高中生物第七章現(xiàn)代生物進(jìn)化理論7.2現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容新人教版必修

1、第第2 2節(jié)節(jié) 現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容一、種群基因頻率的改變與生物進(jìn)化一、種群基因頻率的改變與生物進(jìn)化探究活動(dòng)（一）探究活動(dòng)（一）情景：如果在灰色翅（基因型為情景：如果在灰色翅（基因型為aa)昆蟲的群體中偶昆蟲的群體中偶然出現(xiàn)一只綠色翅（然出現(xiàn)一只綠色翅（Aa)的變異個(gè)體，且綠色比灰色的變異個(gè)體，且綠色比灰色更不容易被敵害發(fā)現(xiàn)。更不容易被敵害發(fā)現(xiàn)。討論題目：討論題目：1.根據(jù)達(dá)爾文根據(jù)達(dá)爾文“適者生存、不適者淘汰適者生存、不適者淘汰”的觀點(diǎn)該綠色的觀點(diǎn)該綠色個(gè)體一定能被選擇下來嗎？個(gè)體一定能被選擇下來嗎？2.如果該綠色個(gè)體能很好的生活下來，它體內(nèi)的如果該綠色個(gè)體能

2、很好的生活下來，它體內(nèi)的A基因基因怎樣才能傳遞給后代？怎樣才能傳遞給后代？3、如果、如果Aa與其他個(gè)體交配生殖，后代還會(huì)是綠色嗎？與其他個(gè)體交配生殖，后代還會(huì)是綠色嗎？ 自然界中，沒有哪一個(gè)體是長生不死的自然界中，沒有哪一個(gè)體是長生不死的個(gè)體的表現(xiàn)型也會(huì)隨著個(gè)體的死亡而消失，但決定表個(gè)體的表現(xiàn)型也會(huì)隨著個(gè)體的死亡而消失，但決定表現(xiàn)型的基因卻可以通過現(xiàn)型的基因卻可以通過生殖生殖而世代延續(xù)而世代延續(xù).后代會(huì)發(fā)生性狀分離，出現(xiàn)后代會(huì)發(fā)生性狀分離，出現(xiàn)aa的個(gè)體。的個(gè)體。研究生物的進(jìn)化僅僅研究個(gè)體的表現(xiàn)型是否與環(huán)境適應(yīng)是不夠的，還需要研究群體的基因組成的變化。種群是生物進(jìn)化的基本單位。探究活動(dòng)（二）探

3、究活動(dòng)（二）1.1.怎樣的一群個(gè)體可以稱為種群呢？怎樣的一群個(gè)體可以稱為種群呢？實(shí)際上，在自然界中，每個(gè)物種總是分成一個(gè)一實(shí)際上，在自然界中，每個(gè)物種總是分成一個(gè)一個(gè)或大或小的群體，這些群體就是不同的個(gè)或大或小的群體，這些群體就是不同的種群種群2.2.“物種物種”或或“種種”與種群又有什么區(qū)別呢？與種群又有什么區(qū)別呢？生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個(gè)體叫做種群生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個(gè)體叫做種群 指能夠在自然狀態(tài)下相互交配并且產(chǎn)生指能夠在自然狀態(tài)下相互交配并且產(chǎn)生可育可育后代后代的一群生物稱為一個(gè)物種，簡稱的一群生物稱為一個(gè)物種，簡稱“種種”。練習(xí)：練習(xí)：118頁課后練習(xí)頁課后練習(xí)1一個(gè)

4、種群中的個(gè)體是機(jī)械地集合在一起嗎？一個(gè)種群中的個(gè)體是機(jī)械地集合在一起嗎？一個(gè)種群中的個(gè)體是能自由交配、繁殖一個(gè)種群中的個(gè)體是能自由交配、繁殖的，因此的，因此種群是生物繁殖的基本單位。種群是生物繁殖的基本單位。探究活動(dòng)（三）探究活動(dòng)（三）基因頻率？基因頻率？一個(gè)種群中全部個(gè)體所含有的全部基因叫這個(gè)種群一個(gè)種群中全部個(gè)體所含有的全部基因叫這個(gè)種群的的基因庫。基因庫。在一個(gè)種群基因庫中，某基因占全部等位基因數(shù)的比率在一個(gè)種群基因庫中，某基因占全部等位基因數(shù)的比率在一個(gè)種群中，某基因型個(gè)體占全部個(gè)體的比率。在一個(gè)種群中，某基因型個(gè)體占全部個(gè)體的比率。基因型頻率？基因型頻率？種群在繁衍過程中，個(gè)體有新老

