2019-2020年高中生物 （人教大綱版）第二冊 第七章　生物的進化 第七章生物的進化(第二課時).doc

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2019-2020年高中生物 （人教大綱版）第二冊 第七章　生物的進化 第七章生物的進化(第二課時) ●教學(xué)過程 ［導(dǎo)課］ 通過上節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們已經(jīng)知道了：（1）種群是生物進化的單位，同時也是生物繁殖的單位。（2）種群的基因庫中，某種基因頻率不是一成不變的，而是在不斷改變的。（3）生物進化的過程實質(zhì)就是種群基因頻率發(fā)生變化的過程。 那么，是哪些因素導(dǎo)致了種群基因頻率的改變呢？基因頻率的改變又是如何導(dǎo)致生物進化的呢？ ［教學(xué)目標達成］ （二）突變和基因重組產(chǎn)生進化的原材料 講述：在第六章第四節(jié)我們學(xué)習(xí)了“生物的變異”的有關(guān)內(nèi)容。知道可遺傳的變異可以引起生物的進化。那么，可遺傳的變異的來源有哪幾個方面呢？ （回答：基因突變、基因重組和染色體變異。） 其中，我們把基因突變和染色體變異統(tǒng)稱為突變。也就是說，突變和基因重組引起了可遺傳的變異，對生物的進化起到了非常重要的作用。實質(zhì)上，突變、基因重組、自然選擇等因素均能影響種群的基因頻率的改變，而基因頻率的改變造成了生物的進化。 基因突變與基因頻率的改變有什么關(guān)系呢？ 前面我們學(xué)過：基因突變可以產(chǎn)生新的等位基因，是可遺傳變異的根本來源，是基因頻率改變的基礎(chǔ)。 根據(jù)我們所知道的基因突變的特點，我們知道：自然界中生物的自然突變頻率很低，而且一般對生物體是有害的。為什么還能夠改變種群中的基因頻率呢？（學(xué)生討論后得出結(jié)論） 這是因為種群是由許多個體組成的。每個個體都有成千上萬個基因，雖然每個基因的突變率都很低，但每個種群的每一代都會產(chǎn)生大量的突變基因，所以對于種群來說發(fā)生突變的數(shù)量是很大的。 例如：每個果蠅約有104對基因，假定每個基因的突變率都是10－5。若有一個中等數(shù)量的果蠅種群（約有108個個體），請同學(xué)們計算出每一代出現(xiàn)的基因突變數(shù)是多少？ （由學(xué)生計算得出）每代出現(xiàn)基因突變數(shù)是2107個。這說明種群中每代產(chǎn)生的基因突變的數(shù)量是很大的，并通過繁殖得到積累，成為基因頻率改變的基礎(chǔ)。而且突變的有利或有害并不是絕對的，而是相對的，它取決于生物的生存環(huán)境。上節(jié)課我們觀看了英國曼徹斯特地區(qū)19世紀中期到20世紀中期淺色樺尺蠖和黑色樺尺蠖比例變化的畫面。在19世紀中期，黑色基因是基因突變產(chǎn)生的，對樺尺蠖的生存是有害的；但隨著英國工業(yè)的發(fā)展，樺尺蠖生存的環(huán)境發(fā)生改變，有害的黑色基因變?yōu)橛欣幕颉? 在突變過程中產(chǎn)生了許多相應(yīng)的等位基因。通過有性生殖過程中的基因重組，形成了多種多樣的基因型，從而使種群出現(xiàn)大量的可遺傳變異。例如，人有23對染色體，即使每對染色體只含有一對雜合的等位基因，通過自由組合就會產(chǎn)生出8萬多種不同配子，這樣在一個新生兒中就可能有6107個以上的基因重組類型。這樣，突變和基因重組造成基因頻率擴增。