人教新课标高中生物第20课时第2节(一)种群基因频率的改变与生物进化.doc

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第20课时 第2节 一 种群基因频率的改变与生物进化
【考点解读】
1、说明种群是进化的基本单位
2、运用数学方法讨论种群基因频率的变化
3、解释突变和基因重组为生物进化提供原材料的原因
4、举例说明自然选择作用可以使种群基因频率发生定向改变
学习重难点：
种群是生物进化的基本单位, 基因频率的概念，自然选择在生物进化过程中的作用，隔离的概念和，以及物种形成的方式；基因频率的计算公式。
【自主探究】
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阅读114页内容，并思考讨论

提示：对个体生存和繁殖后代的贡献越______ ，拥有该基因的个体就可能越 _______。

种群是进化的基本单位
种群和物种的比较

种群
物种
概念：
指生活在＿＿＿地点的＿＿＿生物的＿＿＿个体。种群是＿＿＿、＿＿＿＿、＿＿＿＿的单位。同一种群内的个体＿＿＿（可或否）进行基因交流
是指分布在＿＿＿＿＿＿＿＿，具有一定的＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿，而且在自然状态下能够＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
生活地域

相互关系　

一个物种包括＿＿＿＿种群。同一物种的多个种群之间存在＿＿＿，
长期下去可能发展为不同的＿＿＿＿＿＿，进而可能形成多个＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

种群、
种群基因库和基因频率概念

阅读教材，知道什么是种群，如何分析种群的基因组成和变化呢？

解释种群基因库和基因频率。种群的特点是什么？
引起基因频率发生改变的因素有哪些？

2、种群的特点
（1）种群的个体之间具有年龄和性别的差别，并不是机械地结合在一起。
（2）种群也是生物繁殖的基本单位。个体之间彼此可以交配，并通过繁殖将各自的基因传递给后代。

3、种群基因库
______________________________________________
______________________________________________
4、基因频率
______________________________________________
______________________________________________

例1、学生计算这样一个例子：从某种生物的种群中随机抽出100个个体，测知其基因型分别为AA、Aa、aa的个体分别为20、60和20个，问其中A基因频率为多少?a基因频率为多少?
A基因频率=________________________
a基因频率=________________________
2、根据孟德尔的分离规律计算：
亲代基因型的频率
AA(20%)
Aa(60%)
aa(20%)
配子的比率
A( )
a( )
子一代基因型频率
AA( )
Aa( )
aa( )
子一代基因频率
A( )
a( )
子二代基因型频率
AA( )
Aa( )
aa( )
子二代基因频率
A( )
a( )

3、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？

解释突变和基因重组为生物进化提供原材料的原因
阅读教材：
1、回忆变异类型

2、思考所有的变异都能导致基因频率的变化吗？

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、在自然情况下，突变的频率很低，且多数有害，对生物进化有重要意义吗？

5、突变和基因重组产生的变异有方向吗？

1、 ________
变异 突变 ________
________ ________
________

2、只有________________________________。

3、________。因为只有________才能出现新基因，才能丰富基因库，改变基因频率。________可以增加基因型的种类。

4、例如：每个果蝇约有104对基因，假定每个基因的突变率都是10-5。若有一个中等数量的果蝇种群(约有108个个体)，请同学们计算出每一代出现的基因突变数是多少?
基因突变数是________________________
这说明种群中每代产生的基因突变的数量是很大的，并通过繁殖得到积累，成为基因频率改变的基础。而且突变的有利或有害并不是绝对的，它取决于生物的________。

