高三一轮复习生物《现代生物进化理论综合复习（一）》教学设计

“现代生物进化理论综合复习（一）”教学设计 一、（教学目标）学习目标与重难点 1. 学习目标（教学目标） 概述达尔文自然选择学说的主要内容。 评述达尔文自然选择学说的贡献和局限性。 解释种群、种群基因库、基因频率等概念。 运用数学方法讨论种群基因频率的变化。 说明现代进化论的主要内容。 2.学习重难点（教学重难点） （1）学习重点（教学重点） 达尔文自然选择学说的主要内容。 分析达尔文自然选择学说的贡献和局限性。 种群、基因频率等概念。 突变和基因重组、自然选择在生物进化过程中的作用。 （2）学习难点（教学难点） 分析达尔文自然选择学说的局限性。 基因频率的概念。 自然选择对种群基因频率的影响。 二、教学过程 教学环节 师生活动 设计意图 课程导入 英国的曼彻斯特地区有一种桦尺蠖，它们夜间 活动，白天栖息在树干上。该地区原来树木茂 盛，树干表面长满浅色的地衣。19 世纪中期以 前，桦尺蠖几乎都是浅色的，黑色个体很少。 后来曼彻斯特成为工业区，树干表面落满黑色 的煤烟灰。到了 20 世纪中期，生物学家们发现， 黑色的桦尺蠖却成了常见种。出现这种变化的 原因究竟是什么？要解释这一问题，还要从生 物进化论的发展说起。 通过具体事例引出 本节课复习重点，明 确学习目标和学习 重难点。 现代生物进化 理论的由来 1、拉马克的进化论： 历史上第一个提出比较完整的进化学说的，是 法国博物学家拉马克。他通过对植物和动物的 大量观察，提出地球上的所有生物都不是神造 的，而是由更古老的生物进化来的；生物是由 低等到高等逐渐进化的；生物各种适应性特征 的形成都是由于用进废退和获得性遗传。这是 生物不断进化的主要原因。拉马克的进化学说， 在人们信奉神创论的时代是具有进步意义的。 杂交育种的原理：基因重组。 2、达尔文的进化论： 拉马克的进化论提出以后，并没有引起社会的 重视。就连达尔文在开始他著名的 5 年航海旅 程时，也还认为物种是不变的，而且都是神创 造的。在 5 年的航海旅行中，他仔细观察了世 界各地的动植物和化石，发现许多现象是传统 的观点难以解释的，从而摒弃了神创论的观点， 坚信生物是不断进化的。后来，他又通过大量 的观察和思考，提出了自然选择学说。达尔文 的自然选择学说，表明了生物进化的内因是遗 传与变异，而适者生存是自然选择的结果。同 时指出了，可遗传的有利变异和环境的定向选 择是生物适应形成的必要条件。最终揭示了生 物的统一性、多样性和适应性。 3、达尔文进化论的优点与局限性： 达尔文创立的进化论从丰富的事实出发，论证 了生物是不断进化的，并且对生物进化的原因 通过复习进化论的 由来及发展，理解达 尔文进化论的优点 与局限性。 提出了合理的解释。这就使生物学第一次摆脱 了神学的束缚，走上了科学的轨道。还指出了 所有的生物都有共同的祖先，揭示了生物的统 一性。而生物的多样性和适应性是生物进化的 结果。同时还反对神创论和物种不变论，为辩 证唯物主义世界观提供了有力的武器。以上就 是达尔文的进化论具有的积极意义。 但是，由于受到当时科学发展水平的限制，达 尔文的自然选择学说也存在着一定的局限性。 对于遗传和变异的本质，达尔文还不能做出科 学的解释。对生物进化的解释也局限于个体水 平，而实际上，如果个体出现可遗传的变异， 相应基因必须在群体里扩散并取代原有的基 因，这样新的生物类型才可能形成。同时，达 尔文强调物种形成都是渐变的结果，不能很好 地解释物种大爆发等现象。这些都说明，即使 像达尔文这样伟大的科学家，其思想观点也会 有历史的局限性。 4、现代进化论： 随着生物科学的发展，关于遗传和变异的研究， 已经从性状水平深入到基因水平，人们逐渐认 识到遗传和变异的本质。获得性遗传的观点， 已经被大多数学者所摒弃。关于自然选择的作 用等问题的研究，已经从以生物个体为单位， 发展到以种群为基本单位。这样就形成了以自 然选择学说为核心的现代生物进化理论，从而 极大地丰富和发展了达尔文的自然选择学说。 概括的认识现代进 化理论。 种群基因频率的 改变与生物的进 1、种群是生物进化的基本单位 化 --种群是生物进 化的基本单位 种群是指生活在一定区域的同种生物的全部个 体。种群中的个体并不是机械地集合在一起， 而是彼此可以交配，并且通过繁殖将各自的基 因传给后代。种群在繁衍过程中，个体有新老 交替，基因却代代相传。 一个种群中全部个体所含有的全部基因叫做这 个种群的基因库。 