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第2节 现代生物进化理论的主要内容 第1课时 种群基因频率的改变与生物进化,教师参考,新课导入 导入1:动物学家对生活在非洲大草原奥兰治河两岸的羚羊进行研究时发现,东岸的羚羊群的奔跑速度比西岸的羚羊每分钟竟快13米。为何差距如此之大?引出现代生物进化理论的主要内容。 导入2:回顾刚学过的达尔文的自然选择学说的主要内容。 提示:过度繁殖、生存斗争、遗传和变异以及适者生存。 达尔文是否能从遗传变异的本质上解释生物进化的原因? 提示:否。 那现代生物进化理论能否做出科学的解释呢?其内容有哪些呢?引出课题。,自主学习,要点探究,自主学习,学习目标:,1.解释种群、种群基因库、基因频率等概念。 2.运用数学方法讨论种群基因频率的变化。 3.说明现代生物进化理论的主要内容。,知识梳理,思考 小麦有抗锈病(R)和不抗锈病(r)之分,在锈病病毒肆虐的季节中,基因频率会发生怎样的变化? 提示:具有抗锈病(R)基因的小麦在病毒侵染中能适应环境,比例升高,所以R基因的频率会升高,r基因的频率会降低。,(3)可遗传变异的结果:只是提供了生物进化的原材料,不能决定 . 。,生物进化的,方向,选择 对于突变与进化的关系,以下说法正确的是( ) A.有利的突变太少,不足以作为生物进化的原始材料 B.突变可以增加等位基因的数量,但突变了的基因都是隐性基因 C.基因突变、基因重组和染色体变异统称为突变 D.突变的有利与否不是绝对的,往往因所处环境的不同而异,D,三、自然选择决定生物进化的方向 1.原因:不断淘汰发生 的个体,选择积累发生 的个体。 2.实质:种群的基因频率发生 。 3.选择的结果 (1)生物性状上:朝着 变异的方向不断进化。 (2)基因上:种群 会发生 改变。,不利变异,有利变异,定向改变,有利,基因频率,定向,判断 (1)自然选择决定了生物变异和进化的方向。( ) (2)达尔文认为自然选择作用于种群,使种群发生进化。( ) (3)当没有自然选择存在时种群的基因频率就不会发生改变。( ) (4)自然选择直接选择的是基因型。( ),问题引领: 1.生物进化的实质是什么?如何判断一个种群是否发生了进化? 2.怎样计算基因频率和基因型频率?,要点探究,基因频率和基因型频率的改变,要点一,教师参考,1.相关概念的比较,(3)根据遗传平衡定律计算基因频率和基因型频率。 遗传平衡定律。 在一个有性生殖的自然种群中,在符合以下5个条件的情况下,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。这5个条件是: a.种群足够大; b.种群中个体间的交配是随机的; c.没有突变发生; d.没有新基因加入; e.没有自然选择。,解析:据题意该种群隐性性状aa的基因型频率是0.64,故a基因频率为0.8,A基因频率为0.2;则子一代Aa的频率是0.32,A正确,B错误。生物进化的标志是种群基因频率的改变,因此种群基因库中的基因频率发生变化,说明一定发生了进化,C错误。若该种群中A基因频率为0.4,则a基因频率为0.6,aa型个体占36%,A所控制性状个体占64%,D错误。,【典例1】 (2015四川泸州护国中学期中)一个随机交配的足够大的种群中,某一相对性状中显性性状表现型的基因型频率是0.36,则( ) A.该种群繁殖一代后杂合子Aa的频率是0.32 B.显性基因的基因频率大于隐性基因的基因频率 C.若该种群基因库中的基因型频率发生变化,说明该种群一定进化 D.若该种群中A基因频率为0.4,A所控制性状的个体在种群中占到40%,答案:A,备选例题,(2015广东东莞三校期中)某植物种群中,AA占16%,aa占36%,该种群随机交配产生的后代中AA个体百分比、A基因频率依次是( ) A.增大,不变 B.不变,增大 C.增大,增大 D.不变,不变,D,解析:依题意可知,某植物种群中AA=16%、aa=36%,故Aa=1-16%-36% =48%,所以该种群中,A基因频率=它的纯合子的频率+1/2杂合子的频率=16%+1/248%=40%;相关的生物产生的雌雄配子均是A=40%、a=60%。 该种群随机交配,雌雄配子随机结合,其后代中,AA=40%40%=16%、Aa=240%60%=48%、aa=60%60%=36%;A基因频率=16%+1/248% =40%。综上所述,D项正确。,方法透析 基因频率与基因型频率的变化分析 (1)杂合子连续自交时,尽管基因频率不变,但后代的基因型频率会发生改变,表现为纯合子所占比例不断增大,杂合子所占比例不断减小。 (2)在无基因突变、无迁入和迁出、各种基因型的个体生命活力相同时,自由交配遵循遗传平衡定律,上下代之间种群的基因频率及基因型频率不变。 (3)基因频率相同的两个种群,它们的基因型频率不一定相同;当基因型频率发生改变时,基因频率不一定发生改变。,【题组演练】 1.(2015湖北汉川期末)对某校学生进行红绿色盲遗传病调查研究后发现:780名女生中有患者23人、携带者52人;820名男生中有患者69人,那么该群体中色盲基因的频率是( ) A.4.4% B.7.0% C.6.8% D.10.2%,解析:色盲基因的频率是:(232+52+69)/(7802+820)100%=7.0%, B正确。