高中生物必修2课件：7-2-现代生物进化理论的主要内容

1．种群是生物进化的基本单位。2．突变和基因重组产生生物进化的原材料。3．自然选择决定生物进化的方向。4．隔离是物种形成的必要条件。5．生物进化的实质是种群基因频率的定向改变。6．共同进化导致生物多样性的形成。7．生物多样性主要包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次的内容。学习目标定位学习目标：1.运用联系和对比等方法解释种群、基因库、基因频率的概念。2．运用数学方法讨论种群基因频率的变化和相关计算。3．通过教材的实例分析得出生物进化的实质。4．以加拉帕戈斯群岛上13种地雀的形成为例，理解物种的概念，以及新物种形成的环节。5．运用比较的方法理解生殖隔离与地理隔离、物种形成与生物进化的关系。6．运用举例分析的方法学习共同进化和生物多样性的关系。重点与难点：1.现代生物进化理论的内容。2．共同进化与生物多样性的关系。情境导入：青蛙和树蛙都是两栖动物，但是两者的形态却发生了很大的变化，相比较而言，青蛙更适应水中生活，而树蛙则更适应树栖生活。问题探究：1.同是两栖动物的青蛙和树蛙为什么会有如此大的差别呢？2．骡子是一个新物种吗？提示：1.由于自然选择使生物沿着不同的方向进化。2．不是。能够在自然状态下相互交配并且能产生可育后代的一群生物称之为一个物种。骡子在自然状态下不能产生可育后代。教材问题释疑(一)问题探讨提示：可按如下思路展开想像：一个基因所控制的性状，对个体生存和繁殖后代的贡献越大，拥有该基因的个体就可能越多。(二)思考与讨论一1．(1)A配子占60%，a配子占40%。(2)子代基因型频率：AA占36%；Aa占48%；aa占16%。(3)子代种群的基因频率：A占60%；a占40%。(4)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%)子代基因型频率AA(36%)Aa(48%)aa(16%)子代基因频率A(60%)a(40%)种群的基因频率会同子一代一样。2．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的，被天敌发现的机会就少些。3．突变产生新的基因会使种群的基因频率发生变化。基因A2的频率是增加还是减少要看这一突变对生物体是有益的还是有害的。(三)探究1．树干变黑会影响桦尺蠖种群中浅色个体的出生率，这是因为许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天敌捕食。2．是表现型。比如：天敌看到的是桦尺蠖的体色而不是控制体色的基因。(四)资料分析1．由于这两个种群的个体数量都不够多，基因频率可能是不一样的。2．不一样。因为突变是随机发生的。3．不同岛屿的地形和植被条件不一样，因此环境的作用会有差别，导致种群基因频率朝不同的方向改变。4．不会。因为个体间有基因的交流。(五)旁栏思考题最先在裸露的岩石上生长的植物往往是地衣，地衣的出现促进岩石的分解，形成土壤，为苔藓植物的生长创造条件。(六)技能训练1．假说甲：红褐色鱼和金黄色鱼起源于同一种灰色鱼。假说乙：湖Ⅰ中原来只有红褐色鱼，湖Ⅱ中原来只有金黄色鱼，发洪水时，这两个湖中的鱼混杂在一起。2．假说甲没有考虑到隔离在物种形成中的作用，也没有考虑洪水的作用。3．这一证据支持假说乙。4．如果红褐色鱼和金黄色鱼不能杂交，若杂交后不能产生可育后代，说明它们不是一个物种。(七)思考与讨论二1．最早出现的生物是厌氧的单细胞生物，它们生活在海洋中。2．多细胞生物大约是在寒武纪出现的，它们生活在海洋中。3．最早登陆的生物是植物，否则动物登陆后就会饿死。4．当时陆地上还是一片荒芜，生物都生活在海洋中。5．恐龙是在中生代后期绝灭的。物种绝灭对生物多样性的影响是复杂的。恐龙的绝灭有利于哺乳动物的繁盛。课前预习导学自主预习一、种群基因频率的改变与生物进化1．种群的含义及特点(1)含义：生活在一定区域的____________。