高中生物第五章生物的进化第19课时生物进化理论的发展Ⅰ学案苏教版必修2 10页

真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 1 第 19 课时 生物进化理论的发展(Ⅰ) 学习目标 1．了解早期的生物进化论。2.说明现代综合进化论的主要内容。3.理解种群是生物进 化的基本单位。4.掌握基因频率、基因型频率的计算。 |基础知识| 一、拉马克的进化学说 1．观点 “用进废退”和“获得性遗传”。 2．评价 主观推测较多，但内容颇为系统、丰富，为达尔文的进化学说诞生奠定了基 础。 二、达尔文的进化学说 1．观点 物种是可变的；生存斗争和自然选择；适应是自然选择的结果。 2．评价 可科学地解释生物进化的原因以及生物的适应性和多样性；但不能科学地解 释遗传和变异的本质以及自然选择对可遗传的变异如何起作用等问题。 三、现代综合进化论(代表者：杜布赞斯基) 现代综合进化论认为，种群是生物进化的基本单位；突变和基因重组产生进化的原材料； 自然选择决定生物进化的方向；隔离是物种形成的必要条件。 (1)种群：生活在一定区域的同种生物的全部个体。种群不仅是生殖的基本单位，也是 生物进化的基本单位。 (2)基因库：一个生物种群中全部个体所含有的基因总和。 (3)基因频率：在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因的比例。 (4)基因型频率：某种基因型的个体在种群中所占的比例。 |自查自纠| (1)生存斗争就是生物和生物之间的斗争( ) (2)达尔文认为适应的第一步是生存斗争，第二步是变异的产生( ) (3)生物变异的有害或有利由环境决定，并可转化( ) (4)种群是生殖的基本单位，也是进化的基本单位( ) (5)基因频率是指某个基因占种群全部基因的比例( ) (6)豌豆种群中，若紫花基因频率是 a，则白花基因频率是 1－a( ) 答案 (1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)× (6)√ |图解图说| 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 2 ★用进废退和获得性遗传 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 自然选择使得适者生存，不适者被淘汰：在草原草稀少的情况下，颈长的长颈鹿能吃到 高处的食物得以维持生存，颈短的长颈鹿吃不到高处的食物，最终不能维持生存而被淘汰。 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 探究点一 拉马克进化学说与达尔文进化学说的比较 1．分析教材拉马克和达尔文对长颈鹿进化过程的不同解释，思考环境在两个进化学说 中的作用有什么不同？ 提示 拉马克认为环境变化是导致生物性状变异的原因，并且由环境变化而引起的性状 变异能够遗传；而达尔文认为变异是生物自身的事情，不是环境变化引起的，环境只是对变 异起选择作用，变异在前，环境的选择在后。 2．长期服用同一种药物，会导致人体中的菌群抗药性增强，用达尔文的观点怎么解释？ 提示 人体中的细菌本来就存在抗药性差异，服用药物后，抗药性强的细菌被保留并繁 殖后代，抗药性弱的细菌则被淘汰；抗药性变异经药物的定向选择逐渐积累加强，导致菌群 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 3 抗药性不断增强。 拉马克进化学说与达尔文进化学说的比较 比较项目 达尔文进化学说 拉马克进化学说 区别 变异特点 变异是不定向的，本来就有 变异是定向的 环境对变异的作用 选择 诱导 进化方向 自然选择决定 生物自身决定 进化原因 经过长期的自然选择，微小的有利变异 得到积累而成为显著的有利变异 用进废退和获得 性遗传 相同点 均承认生物非神所造，而是由更古老的生物进化而来，均 承认环境对生物进化的影响 【典例 1】 下列说法符合拉马克进化观点的是______。 ①食蚁兽的舌头变得细长，是由于食蚁兽长期舔食蚂蚁的结果 ②比目鱼的双眼并列于 向光的一面，是由于长期卧伏于海底的缘故 ③长颈鹿经常努力伸长颈和前肢去吃树上的叶 子，因此颈和前肢都变得很长 ④鼹鼠由于长期生活于地下，眼睛萎缩、退化 ⑤病菌抗药 性的不断增强是由于抗生素对病菌的抗药性变异定向选择并逐渐积累的结果 尝试解答________ 解析 拉马克关于生物进化的原因的两个观点是“用进废退”和“获得性遗传”， ①②③体现的是“用进”，④体现的是“废退”；⑤符合达尔文的进化学说。 答案 ①②③④ 【跟踪训练】 1．下列关于达尔文进化学说和拉马克进化学说区别的叙述，正确的是( ) A．达尔文认为环境的变化可以引起不定向的变异 B．拉马克认为不定向的变异是由生物的意愿决定的 C．达尔文认为生物变异后就能适应环境 D．拉马克认为生物通过变异适应环境 解析 达尔文认为环境起选择作用，变异是不定向的，只有具有有利变异的个体才能适 应环境，并得到保留；拉马克认为生物的变异是定向的，生物体为了适应环境而产生相应的 变异。 答案 D 探究点二 种群基因频率与基因型频率的计算 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 4 某种群由基因型为 AA、Aa 和 aa 的个体组成，其中 AA 占 30%，Aa 占 20%，aa 占 50%。 (1)怎样计算种群中 A 和 a 的基因频率？ 提示 方法一： 该种群基因型频率 PAA＝30%、PAa＝20%、Paa＝50%，设种群个体总数 N＝100，则各基因型 的个体数量 nAA＝30、nAa＝20、naa＝50；根据基因频率的定义，则基因频率 PA＝30×2＋20×1 100×2 ＝0.4，Pa＝50×2＋20×1 100×2 ＝0.6。 方法二： PA＝2nAA＋nAa 2N ＝nAA N ＋1 2 ×nAa N ＝PAA＋1 2 PAa＝0.3＋1 2 ×0.2＝0.4， Pa＝Paa＋1 2 PAa＝0.5＋1 2 ×0.2＝0.6。 (2)若种群中个体之间进行随机交配，怎样计算子代中 AA、Aa、aa 的基因型频率？ 提示 首先求出亲本产生的配子类型及概率：A 配子的概率＝0.4，a 配子的概率＝0.6， 不难发现 A 配子的概率就是 A 基因频率 PA，a 配子的概率就是 a 基因频率 Pa。然后利用棋盘 格法求出子代各基因型的概率： 雄配子 雌配子 A(PA＝0.4) a(Pa＝0.6) A(PA＝0.4) AA(P2 A) Aa(PAPa) a(Pa＝0.6) Aa(PAPa) aa(P2 a) 即子代各基因型的频率 PAA＝P2 A＝0.42、PAa＝2PAPa＝2×0.4×0.6、Paa＝P2 a＝0.62。 基因频率、基因型频率的计算 (1)根据定义计算 基因频率＝ 该基因总数 该基因及其等位基因总数 基因型频率＝该基因型个体总数 种群个体总数 (2)通过基因型频率计算基因频率 PA＝PAA＋1 2 PAa ，Pa＝Paa＋1 2 PAa 即：一对等位基因中某基因的频率＝该基因纯合子的基因型频率＋1 2 杂合子的基因型频率。 (3)若种群个体随机交配，后代中基因频率、基因型频率的计算 PAA＝P2 A，PAa＝2PAPa，Paa＝P2 a 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 5 【典例 2】 在一次红绿色盲的调查中共调查男女各 200 名，调查发现，女性红绿色盲 基因的携带者为 15 人，患者 5 人，男性患者 11 人。那么这个群体中红绿色盲基因的频率是 ( ) A．4.5% B．6% C．9% D．7.8% 尝试解答________ 解析 解本题的关键是求得红绿色盲基因的总数以及红绿色盲基因及其等位基因的总 数。因为女性的性染色体组成为 XX，男性为 XY，红绿色盲基因(用 b 表示)及其等位基因只 位于 X 染色体上，所以基因 b 共有 36(即 15×1＋5×2＋11×1)个，因此，红绿色盲基因的 频率＝ 36 200×2＋200 ×100%＝6%。 答案 B 【跟踪训练】 2．蜗牛的有条纹(A)对无条纹(a)为显性。在一个地区的蜗牛种群内，有条纹(AA)个体 占 55%，无条纹(aa)个体占 15%，若蜗牛间进行自由交配得到 F1，则 A 基因的频率和 F1 中 Aa 基因型的频率分别是( ) A．30%,21% B．30%,42% C．70%,21% D．