高中生物第章第节现代生物进化理论的主要内容教案.docx
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高中生物第章第节现代生物进化理论的主要内容教案
现代生物进化理论的主要内容
一、种群是生物进化的基本单位
1．种群的概念及特点
（1）概念：
生活在一定区域的同种生物的全部个体。
（2）特点：
是生物进化的基本单位，彼此之间可以交配，并通过繁殖将各自的基因传给后代。
2．基因库与基因频率
二、突变和基因重组产生进化的原材料
1．可遗传变异来源
2．可遗传变异是进化原材料的原因
（1）可遗传变异的形成
（2）可遗传变异的特点是随机的和不定向的。
（3）可遗传变异的结果：
只提供生物进化的原材料，不能决定生物进化的方向。
3．变异的有利和有害是相对的，是由生存环境决定的。
三、自然选择决定生物进化的方向
在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化。
即生物进化的实质是种群基因频率的定向改变。
四、隔离与物种的形成
1．物种的概念
能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物。
2．隔离
（1）概念：
不同种群间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。
（2）常见类型
类型
范围
结果
生殖隔离
不同物种间
不能相互交配，即使交配成功，也不能产生可育后代
地理隔离
同一种生物
使种群间不能发生基因交流
3.隔离在物种形成中的作用
（1）新物种的形成过程
地理隔离
自然选择
生殖隔离：
基因库形成明显的差异，并逐步出现生殖隔离，从而形成不同物种
（2）结论：
隔离是形成新物种的必要条件。
五、共同进化与生物多样性的形成
1．共同进化
2．生物多样性的形成
（2）研究生物进化历程的主要依据：
化石。
（3）生物多样性的进化历程
35亿年前：
古细菌出现
↓
35亿～15亿年前：
主要是蓝藻和细菌
↓
15亿年前：
真核生物
↓
5．7亿～5亿年前：
海洋中有大量的无脊椎动物
↓
4亿年前：
原始陆生植物、原始两栖类
一、种群是生物进化的基本单位
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＝
×100%＝
×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＋1/2P2。
（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＝
×100%＝
×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。
二、突变、基因重组和自然选择与生物进化的关系
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的改变吗？
为什么？
提示：
不能。
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法传递给后代，如发生基因突变的花芽或叶芽，通过植物组织培养技术或者嫁接的方法可以传递给下一代，因此能为生物进化提供原材料。
2．阅读教材P116[探究]，分析探究下列问题：
（1）自然选择是如何使桦尺蠖种群中决定浅色性状的s基因频率越来越低的？
提示：
在树干变黑的环境下，浅色桦尺蠖易被天敌发现和捕食，使ss的个体越来越少，SS和Ss的个体越来越多，从而使决定黑色性状的S基因频率越来越高，决定浅色性状的s基因频率越来越低。
（2）在自然选择过程中，直接受选择的是基因型还是表现型？
并简要说明原因。
提示：
直接受选择的是表现型，因为天敌看到的是性状，而不是控制性状的基因。
三、隔离与物种形成
1．判断下列生物是否属于同一个物种，并说明理由。
（1）生活在同一区域的两个种群。
提示：
不是。
种群是指生活在一定区域的同种生物的总和，既然在同一地点是两个种群，说明它们属于两个物种。
（2）生活在不同区域的两个种群。
提示：
不一定。
看两个种群能否相互交配并产生可育后代，若能则属于同一物种，若不能则属于不同物种。
2．根据教材P120[资料分析]，探究下列问题：
（1）用流程图的形式总结物种形成的一般过程。