5、交替，基因種群在繁衍過程中，個(gè)體有新老交替，基因卻代代相傳。卻代代相傳?；驇?？基因庫？基因頻率的計(jì)算例：某昆蟲種群中，綠色翅的基因?yàn)锳, 褐色翅的基因位a，抽取100個(gè)個(gè)體，AA、Aa、aa的個(gè)體分別占30、60、10，那么A、a的基因頻率是多少？探究活動(dòng)（三）探究活動(dòng)（三）就這對(duì)等位基因來說，每個(gè)個(gè)體可以看做含有就這對(duì)等位基因來說，每個(gè)個(gè)體可以看做含有2個(gè)基個(gè)基因。那么，這因。那么，這100個(gè)個(gè)體共有個(gè)個(gè)體共有200個(gè)基因，其中，個(gè)基因，其中，A基因有基因有230+60=120個(gè)，個(gè)，a基因有基因有210+60=80個(gè)。于是，在這個(gè)種群中，個(gè)。于是，在這個(gè)種群中，A基因的頻率為：基因的頻率

6、為：120200=60%a基因的頻率為：基因的頻率為： 80200=40%通過通過基因型個(gè)體數(shù)基因型個(gè)體數(shù)計(jì)算基因頻率計(jì)算基因頻率基因頻率基因頻率=種群中該基因的總數(shù)種群中該等位基種群中該基因的總數(shù)種群中該等位基因的總數(shù)。因的總數(shù)。 通過通過基因型頻率基因型頻率計(jì)算基因頻率計(jì)算基因頻率一個(gè)等位基因頻率一個(gè)等位基因頻率=該等位基因純合子的頻率該等位基因純合子的頻率+1/2+1/2雜合子雜合子的頻率的頻率 例：從某種生物種群中隨機(jī)抽出一定數(shù)量的個(gè)體，其中例：從某種生物種群中隨機(jī)抽出一定數(shù)量的個(gè)體，其中基因型為基因型為AAAA的個(gè)體占的個(gè)體占24%24%，基因型為，基因型為AaAa的個(gè)體占的個(gè)體占7

7、2%72%，基因型為基因型為aaaa的個(gè)體占的個(gè)體占4%4%，基因，基因A A和基因和基因a a的頻率分別是的頻率分別是( )( ) A.24% 72% B.36% 64% C.57% 43% D.60%A.24% 72% B.36% 64% C.57% 43% D.60%40%40%某昆蟲種群中，綠色翅的基因?yàn)锳, 褐色翅的基因位a，抽取100個(gè)個(gè)體，AA、Aa、aa的個(gè)體分別占30、60、10個(gè)。探究活動(dòng)（三）探究活動(dòng)（三）這一種群繁衍若干代以后，其基因頻率這一種群繁衍若干代以后，其基因頻率會(huì)不會(huì)發(fā)生變化？會(huì)不會(huì)發(fā)生變化？課本課本115頁思考與討論頁思考與討論探究活動(dòng)（三）遺傳平遺傳平衡狀

8、態(tài)衡狀態(tài)3. 用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的改變用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的改變 假設(shè)討論題假設(shè)討論題2中的群體滿足以下五個(gè)條件：中的群體滿足以下五個(gè)條件： 昆蟲群體數(shù)量足夠大，昆蟲群體數(shù)量足夠大， 全部的雌雄個(gè)體間都能自由交配并能產(chǎn)生后代，全部的雌雄個(gè)體間都能自由交配并能產(chǎn)生后代， 沒有遷入與遷出，沒有遷入與遷出， AA、Aa、aa三種基因型昆蟲的生存能力完全相三種基因型昆蟲的生存能力完全相同（也就是說自然選擇對(duì)同（也就是說自然選擇對(duì)A、a控制的翅型性狀沒有作控制的翅型性狀沒有作用）用） 也沒有基因突變和染色體變異。也沒有基因突變和染色體變異。計(jì)算：計(jì)算： (1)子一代、子二代、子三代的基因頻率與基因

9、型頻率子一代、子二代、子三代的基因頻率與基因型頻率 運(yùn)用遺傳平衡公式：運(yùn)用遺傳平衡公式： 例例5 5：在某一個(gè)種群中，已調(diào)查得知，隱性性狀者：在某一個(gè)種群中，已調(diào)查得知，隱性性狀者（等位基因用（等位基因用A A、a a表示）占表示）占16%16%，那么該種群的，那么該種群的AAAA、AaAa基因型個(gè)體出現(xiàn)的概率分別為：基因型個(gè)體出現(xiàn)的概率分別為： A.A. 、0.48 0.48 B.B. 、0.24 0.24 C.C. 、0.48 0.48 D. D. 、 第一步已知隱性性狀者即第一步已知隱性性狀者即aaaa的基因型頻率為的基因型頻率為16%16%，那，那么么a a基因的頻率為、基因的頻率為、

