种群基因频率的改变与生物进化2
现代生物进化理论的主要内容(第二课时)
班级________ 姓名________ 小组________ 评价________
【学习目标】
1. 突变和基因重组产生进化的原材料 2. 自然选择决定生物进化的方向。 【学习重点】
1. 突变和基因重组产生进化的原材料 2. 自然选择决定生物进化的方向。 【学习难点】
1. 突变和基因重组产生进化的原材料 2. 自然选择决定生物进化的方向。 【课堂六环节】
一、“导”——教师导入新课(3分钟)
二、“思”——自主学习。学生结合课本自主学习。完成以下有关内容。(13分钟) 【自主学习】
(一)突变和基因重组产生进化的原材料 1、回忆变异类型 变异突变2、所有的变异都能导致基因频率的变化吗? 只有________________________________。
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?
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、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?
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、突变和基因重组产生的变异有方向吗?
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。 学习检测
(1)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
(2)“基因突变对绝大多数个体是不利的,但却是生物进化的重要因素之一”。你认为这一说法( )
A. 正确,基因突变虽对多数个体不利,但它为定向的自然选择提供了材料,为物种的进化奠定了基础
B. 正确,基因突变对多数个体不利,但突变的方向与生物进化的方向是一致的 C. 不正确,因为基因突变不利于个体的繁殖,会导致物种的绝灭 D. 不正确,因为基因突变会导致个体死亡,不利于生物进化 (二)自然选择决定生物进化的方向
1、 不定向, 不定向; 2、 决定生物进化的方向;
3、生物进化的实质: 发生变化的过程。 学习检测
自然选择直接作用于生物的( )
A. 表现型 B. 基因型 C. 不利变异的基因 D. 肽链结构
三.“议”——学生起立讨论。小组集体商议以上学习的内容,每位小组成员根据自己的学习思考结
果核对、复述、更正、补充以上的学习内容,并讨论下列问题。(9分钟)
(1) 在P 116这个探究实验中根据上面的数据分析,变黑的环境对桦尺蠖产生了什么样的影响?变黑的
环境对桦尺蠖浅色个体的出生率有影响吗?
(2)在自然选择中,直接受选择的是基因型还是表现型?
(3)杂交实验表明,桦尺蛾体色受一对等位基因S 和s 控制,黑色(S )对浅色知(s)是显性。在19
世纪中期以前,桦尺蛾种群中S 基因频率很低,在5%以下,到了20世纪则上升到95%以上。试分析产生这一变化的原因:
①在19世纪时,桦尺蛾的栖息地曼彻斯特地区,树干上长满了地衣,在此环境条件下,种群s 基因升高的原因是 。
②随着英国工业的发展,工业炼钢使地衣不能生存,树皮暴露,并被煤烟熏成褐色,在此环境条件下,种群S 基因频率升高的原因是 。
③上述事例说明,种群中产生的变异是 ,经过长期的 ,其中不利变异被不断 ;有利的变异则逐渐 ,从而使种群的 发生定向改变,导致生物朝着一定方向缓慢地进化。因此生物进化的方向是由 决定的。 四.“展” ——学生激情展示。小组代表或教师随机指定学生展示。(8分钟) 五.“评” ——教师点评,教师总结规律,点评共性问题,或拓展延伸。(9分钟) 引起基因频率改变的因素主要有三个:选择、遗传漂变和迁移。
选择即环境对变异的选择,即保存有利变异和淘汰不利变异的过程。选择的实质是定向地改变群体的基因频率。 选择是生物进化和物种形成的主导因素,已经发生的变异能否保留下来继续进化或成为新物种的基础必须经过自然选择的考验,则自然选择决定变异类型的生存或淘汰。自然选择只保留与环境相协调的变异类型(有利变异),可见自然选择是定向的。选择决定着不同类型变异的命运,也就决定了生物进化与物种形成的方向。
