版高中生物 第五章 生物的进化 第一节 生物进化理论的发展 第1课时教学案 苏教版必修2.docx

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版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1课时教学案苏教版必修2

第1课时　生物进化理论的由来和发展

[学习导航]　1.结合教材，概述拉马克、达尔文进化学说的主要内容，并指出其贡献和局限性。

2.结合教材，阐明种群、基因库、基因频率的概念，并学会基因频率的有关计算规律。

[重难点击]　1.达尔文自然选择学说的内容。

2.基因频率的计算。

世界上到底是先有鸡还是先有蛋？

这个问题困扰了人类几千年！

对于这个问题，首先是神学家们作出了“解释”：

先有鸡，因为上帝创造了鸡，然后让鸡下蛋！

随着科学的发展人们不相信上帝了！

没了上帝，上帝创造了鸡的“解释”也就没人相信了。

通过初中生物知识的学习，我们已经知道生物是进化的，而不是女娲造人，也不是上帝造物。

那么生物是怎样进化的呢？

这节课，让我们共同讨论生物进化的一些学说。

一、拉马克的进化学说

1.主要内容

（1）物种是可变的，所有现存的物种，包括人类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）生物各种适应性特征的形成是由于用进废退和获得性遗传，也是生物不断进化的主要原因。

2.对拉马克进化学说的评价

（1）历史贡献

①拉马克的进化学说是历史上第一个提出的比较完整的进化学说。

②该学说否定了神创论和物种不变论，认为生物是逐渐进化而来的以及物种是可变的，这对进化论的发展起到了重要作用。

（2）局限性

①拉马克将进化原因归于“用进废退”与“获得性遗传”，这都属于主观推测，缺乏科学证据的支持。

②过于强调环境的变化导致物种的改变。

③生物因用进废退而获得的性状都是可以遗传的。

1.环境引起的性状改变一定能遗传给后代吗？

答案　不一定。

只有环境改变导致了遗传物质改变进而引起了性状的改变，才能遗传给后代。

2.利用拉马克的观点，如何解释长颈鹿脖子长？

答案　依据拉马克的进化学说——生物各种适应性特征的形成都是由于“用进废退”和“获得性遗传”。

长颈鹿主要以树叶为食，要想获得足够的食物就得天天伸长脖子去取食叶片，由于“用进废退”，从而形成了现在的长颈鹿。

1.下列与拉马克的进化学说观点不相符的是（　　）

A.生物的种类是随着时间的推移而变化的

B.生物的种类从古到今是一样的

C.环境的变化使生物出现新的性状，并且将这些性状传给后代

D.生物的某一器官发达与否取决于用与不用

答案　B

解析　拉马克的进化学说认为：

地球上的所有生物都不是神创造的（神创论），也不是不变的（如物种不变论），而是由更古老的生物进化来的，生物是由低等到高等逐渐进化的，生物的种类是随着时间的推移而变化的。