10、A A的基因頻率為。的基因頻率為。 第二步將其看作在理想的狀態(tài)下，運(yùn)用遺傳平衡公式第二步將其看作在理想的狀態(tài)下，運(yùn)用遺傳平衡公式進(jìn)行計(jì)算：；進(jìn)行計(jì)算：； 答案為答案為A 遺傳平衡所指的種群是理想種群，在自然條件遺傳平衡所指的種群是理想種群，在自然條件下，這樣的種群是不存在的。所以種群基因頻率下，這樣的種群是不存在的。所以種群基因頻率遲早要發(fā)生變化，所以種群的進(jìn)化是必然的。遲早要發(fā)生變化，所以種群的進(jìn)化是必然的。 種群進(jìn)化的原材料是什么？種群進(jìn)化的原材料是什么？ 種群進(jìn)化的方向由什么決定？種群進(jìn)化的方向由什么決定？變異的類型：變異的類型：不能遺傳的變異不能遺傳的變異可遺傳的變異可遺傳的變異染色體

11、變異染色體變異稱為突變基因重組基因重組基因突變 種群進(jìn)化的原材料是什么？種群進(jìn)化的原材料是什么？ （閱讀課本（閱讀課本116頁找答案）頁找答案）思考思考：生物自發(fā)突變的頻率很低，它為何還能作為生物生物自發(fā)突變的頻率很低，它為何還能作為生物進(jìn)化的原材料呢？進(jìn)化的原材料呢？ 例例 果蠅約有果蠅約有104對(duì)基因，假定每個(gè)基因的突變率都是對(duì)基因，假定每個(gè)基因的突變率都是105，若有一個(gè)中等數(shù)量的果蠅種群（約有，若有一個(gè)中等數(shù)量的果蠅種群（約有108個(gè)個(gè)體），個(gè)個(gè)體），那么每一代出現(xiàn)基因突變數(shù)是多少呢？那么每一代出現(xiàn)基因突變數(shù)是多少呢？ 2 104 105個(gè)體個(gè)體 108種群種群=2 107突變突變產(chǎn)生

12、產(chǎn)生等位基因等位基因基因重組基因重組多種多樣多種多樣的基因型的基因型種群出現(xiàn)大量種群出現(xiàn)大量的可遺傳變異的可遺傳變異變異是不定向的變異是不定向的形成了進(jìn)化的原材料形成了進(jìn)化的原材料通過通過基因型個(gè)體數(shù)基因型個(gè)體數(shù)計(jì)算基因頻率計(jì)算基因頻率基因頻率基因頻率=種群中該基因的總數(shù)種群中該等位基種群中該基因的總數(shù)種群中該等位基因的總數(shù)。因的總數(shù)。 通過通過基因型頻率基因型頻率計(jì)算基因頻率計(jì)算基因頻率一個(gè)等位基因頻率一個(gè)等位基因頻率=該等位基因純合子的頻率該等位基因純合子的頻率+1/2+1/2雜合子雜合子的頻率的頻率 例：從某種生物種群中隨機(jī)抽出一定數(shù)量的個(gè)體，其中例：從某種生物種群中隨機(jī)抽出一定數(shù)量的個(gè)

13、體，其中基因型為基因型為AAAA的個(gè)體占的個(gè)體占24%24%，基因型為，基因型為AaAa的個(gè)體占的個(gè)體占72%72%，基因型為基因型為aaaa的個(gè)體占的個(gè)體占4%4%，基因，基因A A和基因和基因a a的頻率分別是的頻率分別是( )( ) A.A. 24% 24% 72% 72% B.B. 36% 36% 64% 64% C.C. 57% 57% 43% 43% D. D. 60%60% 40%40% 種群進(jìn)化的方向由什么決定？種群進(jìn)化的方向由什么決定？課本課本116探究探究（1 1）根據(jù)前面所學(xué)的你能做出假設(shè)嗎？）根據(jù)前面所學(xué)的你能做出假設(shè)嗎？探究活動(dòng)（四）探究活動(dòng)（四）“探究自然選擇對(duì)種群

