（教師用書）2016-2017版高中生物 第5章 生物的進化 第2節(jié)、第3節(jié) 進化性變化是怎樣發(fā)生的、探索生物進化的歷史學案 浙科版必修2

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1、 第二節(jié)　進化性變化是怎樣發(fā)生的 第三節(jié)　探索生物進化的歷史(略) 1．概述自然選擇是生物進化的動力。 2．理解種群基因頻率的平衡、變化及計算。(重難點) 3．理解物種形成的兩種方式。(難點) 選 擇 是 進 化 的 動 力 1．生物進化性變化的前提條件 個體間存在可遺傳的變異。 2．人工選擇 3．自然選擇 4．自然選擇的意義 達爾文認為自然選擇是進化的一個重要的動力和機制。 探討：在自然選擇過程中，直接受選擇的是基因型還是表現(xiàn)型？簡要說明原因。 提示：直接受選擇的是表現(xiàn)型，例如，天敵看到的是性狀，而不是控制性狀的基因。 探

2、討：自然選擇是生物進化的唯一因素嗎？ 提示：不是。比如：基因突變也是生物進化的因素。 1．人工選擇與自然選擇的比較 人工選擇 自然選擇 選擇因素 人 自然環(huán)境 選擇對象 家養(yǎng)生物 自然界中的生物 選擇目的 滿足人們需要 適應當?shù)丨h(huán)境 選擇手段 人工挑選 生存斗爭 進化速度 較快 十分緩慢 結果 培育出人類需要的新品種 優(yōu)勝劣汰，適者生存 2.自然選擇的幾個問題 (1)選擇的對象：從分子水平上，自然選擇實質上是對變異所對應的基因的選擇，從而改變著種群中不同基因的基因頻率。 (2)選擇的因素：對生物的變異起選擇作用的是個體所處的自然環(huán)境。

3、 (3)選擇的手段：生物繁殖產(chǎn)生的大量后代與有限生活條件之間的矛盾，必然引起并加劇生存斗爭。通過生存斗爭，使少數(shù)具有有利變異的生物個體生存下來，從而完成一次自然對生物的選擇。 (4)選擇的結果：自然選擇選擇了與環(huán)境相適應的變異類型。自然選擇決定著生物進化的方向，因而生物進化是定向的。 1．下列關于人工選擇與自然選擇的敘述，正確的是(　　) A．在選擇過程中基因頻率都發(fā)生改變 B．鯉魚品種少，而金魚品種很多，說明金魚的變異率高，進化速度快 C．人工選擇的生物能夠向著人類需求的方向突變，所以進化速度快 D．在生物的進化中，兩種方式同等重要 【解析】　金魚品種多，是人類多方向選擇的

4、結果，與變異率無關，突變是不定向的，自然選擇是生物進化的重要動力和機制。 【答案】　A 2．對生物進化的方向起決定作用的是(　　) 【導學號：35930043】 A．基因重組 B．基因突變 C．染色體變異 D．自然選擇 【解析】　生物的變異(突變和基因重組)是不定向的，而自然選擇是定向的，生物產(chǎn)生的種種變異，由自然選擇決定是否能夠保留下來，因此，我們說自然選擇決定了生物進化的方向。 【答案】　D 種 群 的 變 異 性 與 種 群 基 因 頻 率 1．種群的變異性 (1)生物進化的前提 種群中普遍存在可遺傳變異是自然選擇的前提，也是生物進化的前提。 (2)變異的

5、結果 ①生物通過變異產(chǎn)生新的基因，通過基因重組產(chǎn)生形形色色的基因型。 ②在有性生殖生物的種群中，除了同卵孿生兄弟(姐妹)外，每個個體在遺傳上都是獨特的和有差異的。 2．種群基因頻率的平衡和變化 (1)基因庫 一個生物種群的全部等位基因的總和稱為基因庫。 (2)基因頻率 在種群中，某一個等位基因的數(shù)目占這個基因可能出現(xiàn)的所有等位基因總數(shù)的比例，即為基因頻率。 (3)基因型頻率 每種基因型個體數(shù)占種群總個體數(shù)的比例就叫做基因型頻率。 (4)遺傳平衡定律 ①概念：在一個大的隨機交配的種群里，基因頻率和基因型頻率在沒有遷移、突變、選擇的情況下，世代相傳不發(fā)生變化，這就是遺傳平衡定

