四川省成都市高中生物 第七章 現(xiàn)代生物進(jìn)化理論 7.2.1 種群基因頻率的改變與生物進(jìn)化導(dǎo)學(xué)案新人教版必修2.doc

第1課時(shí)種群基因頻率的改變與生物進(jìn)化學(xué)習(xí)導(dǎo)航1.舉例說(shuō)明種群、基因庫(kù)、基因頻率的概念，學(xué)會(huì)用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的變化。2.結(jié)合教材闡明突變和基因重組是生物進(jìn)化的原材料。3.通過(guò)探究自然選擇對(duì)種群基因頻率的影響，理解自然選擇決定生物進(jìn)化的方向。重難點(diǎn)擊1.用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的變化。2.自然選擇對(duì)生物進(jìn)化的作用。一、種群是生物進(jìn)化的基本單位1以種群作為生物進(jìn)化單位的理由(1)達(dá)爾文認(rèn)為自然選擇直接作用的是生物個(gè)體，并且是個(gè)體的_，而個(gè)體_會(huì)隨著個(gè)體的_而消失。(2)決定生物性狀的基因可以通過(guò)_而世代延續(xù)，并且在群體中擴(kuò)散，因此生物進(jìn)化應(yīng)該研究群體_的變化。2種群的概念生活在一定區(qū)域的_生物的_叫做種群。它是生物進(jìn)化的_，彼此之間可以交配，并通過(guò)繁殖將_傳給后代。3基因庫(kù)與基因頻率(1)基因庫(kù)：一個(gè)種群中_個(gè)體所含有的_基因，叫做這個(gè)種群的基因庫(kù)。(2)基因頻率：一個(gè)種群基因庫(kù)中，某個(gè)基因占_的比率，叫做基因頻率。在某昆蟲(chóng)種群中，決定翅色為綠色的基因?yàn)锳，決定翅色為褐色的基因?yàn)閍，從這個(gè)種群中隨機(jī)抽取100個(gè)個(gè)體，測(cè)得基因型為AA、Aa和aa的個(gè)體分別是30、60和10個(gè)，就這對(duì)等位基因來(lái)說(shuō)，每個(gè)個(gè)體可以看作含有2個(gè)基因。假設(shè)該昆蟲(chóng)種群非常大，所有的雌雄個(gè)體間都能自由交配并產(chǎn)生后代，沒(méi)有遷入和遷出，自然選擇對(duì)翅色這一相對(duì)性狀沒(méi)有作用，基因A和a都不產(chǎn)生突變，根據(jù)孟德?tīng)柕姆蛛x定律計(jì)算：1該種群產(chǎn)生的A配子和a配子的比率各是多少？2子一代基因型的頻率各是多少？3子一代種群的基因頻率各是多少？4子二代、子三代以及若干代以后，種群的基因頻率會(huì)同子一代一樣嗎？5若上述計(jì)算結(jié)果是建立在五個(gè)假設(shè)條件基礎(chǔ)上的。對(duì)自然界種群來(lái)說(shuō)，這五個(gè)條件都成立嗎？你能舉出哪些實(shí)例？知識(shí)整合當(dāng)某種群非常大，所有雌雄個(gè)體間都能自由交配，沒(méi)有遷入和遷出，沒(méi)有自然選擇和突變時(shí)，這樣的種群稱(chēng)為理想種群。理想種群中，各等位基因的頻率和基因型頻率在一代一代的遺傳中是穩(wěn)定不變的，或者說(shuō)是保持著基因平衡的。1下列關(guān)于種群的敘述中，不正確的是()A種群是生物進(jìn)化的基本單位，也是生物群落的基本單位B種群內(nèi)個(gè)體間彼此可以交配，并通過(guò)繁殖將各自的基因傳給后代C兩個(gè)池塘內(nèi)的全部青蛙是一個(gè)種群D一個(gè)樹(shù)林中的全部杜鵑是一個(gè)種群2在一個(gè)種群中隨機(jī)抽取一定數(shù)量的個(gè)體，其中基因型為AA的個(gè)體占18%，基因型為Aa的個(gè)體占78%，基因型為aa的個(gè)體占4%，A和a的基因頻率分別是()A18%、82% B36%、64%C57%、43% D92%、8%3在某一遵循遺傳平衡定律的人群中，已調(diào)查得知，隱性性狀者為16%，則該性狀不同類(lèi)型的基因型頻率分別是(按AA、Aa、aa順序排列)()A0.36、0.48、0.16 B0.48、0.36、0.16C0.16、0.48、0.36 D0.16、0.36、0.38方法鏈接1.