遗传漂变是指:如果种群太小,含有某基因的个体在种群中的数量又很少的情况下,可能会由于这个个体的突然死亡或没有交配而使这个基因在这个种群中消失的现象。一般而言,种群越小,遗传漂变就越显著。
迁移是指含有某种基因的个体在从一个地区迁移到另一个地区的机会不均等,而导致基因频率发生改变。
六.“检” ——课堂检测。(3分钟)
1. 下列AA 、Aa 、aa 基因型频率的分布,哪一种符合遗传平衡定律?( ) A.0.25 、0.50、0.25 B.0.64、0.27、0.09 C.0.36、0.55、0.09 D.0.29、0.42、0.29
2. 有翅昆虫有时候会出现残翅和无翅的突变类型,这类昆虫在正常情况下很难生存下来,但在经常遭到暴风雨袭击的岛屿,这种突变类型不能飞行,而未被大风吹到海里淹死,这一事实说明( ) A .突变多数是有害的 B.突变多数是有利的 C .突变的有利和有害并不是绝对的 D.突变的有利和有害是绝对的
3. 紫茎泽兰是从外来入侵种,如果让其自然生长繁殖若干年后,与原产地紫茎泽兰相比( ) A. 基因库变化相互影响 B.性状始终保持一致 C. 很快产生生殖隔离 D.进化方向发生变化 【课前小背】 基因突变和基因重组
1、镰刀型贫血症的原因:DNA 的碱基对发生变化———mRNA 分子中的碱基发生变化———氨基酸改变———蛋白质改变———性状改变
2、基因突变 概念:DNA 分子中发生碱基对的替换、增添和缺失,而引起的基因结构的改变,叫做基因突变
时间:细胞分裂的间期 原因:物理因素、化学因素、生物因素
特点:a 、普遍性 b、随机性:体细胞的突变不能直接传给后代,生殖细胞的则可能。
c 、低频性 d、多数有害性 e、不定向性
意义:它是新基因产生的途径;是生物变异的根本来源;是生物进化的原始材料。 3、基因重组 概念:是指在生物体进行有性生殖的过程中,控制不同性状的基因的重新组合。 类型:a 、非同源染色体上的非等位基因自由组合。(减数第一次分裂后期)
b 、四分体时期非姐妹染色单体的交叉互换(四分体时期) 意义:生物变异的来源之一,是形成生物多样性的重要原因。
隔离与物种的形成
班级: 姓名: 小组: 评价:
【学习目标】
1. 隔离与物种的形成。
2. 应用讨论、讲述的方法学习隔离与物种的形成。 3. 形成生物进化的观点。 【重点】
(一)物种的概念。
(二)隔离在物种形成过程中的作用。 【难点】隔离在物种形成过程中的作用。 【课堂六环节】
一. “导”——教师导入新课(3分钟)
二. “思”——自主学习。学生结合课本自主学习。完成以下有关内容。(13分钟) 【自主学习】
1、物种:能够在自然状态下________并且产生__________的一群生物称为一个物种(简称“种”) ;不同的物种之间一般______________,即使交配成功也不能__________________。 2、隔离:不同种群间的个体,在自然条件下基因不能____________的现象
(1)生殖隔离:________物种之间一般是不能____________的,即使交配成功,也不能产生
_____________的现象。
(2)地理隔离:___________种生物由于_________的障碍而分成不同的______,使得种群间不
能发生_________的现象.
一个种群
各个小种群朝不同方向进化→各自的基因库和基因频率→几个亚种
3、在物种形成中的作用:隔离是物种形成的必要条件,__________的形成标志着新的物种的形成。物种形成的三个基本环节:_____ __、___ _、_______。_____ __产生生物进化的原材料,_____ __是种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向,_____ __是新物种形成的必要条件。
4、隔离和物种形成:
① 主要方式-渐变式(经过长期的地理隔离而达到生殖隔离,形成新物种)
② 不同物种间都存在 隔离,物种的形成必须经过生殖隔离时期,但不一定要经过
隔离。
三.“议”——学生起立讨论。小组集体商议以上学习的内容,每位小组成员根据自己的学习思考结
果核对、复述、更正、补充以上的学习内容,并讨论下列问题。(9分钟)
1、怎样判断两个种群是否属于同一物种?