生物的各种适应性特征的形成都是由于“用进废退”和“获得性遗传”。

生物的某一器官发达与否取决于用与不用。

“生物的种类从古到今是一样的”是物种不变论的观点。

2.仔细分析下列现象，除哪项外都符合拉马克的进化学说（　　）

A.啄木鸟的长喙是长期啄食树内昆虫、反复伸长的结果

B.在暗洞中生活的鼹鼠，因长期不用眼睛而逐渐失去视觉

C.蛇的四肢由于长期不用而退化，因而获得匍匐行进的习性

D.狼和鹿能迅速奔跑，两者进行着相互选择

答案　D

解析　法国博物学家拉马克通过对植物和动物的大量观察，提出了“用进废退”和“获得性遗传”，即生物各种适应性特征的形成都是由于“用进废退”和“获得性遗传”。

也就是说，器官用得越多越发达，器官废而不用就会造成形态上的退化。

二、达尔文的自然选择学说

1.自然选择学说的主要内容

（1）达尔文学说的三个观点

（2）生物进化的原因分析

2.局限性

（1）对于遗传和变异的本质，未做出科学的解释。

（2）没有解释自然选择如何对可遗传的变异起作用。

如图是长期使用一种农药后，某种害虫种群密度的变化情况，据图分析回答下列问题：

1.A点使用农药之前，害虫种群中有多种变异类型，为什么？

答案　生物变异是不定向的，能产生多种变异。

2.使用农药后，大量害虫被杀死，但是又不会全部被杀死，这是为什么？

答案　害虫种群中只有少部分具有抗药性的变异，大部分没有抗药性，使用农药后，大部分被杀死，只有少部分抗药性个体生存下来。

3.分析BC段曲线上升的原因是什么？

答案　抗药性强的个体在生存斗争中存活并大量繁殖。

4.C和A处的种群数量差不多，有什么不同？

答案　C处种群中抗药性个体的比例很高。

5.该过程中，农药是诱发了害虫基因突变还是对害虫的变异进行了选择？

答案　农药是对害虫的变异进行了选择。

6.该过程是人工选择还是自然选择？

分析　自然选择的目的是使生物更加适应自然条件，而人工选择的目的是使生物更有利于人类。

答案　这属于自然选择。

知识整合　害虫种群中只有少部分具有抗药性的变异，大部分没有抗药性，使用农药后，大部分被杀死，只有少部分抗药性个体生存下来，这些抗药性强的个体在生存斗争中存活并大量繁殖，农药是对害虫的变异进行了定向地自然选择。

3.下图以长颈鹿的进化为例，说明达尔文的自然选择学说。

以下说法不正确的是（　　）

A.长颈鹿个体之间存在许多性状差异，如颈和前肢的长短不同

B.生物产生后代的数量往往超过生活环境所能承受的数量而引起生存斗争

C.颈和前肢长的个体，在生存斗争中容易获得食物而生存并繁殖

D.自然选择是定向的，使适应环境的长颈鹿个体朝着符合人类需要的方向发展

答案　D

解析　自然选择是定向的，它可使生物朝适应环境的方向发展进化，而不是朝向“符合人类需求”的方向发展。

4.使用农药来防止棉红铃虫，开始效果很好，但长期使用后，效果越来越差。

下列叙述正确的是（　　）

A.棉红铃虫对农药产生了定向的变异

B.棉红铃虫对农药进行了定向的选择

C.棉红铃虫对农药产生了隔离

D.农药对棉红铃虫的抗药性变异进行了定向选择

答案　D

解析　棉红铃虫本身就存在各种不同变异，使用农药后，棉红铃虫生活环境发生了改变，农药对其不同的变异进行定向的选择，具有抗药性的个体能够生存下来，并逐代积累加强，使农药失去了原有的杀虫效果。

5.下列有关生物进化的叙述中，不符合达尔文学说基本观点的有（　　）

A.遗传和变异是自然选择发生作用的基础

B.生物的变异是不定向的，自然选择是定向的

C.变异经过长期的自然选择和积累，就可能产生生物的新类型

D.环境改变使生物产生定向变异，以适应变化的环境

答案　D

解析　达尔文学说认为，生物的变异是不定向的，而环境的选择是定向的。

环境的作用是选择不定向的变异，不是引起生物定向的变异。

题后归纳

　达尔文自然选择学说和拉马克进化论的核心区别是：

拉马克强调环境变化导致生物主动发生变异；达尔文强调生物本来就存在各种变异，环境把适应性强的变异选择出来了。

三、种群是生物进化的基本单位

1.现代综合进化理论的主要内容

2.种群

（1）是指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。

（2）生物进化的实质是种群内基因频率的改变。

3.基因库和基因频率

（1）基因库：

一个生物种群中全部个体所含有的基因总和。

（2）基因频率：

一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率。

（3）基因型频率：

指某种基因型的个体在群体中所占的比率。

在某昆虫种群中，决定翅色为绿色的基因为A，决定翅色为褐色的基因为a，从这个种群中随机抽取100个个体，测得基因型为AA、Aa和aa的个体分别是30、60和10个，就这对等位基因来说，每个个体可以看作含有2个基因。

