教育精品：2019_2020学年高中生物第7章第2节现代生物进化理论的主要内容课件新人教版必修2201908081178.pptx

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1、第2节现代生物进化理论的主要内容一、种群基因频率的改变与生物进化(一)种群是生物进化的基本单位1.种群:指生活在一定区域的同种生物的全部个体。2.种群中的个体彼此可以交配,并通过繁殖将各自的基因传递给后代,种群也是生物繁殖的基本单位。3.基因库与基因频率(1)种群的基因库:指一个种群的全部个体所含有的全部基因。(2)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率。(3)计算:基因频率=(种群中某基因的总数/该基因及其等位基因的总数)100%。如:从某个群体中随机抽取100个个体,测知基因型为AA、Aa、aa的个体分别是30、60和10个,则基因A的频率为60%;基因a的频率为40%

2、。基因型AA的频率为30%;基因型Aa的频率为60%;基因型aa的频率为10%。基因型频率=(某基因型个体数/某种群个体总数)100%。(二)突变和基因重组产生进化的原材料(三)自然选择决定生物进化的方向 预习反馈判断正误。(1)判断下列所述情况是否是一个种群。一个池塘中的所有鱼类。()甲地池塘中的鲤鱼和乙地池塘中的鲤鱼。()一个池塘中的所有成年鲤鱼。()(2)一个种群中某基因占所有基因的比率叫做基因频率。()(3)所有变异都是生物进化的原材料。()(4)基因突变产生的有利变异决定生物进化的方向。()(5)生物进化过程的实质在于有利变异的保存。()(6)自然选择通过作用于个体而影响种群的基因频

3、率。()(7)一般来说,在自然环境中,频率高的基因所控制的性状更适应环境。()二、隔离与物种的形成 预习反馈判断正误。(1)交配后能产生后代的一定是同一物种。()(2)马和驴交配产生的后代骡,是一个新物种。()(3)存在生殖隔离的种群不一定存在地理隔离。()(4)隔离产生后,自然选择对不同种群基因频率的改变所起的作用是有差别的。()(5)突变的可遗传性阻碍生物进化。()(6)物种的形成可以不经过隔离。()(7)地理隔离导致的结果是不能产生可育的后代。()(8)种群间的地理隔离可阻止基因交流,但不一定出现生殖隔离。()(9)生殖隔离一定来自地理隔离。()三、共同进化与生物多样性的形成1.共同进化

4、 2.生物多样性的形成 预习反馈判断正误。(1)捕食者的存在不利于被捕食者的生存。()(2)生物多样性包括基因多样性、个体多样性和生态系统多样性。()(3)共同进化都是通过物种之间的生存斗争实现的。()(4)最早出现的生物是单细胞的厌氧型生物。()(5)研究生物进化的主要依据是化石。()(6)现代生物进化理论已经完善,不再发展。()探究点一探究点二探究点三基因库、基因频率和基因型频率问题情景分析材料,根据孟德尔的分离定律,回答下列问题。材料在某昆虫种群中,决定翅色为绿色的基因为A,决定翅色为褐色的基因为a,从这个种群中随机抽取100个个体,测得基因型为AA、Aa和aa的个体数量分别为30、60

5、和10,就这对等位基因来说,每个个体可以看作含有2个基因。假设该昆虫种群非常大,所有的雌雄个体间都能自由交配并产生后代,没有迁入和迁出,自然选择对翅色这一相对性状没有作用,基因A和a都不产生突变。1.该种群产生的A配子和a配子的比率各是多少?子一代基因型的频率各是多少?提示:A配子占60%,a配子占40%。子一代基因型的频率:AA占36%,Aa占48%,aa占16%。探究点一探究点二探究点三2.子一代种群的基因频率各是多少?提示:子一代种群的基因频率:A占60%,a占40%。3.子二代、子三代以及若干代以后,种群的基因频率会同子一代一样吗?请完成下表。提示:一样。探究点一探究点二探究点三4.若

