高中生物 第五章 生物的进化 第一节 生物进化理论的发展 第2课时教学案 苏教版必修2.docx

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高中生物第五章生物的进化第一节生物进化理论的发展第2课时教学案苏教版必修2

第2课时　现代生物进化理论的主要内容

[学习导航]　1.结合教材P110～111，阐明可遗传的变异为生物进化提供了原材料，以及自然选择对生物进化方向的决定作用。

2.结合教材P112～113，阐明物种形成的机制。

3.阅读教材P114～115，概述分子进化的中性学说以及生物进化理论发展的意义。

[重难点击]　1.自然选择的作用。

2.物种形成的机制。

19世纪，英国杰出的生物学家发现了生物发展的规律，证明所有的物种都有共同的祖先。

达尔文的这一重大发现，对生物学具有划时代的意义。

人们在达尔文自然选择理论的基础之上，逐步完善和发展进化论，最终建立了现代生物进化理论。

这节课就让我们一起来学习现代生物进化理论。

一、突变和基因重组、自然选择

1.突变和基因重组产生进化的原材料

（1）可遗传变异的来源

可遗传变异来源

（2）影响基因频率变化的因素

①包括基因突变、基因重组、染色体变异和自然选择等因素。

②遗传漂变：

是由于在繁殖时雌雄配子的随机结合而发生的基因频率变化，遗传漂变的效应与种群的大小成反比。

（3）基因突变产生的等位基因，通过有性生殖过程中的基因重组，可以形成多种多样的基因型，从而使种群出现大量的可遗传变异。

（4）生物的变异是否有利取决于它们的生存环境，同样的变异在不同的生存环境中可能有利，也可能有害。

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，相应的基因频率会不断提高，具有不利变异的个体很难产生后代，相应的基因频率会不断下降。

因此，自然选择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不断进化。

突变和基因重组能产生进化的原材料，据此分析回答下列问题：

1.突变具有低频性，为什么还能为生物进化提供原材料？

答案　生物进化的单位是种群，虽然突变的频率很低，但一个种群往往由许多个体组成，而每一个个体的每一个细胞内都有成千上万个基因，所以在种群中每一代都会产生大量的突变。

2.突变大多数对生物体是不利的，为什么还能为进化提供原材料？

答案　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也能导致生物进化。

3.突变和基因重组能决定生物进化的方向吗？

答案　不能。

突变和基因重组都是随机的、不定向的，不能决定生物进化的方向。

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%。

一年后，种群中基因型AA的个体占48%，基因型Aa的个体占24%，这一年间种群是否进化了？

分析　该种群中基因A和基因a的频率：

A%＝AA%＋1/2Aa%＝60%；a%＝aa%＋1/2Aa%＝40%。

一年后，A%＝AA%＋1/2Aa%＝60%；a%＝aa%＋1/2Aa%＝40%。

答案　种群的基因频率没有变化，生物没有进化。

知识整合　生物进化的单位是种群，由许多个个体组成，而每一个个体的每一个细胞内都有成千上万个基因，所以在种群中每一代都会产生大量的突变，其中那些微小有利的变异不断积累导致生物进化，但突变本身不能决定生物进化的方向，起决定作用的是自然选择。

生物进化的实质是种群基因频率的变化。

1.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

答案　C

解析　自然选择使种群的基因频率发生定向改变，从而使生物定向进化，所以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；种群中基因频率的改变在世代间具有连续性，导致生物不断进化；种群中基因频率改变的偶然性随种群数量下降而增大。

2.下列有关基因频率与生物进化的描述，正确的是（　　）

A.生物在进化的过程中不一定有基因频率的改变

B.生物只要发生进化，基因频率就会改变

C.变异使基因频率定向改变

D.只有基因突变，才导致基因频率发生改变

答案　B

解析　生物进化的实质是种群基因频率的改变，只要生物进化了，基因频率一定发生了改变；变异是不定向的，自然选择可使基因频率发生定向改变；基因频率的改变与基因突变、迁入和迁出、自然选择等多种因素有关。

