高一生物苏教版必修二教学案第五章 第一节 生物进化理论.docx

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高一生物苏教版必修二教学案第五章第一节生物进化理论

学习目标：

1.现代生物进化理论的主要观点

2．探讨生物进化观点对人们思想观念的影响

3．基因频率的计算方法

[教材梳理]

一、拉马克的进化学说

1．主要观点

（1）物种是可变的，所有现存的物种都是从其他物种演变而来的。

（2）生物本身存在由低级向高级连续发展的内在趋势。

（3）环境变化是物种变化的原因，“用进废退”和“获得性遗传”是其核心进化观点。

2．不足和地位：

该学说中主观推测较多，但内容系统丰富，为达尔文进化学说的诞生奠定了基础。

二、达尔文的进化学说

1．基本观点

（1）物种是可变的：

进化通过物种的演变进行。

（2）生存斗争和自然选择：

①生存斗争：

包含生物与生物之间的斗争和生物与无机环境之间的斗争。

②自然选择：

在生存斗争中，适者生存，不适者淘汰的过程。

（3）适应是自然选择的结果：

适应的第一步是变异的产生，第二步是通过生存斗争对变异进行选择。

2．局限

对于遗传和变异的本质以及自然选择如何对可遗传的变异起作用等问题，还不能做出科学的解释。

三、现代生物进化理论

1．代表者：

杜布赞斯基等。

3．生物进化的基本单位——种群

（1）进化的实质：

种群内基因频率的改变。

（2）种群：

生活在一定区域的同种生物的全部个体。

种群不仅是生殖的基本单位，也是生物进化的基本单位。

（3）种群基因库：

一个生物种群中全部个体所含有基因总和。

（4）基因频率：

在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率。

（5）基因型频率：

指某种基因型的个体在群体中所占的比率。

4．生物进化的原材料——突变和基因重组：

（1）主要由基因突变、基因重组和染色体变异提供。

（2）影响基因频率的因素：

基因突变、自然选择、个体迁移、遗传漂变等。

5．生物进化的方向——自然选择：

自然选择可以保留对个体生存和繁衍后代有利的变异，使生物向着适应环境的方向发展。

6．物种形成的必要条件——隔离：

（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，而且在自然状态能够相互交配并能繁殖可育后代的一群生物个体。

（2）

四、分子进化的中性学说

1．提出者：

日本学者木村资生。

2．内容：

（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）每种生物的信息大分子都有一定的进化速率。

（3）DNA分子产生的突变大部分是中性的，即对生物的生存既无利也无害。

（4）当中性突变积累导致生物性状出现差异之后，自然选择才会发生作用，造成表现型进化。

3．意义：

中性学说揭示了分子水平的进化规律。

五、生物进化理论发展的意义

1．揭示了生物产生、发展和进化的客观规律，阐明了生物之间、生物与非生物之间的普遍联系。

2．有助于人类从事控制和改造生物的实践活动，为选育良种、植物栽培、动物饲养等提供了理论依据，对控制生物性状、创造生物新品种等具有重要的指导实践的价值。

3．有助于确立辩证唯物主义的自然观和科学的世界观。

[牛刀小试]

一、达尔文的进化学说

1．判断下列说法是否正确，并说明理由。

（1）生存斗争就是指生物与生物之间的斗争。

提示：

错误。

生存斗争包括生物与生物之间的斗争和生物与环境之间的斗争。

（2）环境改变时，生物向着适应环境的方向变异。

提示：

错误。

变异是不定向的，环境只是起定向选择作用，选择适应环境的个体，淘汰不适应环境的个体。

2．请用达尔文的自然选择学说解释长颈鹿的进化。

提示：

长颈鹿产生的后代数量超过了环境的承受能力（过度繁殖），导致现有食物不能满足所有个体的需要（生存斗争），又因它们个体间有颈长和颈短的差异（遗传变异），颈长的能吃到树叶而生存下来，颈短的因吃不到树叶而被淘汰。

控制长颈的基因经过逐代积累，最终进化形成长颈鹿。

二、现代生物进化理论

1．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P106～109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和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；遗传漂变；迁移。