已知基因型頻率計(jì)算基因頻率設(shè)有某種群， AA、Aa、aa的基因型頻率分別用PAA、PAa、Paa表示，A、a的基因頻率分別用PA、Pa表示，則：PAPAAPAa；PaPaaPAa。2理想條件下的基因頻率和基因型頻率的計(jì)算理想種群中，一對(duì)等位基因?yàn)锳和a，設(shè)A的基因頻率為p，a的基因頻率為q，則pqA%a%1。如果這個(gè)種群達(dá)到了遺傳平衡，那么遺傳平衡定律可以表示為：(pq)2p22pqq21。(1)p2代表純合子AA的基因型頻率；(2)2pq代表雜合子Aa的基因型頻率；(3)q2代表純合子aa的基因型頻率。即：AA%p2，Aa%2pq，aa%q2。二、突變和基因重組、自然選擇1突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料(1)可遺傳變異的來(lái)源可遺傳變異來(lái)源(2)可遺傳變異的形成、特點(diǎn)和作用形成：a._產(chǎn)生等位基因；b.通過(guò)有性生殖過(guò)程中的基因重組，可以形成多種多樣的_。特點(diǎn)：隨機(jī)的、_。作用：只是提供生物進(jìn)化的_，不能決定生物進(jìn)化的_。(3)變異的有利和有害是相對(duì)的，是由_決定的。2自然選擇決定生物進(jìn)化的方向(1)原因：在自然選擇的作用下，具有有利變異的個(gè)體更易產(chǎn)生后代，相應(yīng)的基因頻率會(huì)_，具有不利變異的個(gè)體很難產(chǎn)生后代，相應(yīng)的基因頻率會(huì)_。(2)結(jié)果：在自然選擇的作用下，_會(huì)發(fā)生定向改變，導(dǎo)致生物朝著一定的方向不斷進(jìn)化。突變和基因重組能產(chǎn)生進(jìn)化的原材料，據(jù)此分析回答下列問(wèn)題：1突變具有低頻性，為什么還能為生物進(jìn)化提供原材料？2突變大多數(shù)對(duì)生物體是不利的，為什么還能為進(jìn)化提供原材料？3突變和基因重組能決定生物進(jìn)化的方向嗎？4在一個(gè)種群中隨機(jī)抽出一定數(shù)量的個(gè)體，其中基因型AA的個(gè)體占24%，基因型Aa的個(gè)體占72%。一年后，種群中基因型AA的個(gè)體占48%，基因型Aa的個(gè)體占24%，這一年間種群是否進(jìn)化了？知識(shí)整合生物進(jìn)化的單位是種群，由許多個(gè)體組成，而每一個(gè)個(gè)體的每一個(gè)細(xì)胞內(nèi)都有成千上萬(wàn)個(gè)基因，所以在種群中每一代都會(huì)產(chǎn)生大量的突變，其中那些微小有利的變異不斷積累導(dǎo)致生物進(jìn)化，但突變本身不能決定生物進(jìn)化的方向，起決定作用的是自然選擇。生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的變化。4根據(jù)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論，下列說(shuō)法正確的是()A自然選擇決定了生物變異和進(jìn)化的方向B生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因型頻率的改變C種群內(nèi)基因頻率的改變?cè)谑来g具有連續(xù)性D種群內(nèi)基因頻率改變的偶然性隨種群數(shù)量下降而減小5下列有關(guān)基因頻率與生物進(jìn)化的描述，正確的是 ()A生物在進(jìn)化的過(guò)程中不一定有基因頻率的改變B生物只要發(fā)生進(jìn)化，基因頻率就會(huì)改變C變異使基因頻率定向改變D只有基因突變，才導(dǎo)致基因頻率發(fā)生改變1對(duì)種群概念的正確敘述是()A不同空間中同種生物個(gè)體的總和B生活在一定區(qū)域的同種生物的一群個(gè)體C一片水田中的所有魚(yú)的總和D一個(gè)生態(tài)環(huán)境中有相互關(guān)系的動(dòng)植物的總和2下列關(guān)于基因庫(kù)的相關(guān)描述，錯(cuò)誤的是()A基因庫(kù)是指一個(gè)種群所含有的全部基因B生物個(gè)體總是要死亡的，但基因庫(kù)卻因種群個(gè)體的繁殖而代代相傳C種群中每個(gè)個(gè)體含有種群基因庫(kù)的全部基因D基因突變可改變基因庫(kù)的組成3在一次大風(fēng)暴后，有人搜集了100只受傷的麻雀，把它們飼養(yǎng)起來(lái)，結(jié)果活下來(lái)64只。在死去的個(gè)體中，大部分是個(gè)體比較大、變異類(lèi)型特殊的，下列有關(guān)敘述正確的是()A突變和基因重組決定生物進(jìn)化的方向B自然選擇會(huì)改變種群的基因頻率C特殊的變異類(lèi)型都是不利的D不產(chǎn)生變異的生物才能生存4在一個(gè)隨機(jī)交配的中等大小的種群中，經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)控制某性狀的基因型只有兩種：AA基因型的頻率為40%，Aa基因型的頻率為60%，aa基因型(致死型)的頻率為0，那么隨機(jī)交配繁殖一代后，AA基因型的個(gè)體占()A49/91 B49/100C11/20 D11/175下圖中的小圓圈表示物種，箭頭表示物種的變異，箭頭線上有兩條短線代表被淘汰的變異個(gè)體。請(qǐng)根據(jù)此圖解完成下列關(guān)于達(dá)爾文自然選擇學(xué)說(shuō)的問(wèn)題：(1)此圖說(shuō)明了一個(gè)什么觀點(diǎn)？_。(2)圖解中為什么有的箭頭被淘汰？_。(3)圖解中畫(huà)出的未被淘汰的箭頭綜合說(shuō)明了什么？_。答案精析一、基礎(chǔ)梳理1(1)表現(xiàn)型表現(xiàn)型死亡(2)生殖基因組成2同種全部個(gè)體基本單位各自的基因3(1)全部全部(2)全部等位基因數(shù)問(wèn)題探究1A配子占60%，a配子占40%。2AA占36%，Aa占48%，aa占16%。3A占60%，a占40%。4.親代基因型的頻率AA(30%)Aa(60%)aa(10%)配子的比率A(30%)A(30%)a(30%)a(10%)子一代基因型頻率AA(36%)Aa(48%)aa(16%)子一代基因頻率A(60%)a(40%)子二代基因型頻率AA(36%)Aa(48%)aa(16%)子二代基因頻率A(60%)a(40%)由表可知，子三代、子四代以及若干代以后，種群的基因頻率與子一代一樣。5對(duì)自然界的種群來(lái)說(shuō)，這五個(gè)條件不可能同時(shí)都成立。例如，翅色與環(huán)境色彩較一致，被天敵發(fā)現(xiàn)的機(jī)會(huì)就少些。拓展應(yīng)用1C種群是在一定區(qū)域內(nèi)(即同一地點(diǎn))同種生物的全部個(gè)體的總和，而C項(xiàng)為兩個(gè)池塘，屬于兩個(gè)種群。2CA基因頻率AA基因型頻率1/2Aa基因型頻率18%1/278%57%，a基因頻率aa基因型頻率1/2Aa基因型頻率4%1/278%43%。3A本題考查基因遺傳平衡定律的應(yīng)用。根據(jù)基因庫(kù)中隱性性狀者(aa)的頻率為16%。則q20.16，q0.4，而p10.40.6，根據(jù)遺傳平衡公式，p(A)q(a)2p2(AA)2pq(Aa)q2 (aa)可計(jì)算出AA的頻率為0.36，Aa的頻率為0.48，aa的頻率為0.16。