二、隔离与物种形成

1.物种

分布在一定的自然地域，具有一定的形态结构和生理功能特征，而且在自然状态下能够相互交配并能繁殖出可育后代的一群生物个体。

2.物种形成和生物进化的机制：

突变、选择和隔离。

3.隔离

（1）地理隔离：

是指地理上的障碍，是一种主要的隔离方式。

地理隔离可以导致亚种的形成，如东北虎和华南虎。

（2）生殖隔离：

指不同种群的个体不能自由交配或交配后产生不可育的后代，如马与驴杂交产生的骡不可育。

4.物种的形成过程

↓

↓

如图是我国黄河两岸某种生物a的演化过程模型，请据图分析回答下列问题：

1.自然状态下，b、c之间能进行基因交流吗？

为什么？

答案　不能。

存在地理隔离。

2.b、c进化的方向相同吗？

为什么？

答案　不同。

两地的环境条件不同，自然选择的方向不同。

3.研究表明，某基因在b、d之间的频率有很大差别，是否说明二者不是同一物种了？

答案　不一定。

是否是同一物种要看是否存在生殖隔离。

4.若长期进化后，b、c形成了两个物种，这反映出物种形成的一般途径是怎样的？

答案　长期的地理隔离产生生殖隔离。

5.黄河北岸的b迁移到黄河南岸后，不与c进化为同一物种，其原因可能是什么？

答案　在二者间已形成生殖隔离。

6.若在黄河南岸由于某种原因，二倍体的c加倍成了四倍体的e，那么c、e之间存在生殖隔离吗？

这说明什么？

答案　二倍体的c与四倍体的e杂交，其后代是三倍体，三倍体是不育的，所以二者存在生殖隔离。

这说明不经过地理隔离也能产生生殖隔离。

知识整合　突变和基因重组、自然选择、隔离是物种形成的三个环节，长期的地理隔离产生生殖隔离是物种形成的一般方式，但是有时候长期地理隔离没有产生生殖隔离，也就没有形成新物种，而有时候不经过地理隔离也能产生生殖隔离。

3.下列关于隔离的叙述，不正确的是（　　）

A.种群基因库的差异是产生生殖隔离的根本原因

B.隔离阻止了种群间的基因交流

C.不同的物种之间必然存在着生殖隔离

D.对所有物种来说，地理隔离必然导致生殖隔离

答案　D

解析　物种间必然存在隔离，不管是地理隔离还是生殖隔离，导致的结果是阻止了基因的交流，从而使种群基因库的差异变大，地理隔离是一个量变过程，只有足够长的时间后才能达到生殖隔离。

4.下列能形成新物种的是（　　）

A.二倍体的西瓜经秋水仙素处理成为四倍体西瓜

B.桦尺蛾体色的基因频率由S（灰色）95%变为s（黑色）95%

C.马与驴交配产生了骡

D.克隆多莉羊

答案　A

解析　判断是否形成新物种的标准是新形成的物种与原来物种间是否存在生殖隔离，若存在生殖隔离，说明已形成了新物种，否则还没有形成新物种。

A项中，四倍体西瓜自交能产生可育后代，说明四倍体西瓜属于一个物种，四倍体西瓜与二倍体西瓜杂交产生的三倍体西瓜高度不育，说明二者存在生殖隔离，则四倍体西瓜是一个新物种；B项中，基因频率发生了改变，说明生物进化了，但未突破种的界限，仍属于同一物种；C项中骡子不育，不是一个物种；D项中多莉羊是无性繁殖产生的，其遗传组成基本不变，仍属原来的物种。