14、基因頻率的影響探究自然選擇對(duì)種群基因頻率的影響”ss黑褐色樹干上的樺尺蠖黑褐色樹干上的樺尺蠖自然選擇可以使種群的基因頻率定向改變自然選擇可以使種群的基因頻率定向改變探究活動(dòng)（三）2 2）現(xiàn)在我們用數(shù)學(xué)方法來討論一下樺尺蠖基因頻率變化）現(xiàn)在我們用數(shù)學(xué)方法來討論一下樺尺蠖基因頻率變化的原因。的原因。18701870年樺尺蠖的基因型頻率為年樺尺蠖的基因型頻率為SS10% SS10% ； Ss20%Ss20%； ss70%ss70%，在樹干變黑這一環(huán)境條件下假如樹干變黑不利于，在樹干變黑這一環(huán)境條件下假如樹干變黑不利于樺尺蠖的生存，使得種群中淺色個(gè)體每年減少樺尺蠖的生存，使得種群中淺色個(gè)體每年減少10

15、%10%，黑色，黑色個(gè)體每年增加個(gè)體每年增加10%10%，以后的幾年內(nèi)，樺尺蠖種群每年的基，以后的幾年內(nèi)，樺尺蠖種群每年的基因型頻率與基因頻率是多少呢？因型頻率與基因頻率是多少呢？第第1 1年年 第第2 2年年 第第3年年第第4年年基因型基因型頻率頻率SS10%10%11.5%11.5%Ss20%20%22.9%22.9%ss70%70%65.6%65.6%基因基因頻率頻率S20%20%23%23%s80%80%77%77%70.7%26%29.2%14.7%56.1%60.9%26.1%73.9%29.3%13.1%升高升高降低降低第第1 1年年 第第2 2年年 第第3年年第第4年年基因型基

16、因型頻率頻率SS10%10%11.5%11.5%Ss20%20%22.9%22.9%ss70%70%65.6%65.6%基因基因頻率頻率S20%20%23%23%s80%80%77%77%70.7%26%29.2%14.7%56.1%60.9%26.1%73.9%29.3%13.1%升高升高降低降低為什么自然選擇決定生物進(jìn)化的方向？為什么自然選擇決定生物進(jìn)化的方向？ 1.某島嶼上存在著尺蛾的兩個(gè)變種，該地區(qū)原為某島嶼上存在著尺蛾的兩個(gè)變種，該地區(qū)原為 森林，后建設(shè)成工業(yè)區(qū)。下表為該地區(qū)不同時(shí)期的兩個(gè)森林，后建設(shè)成工業(yè)區(qū)。下表為該地區(qū)不同時(shí)期的兩個(gè)變種尺蛾的數(shù)量比。這些變產(chǎn)生的原因是變種尺蛾的數(shù)

17、量比。這些變產(chǎn)生的原因是A灰尺蛾遷離，黑尺蛾遷入灰尺蛾遷離，黑尺蛾遷入B工業(yè)煤煙使灰尺蛾變成黑尺蛾工業(yè)煤煙使灰尺蛾變成黑尺蛾C自然選擇作用自然選擇作用D人工選擇的作用人工選擇的作用森林時(shí)期森林時(shí)期工業(yè)時(shí)期工業(yè)時(shí)期灰蛾灰蛾黑蛾黑蛾灰蛾灰蛾黑蛾黑蛾99%1%1%99%C 2.用現(xiàn)代生物進(jìn)化理論分析解釋狼的進(jìn)用現(xiàn)代生物進(jìn)化理論分析解釋狼的進(jìn)化過程。化過程。(1)狼群中存在不同類型的個(gè)體，如有跑得狼群中存在不同類型的個(gè)體，如有跑得快的，有跑得慢的。它說明生物具有快的，有跑得慢的。它說明生物具有_的特性，而這種特性是生物進(jìn)化的的特性，而這種特性是生物進(jìn)化的 。(2)隨著環(huán)境的改變，食物稀少，跑得快、隨著

18、環(huán)境的改變，食物稀少，跑得快、兇猛的狼才能獲得食物生存下去。這樣，食兇猛的狼才能獲得食物生存下去。這樣，食物、環(huán)境對(duì)狼起了物、環(huán)境對(duì)狼起了_作用，而這種作用作用，而這種作用是是_的，它決定著生物進(jìn)化的的，它決定著生物進(jìn)化的_。變異變異原材料原材料選擇選擇定向的定向的方向方向 對(duì)某校學(xué)生進(jìn)行色盲遺傳病調(diào)查研究后發(fā)現(xiàn)：780名女生中有患者23人、攜帶者52人；820名男生中有患者65人，那么該群體中色盲基因的頻率是( ) A.4.4% B.5.1% C.6.8% D.10.2% 答案選C 伴伴X遺傳方面的基因頻率計(jì)算遺傳方面的基因頻率計(jì)算 這類題目的特殊點(diǎn)是：這類題目的特殊點(diǎn)是：X染色體總數(shù)的正確