(2)特点：是生物进化的________，彼此之间可以交配，并通过繁殖将________。2．基因库与基因频率(1)基因库：一个种群中________所含有的________。(2)基因频率：一个种群基因库中，某个基因占________数的比率。3．可遗传变异的来源：基因突变、________和染色体变异，其中________和________统称为突变。4．可遗传变异是原材料的原因(1)基因突变产生的________，通过有性生殖过程中的________，可以形成多种多样的________，从而使种群出现大量的________。(2)由于突变和基因重组都是________、________，因此它们只是提供了生物进化的原材料，不能________生物进化的方向。5．在自然选择的作用下，种群的________会发生________，导致生物________不断进化。二、隔离与物种的形成1．物种的概念：能够在________相互交配并且产生________的一群生物。2．隔离(1)概念：不同________间的个体，在________下基因不能________的现象。(2)常见类型①生殖隔离：________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：________生物由于________的障碍而分成不同的种群，使得种群间不能发生________的现象。3．以加拉帕戈斯群岛上地雀的进化为例，同一种地雀，从南美洲大陆迁来后，分布到不同的岛屿上，从而产生________隔离。(1)内因：不同岛屿上的不同种群出现不同的突变和________，而且不同种群之间不发生________。(2)外因：不同岛屿上的________和________互不相同，自然选择对种群________发生的变化起的作用不同。(3)结果：________形成明显的差异，并逐步出现________。三、共同进化与生物多样性的形成1．生物与生物的共同进化(1)任何生物都不是单独进化的，花矩细长的兰花有专门给它传粉的蛾，这两种生物的出现是____________的结果。(2)捕食者与被捕食者：捕食者吃掉被捕食者中________、________的个体，客观上起到促进________的作用，此外，捕食者一般不会将所有的猎物都吃掉，否则自己也无法生存。2．生物与无机环境变化的相互影响由于地球上原始大气中是没有氧气的，因此最早出现的生物都是________的，最早的________的出现，使得原始大气中有了氧气，这就为________生物的出现创造了前提条件。3．共同进化的含义________之间、________之间在相互影响中不断________。4．生物多样性的内容：__________、__________和__________。5．有些学者认为：大量的基因突变是________，决定生物进化方向是________的逐渐积累，而不是________。6．有些人认为：物种形成并不都是渐变的过程，而是种群________与________交替出现的过程。7．在现有的生物进化理论中，影响最广泛和最深远的是以________为核心的现代生物进化理论。答案：一、1．(1)同种生物的全部个体(2)基因单位各自的基因传给后代2．(1)全部个体全部基因(2)全部等位基因3．基因重组基因突变染色体变异4．(1)等位基因基因重组基因型可遗传变异(2)随机的不定向的决定5．基因频率定向改变朝着一定方向二、1．自然状态下可育后代2．(1)种群自然条件自由交流(2)①不同物种相互交配可育后代②同一种地理上基因交流3．地理(1)基因重组基因交流(2)食物栖息条件基因频率(3)种群的基因库生殖隔离三、1．(1)共同进化(2)年老病弱或年幼种群发展2．厌氧光合生物好氧3．不同物种生物与无机环境进化和发展4．基因多样性物种多样性生态系统多样性5．中性的中性突变自然选择6．长期稳定迅速形成新物种7．自然选择学说互动探究1.一个池塘中的全部的鱼是一个种群吗？2．新物种的产生一定经过地理隔离才产生生殖隔离吗？