提示：
种群
多个种群
基因库出现差别
产生生殖隔离―→物种形成。
（2）地理隔离和生殖隔离在对种群影响上的共同点是什么？
生殖隔离产生的根本原因是什么？
提示：
共同点是都能阻断种群间的基因交流。
产生生殖隔离的根本原因是种群基因库的差异。
（3）经过漫长的地理隔离，是否一定会产生生殖隔离？
提示：
不一定。
如果两个种群的生活环境都不发生变化或变化微小，或发生相似的变化，则两个种群的进化方向相同，不产生生殖隔离。
（4）产生生殖隔离是否一定要经过漫长的地理隔离？
提示：
不一定。
如植物中多倍体的形成，不经过地理隔离，直接产生了生殖隔离。
四、共同进化与生物多样性形成
1．阅读教材P123内容，仔细观察图7－9、7－10，分析探究下列问题：
（1）在捕食者与被捕食者的共同进化中，从生物个体和种群两个方面分析是有利还是有害。
提示：
从个体考虑，对被淘汰的个体来说是有害的，从种群考虑，有利于种群的发展。
（2）从共同进化角度分析，地球上最早出现的生物属于什么代谢类型？
说明原因。
提示：
异养厌氧型。
生物进化过程中，首先出现无氧呼吸，然后出现光合作用有了氧气，最后出现有氧呼吸，因此最早出现的生物属于异养厌氧型。
2．生物多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性。
试探究分析：
（1）生物多样性的直接原因和根本原因是什么？
运用进化论观点分析生物多样性形成的原因。
提示：
生物多样性的直接原因是蛋白质多样性，根本原因是基因（遗传物质）多样性。
生物多样性的形成是多种多样的环境对生物不定向变异进行选择的结果。
（2）三种生物多样性之间的关系是怎样的？
提示：
基因多样性是形成物种多样性和生态系统多样性的基础，物种多样性和生态系统多样性又影响基因多样性。
1．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p＋q＝A%＋a%＝100%。
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：
（p＋q）2＝p2＋2pq＋q2＝AA%＋Aa%＋aa%＝1。
①p2代表纯合子AA的基因型频率；
②2pq代表杂合子Aa的基因型频率；
③q2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。
①该种群非常大；
②所有的雌雄个体都能自由交配；
③没有迁入和迁出；
④自然选择对不同表现型的个体没有作用；
⑤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。
2．地理隔离与生殖隔离的关系
（1）仅有地理隔离，一旦发生某种地质变化，两个分开的小种群重新相遇，可以再融合在一起。
（2）只有地理隔离而不形成生殖隔离，能产生生物新类型（或亚种），但不可能产生新物种。
（3）地理隔离是物种形成的量变阶段，生殖隔离是物种形成的质变阶段，生殖隔离是物种形成的最后阶段，是物种间的真正界限。
（4）生殖隔离保持物种间的不可交配性，从而也保证了物种的相对稳定性。
3．生物多样性三个层次之间的联系
（1）基因多样性：
由于生物存在各种各样的变异，并且变异是不定向的，进而出现了基因多样性。
（2）物种多样性：
基因的多样性决定了蛋白质的多样性，基因多样性是形成物种多样性的根本原因，蛋白质多样性是形成物种多样性的直接原因。
（3）生态系统多样性：
生态系统是由生物和非生物的环境共同组成的，所以物种的多样性和无机环境的多样性共同组成了生态系统的多样性。
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%
[研析] 本题考查基因频率和基因型频率的计算。
具体解题过程如下：
[审]——提取信息
信息a：
20000只果蝇种群中残翅果蝇个体数量长期维持在4%。
信息b：
再向该种群中引入20000只纯合长翅果蝇，不考虑其他因素影响。
[析]——解读信息
①：
根据信息a，果蝇种群中vv的基因型频率为4%，由遗传平衡定律可推出v＝0.2，V＝0.8。
该种群中vv的数量为0.04×20000＝800，Vv的数量为2×0.2×0.8×20000＝6400，VV的数量为0.8×0.8×20000＝12800。
②：
根据信息b可知，引入纯种长翅果蝇后，v基因频率＝