假设该昆虫种群非常大，所有的雌雄个体间都能自由交配并产生后代，没有迁入和迁出，自然选择对翅色这一相对性状没有作用，基因A和a都不产生突变，根据孟德尔的分离定律计算：

1.该种群产生的A配子和a配子的比率各是多少？

答案　A配子占60%，a配子占40%。

2.子一代基因型的频率各是多少？

答案　AA占36%，Aa占48%，aa占16%。

3.子一代种群的基因频率各是多少？

答案　A占60%，a占40%。

4.子二代、子三代以及若干代以后，种群的基因频率会同子一代一样吗？

答案

亲代基因型的频率

AA（30%）

Aa（60%）

aa（10%）

配子的比率

A（30%）

A（30%）

a（30%）

a（10%）

子一代基因型频率

AA（36%）

Aa（48%）

aa（16%）

子一代基因频率

A（60%）

a（40%）

子二代基因型频率

AA（36%）

Aa（48%）

aa（16%）

子二代基因频率

A（60%）

a（40%）

由表可知，子三代、子四代以及若干代以后，种群的基因频率与子一代一样。

5.若上述计算结果是建立在五个假设条件基础上的。

对自然界种群来说，这五个条件都成立吗？

你能举出哪些实例？

答案　对自然界的种群来说，这五个条件不可能同时都成立。

例如，翅色与环境色彩较一致，被天敌发现的机会就少些。

知识整合　当某种群非常大，所有雌雄个体间都能自由交配，没有迁入和迁出，没有自然选择和突变时，这样的种群称为理想种群。

理想种群中，各等位基因的频率和基因型频率在一代一代的遗传中是稳定不变的，或者说是保持着基因平衡的。

6.下列关于种群的叙述中，不正确的是（　　）

A.种群是生物进化的基本单位，也是生物群落的基本单位

B.种群内个体间彼此可以交配，并通过繁殖将各自的基因传给后代

C.两个池塘内的全部青蛙是一个种群

D.一个树林中的全部杜鹃是一个种群

答案　C

解析　种群是在一定区域内（即同一地点）同种生物的全部个体的总和，而C项为两个池塘，属于两个种群。

7.在一个种群中随机抽取一定数量的个体，其中基因型为AA的个体占18%，基因型为Aa的个体占78%，基因型为aa的个体占4%，A和a的基因频率分别是（　　）

A.18%、82%B.36%、64%

C.57%、43%D.92%、8%

答案　C

解析　A基因频率＝AA基因型频率＋1/2Aa基因型频率＝18%＋1/2×78%＝57%，a基因频率＝aa基因型频率＋1/2Aa基因型频率＝4%＋1/2×78%＝43%。

8.在某一遵循遗传平衡定律的人群中，已调查得知，隐性性状者为16%，则该性状不同类型的基因型频率分别是（按AA、Aa、aa顺序排列）（　　）

A.0.36、0.48、0.16B.0.48、0.36、0.16C.0.16、0.48、0.36D.0.16、0.36、0.38

答案　A

解析　根据基因库中隐性性状者（aa）的频率为16%，则q2＝0.16，q＝0.4，而p＝1－0.4＝0.6，根据遗传平衡公式，[p（A）＋q（a）]2＝p2（AA）＋2pq（Aa）＋q2（aa）可计算出，AA的频率为0.36，Aa的频率为0.48，aa的频率为0.16。