6、律，也稱哈迪—溫伯格定律。 ②打破平衡使種群基因頻率發(fā)生變動的因素： a．突變；b.基因遷移；c.遺傳漂變；d.非隨機交配；e.自然選擇。 探討：環(huán)境改變使生物產(chǎn)生適應性的變異，這句話符合現(xiàn)代生物進化理論的觀點嗎？ 提示：不符合，變異是不定向的，選擇是定向的。 探討：基因突變和基因重組對種群遺傳組成的影響一樣嗎？試分析原因。 提示：二者都對種群遺傳組成產(chǎn)生影響，但影響角度不一樣。只有基因突變才能出現(xiàn)新基因，才能豐富基因庫，改變基因頻率，從而影響種群的遺傳組成；基因重組不能產(chǎn)生新基因，只能增加基因型的種類，以此來影響種群的遺傳組成。 探討：一個鼠的種群中，可育基因a突變成了

7、不育基因A，這對種群基因頻率有何影響？ 提示：開始時出現(xiàn)A基因，a基因頻率下降，但長期看影響不大。 探討：在對某廠職工進行遺傳學調查時發(fā)現(xiàn)，在男女各400名職工中，女性色盲基因的攜帶者為30人，患者為10人，男性患者為22人。那么這個群體中色盲基因的頻率為多少？ 提示：色盲基因頻率＝ ×100% ＝×100% ＝6%。 1．可遺傳的變異為生物進化提供了原材料 每一個基因發(fā)生基因突變的頻率雖然很低，但由于每個生物個體所含的基因數(shù)是一個非常巨大的數(shù)目，因此基因突變對個體來說不是稀有的，況且生物進化的單位是種群，生物進化是一個漫長的積累過程，即突變→等位基因→基因重組→大量的變異

8、?？梢姡蛔兒突蛑亟M為生物進化、物種形成提供了豐富的原材料。 2．遺傳平衡定律 (1)滿足條件 ①沒有突變發(fā)生； ②沒有基因遷移； ③沒有遺傳漂變； ④種群中個體間的交配是隨機的； ⑤沒有自然選擇。 (2)公式及解析 在一個有性生殖的自然種群中，當?shù)任换蛑挥幸粚?A、a)時，設p代表A基因的頻率，q代表a基因的頻率，則： (p＋q)2＝p2＋2pq＋q2＝1。 其中p2是AA(純合子)基因型的頻率，2pq是Aa(雜合子)基因型的頻率，q2是aa(純合子)基因型的頻率。 實例：AA的基因型頻率為m，則A的基因頻率為。 3．影響遺傳平衡的因素 影響因素 具體內(nèi)容

9、 突變 基因遷移 遺傳漂變 非隨機交配 自然選擇 4．基因頻率和基因型頻率的計算方法 (1)已知基因型的個體數(shù)計算基因頻率 某基因頻率＝×100% 例如：A的基因頻率＝×100%。 (2)已知基因型頻率求基因頻率 計算公式：一對等位基因中某基因的頻率＝該基因純合子的基因型頻率＋1/2雜合子的基因型頻率 例如：A的基因頻率＝AA的基因型頻率＋1/2Aa的基因型頻率。 5．X染色體上基因的基因頻率計算 Xb的基因頻率＝×100%。 1．下列關于生物變異與生物進化的敘述，正確的是(　　) A．變異不一定均能為生物進化提供原材料 B．太空射線

10、能使種子發(fā)生定向變異 C．一個堿基對的缺失引起的變異屬于染色體變異 D．自然選擇會使種群基因頻率發(fā)生不定向改變 【解析】　不可遺傳的變異不能提供原材料。太空射線引起的基因突變是不定向的變異。堿基對的缺失引起的變異屬于基因突變。自然選擇決定生物進化的方向，因此會使種群基因頻率發(fā)生定向改變。 【答案】　A 2．某生物種群由基因型為AA、Aa、aa的個體組成，其中基因a的頻率為45%，則該種群中基因A的頻率為(　　) 【導學號：35930044】 A．30%　 B．45% C．55% D．80% 【解析】　基因a的頻率為45%，所以其等位基因A的基因頻率為1－45%＝55%。 【