2、地理隔离在物种形成过程中起到什么作用?地理隔离一旦形成,就能生长出新的物种吗?
3、生物进化与物种形成是一回事吗?
四.“展” ——学生激情展示。小组代表或教师随机指定学生展示。(8分钟) 五.“评” ——教师点评,教师总结规律,点评共性问题,或拓展延伸。(9分钟) 1. 物种与种群的区别与联系: (1)区别:
①概念不同:种群是指 ;而物种是指能 。
②范围不同:一般来讲,种群是指较小范围内的同种生物的个体;而物种是由许多分布在不同区域的同种生物组成。物种通常包括许多个种群。
③判断标准不同:种群是 同种生物,它通过个体间的交配而保持一个共同的基因库;物种的判断标准主要是形态特征和能否 并产生 。不同的物种一般有明显的形态差异。 (2)联系:
一个物种可以包括许多 (如:同种鲤鱼可以生活在不同的池塘、湖泊中,形成一个个彼此被陆地隔离的种群),同一个物种的多个种群之间存在着 隔离,长期发展下去可成为不同亚种,进而可形成多个新的物种。
2. 地理隔离和生殖隔离的区别与联系 (1)区别:
地理隔离是指同一种生物由于 的障碍而分成不同的种群,使得种群间不能发生基因交流的现象; 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 (2)产生这种情况的原因主要是( )
生殖隔离是指不同物种之间一般不能 ,即使交配成功,又不能产生 的 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
现象。 (2)联系:
①地理隔离是物种形成的量变阶段,生殖隔离是物种形成的 阶段,只有地理隔离而不形成生殖隔离,不可能产生新的物种;
② 是物种形成的标志,是物种间的真正界限;
③物种形成的方式有多种,经过长期 而形成生殖隔离是一种比较常见的方式。 ④生殖隔离不一定在地理上隔开,只要彼此不能杂交或杂交后不能产生可与后代便存在生殖隔离。例如:生活在同一草地上的马和驴存在生殖隔离,杂交后的后代骡子不育。 分析拓展:
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。突变和基因重组,自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节,通过它们的综合作用,种群产生分化,最终导致新物种形成。在这个过程中,突变和基因重组产生生物进化的原材料,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,隔离是新物种形成的必要条件 物种:能在自然条件下相互交配并且产生可育后代的一群生物。
自然 种群地理
小种群(产生许多变异)选择基因频率发生改变生殖 新物种 影响基因频率变化的因素:隔离
隔离(1)基因突变 (2)基因重组 (3)自然选择 (4)迁移
生物进化的实质是种群基因频率的定向变化,导致生物朝着一定的方向不断进化。 六.“检” ——课堂检测。(3分钟) 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
2、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
C 、发生突变 D、减数分裂过程中无同源染色体的联会
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 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 6. 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 课前小背
DNA 复制中的相关计算
DNA的复制为半保留复制,一个DNA 分子复制n 次,则有 (1)子代DNA 分子数为:2n
个
⎧⎪⎨
含有亲代链的DNA 分子数为:2个
⎪⎩
不含有亲代链的DNA 分子数为-个
⎧亲代脱氧核苷酸链为:2条(2)子代脱氧核苷酸链数为:2n
+1条⎪⎨新合成的脱氧核苷酸链为:
⎪⎩+1-条
(3)消耗的脱氧核苷酸数
①若一个亲代DNA 分子含有某种脱氧核苷酸m 个,经过n 次复制需要消耗该脱氧核苷酸为m ·(2n
-1) 个。
②复制第n 次所需该脱氧核苷酸数为m ·2n
-1。