方法链接

（1）已知基因型频率计算基因频率

设某种群中，AA、Aa、aa的基因型频率分别用PAA、PAa、Paa表示，A、a的基因频率分别用PA、Pa表示，则：

PA＝PAA＋

PAa；Pa＝Paa＋

PAa。

（2）理想条件下的基因频率和基因型频率的计算

理想种群中，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%＝1。

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＝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。

1.下列关于拉马克进化学说的叙述，不正确的是（　　）

A.拉马克认为，地球上的所有生物都是由更古老的生物进化来的

B.生物的适应性特征的形成是由于用进废退和获得性遗传

C.器官废而不用，就会造成形态上的退化

D.用进废退获得的性状不可以遗传给后代

答案　D

解析　选项D不是拉马克的观点，拉马克认为用进废退获得的性状可以遗传给后代；现代科学家认为，仅由环境因素引起的变异是不能遗传给后代的。

2.对种群概念的正确叙述是（　　）

A.不同空间中同种生物个体的总和

B.生活在一定区域的同种生物的一群个体

C.一片水田中的所有鱼的总和

D.一个生态环境中有相互关系的动植物的总和

答案　B

解析　种群是指生活在一定区域的同种生物的全部个体。

其中的“种”是生物分类的基本单位，例如：

一个池塘中全部的鲤鱼是一个种群，包括所有的大鲤鱼、小鲤鱼和鲤鱼苗。

这里必须具体到“鲤鱼”，而不能是“鱼”，因为后者还包括其他种类的鱼。

3.达尔文的进化理论不能解释的问题是（　　）

①生物的多样性　②保护色　③生物遗传和变异的本质④定向的自然选择　⑤自然选择对遗传和变异如何起作用　⑥生物的生存斗争

A.①②B.④⑥C.③⑤D.④⑤

答案　C

解析　达尔文的进化理论能解释生物的多样性、适应性，它认为过度繁殖和有限的资源引起了生存斗争，通过自然选择，只有有利变异能生存，因此能解释①②④⑥。

4.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40%，Aa基因型的频率为60%，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.49/91B.49/100

C.11/20D.11/17

答案　A

解析　AA自交产生AA的比率为40%×40%＝16%，AA与Aa也产生AA为2×40%×60%×

＝24%，Aa自交也产生AA为60%×60%×

＝9%，而aa产生的比例为60%×60%×

＝9%，所以AA占的比例为49%，而总数变为1－9%（被淘汰的aa）＝91%，此时AA的比例为

。

5.下图表示达尔文对现代长颈鹿进化形成过程的解释，请据图回答下列问题：

（1）长颈鹿祖先过度繁殖的含义是______________________________。

长颈鹿的颈和前肢长短各异，这表明生物变异是______________。

变异只是生物进化的______________。

（2）在缺乏青草的时期，有的长颈鹿能吃到高处食物而活下来，有的长颈鹿因得不到食物而死亡，这个过程叫做____________，它是通过生存斗争来实现的。

生存斗争是指________________________________________。

（3）适应有双重含义：

一是指生物体的____________与环境相适应的表现，二是指生物__________________________的过程。

适应是______________的结果。

答案　

（1）后代数目超过环境所能承受的能力　不定向的　原材料　

（2）自然选择　生物与生物之间以及生物与无机环境之间的斗争　（3）性状　改造自己形成适应环境的性状　自然选择

课时作业

[学考达标]

