高一生物人教版必修二教案：7.2《现代生物进化理论的主要内容》B1

教案 B

三、情感、态度与价值观

形成生物进化的观点和生物进化理论在发展的观点。

教学重点

1．种群、基因库、基因频率、物种、隔离的概念。

2．突变和基因重组、自然选择、隔离在生物进化过程中的作用。

教学难点

1．基因频率的概念。

2．自然选择对基因频率的影响。

3．隔离在物种形成中的作用。

教学课时

3课时。

教学过程

第一课时

一、导入新课

1．以“问题探讨”引入，学生讨论后回答。

提示：一个基因所控制的性状，对个体生存和繁殖后代的贡献越大，拥有该基因的个体就可能越多。

2．我们已经知道地球上现存的有记载的生物种类大约200多万种，还有许许多多种生物没有被我们发现，没有发现的生物数目可能要比已经发现的多10倍，更何况已经绝灭的生物比现存的还要多得多。据估计，曾在地球上生活过的生物种数可能多达5亿~10亿。这么多的生物从无到有，从少到多，从简单到复杂，从低等到高等，一批又一批地“踏上”地球，又“远离”地球走向灭亡，进行着自然界的“新陈代谢”，这就是生物的进化。

二、新课教学

（一）种群基因频率的改变与生物进化

设置情景：如果在灰色翅（基因型为aa）昆虫的群体中，偶然出现一只绿色翅（基因型为Aa）的变异个体，且绿色比灰色更不易被捕食。那么，昆虫的翅色将怎样变化？

过渡：绿色个体即使不被捕食，也可能因其他原因而夭折。只有通过有性生殖，才能将基因传递给子代，将基因A保留下来。也就是说，出现有利变异个体内的有利基因只有在群体中，通过有性生殖才能世代延续，另外有利变异个体的后代不一定能真实遗传。因此，

研究生物的进化，仅仅研究个体的表现型是否与环境相适应是不够的，还需要研究群体的基因组成的变化。

1．种群是生物进化的基本单位

（1）种群

提问：为什么说种群是生物进化的单位呢？种群的定义是什么？

讲述：请通过实例分析归纳出种群的概念。例如：

①一个池塘中的全部鲤鱼；

②一个池塘中的全部鱼；

③一片草地上的全部植物；

④一片草地上的全部蒲公英。

引导学生总结出（1）与（4）属于种群，因此，总结出种群是指生活在同一地点的同种生物的全部个体。

提问：种群的组成有什么特点？个体之间存在着什么关系？

回答：种群个体间具有年龄和性别的差异，并不是机械的结合在一起。个体之间存在关系是：彼此可以交配实现基因交流，并通过繁殖将各自的基因传递给后代。

讲述：因此说种群是生物繁殖的基本单位。达尔文清楚地知道只有能遗传的变异才对进化过程有意义。也就是说可遗传的变异是物种或种群进化的基础。

（2）基因库

提问：种群中全部个体的基因称为什么？

回答：一个种群所含有的全部基因，叫做这个种群的基因库。

讲述：我们知道多指为显性基因控制的遗传病，而绝大多数人表现为正常。白化病是隐性基因控制的遗传病，但绝大多数人表现正常。

提问：以上事实说明了什么？

②对自然界的种群来说，这五个条件不可能同时都成立。例如，翅色与环境色彩较一致的，被天敌发现的机会就少些。

③突变产生新的基因会使种群的基因频率发生变化。基因A2的频率是增加还是减少，要看这一突变对生物体是有益的还是有害的。

2．突变和基因重组产生进化的原材料

我们已经知道了：（1）生物进化的实质是种群基因频率的改变。（2）种群是生物进化的单位。（3）影响种群基因频率改变的因素有基因突变、基因重组、自然选择等。

提问：基因突变与基因频率的改变有什么关系呢？

回答：基因突变是可遗传变异的根本来源。这是因为基因突变可产生新基因（等位基因），是基因频率改变的基础。

提问：基因突变有什么特点？

回答：基因突变的特点有：（1）普遍存在的；（2）随机发生的；（3）突变频率是很低的；（4）多数对生物体是有害的；（5）不定向的。

讲述：自然界中生物的自然突变频率很低，而且一般对生物体是有害的。

提问：为什么还能够改变种群中的基因频率呢？

回答：这是因为种群都由许多个体组成，每个个体都有成千上万个基因，虽然每个基因的突变率很低，但每个种群的每一代都会产生大量的突变基因。

讲述：例如，果蝇约有104对基因，假定每个基因的突变率都是10－5，对于一个中等大小的果蝇种群（约有108个个体）来说，每一代出现基因突变数是多少？

2×104×10－5×108﹦2×107（个）

说明种群中每一代产生的基因突变的数量是很大的，并通过繁殖得到积累是基因频率改变的基础。突变有利有害不是绝对的，是相对的。这取决于生物的生存环境。

提问：基因重组与基因频率的改变有什么关系？

回答：由于基因突变是不定向的，突变的结果可产生相应的等位基因。假如人的23对同源染色体上都有一对等位基因，通过减数分裂和受精作用，在后代中则可产生6 107个以上基因重组类型，使种群中出现大量的可遗传变异，从而使突变基因频率扩增。由于这些变异的产生是不定向的，无法定向改变基因频率。

探究：自然选择对种群基因频率变化的影响（P116-117）

教师可引导学生思考其中的问题，然后讨论回答。

提示：(1)树干变黑会影响桦尺蠖种群中浅色个体的出生率，这是因为许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天敌捕食。(2)是表现型。比如，天敌看到的是桦尺蠖的体色而不是控制体色的基因。

3．自然选择决定生物进化的方向

在自然选择的作用下，具有有利变异的个体有更多的机会产生后代，种群中相应基因的频率会不断提高；反之，具有不利变异的个体留下后代的机会少，种群中相应基因的频率会下降。

4．基因频率与基因型频率的计算

（1）利用种群中一对等位基因组成的各基因型个体数求解

种群中某基因频率=种群中该基因总数/种群中该对等位基因总数×100%

种群中某基因型频率=该基因型个体数/该种群的个体数×100%

（2）利用基因型频率求解基因频率

种群中某基因频率=该基因控制的性状纯合体频率＋1/2×杂合体频率

（3）利用遗传平衡定律求解基因频率和基因型频率

①遗传平衡指在一个极大的随机交配的种群中，在没有突变、选择和迁移的条件下，种群的基因频率和基因型频率可以世代保持不变。遗传平衡的种群中，某一基因位点上各种不同的基因频率之和以及各种基因型频率之和都等于是1。

②遗传平衡定律公式应用

遗传平衡群体中一对等位基因A、a的遗传平衡定律公式。

设群体中A的基因频率为p，a的基因频率为q。

♂（pA+qa）×♀（pA+qa）=p2AA+2pqAa+q2aa=1

即AA的基因频率为p2，Aa的基因型频率为2pq，aa的基因型频率为q2。

5．作业

教材118“练习”一、二。