6、上述计算结果是建立在五个假设条件基础上的,对自然界种群来说,这五个条件都成立吗?你能举出哪些实例?提示:对自然界的种群来说,这五个条件不可能同时都成立。例如,昆虫的翅色与环境色彩较一致,被天敌发现的机会就少些。探究点一探究点二探究点三归纳提升种群中基因频率的计算规律1.在种群中一对等位基因的基因频率之和等于1,基因型频率之和也等于1。2.基因频率的计算规律(以人类为例)(1)若某基因在常染色体上,则3.根据基因型频率计算基因频率的方法A的基因频率=AA的基因型频率+1/2Aa的基因型频率,a的基因频率=aa的基因型频率+1/2Aa的基因型频率。探究点一探究点二探究点三4.根据遗传平衡定律计算基

7、因频率和基因型频率(1)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,又称为哈迪温伯格定律。种群非常大;所有雌雄个体之间自由交配;没有迁入和迁出;没有自然选择;没有基因突变。(2)计算公式。当等位基因只有两个(A、a)时,设p表示A的基因频率,q表示a的基因频率,则:基因型AA的频率=p2基因型Aa的频率=2pq基因型aa的频率=q2探究点一探究点二探究点三5.自交和自由交配时基因型频率变化规律(1)自交:种群个体自交时,纯合子增多,杂合子减少,基因型频率发生改变。自交过程不改变基因频率

8、。(2)自由交配:在无基因突变、各种基因型的个体生活力相同时,处于遗传平衡的种群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。如果一个种群没有处于遗传平衡状态,自由交配不改变基因频率,但改变基因型频率。探究点一探究点二探究点三典例剖析(2019天津理综)囊鼠的体毛深色(D)对浅色(d)为显性,若毛色与环境差异大则易被天敌捕食。调查不同区域囊鼠深色表现型频率,检测并计算基因频率,结果如图。探究点一探究点二探究点三下列叙述错误的是()A.深色囊鼠与浅色囊鼠在不同区域的分布现状受自然选择影响B.与浅色岩P区相比,深色熔岩床区囊鼠的杂合体频率低C.浅色岩Q区的深色囊鼠的基因型为D

9、D、DdD.与浅色岩Q区相比,浅色岩P区囊鼠的隐性纯合体频率高探究点一探究点二探究点三解析:据图分析可知,深色囊鼠在深色熔岩床区表现型频率高,而在浅色岩P区和浅色岩Q区频率较低,因此,深色囊鼠与浅色囊鼠在不同区域的分布现状受自然选择影响,A项正确;浅色岩P区囊鼠的深色表现型频率(DD、Dd)为0.18,D基因的频率为0.1,设DD的频率为x,Dd的频率为y,则x+y=0.18,x+y=0.1,则x=0.02,y=0.16,浅色岩P区囊鼠的杂合体频率为0.16,同理,深色熔岩床区囊鼠的杂合体(Dd)频率=0.5,与浅色岩P区相比,深色熔岩床区囊鼠的杂合体频率高,B项错误;囊鼠的体毛深色(D)对浅

10、色(d)为显性,因此,浅色岩Q区的深色囊鼠的基因型为DD、Dd,C项正确;浅色岩Q区隐性纯合体(dd)的频率=1-0.5=0.5,而浅色岩P区囊鼠的隐性纯合体(dd)的频率=1-0.18=0.82,因此,与浅色岩Q区相比,浅色岩P区囊鼠的隐性纯合体频率高,D项正确。答案:B探究点一探究点二探究点三活学活练1.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%,无条纹个体占15%,若蜗牛间进行自由交配得到F1,则F1中A的基因频率和Aa的基因型频率分别为()A.30%,21%B.30%,42%C.70%,21%D.70%,42%解析:在一个地区的蜗牛种群内

11、,有条纹(AA)个体占55%,无条纹个体占15%,则有条纹(Aa)个体占30%,A的基因频率=AA的基因型频率+1/2Aa的基因型频率=55%+1/230%=70%,同理,a的基因频率=30%。若蜗牛间进行自由交配得到F1,根据遗传平衡定律,F1中Aa的基因型频率=270%30%=42%。答案:D探究点一探究点二探究点三2.某动物种群中AA、Aa和aa的基因型频率分别为0.3、0.4和0.3,且种群数量足够大、不发生基因突变、自然选择不起作用、没有迁入迁出,则下列分析错误的是()A.如果种群中个体间随机交配,该种群的子一代中aa的基因型频率为0.25B.如果该种群的子一代再随机交配,其后代中a