二、基礎(chǔ)梳理1(1)基因重組(2)a.基因突變b基因型不定向的 原材料方向(3)生存環(huán)境2(1)不斷提高不斷下降(2)種群的基因頻率問(wèn)題探究1生物進(jìn)化的單位是種群，雖然突變的頻率很低，但一個(gè)種群往往由許多個(gè)體組成，而每一個(gè)個(gè)體的每一個(gè)細(xì)胞內(nèi)都有成千上萬(wàn)個(gè)基因，所以在種群中每一代都會(huì)產(chǎn)生大量的突變。2生物變異是否有利，取決于它們的生存環(huán)境，微小有利的變異不斷積累也能導(dǎo)致生物進(jìn)化。3不能。突變和基因重組都是隨機(jī)的、不定向的，不能決定生物進(jìn)化的方向。4種群的基因頻率沒(méi)有變化，生物沒(méi)有進(jìn)化。分析該種群中基因A和基因a的頻率：A%AA%1/2Aa%60%；a%aa%1/2Aa%40%。一年后，A%AA%1/2Aa%60%；a%aa%1/2Aa%40%。拓展應(yīng)用4C自然選擇使種群的基因頻率發(fā)生定向改變，從而使生物定向進(jìn)化，所以自然選擇決定了生物進(jìn)化的方向，生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變。種群中基因頻率的改變?cè)谑来g具有連續(xù)性，導(dǎo)致生物不斷進(jìn)化。種群中基因頻率改變的偶然性隨種群數(shù)量下降而增大。5B生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變，只要生物進(jìn)化了，基因頻率一定發(fā)生了改變；變異是不定向的，自然選擇可使基因頻率發(fā)生定向改變；基因頻率的改變與基因突變、遷入和遷出、自然選擇等多種因素有關(guān)。課堂小結(jié)種群突變基因重組自然選擇當(dāng)堂檢測(cè)1B種群是指生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個(gè)體。其中的“種”是生物分類(lèi)的基本單位，例如：一個(gè)池塘中全部的鯉魚(yú)是一個(gè)種群，包括所有的大鯉魚(yú)、小鯉魚(yú)和鯉魚(yú)苗。這里必須具體到“鯉魚(yú)”，而不能是“魚(yú)”，因?yàn)楹笳哌€包括其他種類(lèi)的魚(yú)。2C基因庫(kù)是指一個(gè)種群中全部個(gè)體所含有的全部基因，由于個(gè)體之間存在著差異，所以每個(gè)個(gè)體中不可能含有種群基因庫(kù)的全部基因?；驇?kù)中只要有一個(gè)基因發(fā)生變化，則基因庫(kù)組成一定會(huì)發(fā)生變化。種群是繁殖的基本單位，基因庫(kù)隨繁殖的進(jìn)行而不斷延續(xù)。3B突變和基因重組為生物的進(jìn)化提供原材料，這種變異是不定向的，可能是有利的，也可能是有害的。產(chǎn)生有利變異的個(gè)體存活下來(lái)，產(chǎn)生不利變異的個(gè)體會(huì)在自然選擇中被淘汰，自然選擇的過(guò)程就是種群基因頻率發(fā)生變化的過(guò)程。4AAA自交產(chǎn)生AA的比率為40%40%16%，AA與Aa雜交也產(chǎn)生AA，比率為240%60%24%，Aa自交也產(chǎn)生AA，比率為60%60%9%，而aa產(chǎn)生的比例為60%60%9%，所以AA占的比例為49%，而總數(shù)變?yōu)?9%(被淘汰的aa)91%，此時(shí)AA的比例為。5(1)變異是不定向的，自然選擇是定向的(2)在生存斗爭(zhēng)中，不利生存的變異個(gè)體在斗爭(zhēng)中被淘汰(3)說(shuō)明在生存斗爭(zhēng)中適于生存的變異個(gè)體被保留，并逐代通過(guò)遺傳而不斷積累加強(qiáng)(說(shuō)明了自然選擇是定向的)