11、答案】　C 適 應 與 物 種 形 成 1．自然選擇導致適應 (1)適應 是生物特有的一種現(xiàn)象，生命的結構及功能、行為、生活方式有助于該生物在一定環(huán)境條件下生存和延續(xù)，稱為適應。 (2)自然選擇導致生物產(chǎn)生適應現(xiàn)象 ①證據(jù)：曼徹斯特地區(qū)的兩種不同表現(xiàn)型樺尺蠖蛾，在工業(yè)污染前后數(shù)量的變化。 ②實質：這是一種適應性進化，這種進化性變化是自然選擇所造成的。 ③適應的原因例析 (3)自然選擇的結果 保留有利變異，淘汰不利變異，而且能使有利變異積累起來。 2．異地的和同地的物種形成 (1)異地的物種形成 ①原因 ②物種形成過程 因兩個種群彼此處于隔離狀態(tài)而不

12、能進行基因交流，隨著時間的推移，種群間的遺傳差異積累，最后達到種群間完全的生殖隔離。 ③過程圖解 (2)同地的物種形成 ①途徑一 a．原因：二倍體植物，在形成配子時，經(jīng)減數(shù)分裂形成染色體數(shù)目減半的配子，若減數(shù)分裂失敗，代之以一次有絲分裂，染色體數(shù)目沒有減半，形成了二倍體配子。 b．過程：二倍體植物在異常情況下形成的雌雄二倍體配子融合后形成四倍體合子發(fā)育為成熟植株，并借助自花授粉來繁殖。 ②途徑二 用秋水仙素處理植物的分生組織，形成多倍體。 ③結論 形成的新的四倍體植物相對于二倍體親本來說，是一個新的物種。 探討：物種的形成是否必須要經(jīng)過隔離？是否必須要經(jīng)過環(huán)境隔

13、離？ 提示：必須要經(jīng)過隔離，但可以不經(jīng)過環(huán)境隔離。 探討：如何判斷兩種動物是否是同一物種？ 提示：設計雜交實驗，看是否能產(chǎn)生可育后代，即是否存在生殖隔離。 探討：生物的進化是否一定會形成新的物種？ 提示：不一定，關鍵看是否產(chǎn)生生殖隔離。 1．環(huán)境隔離和生殖隔離的比較 (1)圖中A屬于環(huán)境隔離，一旦發(fā)生某種地質變化，兩個分開的小種群重新相遇，可以再融合在一起。 (2)圖中B屬于生殖隔離，一旦形成就保持物種間基因的不可交流性，從而保證了物種的相對穩(wěn)定。 環(huán)境隔離是物種形成的量變階段，生殖隔離是物種形成的質變階段。 2．物種形成與生物進化的關系 內(nèi)容 物種形成 生物

14、進化 標志 生殖隔離出現(xiàn) 基因頻率改變 變化后生物與原生物關系 屬于不同物種 可能屬于一個物種 二者關系 生物進化的實質是基因頻率改變，這種改變可大可小，不一定會突破物種的界限，生物進化不一定導致新物種的形成 1．如圖表示生物新物種形成的基本環(huán)節(jié)，對圖示分析正確的是 (　　) A．a(chǎn)表示基因突變和基因重組，是生物進化的原材料 B．b表示生殖隔離，生殖隔離是生物進化的標志 C．c表示新物種形成，新物種與生活環(huán)境共同進化 D．d表示環(huán)境隔離，新物種形成一定需要經(jīng)過環(huán)境隔離 【解析】　突變(基因突變和染色體變異)和基因重組為生物進化提供原材料；生物進化的標志

15、是基因頻率的改變，不是生殖隔離；隔離是物種形成的條件，但有些生物沒有經(jīng)過環(huán)境隔離也會形成新的物種，如植物多倍體的形成。 【答案】　C 2．大約一萬年前，某大峽谷中的松鼠被一條河流分隔成兩個種群，兩個種群現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)生了明顯的分化，過程如圖所示，下列相關說法正確的是(　　) A．地球上新物種的形成都必須先經(jīng)歷a過程 B．b過程的實質是定向改變種群的基因頻率 C．①～⑥只能表示物種形成過程中基因突變是不定向的 D．品系1和品系2種群基因庫出現(xiàn)了較大差異，立刻形成物種1和物種2 【解析】　圖中a表示由于環(huán)境隔離使原種群分成了兩個不同的種群甲和乙，物種的大爆發(fā)不是通過上述途徑形成的；①