而使可遺傳的變異大大增加。但是，這些變異的產(chǎn)生是不定向的，因此，無法定向改變基因頻率，也就不能決定生物進化的方向。 （三）自然選擇決定生物進化的方向 指導(dǎo)學(xué)生閱讀課文P60~P61，同時展示英國曼徹斯特地區(qū)從19世紀中期到20世紀中期樺尺蠖比例發(fā)生變化的多媒體課件。 組織學(xué)生討論，從宏觀（性狀）和微觀（基因）兩方面分析生物進化的原因。 1.從宏觀（性狀）上看進化過程為：19世紀中期樺尺蠖的淺色性狀與環(huán)境色彩相似，屬于保護色，較能適應(yīng)環(huán)境而大量生存；黑色性狀與環(huán)境色彩差異很大，不能適應(yīng)環(huán)境，易被捕食者捕食。因此，突變產(chǎn)生后，后代的個體數(shù)受到限制。19世紀中期到20世紀中期，由于地衣死亡，樺尺蠖棲息的樹干裸露并被煙熏黑，使得黑色性狀與環(huán)境色彩相似而大量生存；淺色性狀與環(huán)境色彩差異很大，易被捕食者捕食而大量被淘汰。表現(xiàn)為適者生存，不適者被淘汰。 2.從微觀（基因）來看進化過程為：19世紀中期以前，由于黑色基因（S）為不利變異基因，控制的性狀不能適應(yīng)環(huán)境而受到限制，因此，當(dāng)時種群中淺色基因（s）的頻率為95%，黑色基因（S）的頻率為5%。到20世紀中期由于黑色基因（S）控制的性狀能適應(yīng)環(huán)境而大量生存并繁殖后代，淺色基因（s）控制的性狀不能適應(yīng)環(huán)境而大量被淘汰，使后代數(shù)量大量減少。結(jié)果淺色基因（s）的頻率下降為5%，黑色基因（S）的頻率上升為95%。結(jié)果是淘汰了不利變異的基因，而保留了有利變異基因，通過遺傳逐漸積累。 由此可見，種群中產(chǎn)生的變異是不定向的，經(jīng)過長期的自然選擇，其中的不利變異被不斷淘汰，有利變異則逐漸積累，從而使種群的基因頻率發(fā)生定向改變，導(dǎo)致生物朝著一定的方向緩慢地進化。因此，生物進化的方向是由自然選擇決定的。 （四）隔離導(dǎo)致物種的形成 從曼徹斯特地區(qū)的樺尺蠖進化過程我們可以看出，樺尺蠖還是一個種群，個體之間彼此可以自由交配，實現(xiàn)基因交流，并通過繁殖將各自的基因傳遞給后代。因此沒有產(chǎn)生新的物種。 什么是物種呢？物種是如何形成的呢？ 閱讀教材P62，畫出物種的概念。明確不同物種之間一般是不能交配的，即使交配成功，也不能產(chǎn)生可育的后代。例如：馬和驢雜交繁殖騾子不育就是如此。這種現(xiàn)象稱之為生殖隔離。生殖隔離是隔離的一種類型。在自然界中，新物種的形成往往要有隔離發(fā)生。閱讀P61~P63，畫出隔離、地理隔離、生殖隔離的概念。 演示多媒體課件：加拉帕戈斯群島的地圖，群島的不同小島上的植被情況（突出果實的大?。?，具有不同特征的地雀（特別突出地雀喙形大小的特征）。讓學(xué)生根據(jù)地雀喙形大小的特征和島嶼生存條件將地雀安放在適宜的島上（放錯會發(fā)出鳴響）。 加拉帕戈斯群島上的14種地雀都起源于同一個物種，是南美雀類的后代。從南美大陸遷來后，逐漸分布到不同的群島上，群島之間的海洋起到了地理隔離的作用。被地理條件隔離開的小種群的基因組成或基因頻率起初就不可能完全相同。長期的隔離使被分割的小種群可能會出現(xiàn)完全不同的突變，而且各種群間沒有基因交流，因此一個種群中的突變自然不會引起另一種群的改變。各種群生活在不同的生存環(huán)境中，因而有不同的選擇方向。即不同種群選擇保留下的基因不同，使分開的種群的基因庫組成和基因頻率產(chǎn)生了很大的差異。