12、a的基因型频率会发生改变C.如果该种群个体只在相同基因型之间进行交配,其子一代中AA的基因型频率为0.4D.如果子一代也同样只发生相同基因型之间的交配,AA的基因型频率会发生改变探究点一探究点二探究点三解析:由分析可知,该动物种群中A的基因频率为0.3+1/20.4=0.5,a的基因频率为1-0.5=0.5。如果种群中个体间随机交配,该种群的子一代中aa的基因型频率为0.50.5=0.25;由题意知,该种群数量足够大、不发生基因突变、自然选择不起作用、没有迁入迁出,可以认为遵循遗传平衡定律,根据遗传平衡定律可知,该种群的子一代再随机交配,其后代中aa的基因型频率不会发生改变;如果该种群只在相同

13、基因型之间进行交配,即发生自交,其子一代中AA的基因型频率为0.3+0.41/4=0.4;如果子一代也同样只发生相同基因型之间的交配,AA的基因型频率会发生改变。答案:B探究点一探究点二探究点三物种形成与生物进化问题情景完善物种形成图解,并回答下列问题。探究点一探究点二探究点三1.物种和种群有什么区别?二者存在什么关系?提示:种群强调的是同一自然区域、同种生物的全部个体,物种则强调能相互交配并产生可育后代的一群生物。同一种群的个体一定属于同一物种,同一物种的个体可能分布于不同的区域形成不同的种群。不同种群的个体可能属于同一物种,不同物种的个体一定属于不同的种群。2.物种形成的基本环节是什么?物

14、种形成和生物进化的关系?提示:突变和基因重组、自然选择以及隔离是物种形成的三个环节。物种形成必定伴随着生物进化,但生物进化不一定导致新物种形成。探究点一探究点二探究点三3.地理隔离一定会产生生殖隔离吗?举例说明。提示:不一定。长期的地理隔离可能会产生生殖隔离,但是也不一定,如华南虎和东北虎,虽然经过长期的地理隔离,但是没有产生生殖隔离。4.若由于某种原因,某二倍体植物加倍成了四倍体植物,那么该四倍体和二倍体之间存在生殖隔离吗?这说明什么?提示:该二倍体植物与其加倍形成的四倍体植物的杂交后代是三倍体,三倍体是不育的,所以该四倍体与对应的二倍体之间存在生殖隔离。这说明不经过地理隔离也能产生生殖隔离

15、。探究点一探究点二探究点三归纳提升1.隔离在物种形成中的作用不同种群间的个体,在自然条件下基因不能自由交流的现象叫做隔离。地理隔离和生殖隔离是最常见的隔离类型。探究点一探究点二探究点三探究点一探究点二探究点三2.物种形成与生物进化的不同 探究点一探究点二探究点三典例剖析由于某种原因,某一小岛上的野兔原种种群的部分个体分别迁移到了两个其他的小岛上。下图表示野兔原种进化的过程,下列相关说法不正确的是()A.新物种1与新物种2基因库不完全相同B.由野兔原种形成新物种显示了物种形成的一种方式,即经地理隔离而达到生殖隔离C.图中X、Y分别表示突变和基因重组、自然选择,Z仅表示自然选择过程D.在新物种形成

16、的过程中一定存在种群基因频率的改变探究点一探究点二探究点三解析:新物种1与新物种2的基因库有相同之处,也有不同之处;图中显示了经地理隔离达到生殖隔离的形成新物种的一种方式;种群产生不同性状是突变和基因重组的结果,有利性状个体保存是自然选择的结果,因此,X、Y分别表示突变和基因重组、自然选择,Z表示生殖隔离;在新物种形成的过程中,自然选择的作用使种群的基因频率发生了定向改变。答案:C探究点一探究点二探究点三活学活练1.下图表示生物新物种形成的基本环节,对图示分析正确的是()A.a表示基因突变和基因重组,是生物进化的原材料B.b表示生殖隔离,生殖隔离是生物进化的标志C.c表示新物种形成,新物种与生

17、活环境共同进化D.d表示地理隔离,是新物种形成的必要条件探究点一探究点二探究点三解析:a表示突变和基因重组,突变包括基因突变和染色体变异;b表示生殖隔离,新物种形成的标志是生殖隔离,生物进化的标志是种群基因频率的改变;d表示地理隔离,新物种的形成不一定需要地理隔离。答案:C探究点一探究点二探究点三2.现代生物进化理论是在达尔文自然选择学说的基础上发展起来的。现代生物进化理论对自然选择学说的完善和发展表现在()突变和基因重组产生进化的原材料种群是进化的基本单位自然选择是通过生存斗争实现的自然选择决定生物进化的方向生物进化的实质是种群基因频率的改变隔离导致物种形成适者生存,不适者被淘汰A.B.C.