1.雄鹿往往用鹿角作为争夺配偶的武器，所以它的鹿角发达。

下列不是拉马克学说观点的是（　　）

A.鹿角发达的个体被保留

B.鹿角因经常使用而发达

C.鹿角的变异朝着有利于其生存的方向发展

D.雄鹿为了繁衍后代的需要而使鹿角发达

答案　A

解析　B是用进的观点；C是定向变异的观点；D是按意愿变异的观点，也是定向变异的观点。

2.对达尔文自然选择学说的正确解释是（　　）

①环境的改变使生物产生适应性变异　②能遗传的变异是生物进化的基础　③变异是不定向的　④变异是定向的　⑤变异经过长期的自然选择和积累可能产生生物的新类型

A.②④⑤B.②③⑤

C.①②④D.①③⑤

答案　B

解析　达尔文认为变异是不定向的，而题目中的①、④与其相矛盾。

3.用达尔文的观点来判断下列问题，其中正确的是（　　）

A.长颈鹿经常努力伸长颈和前肢去吃树上高处的叶子，因此颈和前肢都变得很长

B.北极熊生活在冰天雪地的环境里，它们的身体产生了定向的白色变异

C.野兔的保护色和鹰锐利的目光，是它们长期相互选择的结果

D.在长期有毒农药的作用下，农田害虫产生了抗药性

答案　C

解析　“长颈鹿经常努力伸长颈和前肢去吃树上高处的叶子，因此颈和前肢都变得很长”是用进废退的观点；变异是不定向的，北极熊的白色变异不是由于冰天雪地的白色环境引起的；野兔和鹰在斗争中相互选择，各自形成了相应的保护色和锐利的目光；变异具有不定向性，害虫的抗药性产生并非是农药作用的结果。

4.如果一个种群中，控制某一性状的基因频率增加，将会出现（　　）

A.控制该性状的基因不能传递给子代

B.该种群的全部个体为纯合子

C.该种群的繁殖速度加快

D.该性状对环境条件有很强的适应性

答案　D

解析　基因频率是某种基因在某个种群的基因库中占全部等位基因数的比率。

在自然界中，由于存在基因突变、基因重组和自然选择等因素，种群的基因频率总是在不断地变化，生物进化的过程实际上就是种群基因频率发生变化的过程。

而自然选择决定着生物进化的方向，经过自然选择，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不断进化。

5.某相对独立的海岛上，原有果蝇20000只，其中基因型为AA、Aa和aa的果蝇分别占15%、55%和30%。

若此时从岛外入侵了2000只基因型为AA的果蝇，且所有果蝇均随机交配，则理论上F1中A的基因频率约是（　　）

A.43%B.48%

C.52%D.57%

答案　B

解析　原海岛上基因型为AA的果蝇的数量为20000×15%＝3000只，基因型为Aa的果蝇数量为20000×55%＝11000只，基因型为aa的果蝇数量为20000×30%＝6000只，侵入2000只基因型为AA的果蝇后，基因型为AA的果蝇数量为5000只，该岛上果蝇种群总数量为22000只，所以各种基因型的果蝇的基因型频率分别为AA＝5000÷22000＝5/22，Aa＝11000÷22000＝11/22，aa＝6000÷22000＝6/22，故A的基因频率＝5/22＋1/2×11/22＝21/44≈48%。

6.下列有关现代生物进化理论的叙述，错误的是（　　）

A.种群是生物进化的基本单位

B.自然选择学说是现代生物进化理论的核心

C.生物进化过程的实质是种群基因频率的改变

D.生物进化过程的实质在于有利变异的保存

答案　D

解析　种群是生物进化的基本单位，生物进化的实质是种群基因频率的改变，在这个过程中有利变异保存而不利变异被淘汰，从而改变了基因频率。

[高考提能]

7.图中理论值与实际生存个体数差别很大，可用来解释此种现象的是达尔文进化理论中的（　　）

A.过度繁殖B.生存斗争

C.遗传变异D.适者生存

答案　B

解析　生物具有过度繁殖能力，但由于生存斗争，理论值与实际生存数差别很大。

8.18世纪在某山谷发现趾间有蹼和无蹼的两种老鼠，1900年由于筑坝，使此山谷成为沼泽。

现在人们发现，山谷中绝大多数老鼠有蹼，偶尔才能找到一只没有蹼的老鼠。

下列四种解释中正确的是（　　）

A.山谷环境的改变，使无蹼向有蹼方向变异

B.有蹼鼠对沼泽环境适应性强，成活率提高

C.老鼠的有蹼性状主要由环境控制

D.蹼有利于在沼泽中活动，使无蹼鼠长出了蹼

答案　B

解析　有蹼性状是由遗传物质控制的，它们的出现是基因突变的结果，而不是由环境决定的，选项A、D均不正确；性状是被保留还是被淘汰是由环境决定的，适应环境的将被保留下来。