5.如图是物种形成的一种模式。

物种a因为地理障碍分隔为两个种群a1和a2，经过漫长的进化，分别形成新物种b和c。

在此进程中的某一时刻，a1种群的部分群体越过障碍外迁与a2同域分布，向d方向进化。

下列有关叙述正确的是（　　）

A.b和d存在地理隔离，所以一定存在生殖隔离

B.c和d不存在地理隔离，却可能存在生殖隔离

C.a1中的外迁群体与当时留居群体的基因频率相同，则b和d是同一物种

D.a1中的外迁群体与当时a2种群的基因频率不同，则c和d是不同物种

答案　B

解析　区分物种的关键是看是否存在生殖隔离，存在地理隔离的不同种群，可能属于不同物种，也可能属于同一物种。

b和d存在地理隔离，不一定达到生殖隔离；由于a1和a2的地理隔离，d和c有可能存在生殖隔离。

种群基因频率改变是生物进化的实质，而不是形成新物种的标志。

a1中外迁群体与当时留居群体的基因频率不一定相同；a1中外迁群体与当地a2种群的基因频率不一定相同，但如果只发生地理隔离，而没有发生生殖隔离，则c和d可能是同一物种。

易错提醒　关于物种和物种形成的几个易错点

（1）形态、结构一致≠同一物种。

形态、结构一致的生物，有可能具有生殖隔离，两个种群的生物形态、结构相同，但繁殖期不同，这两个种群的生物具有生殖隔离，是两个物种。

（2）能产生后代≠同一物种。

两个个体能够交配产生后代，有可能子代高度不育，如马和驴，虽然能够产生子代，但子代不育，因此马和驴是两个物种。

（3）物种的形成不一定都需要经过地理隔离，如多倍体的产生。

（4）生物进化不一定导致物种的形成。

①生物进化的实质是种群基因频率的改变，即生物进化不一定导致新物种的形成。

②新物种一旦形成，则说明生物肯定进化了。

三、中性学说、生物进化理论发展的意义

1.中性学说进化的过程

2.生物进化理论发展的意义

1.中性学说与现代综合进化论的主要差异是什么？

答案　中性学说认为：

（1）生物进化的主导因素不是自然选择，而是中性突变的随机固定；

（2）DNA分子产生的突变大部分是中性的。

2.根据上题分析，你是否认为中性学说完全否决了现代综合进化论？

答案　不是。

中性学说侧重于微观水平，而现代综合进化论侧重于宏观水平，二者相互补充，更好地阐述了生物进化的本质。

6.下列叙述符合中性学说的是（　　）

A.中性突变一般不引起生物性状的改变，因此中性突变不是突变

B.当自然选择作用于中性突变时，有利的变异被积累

C.当环境恶劣时，中性突变的进化速率加快了

D.中性学说并没有否认选择的作用，承认形态、行为和生态性状，即生物的表现型是在自然选择下进化的

答案　D

解析　中性学说认为多数或绝大多数突变都是中性的，即无所谓有利或有害，因此对于这些中性突变不会发生自然选择与适者生存的情况。

突变大多在种群中随机地被固定或消失，而不是通过选择才被保留或淘汰的。

7.下列观点符合“中性学说”的是（　　）

A.生物进化的实质是基因频率的改变

B.自然选择决定生物进化的方向

C.DNA分子产生的突变大多数是中性的

D.隔离是物种形成的必要条件

答案　C

解析　现代综合进化论的基本观点为：

种群是生物进化的基本单位，生物进化的实质在于基因频率的改变，突变和基因重组产生生物进化的原材料，自然选择决定生物进化的方向，隔离是物种形成的必要条件。

中性学说认为突变大部分是中性的，生物进化的主导因素是中性突变的随机固定。

易混辨析　现代综合进化论与中性学说的比较

理论名称

学说主要内容

价值

现代综合进化论　　

种群是生物进化的基本单位，突变和基因重组产生进化的原材料，自然选择决定生物进化的方向，隔离导致新物种的形成

从宏观（生态学）和微观（基因）角度来看生物进化过程，最明显的优点是从基因的角度研究生物的进化过程

中性学说

生物进化的主导因素不是自然选择，而是中性突变的随机固定

揭示了分子水平的进化规律

1.在一次大风暴后，有人搜集了100只受伤的麻雀，把它们饲养起来，结果活下来64只。

在死去的个体中，大部分是个体比较大、变异类型特殊的。

下列有关叙述正确的是（　　）

A.突变和基因重组决定生物进化的方向

B.自然选择会改变种群的基因频率

C.特殊的变异类型都是不利的

D.不产生变异的生物才