×100%＝10%，V基因频率＝1－10%＝90%。
Vv、vv个体数量不变，该种群总数增加一倍，Vv、vv的基因型频率降低了50%。
[判]——研判选项
根据分析①②可知v基因频率由引入前的0.2降到引入后的0.1，降低了50%，A项正确；V基因频率由0.8升高到0.9，B项错误。
根据分析②可知，C、D项都正确。
[答案] B
基因频率和基因型频率计算
（1）已知基因型的个体数计算基因频率：
计算公式：
某基因频率＝
×100%
例如：
A的基因频率＝×100%
（2）已知基因型频率求基因频率：
计算公式：
一对等位基因中某基因的频率＝该基因纯合子的基因型频率＋1/2杂合子的基因型频率
例如：
A的基因频率＝AA的基因型频率＋1/2Aa的基因型频率
[例2] 如图是生物新物种形成的基本环节，对图示分析正确的是（ ）
A．图中甲表示基因突变和基因重组，为进化提供原材料
B．种群基因频率的定向改变是形成新物种的前提
C．图中乙表示地理隔离，是新物种形成的必要条件
D．图中丙表示生殖隔离，指两种生物不能杂交产生后代
[解析] 图中甲表示突变和基因重组，为生物进化提供原材料；种群基因频率的定向改变是生物进化的实质，只有生物进化了才有可能形成新物种；图中乙表示地理隔离，但地理隔离不一定形成新物种；图中丙表示生殖隔离，生殖隔离也包括产生不可育的后代。
[答案] B
判断生物是否属于同一个物种的方法
（1）依据：
生殖隔离。
（2）方法：
若出现生殖隔离，即不能交配或交配后产生不可育的后代，则说明不是同一物种。
[例3] 下列有关生物的进化和生物多样性的叙述错误的是（ ）
A．自然界中种群的基因频率总是在不断变化的，基因频率的变化是导致基因库变化的原因
B．狼和鹿通过捕食和被捕食进行着相互选择，实现共同进化
C．从分子水平上看，生物的性状具有多样性的直接原因是基因多样性
D．生物多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性
[解析] 种群中基因频率改变一定会导致基因库的改变；共同进化过程可以发生在生物与生物之间，也可以发生在生物与无机环境之间；生物多样性的直接原因是蛋白质多样性，基因多样性是生物多样性的根本原因；生物多样性包括基因多样性、物种多样性、生态系统多样性。
[答案] C
————————————————[课堂归纳]——————————————————
[网络构建]
填充：
①种群 ②突变和基因重组 ③自然选择④种群基因频率发生改变 ⑤隔离 ⑥地理隔离 ⑦生殖隔离 ⑧基因多样性 ⑨生态系统多样性
[关键语句]
1．种群是生物进化的基本单位。
2．突变和基因重组产生生物进化的原材料。
3．自然选择决定生物进化的方向。
4．隔离是物种形成的必要条件。
5．生物进化的实质是种群基因频率的定向改变。
6．共同进化导致生物多样性的形成。
7．生物多样性主要包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次的内容。
知识点一、种群是生物进化的基本单位
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：
选C 种群中每个个体只含有种群基因库中的部分基因。
2．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：
选A 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。
3．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：
选C B的基因频率＝18%＋1/2×78%＝57%，b的基因频率＝1－57%＝43%。
知识点二、隔离在物种形成中的作用
4．隔离在物种形成中的作用是（ ）
A．导致种群基因频率不断改变
B．阻止了种群间的基因交流
C．决定了生物进化的方向
D．导致不同种群出现不同的突变和基因重组
解析：
选B 隔离阻止了种群间的基因交流，是物种形成的必要条件。
5．下列关于物种形成的叙述错误的是（ ）
A．经过长期的地理隔离而达到生殖隔离是常见的物种形成方式
B．隔离是物种形成的必要条件
C．两个同种种群一旦产生生殖隔离就形成了新的物种
D．基因频率改变一定导致新物种形成
解析：