這就是14種地雀形態(tài)特征顯著差異的根本原因。 經(jīng)過長期的地理隔離，不同種群在形態(tài)特征、生活習(xí)性上有了顯著的差異，若再次相遇仍能交配和繁育后代，這樣的不同種群稱之為亞種。如東北虎和華南虎屬于不同的虎亞種。如果通過長期的地理隔離，使不同種群個體之間形成生殖隔離，新物種就形成了。如加拉帕戈斯群島上的14種地雀的形成過程，就是如此。 因此說，物種形成的原因是突變和基因重組、自然選擇及隔離三個基本環(huán)節(jié)綜合作用的結(jié)果。不同新物種形成的過程進行得十分緩慢，往往需要成千上萬代甚至更長。 ［教學(xué)目標鞏固］ 1.物種是指分布在一定的______，具有一定的______和______，而且在自然狀態(tài)下能夠相互______和______，并能夠產(chǎn)生出______的一群生物個體。 答案：自然區(qū)域　形態(tài)結(jié)構(gòu)　生理功能　交配　繁殖　可育后代 2.隔離就是將種群分隔成許多個______，使彼此之間______。______是新物種形成的必要條件。自然界中比較常見的一種物種形成方式是經(jīng)過長期的______而達到______。 答案：小種群　不能交配　隔離　地理隔離　生殖隔離 3.果蠅約有104對基因，假設(shè)每個基因的突變率都是10－6，該種群有1010個個體。則每一代出現(xiàn)的基因突變數(shù)是______。 解析：210410－61010=2108。 答案：2108 4.在英國的曼徹斯特地區(qū)，存在著尺蛾的兩個變種。該地區(qū)原為森林，后建成工業(yè)區(qū)。下表為該地區(qū)1850年前后兩個變種尺蛾的數(shù)量比。出現(xiàn)這種變化的原因是 森林時期 建成工業(yè)區(qū)后50年 灰尺蛾 黑尺蛾 灰尺蛾 黑尺蛾 99% 1% 1% 99% A.工業(yè)煙煤使灰尺蛾變?yōu)楹诔叨? B.灰尺蛾遷出，黑尺蛾遷入 C.自然選擇的作用 D.變異的作用 答案：C 5.我國的東北虎和華南虎，由于長期生活于不同的地理環(huán)境，已成為兩個不同的虎亞種。如果達到彼此相遇已不能雜交，也就產(chǎn)生了 A.隔離　 B.地理隔離　　　 C.生殖隔離　　　 D.變異 答案：C ［布置作業(yè)］ P63復(fù)習(xí)題一、2；　二、3、4、5；　三、3、4 ［結(jié)課］ 以自然選擇學(xué)說為核心的現(xiàn)代生物進化理論的基本觀點是：種群是生物進化的基本單位，生物進化的實質(zhì)在于種群基因頻率的改變。突變和基因重組、自然選擇及隔離是物種形成過程的三個基本環(huán)節(jié)，通過它們的綜合作用，種群產(chǎn)生分化，最終導(dǎo)致新物種的形成。在這個過程中，突變和基因重組產(chǎn)生生物進化的原材料，自然選擇使種群的基因頻率定向改變并決定生物進化的方向，隔離是新物種形成的必要條件。 ●板書設(shè)計 第七章　生物的進化 （二）突變和基因重組產(chǎn)生生物進化的原材料 1.種群中基因突變的特點 突變數(shù)很大，不定向。 2.種群中基因重組的結(jié)果 產(chǎn)生更多變異，不定向。 結(jié)論：提供進化的原材料。 （三）自然選擇決定進化的方向 原因：淘汰不利變異基因，積累有利變異基因。 結(jié)果：使基因頻率定向改變。 （四）隔離導(dǎo)致物種形成 1.物種的概念 2.隔離 （1）概念 （2）分類：主要是地理隔離和生殖隔離 3.物種的形成