19、計(jì)算，染色體總數(shù)的正確計(jì)算，因?yàn)槟行灾兄挥幸粋€(gè)因?yàn)槟行灾兄挥幸粋€(gè)X染色體，所以計(jì)算男性染色體，所以計(jì)算男性X染色體總數(shù)時(shí)染色體總數(shù)時(shí)不需要乘以不需要乘以2，這樣就能夠得出正，這樣就能夠得出正確的結(jié)果。確的結(jié)果。 總結(jié)： 1、生物進(jìn)化的基本單位是種群（也是繁殖的基本單位） 2、種群的概念和特點(diǎn) 3、基因庫、基因頻率，基因頻率與基因型頻率的換算關(guān)系 4、生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變 5、突變和基因重組產(chǎn)生生物進(jìn)化的原材料 ( (突變的有害還是有利也不是絕對(duì)的，這往往突變的有害還是有利也不是絕對(duì)的，這往往取決取決于生物的生存環(huán)境于生物的生存環(huán)境） 6、自然選擇決定生物進(jìn)化的方向（使基因頻率定向

20、改變）某常染色體隱性遺傳病在人群中的發(fā)病率為某常染色體隱性遺傳病在人群中的發(fā)病率為1%,色盲在男性中的發(fā)病率為色盲在男性中的發(fā)病率為7%?，F(xiàn)有一對(duì)。現(xiàn)有一對(duì)表現(xiàn)型表現(xiàn)型正常的夫婦正常的夫婦,妻子為該常染色體遺傳病致病基因妻子為該常染色體遺傳病致病基因和色盲致病基因攜帶者和色盲致病基因攜帶者.那么他們所生小孩同時(shí)那么他們所生小孩同時(shí)患上述兩種遺傳病的概率是（患上述兩種遺傳病的概率是（ ） A地理隔離地理隔離? ? 概念概念：不同物種之間一般是：不同物種之間一般是不能夠相互交配的，即使交配成不能夠相互交配的，即使交配成功，也功，也不能產(chǎn)生可育的后代不能產(chǎn)生可育的后代。如季如季節(jié)隔離；不親合性；雜種

21、不育等。節(jié)隔離；不親合性；雜種不育等。生殖隔離生殖隔離? ?東北虎東北虎和和華南虎華南虎之之間存在什么隔離？間存在什么隔離？ 由于地理上的障礙使得同種由于地理上的障礙使得同種生物的不同種群間生物的不同種群間不能夠發(fā)生基不能夠發(fā)生基因交流的現(xiàn)象。因交流的現(xiàn)象。意義意義：是物種形成的標(biāo)志：是物種形成的標(biāo)志 獅子與獅子與老虎雜交老虎雜交產(chǎn)生獅虎產(chǎn)生獅虎獸是沒有獸是沒有生育能力生育能力的，獅子的，獅子與老虎因與老虎因雜種不育雜種不育而形成生而形成生殖隔離殖隔離不同物種個(gè)體間因不同物種個(gè)體間因生殖隔離生殖隔離而不能進(jìn)行基因交流。而不能進(jìn)行基因交流。曼陀羅的花粉在其他植物的花的柱頭上不能完全萌發(fā)成為花粉管

22、，使得兩性生殖細(xì)胞不能融合兩性生殖細(xì)胞不能融合而形成生殖隔離孔雀與巨嘴鳥因求偶方式不同而求偶方式不同而出現(xiàn)生殖隔離5 5、隔離在物種形成中的作用、隔離在物種形成中的作用 隔離隔離使同種但不同種群間的個(gè)體，在自然使同種但不同種群間的個(gè)體，在自然條件下不能發(fā)生條件下不能發(fā)生基因交流基因交流。是什么原因造成同一物種分化成不同類型的新種？是什么原因造成同一物種分化成不同類型的新種？這說明了什么？ 一個(gè)種群還是兩個(gè)種群？ 還能發(fā)生交配嗎？ 資料分析：資料分析：原始種群小種群地理隔離各種群的基因頻率向不同的方向不同的方向發(fā)生改變發(fā)生改變新物種生殖隔離生殖隔離出現(xiàn)不同的突不同的突變和基因重組變和基因重組產(chǎn)生不同變異產(chǎn)