9.下列关于基因频率、基因型频率与生物进化的叙述，正确的是（　　）

A.一个种群中，控制一对相对性状的各种基因型频率的改变一定导致基因频率的改变

B.一个种群中，控制一对相对性状的基因频率之和为1

C.基因型为Aa的个体自交后代所形成的种群中，A基因的频率大于a基因的频率

D.因色盲患者中男性数量多于女性，所以男性群体中色盲的基因频率大于女性群体

答案　B

解析　基因频率是指在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率，基因型频率的改变不一定导致基因频率的改变。

控制一对相对性状的基因频率之和为1。

适应环境的个体得到保留，它可以是隐性基因控制的性状，也可以是显性基因控制的性状，所以无法判断是A还是a的基因频率高。

由于男性中只有一条X染色体，色盲为伴X隐性遗传病，故男性患色盲的概率大于女性，但是色盲基因在男性群体和女性群体中基因频率是相同的。

10.某种群中AA、Aa、aa的基因型频率如图所示，图中阴影部分表示繁殖成功率低的个体。

则该种群经选择之后，下一代中三种基因型频率的结果最可能是（　　）

答案　B

解析　由于整个柱形图表示AA、Aa、aa三者的比例关系，而且三者的比例之和为1，由于aa个体繁殖成功率最高，而AA个体繁殖成功率较低，所以会使aa的比例上升，AA个体比例大幅度下降，而Aa个体变化居中。

11.青霉素是一种抗菌素。

几十年来由于反复使用，致使某些细菌对青霉素的抗性越来越强。

请回答下列问题：

（1）青霉素使用之前，细胞对青霉素的抗性存在着__________；患者使用青霉素后，体内绝大多数细菌被杀死，这叫做______________；极少数抗药性强的细菌活了下来并繁殖后代，这叫做__________________。

青霉素的使用对细菌起了________，这种作用是通过细菌与青霉素之间的__________实现的。

由于青霉素的反复使用，就会使得抗药性状逐代__________并加强。

从这个过程可以看出，虽然生物的____________是不定向的，但__________在很大程度上是定向的。

（2）自然选择是把自然界中已存在的____________变异选择出来，并使之逐代积累、加强，最终形成生物新品种。

（3）上述过程表明自然选择是一个______________________________________的过程。

答案　

（1）差异　不适者被淘汰　适者生存　选择作用

生存斗争　积累　变异　自然选择　

（2）有利

（3）适者生存、不适者被淘汰

解析　根据达尔文自然选择学说可以知道，生物的变异一般是不定向的。

细菌对青霉素的抗性存在着个体差异。

通过青霉素的选择，抗药性强的细菌通过生存斗争得以生存并繁衍后代，经逐代积累并加强，形成了抗药新类型，而抗药性差的细菌由于不适应环境而被淘汰，这种适者生存、不适者被淘汰的过程就是自然选择。

12.根据下图回答下列有关问题：

（1）从图中可以看出，A、B、C、D、E等不同的动物具有________________。

（2）由于____________的改变，通过长期____________的作用并______________可使比较原始的哺乳动物向不同的方向进化发展。

（3）由图可知，生物种类数量的发展是由________________进化发展的。

（4）从

（2）（3）两小题我们可以解释生物的__________和____________。

（5）进化论认为：

自然选择决定生物进化的方向，经过长期的自然选择，导致生物朝着不同的方向缓慢地进化。

上述观点与图意是否矛盾？

为什么？

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案　

（1）共同的原始祖先　

（2）生活环境　自然选择