选D 形成新物种的方式一般是由地理隔离导致生殖隔离；隔离是形成新物种的必要条件，而不是基因频率的改变。
知识点三、生物进化与物种多样性
6．（江苏高考）关于生物进化的叙述，错误的是（ ）
A．生物的种间竞争是一种选择过程
B．化石是研究生物进化的重要依据
C．外来物种入侵能改变生物进化的速度和方向
D．突变的可遗传性阻碍生物进化
解析：
选D 生物的种间竞争可能会导致劣势一方被淘汰，故也是环境对生物进行选择的过程；化石是研究生物进化历程的重要依据；外来物种入侵会严重影响与当地有竞争关系的物种，使某些种群的基因频率发生改变，故能改变生物进化的速度和方向；突变包括基因突变和染色体变异，属于可遗传的变异，为生物进化提供了原材料。
7．（广东高考）某种兰花有细长的花矩（如图），花矩顶端贮存着花蜜，这种兰花的传粉需借助具有细长口器的蛾在吸食花蜜的过程中完成。
下列叙述正确的是（ ）
A．蛾口器的特征决定兰花花矩变异的方向
B．花矩变长是兰花新物种形成的必要条件
C．口器与花矩的相互适应是共同进化的结果
D．蛾的口器会因吸食花蜜而越变越长
解析：
选C 变异是不定的，A项错误；新物种形成的必要条件是隔离，B项错误；两种生物之间的种间互助是共同进化的结果，C项正确；蛾的口器变长是自然选择的结果，D项错误。
8．回答下列有关生物进化和生物多样性的问题。
（1）现代综合进化理论认为生物进化的基本单位是________。
材料一 某种蛾易被蝙蝠捕食，千百万年之后，此种蛾中的一部分当感受到蝙蝠的超声波时，便会运用复杂的飞行模式，逃脱危险，其身体也发生了一些其他改变。
当人工使变化后的蛾与祖先蛾交配后，产出的受精卵不具有生命力。
材料二 蛙是幼体生活于水中，成体可生活于水中或陆地的动物。
由于剧烈的地质变化，使某种蛙生活的水体分开，蛙被隔离为两个种群。
千百万年之后，这两个种群不能自然交配。
依据以上材料，回答下列问题：
（2）这两则材料中发生的相似事件是________（填编号）。
A．共同进化B．地理隔离
C．生存竞争D．生殖隔离
（3）在材料一中，蛾复杂飞行模式的形成是________的结果。
（4）在材料二中，若发生剧烈地质变化后，其中一个蛙种群生活的水体逐渐干涸，种群中个体数减少，导致该种群的________变小。
下表为V基因在种群A和B中的基因型个体数。
基因型
VaVb
VaVa
VbVc
VcVc
VaVc
A种群（个）
200
50
100
150
100
B种群（个）
0
120
200
50
80
（5）计算Va在A种群中的频率________。
（6）就V基因而言，比较A种群和B种群的遗传多样性，并利用表中数据陈述判断依据________________________________________________________________________。
解析：
（1）生物进化的基本单位是种群。
（2）两材料中的生物交配后不能产生正常后代或不能交配，说明存在生殖隔离。
（3）材料一中，蛾能生存是长期自然选择的结果。
（4）种群中个体数减少，导致部分基因消失，种群的基因库变小。
（5）Va在A种群中的基因频率为[（200＋50×2＋100）/1200]×100%≈33%。
（6）A种群中的基因型多于B种群，A种群的生物多样性高于B种群。
答案：
（1）种群
（2）D （3）自然选择（或适者生存） （4）基因库 （5）33% （6）A种群的遗传多样性高于B种群，因为A种群的基因型为5种，B种群的基因型为4种（或A种群的基因型多于B种群的基因型）
（时间：
30分钟；满分：
50分）
一、选择题（每小题3分，共30分）
1．下列关于在自然条件下，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
D．持续选择条件下，一种基因的频率可以降为零
解析：
选B 两种等位基因的频率可以相等；基因频率的变化与自身的遗传变异也有关；频率高的基因控制的性状更能适应环境；在持续选择条件下，可淘汰掉某种基因。
2．下列与生物进化相关的叙述，正确的是（ ）
A．进化总是由突变引起的
B．如果没有可遗传的变异，生物就不可能进化
C．变异个体总是适应环境的
D．进化改变的是个体而不是群体
解析：
选B 生物进化中发生改变的是种群的基因频率，单位是种群，故改变的是种群的特征，而非个体；自然选择、迁入、迁出等只要改变种群的基因频率就能引起生物进化；变异是不定向的，并具有多害少利特征，此处的“害”与“利”即指能否适应所生存的环境。