16、②③④⑤⑥表示變異，它包括基因突變、基因重組和染色體變畸，為生物的進化提供了原材料；b過程表示自然選擇，它會使種群的基因頻率發(fā)生定向改變；品系1和品系2還是同一物種，要經(jīng)過長期的進化產(chǎn)生生殖隔離后，才能形成物種1和物種2。 【答案】　B 1．下列與生物進化相關的描述，正確的是(　　) A．進化總是由突變引起的 B．進化時基因頻率總是變化的 C．變異個體總是適應環(huán)境的 D．進化改變的是個體而不是群體 【解析】　突變和基因重組為進化提供了原材料，基因突變是不定向的，自然選擇導致基因頻率發(fā)生定向變化，決定了進化的方向。進化的結果是使種群的適應性進一步增強。在進化過程中，種群的基因頻

17、率是處于不斷變化中的。 【答案】　B 2．果蠅的體色由常染色體上一對等位基因控制，基因型BB、Bb為灰身，bb為黑身。若人為地組成一個群體，其中80%為BB的個體，20%為bb的個體，群體隨機交配，其子代的Bb的比例是(　　) A．25% B．32% C．50% D．64% 【解析】　運用遺傳平衡的表達式：(p＋q)2＝p2＋2pq＋q2＝1，因p＝0.8，q＝0.2，則Bb的比例＝2pq＝2×0.8×0.2＝0.32。 【答案】　B 3．達爾文在加拉帕戈斯群島上發(fā)現(xiàn)幾種地雀分別分布于不同的島嶼上，用現(xiàn)代生物進化理論解釋正確的是(　　) A．同一種地雀→地理障礙→自然選擇→生殖

18、隔離→不同種地雀 B．不同種地雀→地理障礙→自然選擇→不同種地雀 C．同一種地雀→自然選擇→地理障礙→生殖隔離→不同種地雀 D．同一種地雀→地理障礙→生殖隔離→不同種地雀 【解析】　始屬同一物種的地雀被遷來后分布于不同的島嶼上且被海洋隔開，這樣不同種群間形成地理障礙，在自然選擇作用下，使不同種群的地雀的基因頻率的改變也不同，最終使這些種群的基因庫形成明顯的差異，并逐步出現(xiàn)生殖隔離，這標志著不同物種的地雀形成了。 【答案】　A 4．達爾文在環(huán)球考察時，在南美洲的加拉帕戈斯群島上觀察到的嘲鶇，它們的大小和喙各不相同，棲息場所和食物也不相同，其種間雜交一般不育，據(jù)研究，它們是由一種嘲鶇進

19、化而來的。 (1)這些鳥的祖先由于偶然原因從南美大陸遷來，它們逐漸分布到各個島上，各個島上的嘲鶇被海洋隔開不能交配，這就阻止了種群間的 ，但此時它們之間由于沒有產(chǎn)生 ，因此沒有形成新的物種。后來由于 的作用，種群之間的性狀發(fā)生 ，經(jīng)過漫長進化逐漸產(chǎn)生了 ，便形成了不同品種的嘲鶇，產(chǎn)生了 。 (2)這些島嶼上的嘲鶇雖然在形態(tài)、食性等方面有所差異，但它們來自同一種嘲鶇，因此在 和 上具有 的模式。 【解析】　(1)由于地理障礙，致使各個島上的嘲鶇無法進行自由交配即種群

20、間的基因交流，由于長期的自然選擇，各個島嶼上的環(huán)境條件不同，原本相同的嘲鶇發(fā)生的變異不同，最終由于生殖隔離，形成了新的物種。 (2)島嶼上的嘲鶇最終起源于共同的原始的祖先，即它們既存在多樣性，又有在結構與功能上的統(tǒng)一模式。 【答案】　(1)基因交流　生殖隔離　自然選擇　分歧　生殖隔離　新物種 (2)結構　功能　統(tǒng)一 課堂小結： 網(wǎng)絡構建 核心回扣 1.選擇是生物進化的動力。 2.生物通過變異產(chǎn)生新基因，通過基因重組產(chǎn)生新的基因型，逐漸形成獨特的有差異的個體。 3.一對等位基因的頻率之和等于一。 4.在一個大的隨機交配的種群里，基因頻率和基因型頻率在沒有遷移、突變、選擇的情況下，世代相傳不發(fā)生變化。 5.自然選擇是生物產(chǎn)生適應進化的唯一因素。 6.地理障礙是異地物種形成的原因，染色體成倍的變異是同地物種形成的原因。 11