2．突变、基因重组和自然选择与生物进化的关系

（1）阅读教材P106～113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P111[积极思维]，分析探究下列问题：

①自然选择是如何使桦尺蛾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，浅色桦尺蛾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．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．地理隔离是否一定会导致生殖隔离？

生殖隔离的形成一定要经历地理隔离吗？

提示：

不一定。

如东北虎和华南虎是两个虎亚种，它们的生活环境相隔万里，差异很大，但它们并未形成生殖隔离，因此，仍然是同一物种。

生殖隔离的形成也未必经历地理隔离，如多倍体植物的形成。

四、分子进化的中性学说

1．中性学说与现代生物进化理论的主要差异是什么？

提示：

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。

②DNA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生物进化理论？

提示：

不是。

中性学说侧重于微观水平，现代生物进化理论侧重于宏观水平，二者相互补充。

[重难突破]

一、达尔文进化学说与现代生物进化理论的比较

达尔文进化学说

现代生物进化理论

基本内容

①遗传变异是自然选择的内因

②过度繁殖为自然选择提供更多的选择材料，加剧了生存斗争

③变异一般是不定向的，而自然选择是定向的，定向的自然选择决定着生物进化的方向

④生存斗争是自然选择的过程，是生物进化的动力

⑤适应是自然选择的结果

⑥自然选择过程是一个长期、缓慢、连续的过程

①种群是生物进化的基本单位，生物进化的实质在于种群内基因频率的改变

②突变、选择及隔离是物种形成和生物进化的机制

③基因突变、基因重组和染色体变异为生物进化提供了原材料

④自然选择使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向

⑤隔离是新物种形成的必要条件

不同点

没有阐明遗传和变异的本质以及自然选择的作用机理，着重研究生物个体进化

从分子水平上阐明了自然选择对遗传变异的作用机理，强调群体进化，认为种群是生物进化的基本单位

共同点

都能解释生物进化的原因和生物的多样性、适应性

二、物种形成和生物进化的区别与联系

项目

物种形成

生物进化

标志

生殖隔离出现

基因频率改变

变化后生物与

原生物的关系

新物种形成，

出现生殖隔离，质变

生物进化，基因

频率改变，量变

二者联系

①只有不同种群的基因库产生了明显差异，出现生殖

隔离才形成新物种；②进化不一定产生新物种，

新物种产生一定存在进化

三、物种形成的方式

1．渐变式物种形成

2．骤变式：

少数物种在很短时间内不经过地理隔离即可形成，如自然界中多倍体的形成。

四、现代生物进化理论与中性突变学说的比较

理论名称

学说主要内容

价值

现代生物进化理论

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

中性突变学说

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

[考向聚焦]

[例1]　某一小岛上的野兔原种种群由于某种原因造成部分个体分别迁移到了两个其他的小岛上。

下图表示野兔原种进化的过程，相关说法不正确的是（　　）

A．新物种1与新物种2可能是同一物种

B．由野兔原种形成新物种显示了物种形成的一种方式，即经过地理隔离而达到生殖隔离

C．图中X、Y分别表示突变和基因重组、自然选择，Z仅表示自然选择过程

D．在新物种形成的过程中一定存在种群基因频率的定向改变

[解析]　新物种1与新物种2可能是同一物种，也可能不是同一物种；图中显示了经过地理隔离而达到生殖隔离形成新物种的方式；种群产生不同性状是突变和基因重组的结果，有利性状个体保存是自然选择的结果，因此，X、Y分别表示突变和基因重组、自然选择；Z表示若干次突变和基因重组，以及自然选择的作用；在新物种形成的过程中由于自然选择的作用使种群的基因频率发生了定向改变。

[答案]　C

[例2]　果蝇长翅（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]　在隐去长翅果蝇之前，残翅果蝇个体数量长期维持在4%，说明遵循遗传平衡定律，vv＝4%，v的基因频率为20%。

V的基因频率为1－20%＝80%；引入的春和长翅（VV）果蝇的数量为20000只，则该种群数量为40000只，v的基因频率为10%，V的基因频率从为90%。

纯合长翅果蝇引入种群后，v的基因频率降低了（20%－10%）÷20%＝50%，V的基因频率增加了