5、由于突变和基因重组都是________、________，因此它们只是提供了________，不能决定生物进化的方向。

归纳总结
突变和基因重组 ________________________
自然选择________________________________
2、例题精析：
例1、中心血防站调查了1788个MN血型的人，其中397人是M型(LMLM)，861人是MN型(LMLN)，530人是N型(LNLN)，请分别计算LM和LN的基因频率。
解析：本题考查基因频率的计算方法。据题意可知，M型者含有两个LM基因，MN型者含有一个LM和一个LN基因，N型者含有两个LN基因。
故本题应如此计算
LM%=（2×397+861）/2×1788×100%=46.3%
LN%=（861+2×530）/2×1788×100%=53.7%
例2、根据现代生物进化理论．判断下列说法正确的是（ ）
A．研究物种的迁徙规律，关键是研究一对雌雄个体的迁徙行为
B．研究物种间的差异，关键是研究它们能否交配产生后代
C．生物进化的过程，实质是基因频率变化的过程
D．生物进化的方向．决定于生物变异的方向
解析：现代生物进化理论认为，种群是生物进化的基本单位，因此研究的着眼点是种群，而不是个体。生物进化的过程实质就是种群基因频率变化的过程。生物进化的方向是由自然选择决定而非生物变异的方向决定，本题考查了对现代生物进化理论的理解。
答案：C
【自我诊断】
● 基础题
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
答案：C
2．(1)已知人眼的褐色(A)对蓝色(a)是显性。在一个30000人的人群中，蓝眼人
3600人，褐眼人26400人，其中纯合体有1200人。那么，在这个人群中A和a
的基因频率为( )
A、0.64和0.36 B、0.36和0.64　　C、0.50和0.50 D、0.82和0.18
答案：A
(2)种群的基因频率总是_________________的，其原因是( )
A、自然选择 B、自然选择和遗传漂变
C、自然选择、遗传漂变和迁移 D、自然选择、遗传漂变、迁移、突变等
答案：不断变化的 D
(3)若一个种群中，某一性状的出现频率增加，这很可能( )
A、这个性状对环境具有很强的适应性 B、该群体中具此性状的纯合体多
C、这个性状的出现是由环境条件引起的D、控制这个性状的基因为隐性
答案：A
3．(1)马(2N=64)和驴(2N=62)杂交能产生后代称为骡子，能够正常发育，但不能
生育，这种情况称之为( )
A、杂交育种 B、人工诱变 C、基因重组 D、生殖隔离
答案：D
(2)产生这种情况的原因主要是( )
A、染色体结构发生变化 B、马和驴的遗传物质有本质的区别
C、发生突变 D、减数分裂过程中联会紊乱
答案：D
4.现代生物进化理论认为：种群是生物进化的基本单位，突变和重组、选择、隔离是
新物种形成的基本环节。其中新物种的形成的必要条件是( )
A、基因突变 B、选择 C、生殖隔离 D、物种变化
答案：C
5.华南虎和东北虎两个亚种的形成是因为( )
A、地理隔离的结果 B、生殖隔离的结果
C、地理隔离和生殖隔离的结构 D、基因突变和基因重组的结果
答案：A
6.用生物进化论的观点解释病菌的抗药性不断增强的原因是（　　　）（多选）
A、使用抗菌素的剂量不断加大，病菌向抗药能力增强方向变异
B、抗菌素对病菌进行人工选择，生存下来的病菌都是抗药能力强的
C、抗菌素对病菌进行自然选择，生存下来的个体都是抗药能力强的
D、病菌中原来就的抗药性强的个体，在使用抗菌素的过程中淘汰了抗药性弱的个体
答案：CD
7.据科学考察，海洋生物比陆地生物的进化速度缓慢，其原因是（　　　）
A.海洋生物比陆地生物低等B、海洋环境相对稳定
C、海洋生物发生变异少D、海洋生物的变异个体生存机会少
答案：B
8．根据现代生物进化理论．判断下列说法正确的是（ ）
A、生物进化的方向．决定于生物变异的方向
B、生物进化的过程，实质是基因频率变化的过程
C、研究物种间的差异，关键是研究它们能否交配产生后代
D、研究物种的迁徙规律，关键是研究一对雌雄个体的迁徙行为
答案：B
9、.某海岛上生活着一群昆虫，经调查翅的长度和个体数的关系如右图曲线。后来该小岛上经常刮大风，若干年后再进行调查，你认为最能代表此时情况的曲线图是（　　　）
答案：D
10、现代生物进化理论认为，突变和基因重组是产生进化的原材料，下列哪种变异现象不属于此类突变的范畴（ ）
A．猫叫综合症 B.高茎×高茎 高茎、矮茎
C.镰刀型细胞贫血症 D.二倍体×四倍体 三倍体 六倍体
答案：B
●拓展题
11．（1）19世纪中叶以来，随着英国重工业的发展，尺蛾中黑化蛾的比例越来越高。为了研究环境改变对尺蛾种群变化的影响，1950年科学工作者在英国的两个地区利用标志重捕法进行了调查，获得如下结果：
项目
地区
白色蛾
黑化蛾
释放数
回收数
回收率
释放数
回收数
回收率
污染区
64
16
25．0％
154
82
53．2％
非污染区
393
54
13．7％
406
19
4．7％
请回答下列问题：
①自然选择是 的过程。
②表中两组数据 大于 、 大于 共同支持“自然选择决定生物进化方向”这一论点。
（2）20世纪50年代后，英国开始实行控制计划，大气环境污染得到了治理。请根据下图说出三者的变化关系并解释原因。