18、D.探究点一探究点二探究点三解析:突变和基因重组产生进化的原材料,生物进化的实质是基因频率的改变,隔离导致物种形成,现代生物进化理论认为种群是进化的基本单位,这是现代生物进化理论对自然选择学说的完善和发展;是自然选择学说的核心内容,不是对自然选择学说的完善和发展。答案:A探究点一探究点二探究点三共同进化与生物多样性问题情景结合下列图解,请回答下列问题。探究点一探究点二探究点三1.什么是共同进化?提示:共同进化是指不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展。2.在捕食者与被捕食者的共同进化中,从生物个体和种群两个方面分析,是有利的还是有害的?提示:从个体考虑,对被淘汰的个体来说是

19、有害的;从种群考虑,无论是对捕食者还是对被捕食者,都有利于种群的发展。3.试分析形成生物多样性的原因。提示:生物多样性的形成是多种多样的环境对生物的不定向变异进行选择的结果。形成生物多样性的根本原因是基因多样性,直接原因是蛋白质的多样性。探究点一探究点二探究点三归纳提升1.共同进化(1)不同生物之间的共同进化有的通过种间互助实现,有的通过生存斗争实现。(2)生物能够适应一定的环境,也能够影响环境,生物与无机环境之间是相互影响、共同演变的,生物与无机环境之间的共同进化是通过二者的相互影响实现的。探究点一探究点二探究点三2.生物多样性的三个层次(1)生物多样性各层次间的关系生物多样性包括基因多样性

20、、物种多样性和生态系统多样性三个层次,三个层次之间的关系可以用下图的形式描述。探究点一探究点二探究点三(2)生物多样性形成的原因分析从分子水平看:从进化角度看:物种多样性与生态系统多样性主要是生物的不定向变异与定向选择在进化过程中共同作用的结果。探究点一探究点二探究点三典例剖析下列有关生物进化与生物多样性形成的叙述,正确的是()A.一个物种的形成或绝灭,不会影响到其他物种的进化B.物种之间的共同进化都是通过物种之间的生存斗争实现的C.生物多样性的形成过程,也就是新物种不断形成的过程D.捕食者的存在有利于增加物种的多样性解析:任何一个物种都不是单独进化的,故一个物种的形成或绝灭会影响到其他若干个

21、物种的进化;物种之间的共同进化有的通过物种之间的生存斗争实现,有的通过物种之间的种间互助实现;生物多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性,故新物种不断形成的过程只是生物多样性形成过程的一个方面;捕食者往往捕食个体数量较多的物种,这样就会避免一种或几种生物在生态系统中占绝对优势,为其他物种的形成腾出空间。答案:D探究点一探究点二探究点三活学活练1.某种兰花有细长的花矩(下图),花矩顶端贮存着花蜜,这种兰花的传粉需借助具有细长口器的蛾在吸食花蜜的过程中完成。下列叙述正确的是()A.蛾口器的特征决定兰花花矩变异的方向B.花矩变长是兰花新种形成的必要条件C.口器与花矩的相互适应是共同进化的结

22、果D.蛾的口器会因吸食花蜜而越变越长解析:变异是不定向的,A项错误。新物种形成的必要条件是生殖隔离,花矩变长不一定出现生殖隔离,B项错误。该兰花的花矩与该种蛾的口器相互适应,体现了共同进化,C项正确。蛾口器的长短是自然选择的结果,保留下来的是适应环境的变异类型,而不是通过用进废退形成的,D项错误。答案:C探究点一探究点二探究点三2.下列关于进化和生物多样性的叙述,正确的是()A.共同进化是通过物种之间的生存斗争实现的B.长期大量使用农药会导致具有抗药性的个体比例增加C.捕食者的存在不利于增加物种的多样性D.生物多样性主要包括物种多样性、种群多样性和生态系统多样性解析:共同进化既包括生物之间的共同进化,也包括生物与环境之间的共同进化,A项错误;捕食者的存在有利于增加物种的多样性,C项错误;生物多样性主要包括基因的多样性、物种的多样性和生态系统的多样性,D项错误。答案:B