝18%＋1/2×78%＝57%，b的基因频率＝1－57%＝43%。答案：C4．果蝇的长翅(V)和残翅(v)由一对常染色体上的等位基因控制。假定某果蝇种群有20000只果蝇，其中残翅果蝇个体数量长期维持在4%，若再向该种群中引入20000只纯合长翅果蝇，在不考虑其他因素影响的前提下，关于纯合长翅果蝇引入后种群的叙述，错误的是()A．v基因频率降低了50%B．V基因频率增加了50%C．杂合果蝇比例降低了50%D．残翅果蝇比例降低了50%解析：因该果蝇种群vv的基因型频率为4%，由遗传平衡定律公式算出v＝0.2，V＝0.8，进而计算出引入纯种长翅果蝇前，基因型为vv的果蝇有0.04×20000＝800(只)，基因型为Vv的果蝇有2×0.2×0.8×20000＝6400(只)，VV有0.8×0.8×20000＝12800(只)。引入20000只纯合长翅果蝇后，基因频率v＝(800×2＋6400)/(40000×2)＝0.1，V＝1－0.1＝0.9，故A正确、B错误；因Vv、vv的数目不变，而该种群的总数增加一倍，所以Vv、vv的基因型频率降低了50%，C、D正确。答案：B5．在一个随机交配的中等大小的种群中，经调查发现控制某性状的基因型只有两种：AA基因型的频率为20%，Aa基因型的频率为80%，aa基因型(致死型)的频率为0。那么随机交配繁殖一代后，AA基因型的个体占()A．1/5B．1/4C．3/7D．11/21解析：根据题干信息，亲代中，A的基因频率为20%＋80%×(1/2)＝60%，a基因的频率为80%×(1/2)＝40%。随机交配得到的子一代的基因型及其比例为＝(60%××60%××40%)＝。又因aa基因型为致死型，故随机交配繁殖一代后，AA基因型的个体占36%/(36%＋48%)＝3/7。答案：C探究点二现代生物进化理论的主要内容【师问导学】1．阅读教材P116内容，结合变异知识，探究下列问题：(1)所有的变异都能导致种群基因频率改变吗？为什么？提示：不一定。只有可遗传的变异才能影响种群基因的组成，才能改变基因频率。(2)基因突变和基因重组对种群遗传组成的影响一样吗？试分析原因。提示：二者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。(3)有人认为“发生在体细胞中的基因突变不能传递给后代，因此不能为生物进化提供原材料”，这种说法正确吗？分析原因。提示：不正确。发生在体细胞中的突变，可以通过无性繁殖的方