70%,42% 解析 先计算蜗牛种群的基因频率：A 的基因频率＝AA 的基因型频率＋1/2Aa 的基因型 频率＝55%＋1/2·30%＝70%，a 的基因频率为 30%。在自由交配的情况下，F1 中 Aa 基因型的 频率＝2×A 的基因频率×a 的基因频率＝2×70%×30%＝42%。 答案 D 知识脉络 要点晨背 1.物种是可变的，所有现存的物种都是从其他物 种演变而来的。 2.适应的第一步是变异的产生，第二步是通过生 存斗争对变异进行选择。 3.变异是不定向的，环境对变异进行定向选择， 使有利变异逐代积累加强。 4.种群不仅是生殖的基本单位，还是生物进化的 基本单位。 5.基因频率是指在一个种群基因库中，某个基因 占全部等位基因的比例。 6.基因型频率是指某种基因型的个体在种群中所 占的比例。 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 6 1．下列符合现代生物进化理论的叙述是( ) A．物种是神创的 B．物种是不变的 C．种群是生物进化的基本单位 D．用进废退是生物进化的原因 解析 现代生物进化理论的主要内容包括种群是生物进化的基本单位、可遗传的变异是 生物进化的原材料、自然选择决定生物进化的方向、隔离在物种形成中的作用、共同进化与 生物多样性的形成，C 项正确；物种是神创的和物种是不变的是荒谬的观点，用进废退是拉 马克学说的内容，A、B、D 三项均错误。 答案 C 2．下面关于种群的叙述，错误的是( ) A．种群是一定自然区域中所有生物个体的总和 B．一个种群中的个体之间可以自由交配 C．种群是生物进化和生殖的基本单位 D．种群通过繁殖将基因传递给后代 解析 种群是指在一定自然区域中同种生物所有个体的总称，而不是所有生物个体的总 和，A 项错。 答案 A 3．关于基因库的相关描述错误的是( ) A．基因库是指一个种群所含有的全部基因 B．生物个体总是要死亡的，但基因库却因种群个体的繁殖而代代相传 C．种群中每个个体含有种群基因库的全部基因 D．基因突变可改变基因库的组成 解析 基因库是指种群中所含有的全部基因，由于个体之间存在着差异，所以每个个体 中不可能含有种群基因库的全部基因。 答案 C 4．如图表示某个种群基因型的组成情况，A、a 为一对等位基因。则该种群中 a 的基因 频率是( ) A．0.11 B．0.4 C．0.5 D．0.55 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 7 解析 由图中可知 AA∶Aa∶aa＝1∶1∶1，所以 a 的基因频率为 aa＋1 2 Aa＝1 3 ＋1 2 ×1 3 ＝ 0.5。 答案 C 课后跟踪分层训练 (时间：35 分钟) 1．下列各项中，达尔文自然选择学说不能作出科学解释的是( ) A．生物多样性 B．生物适应性 C．适者生存 D．遗传和变异 解析 受当时科学水平的限制，达尔文未能就遗传和变异的本质作出科学解释。 答案 D 2．一种感冒药发明时，可治疗病毒性感冒，疗效很高；几年后疗效渐低，其根本原因 可能是( ) A．病毒接触了药物后，慢慢地产生了抗药性 B．病毒为了适应环境，产生了抗药性变异 C．药物对病毒的抗药性变异进行了定向选择 D．后来的药量用得多，产生了抗药性变异 解析 在未使用该药之前，感冒病毒存在差异(变异)，有的抗药性强一些，有的弱些。 药物对病毒的这种差异起到了定向选择作用，开始使用疗效很高，说明绝大多数病毒抗药性 差，被药物淘汰。但同时也选择了极少数抗药性强的变异个体，并通过迅速繁殖传染给正常 人群，当再次用药时，抗药性强的变异病毒再次被选择积累使药效逐渐降低。 答案 C 3．公鹿往往用鹿角作为争夺配偶的武器，按照达尔文的观点，现代公鹿鹿角发达的原 因是( ) A．代代经常使用的结果 B．变异朝着有利于生殖的方向发展的结果 C．繁衍后代的需要 D．自然选择的结果 解析 现代公鹿的鹿角发达，并不意味着古代所有公鹿鹿角都发达，而是通过公鹿间的 生存斗争将鹿角不发达的公鹿逐代淘汰的结果。 答案 D 4．某医院对新生儿易感染的细菌进行了耐药性实验，结果显示 70%的致病菌具有耐药 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 8 性。