[答案]：（1）①适者生存，不适者被淘汰 ②53．2% 25．0% 13．7% 4．7%（两组数据先后顺序可调换）
（2）①由于煤烟排放量减少，SO2浓度逐年降低
②由于SO2浓度降低，树干上地衣数量增多。原因是地衣对SO2敏感，因此SO2浓度降低，有利于地衣的生长。
③由于地衣数量增多，黑化蛾频率逐年降低。原因是地衣颜色浅，黑化蛾易被鸟类捕食。
12．滥用抗生素往往会导致细菌耐药性的产生。
(1)细菌抗药性变异的来源属于 。
(2)尽管在细菌菌群中天然存在抗药性基因，但是使用抗生素仍可治疗由细菌引起的感染，原因在于菌群中 。
(3)细菌耐药性的形成是抗生素对细菌进行 的结果，其内在实质是 。
(4)在抗生素的作用下，细菌往往只要一到两代就可以得到抗性纯系。而有性生殖的生物，淘汰一个原来频率较低的隐性基因，形成显性纯合子组成的种群的过程却需要很多代，原因是 。
答案：(1)基因突变 (2)有抗药性基因的个体占极少数(抗药性基因频率极低)
(3)定向选择 菌群中抗药性基因频率增加(4)隐性基因可通过杂合子保存下来
【相关链接】
一、从宏观(性状)和微观(基因)两方面分析生物进化的原因。
1．从宏观(性状)上看进化过程为：19世纪中期桦尺蠖的浅色性状与环境色彩相似，属于保护色，较能适应环境而大量生存；黑色性状与环境色彩差异很大，不能适应环境，易被捕食者捕食。因此，突变产生后，后代的个体数受到限制。19世纪中期到20世纪中期，由于地衣死亡，桦尺蠖栖息的树干裸露并被烟熏黑，使得黑色性状与环境色彩相似而大量生存；浅色性状与环境色彩差异很大，易被捕食者捕食而大量被淘汰。表现为适者生存，不适者被淘汰。
2．从微观(基因)来看进化过程为：19世纪中期以前，由于黑色基因(S)为不利变异基因，控制的性状不能适应环境而受到限制，因此，当时种群中浅色基因(s)的频率为95％，黑色基因(S)的频率为5％。到20世纪中期由于黑色基因(S)控制的性状能适应环境而大量生存并繁殖后代，浅色基因(s)控制的性状不能适应环境而大量被淘汰，使后代数量大量减少。结果浅色基因(s)的频率下降为5％，黑色基因(S)的频率上升为95％。结果是淘汰了不利变异的基因，而保留了有利变异基因，通过遗传逐渐积累。
结论：由此可见，种群中产生的变异是不定向的，经过长期的自然选择，其中的不利变异被不断淘汰，有利变异则逐渐积累，从而使种群的基因频率发生定向改变，导致生物朝着一定的方向缓慢地进化。因此，生物进化的方向是由自然选择决定的。
二、一般不同物种间的个体是不能自由交配的，或者交配后不能产生出可育后代，称之为生殖隔离。马和驴是两个不同的物种。马和驴杂交后代骡子高度不育这种情况就属于生殖隔离，这样两物种间就不会出现基因交流了。马是二倍体生物，有64条染色体，经减数分裂形成的配子中含染色体32条；驴也是二倍体生物，有62条染色体，经减数分裂形成的配子中含染色体31条。一般是驴的精子与马的卵细胞结合形成的受精卵32+31=63条染色体，发育成骡子染色体为63条。在进行减数分裂形成配子时，63条染色体发生联会紊乱，不能形成正常的配子，因此不能产生后代。
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