3．（江苏高考）某医院对新生儿感染的细菌进行了耐药性实验，结果显示70%的致病菌具有耐药性。
下列有关叙述正确的是（ ）
A．孕妇食用了残留抗生素的食品，导致其体内大多数细菌突变
B．即使孕妇和新生儿未接触过抗生素，感染的细菌也有可能是耐药菌
C．新生儿体内缺少免疫球蛋白，增加了致病菌的耐药性
D．新生儿出生时没有及时接种疫苗，导致耐药菌形成
解析：
选B 抗生素不能诱导细菌突变，而是对不同耐药性的细菌进行选择；细菌本身就存在耐药性与非耐药性两种类型，所以即使孕妇和新生儿未接触过抗生素，感染的细菌也有可能是耐药菌；新生儿体内缺少免疫球蛋白，将会导致体内的致病菌数量增加，但不会增加致病菌的耐药性；新生儿出生时没有及时接种疫苗，未能对该类细菌产生免疫力，将导致致病菌在体内大量繁殖，但不会导致耐药菌形成。
4．腕足类动物海豆芽，从4亿年前出现至今面貌基本没变，又没有灭绝，对此现象的合理解释是（ ）
A．自然选择对其不发生作用
B．海豆芽在漫长的年代中基因频率发生了较大变化
C．海豆芽很少变异，适应性强
D．海豆芽的生活环境基本没有改变
解析：
选D 自然选择决定了生物进化的方向，该生物的“面貌基本没变”，说明其生存环境基本没变，基因频率也基本没变，所以性状基本没变。
5．（江苏高考）根据现代生物进化理论，下列说法正确的是（ ）
A．自然选择决定了生物变异和进化的方向
B．生物进化的实质是种群基因型频率的改变
C．种群内基因频率的改变在世代间具有连续性
D．种群内基因频率改变的偶然性随种群数量下降而减小
解析：
选C 生物变异的方向是不定向的，而自然选择是定向的，故自然选择决定了生物进化的方向；生物进化的实质是种群基因频率的改变，而不是基因型频率的改变；种群基因频率改变的偶然性是随着种群数量下降而增大的。
6．下列关于自然界中影响物种形成因素的叙述，不正确的是（ ）
A．突变和基因重组是物种形成的内因
B．自然选择是物种形成的外因
C．隔离是物种形成的必不可少的重要因素
D．物种的形成有的不需要经过隔离
解析：
选D 隔离是物种形成的必要条件，生殖隔离是物种形成的标志。
有的物种如多倍体的形成可以不经过地理隔离而直接达到生殖隔离。
7．根据现代生物进化理论，下列观点中正确的是（ ）
A．人工培育的新物种只能生活在人工环境中
B．生物进化的方向与基因突变的方向一致
C．冬季来临时植物叶中可溶性糖含量增高是为了更好地防止冻害
D．受农药处理后种群中抗药性强的个体有更多机会将基因传递给后代
解析：
选D 人工培育的新物种有的也可以生活在野外如杂交水稻等；基因突变是不定向的，生物进化的方向取决于自然选择的方向。
冬季来临时，植物体内可溶性糖含量增加，增大了细胞内溶液的浓度，降低了凝固点，有利于适应寒冷环境，而不是为了适应寒冷环境。
农药处理后选择了具有抗药性的个体，淘汰了没有抗药性的个体，因此抗药性强的个体生存下来并繁殖的机会大大增加。
8．下列为现代生物进化理论的概念图，以下说法正确的是（ ）
A．①是突变和基因重组B．②是自然选择
C．③是自然选择学说D．④是物种多样性
解析：
选C ①是基因频率的改变，②是突变、基因重组和自然选择，③是自然选择学说，④是基因多样性、物种多样性和生态系统多样性。
9．（上海高考）果蝇的长翅（V）对残翅（v）为显性。
在一个由600只长翅果蝇和400只残翅果蝇组成的种群中，若杂合子占所有个体的40%，那么隐性基因v在该种群内的基因频率为（ ）
A．20%B．40%C．60%D．80%
解析：
选C 由题意可知，杂合子占所有个体的40%，即（600＋400）×40%＝400（只），则基因v在该种群内的基因频率为：
v＝[400（Vv）＋2×400（vv）]/（2×1000）＝6/10，即60%。
10．（海南高考）某动物种群中，AA、Aa和aa基因型的个体依次占25%、50%、25%。
若该种群中的aa个体没有繁殖能力，其他个体间可以随机交配，理论上，下一代AA∶Aa∶aa基因型个体的数量比为（ ）
A．3∶3∶1B．4∶4∶1C．1∶2∶0D．1∶2∶1
解析：
选B 若该种群中的aa个体没有繁殖能力，其他个体间可以随机交配就是AA、Aa这两
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