下列有关叙述正确的是( ) A．孕妇食用了残留抗生素的食品，导致其体内大多数细菌突变 B．即使孕妇和新生儿未接触过抗生素，感染的细菌也有可能是耐药菌 C．新生儿体内缺少免疫球蛋白，增加了致病菌的耐药性 D．新生儿出生时没有及时接种疫苗，导致耐药菌形成 解析 抗生素对细菌起选择作用，并非导致突变的因素，变异在前选择在后，A 错误； 细菌是否变异与是否接触过抗生素无关，B 正确；病菌的耐药性与免疫球蛋白是否存在无关， C 错误；耐药菌的形成是基因突变所致，与是否接种疫苗无关，D 错误。 答案 B 5．果蝇的长翅(V)对残翅(v)为显性。在一个由 600 只长翅果蝇和 400 只残翅果蝇组成 的种群中，若杂合子占所有个体的 40%，那么隐性基因 v 在该种群内的基因频率为( ) A．20% B．40% C．60% D．80% 解析 VV、Vv、vv 共 1000 只，其中 Vv 为 40%×1000＝400 只，因此隐性基因 v 在该种 群内的基因频率为(400＋2×400)÷2000×100%＝60%，C 项正确。 答案 C 6．一年生植物到秋天死亡，它们却能利用种子过冬，就像许多昆虫利用卵过冬一样， 这都是对寒冷气候的适应，这种现象用达尔文的观点来解释，是( ) A．遗传变异的结果 B．生存斗争的结果 C．自然选择的结果 D．适者生存的结果 解析 由达尔文的自然选择学说可知，凡是生存下来的生物都是对环境适应的，而被淘 汰的生物都是对环境不适应的，适者生存、不适者被淘汰是自然选择的结果。 答案 C 7．自由交配和自交对种群基因频率的影响依次是( ) A．改变、改变 B．不变、不变 C．改变、不变 D．不变、改变 解析 自由交配即随机交配不改变基因频率，对已达遗传平衡的种群而言，也不改变其 基因型频率。自交不改变基因频率，但会使纯合子的基因型频率提高。 答案 B 8．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 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 9 解析 自然选择直接作用于生物个体的表现型。 答案 A 9．在对欧洲某学校的学生进行遗传调查时发现，血友病患者占 0.7%(男∶女＝2∶1)， 血友病携带者占 5%，那么这个种群中的“Xh”的频率是( ) A．2.9% B．0.7% C．3.96% D．3.2% 解析 假设有 100 个学生，则 0.7 个血友病患者中有 0.7×2 3 ＝1.4 3 个男患者(XhY)，有 0.7×1 3 个女患者(XhXh)，5%的携带者相当于 5 个 XHXh。100 个个体等位基因的总数为 50＋50×2 ＝150 个，Xh 的基因频率为：(1.4 3 ＋0.7 3 ×2＋5)÷150×100%＝3.96%。 答案 C 10．某植物种群中，AA 个体占 16%，aa 个体占 36%，该种群随机交配产生的后代中 AA 个体百分比、A基因频率和自交产生的后代中AA个体百分比、A基因频率的变化依次为( ) A．增大，不变；不变，不变 B．不变，增大；增大，不变 C．不变，不变；增大，不变 D．不变，不变；不变，增大 解析 A 基因频率＝16%＋1/2×(1－16%－36%)＝40%，a 基因频率为 60%。随机交配后， AA 基因型频率＝40%×40%＝16%；自交后代中 AA 基因型频率＝16%＋48%×1/4＝28%；无论 如何交配，基因频率亲子代不变化。 答案 C 11．右图表示长期使用一种农药后，害虫种群密度的变化情况，下列有关叙述错误的是 ( ) A．A 点种群中存在多种变异类型，是变异不定向的结果 B．A→B 的变化是生物与无机环境斗争的结果 C．B→C 是抗药性逐代积累的结果 D．农药使害虫产生了抗药性，并对害虫的抗药性变异进行定向选择 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 10 解析 变异是不定向的，可产生多种变异类型；A→B 是害虫与农药(无机环境)进行生 存斗争的过程，这一阶段中只有少数抗药性强的个体保留下来，此后这些抗药性强的个体大 量繁殖，对应于图中的 B→C；害虫产生抗药性变异是基因突变的结果，与农药无关。 答案 D