,B,2.某动物种群中AA、Aa和aa的基因型频率分别为30%、40%和30%,请回答: (1)该种群中a基因的频率为 。 (2)如果该种群满足五个基本条件,即种群 、不发生 、 不发生 、没有迁入迁出,且种群中个体间随机交配,则理论上该种群的子一代中aa的基因型频率为 ;如果该种群的子一代再随机交配,其后代中aa的基因型频率 (填“会”或“不会”)发生改变。 (3)假定该动物种群满足上述五个基本条件,但不发生随机交配,只在相同基因型之间进行交配,则理论上该种群的子一代中AA、Aa和aa的基因型频率分别为 、 和 ;如果子一代也同样只发生相同基因型之间的交配,其后代中AA、Aa和aa的基因型频率 (填“会”或“不会”)发生改变。,解析:(1)AA=30%、Aa=40%、aa=30%,所以a=40%1/2+30%=50%。(2)由a=50%,可以计算出后代中aa的基因型频率是(50%)2=25%,且该基因型的频率不会发生改变,但是该结论的前提条件是种群足够大、不发生基因突变、不发生选择、没有迁入迁出,且种群中个体间随机交配;(3)AA=30%,Aa=40%,aa=30%,题目中叙述的情况即为自交,结果如下:30%AAAA得到30%AA,40%AaAa得到10%AA、20%Aa、10%aa,30%aaaa得到30%aa,所以相同基因型之间进行交配,后代中AA=30%+10%=40%、Aa=20%、aa=30%+10%=40%,同理可以计算该代相同基因型个体之间的交配后代中AA=45%、Aa=10%、aa=45%,所以基因型频率会发生改变。 答案: (1)50% (2)足够大 基因突变(或突变) 选择 25% 不会 (3)40% 20% 40% 会,问题引领: 1.怎样以桦尺蠖体色为例分析生物进化的实质? 2.可遗传变异与自然选择哪个决定生物进化方向?,生物进化的实质与可遗传变异和自然选择的关系,要点二,教师参考,1.生物进化的实质 实例分析:以桦尺蠖的体色进化为例,由以上可以看出,生物进化实质上是种群基因频率发生改变,即在生物进化过程中某基因的频率如果逐渐增大,反映了该基因控制的性状对环境的适应能力较强。,2.可遗传变异不能决定进化的方向 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。,【典例2】 有翅昆虫有时会出现残翅或无翅的突变类型,这类昆虫在正常情况下很难生存下去,但在经常刮大风的海岛上,这种突变类型因不能飞行,从而避免被风吹到海里淹死。这个事例说明( ) A.突变多数是有害的 B.突变多数是有利的 C.突变的有害和有利并不是绝对的 D.突变的有害和有利是绝对的,解析:有翅昆虫突变成无翅或残翅昆虫,正常情况下这些变异类型因不能飞行,活动范围小,在生存斗争中占劣势,逐渐被淘汰,但在经常刮大风的海岛上这一特定环境中,残翅或无翅这种变异类型因不能飞行,避免了被风吹到海里,在海岛上存活下来。这个事例说明突变的有害和有利并不是绝对的,它取决于生物生存的环境。,答案:C,备选例题,B,有一个随机交配的种群,在没有迁移等条件下,两年内该种群的基因型频率的变化如表:,根据现代生物进化理论,在这两年中,与这对基因有关的判断,正确的是( ) A.该种群将朝着Aa增多方向进化 B.该种群没有表现出生物的进化 C.该种群的生活环境有较大变化 D.该种群将较容易发生基因突变,解析:根据所学知识可知,生物进化的实质是种群基因频率的改变,根据题中的基因型可以算出第一年和第二年的A和a的基因频率都是50%,即种群基因频率没有改变,因此该种群没有表现出生物的进化。,D,解析:基因型频率改变,生物未必进化,A错误;色盲是伴X染色体隐性遗传病,由于男性个体只有一条X染色体,只要有色盲基因就是患者,而女性个体有两条X染色体,只有两条X染色体都含有色盲基因时才是患者,所以人群中色盲患者男性多于女性,又因为女性中有携带者,所以B错误;Aa自交后代基因频率不变,基因型频率改变,所以C错误。,【题组演练】 1.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基因型频率的改变说明物种在不断进化 B.色盲患者中男性多于女性,所以男性群体中色盲的基因频率大于女性群体 C.Aa自交后代所形成的群体中,A基因的频率大于a基因的频率 D.一个种群中,控制一对相对性状的各种基因型频率之和为1,2.(2015安徽马鞍山二中期中)下列不能体现生物正在进化的是( ) A.在黑褐色环境背景下,黑色桦尺蠖被保留,浅色桦尺蠖被淘汰 B.杂合高茎豌豆通过连续自交导致后代纯合子频率越来越高 C.杂交育种通过不断地自交、筛选和淘汰使得纯合矮秆抗病小麦比例越来越高 D.青霉菌经过辐射诱变、筛选获得了青霉素产量很高的菌株,解析:生物进化的实质是种群的基因频率发生改变。在黑褐色环境背景下,黑色桦尺蠖被保留,浅色桦尺蠖被淘汰,改变了种群的基因频率;杂合高茎豌豆通过连续自交导致后代纯合子频率越来越高,但种群基因频率不变;杂交育种通过不断地自交、筛选和淘汰使得纯合矮秆抗病小麦比例越来越高,改变了种群的基因频率。青霉菌经过辐射诱变、筛选获得了青霉素产量很高的菌株,也改变了种群的基因频率。,B,
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