提示：1.不是。一个池塘中的鱼包括多个品种，而种群是同种生物所有个体的总和。2．不一定。如二倍体西瓜与四倍体西瓜的产生经秋水仙素诱导就形成了不同的物种。课堂合作探究知识点11.种群、基因库和基因频率(1)种群、基因库和基因频率①概念：生活在一定区域的(即同一地点的)同种生物的全部个体。种群是生物得以繁殖后代的基本单位。说明：把种群作为生物进化的基本单位的原因是：种群是生物繁殖的基本单位。要点归纳生物进化的实质是种群基因频率的改变②理解：a．对于种群的概念，首先要抓住两个要素，一是“同种”，二是“全部”。如：树、鱼、鸟、蛇等都不是物种名，松树、竹子等也都不是具体的物种，而各是一类生物。一类生物可有很多种，如松树有马尾松、红松、白皮松等种。金环蛇、黑眉锦蛇、眼镜蛇是种，而蛇不是种。b．种群具有时空限制，离开一定的空间和时间，种群是不存在的。如：徐州云龙湖冬季有野鸭种群，不能说什么季节都有野鸭种群。c．种群不是个体的简单相加、机械地结合在一起，因为一个种群内的个体相互间不是孤立存在的，而是通过种内关系组成了一个有机的整体。个体之间彼此可以交配，并通过繁殖将各自的基因传递给后代，因此，从宏观方面看，种群是生物繁殖的基本单位，从微观方面看，生物进化的实质是种群基因频率的改变。所以它又是进化的基本单位。(2)种群的基因库①概念：一个种群中全部个体所含有的全部基因，叫做种群的基因库。警示：一个种群的某个个体所含有的全部基因不能叫做种群的基因库。②每一个种群都有自己的基因库，种群中的个体有生有灭，而基因库却在前后代遗传过程中保存和发展。(3)种群基因频率①概念：在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率。②计算：先分别求出某种基因的个数和全部的控制同种性状的等位基因的总数(可通过随机取样而获得)，然后按下列公式计算，其比即为某基因在该种群的基因频率。基因频率＝某种基因的数目控制同种性状的等位基因的总数×100%③假设条件下的计算方法假设种群非常大，雌雄个体间都能自由交配，没有大量的迁入和迁出，没有对该等位基因决定的性状的优胜劣汰，我们就可以根据基因频率计算基因型频率，反之亦可。具体算法是：a．已知A基因的频率是A%，a基因的频率是a%，则该种群中基因型是AA的个体占A%×A%，基因型是aa的个体占a%×a%，基因型是Aa的个体占A%×a%×2。b．已知某种群中基因型是AA的个体占X%，则A基因的频率是X%，a基因的频率是1－X%；或已知基因型是aa的个体占Y%，则a基因的频率是Y%，A基因的频率是1－Y%。2．突变和基因重组产生进化的原材料(1)可遗传变异是生物进化的原材料①来源：基因突变、基因重组和染色体变异。②基因突变和染色体变异统称为突变。③突变能为生物进化提供原材料。a．突变的普遍性：无论是低等生物，还是高等生物以及人，都可能发生基因突变。b．突变的低频性：在自然状态下，基因突变的频率是很低的。但是，由于种群由许多个体组成，每个个体的每一个细胞内都有成千上万个基因，这样每一代就会产生大量的突变。c．突变的多害少利性：虽然大多数基因突变对生物是有害的，但是，突变对生物体有害或者有利并不是绝对的，它取决于生物的生存环境。(2)可遗传变异不能决定进化的方向①突变和基因重组使种群的基因频率发生不定向的改变。由于基因突变是不定向的，突变的结果可产生相应的等位基因。如前所述，假如人的23对同源染色体上都有一对等位基因，通过减数分裂和受精作用，在后代中则可产生6×107个以上基因重组类型，使种群中出现大量的可遗传变异，从而使突变基因频率扩增。由于这些变异的产生是不定向的，故无法定向改变基因频率。②由于突变和基因重组都是随机的、不定向的，因此它们只是提供了生物进化的原材料，不能决定生物进化的方向。生物进化中，自然选择是定向的，它使基因频率的改变也是定向的，而变异是不定向的。典例导析下列有关种群基因库的叙述中，不正确的是()A．一个种群的基因库包括这个种群所含有的全部基因B．生物的个体总是要死亡的，但基因库却