在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基 因数的比率，叫做基因频率。 掌握基因频率与基 因型频率的关系。 补充说明 1、不同的基因在基因库中的频率是不同的。我 们可以利用相关公式来进行计算。 2、基因频率等于某种基因的数目比上控制同种 性状的等位基因的总数，再乘以百分之百。基 因型频率则是用特定基因型的个体数比上种群 中的个体总数，再乘以百分之百。 3、在一个种群中，一对等位基因的基因频率之 和等于一，基因型频率之和也等于一。 4、一个等位基因的基因频率又等于该基因纯合 子的基因型频率与杂合子的基因型频率的二分 之一之和。例如：A 的基因频率=AA 的基因型 频率＋1/2 的 Aa 的基因型频率。 5、关于伴性遗传中伴 X 染色体遗传的基因频 率的计算：因为此类基因位于 X 染色体的非同 源区段上，所以 Y 染色体上没有对应的基因。 又因为女性有两条 X 染色体，男性只有一条 X 染色体，所以一个女性个体有两个相关基因， 而一个男性个体只有一个相关基因。 6、关于特殊情况下的基因频率的计算： 在一个有性生殖的自然种群中，当等位基因只 有一对，例如 A 和 a 时，设 A 的基因频率为 p， a 的基因频率为 q，则 p＋q＝1。当这个种群足 够大，且个体间可以随机交配时：子代中 AA 即显性纯合子的基因型频率为 p 的平方，Aa 即 杂合子的基因型频率为 2 倍的 pq，aa 即隐性 纯合子的基因型频率为 q 的平方。根据 p＋q＝ 总结基因频率和基 因型频率的计算公 式。 掌握伴性遗传的相 关基因频率的计算 方法。 掌握通过基因频率 计算出基因型频率 的方法，以及通过基 因型频率计算出基 因频率的方法。 1，则可推出(p＋q)2 ＝ p2＋2pq＋q2 ＝1 即 AA 的基因型频率＋Aa 的基因型频率＋aa 的基因型频率之和等于 1。 种群基因频率的 改变与生物的进 化 --突变和基因重 组产生进化的原 材料 2、突变和基因重组产生进化的原材料 达尔文曾明确指出，可遗传的变异是生物进化 的原材料。现代遗传学的研究表明，可遗传的 变异来源于基因突变、基因重组和染色体变异。 其中，基因突变和染色体变异统称为突变。 当种群足够大，种群中所有的雌雄个体间都能 自由交配并产生后代，没有迁入迁出并且所有 基因型的昆虫的生存能力均相同时，那么，亲 代与子代之间的基因型频率或许不同，但基因 频率却不发生改变。需要注意的是，自交，会 因杂合子逐代减少，而发生基因型频率的改变， 但是无论自交还是自由交配，亲代与子代的基 因频率都不会发生改变。 理解突变和基因重 组对种群基因频率 的影响。 回顾导入问题 19 世纪中期以前，桦尺蠖几乎都是浅色的，黑 色个体很少。后来曼彻斯特成为工业区，树干 表面落满黑色的煤烟灰。到了 20 世纪中期，黑 色的桦尺蠖却成了常见种。出现这种变化的原 因究竟是什么？这是自然选择的结果。 解决导入问题，引出 自然选择的作用，并 分析自然选择的实 质。 种群基因频率的 改变与生物的进 化 --自然选择决定 进化的方向 3、自然选择决定进化的方向。 这也是现代生物进化理论的主要内容之一。种 群中产生的变异是不定向的。自然选择淘汰其 中的不利变异，保留其中的有利变异。自然选 择直接选择的是生物性状，但从根本上选择的 是相关基因。这就使种群的基因频率发生了定 向改变，从而决定生物进化的方向。这也是生 物进化的实质。 理解自然选择在生 物进化中的作用。 本节小结 现代生物进化理论，是在自然选择学说的基础 之上发展建立的。明确了种群基因频率的改变 与生物进化的关系。提出了种群是生物进化的 基本单位，突变和基因重组为进化提供了原材 料，自然选择使种群的基因频率发生了定向改 变，从而决定了生物进化的方向。 对本节课的主要内 容进行总结，突破本 节课的重难点。 评价与反馈 1、某自花传粉植物种群中，亲代中 AA 基因型 个体占 30%，aa 基因型个体占 20%，则亲代 A 的基因频率和 F1 中 AA 的基因型频率分别是 ( ) A. 55%和 32.5% B. 55%和 42.5% C. 45%和 42.5% D. 45%和 32.5% 2、某工厂有男女职工各 200 名，对他们进行调 查时发现，女性色盲基因携带者为 15 人，女性 患者 1 人，男性患者 14 人，这个群体中色盲基 因的频率应为 （ ） A. 15% B. 3.88% C. 5.17% D. 10.3% 3、在某一人群中，经调查得知，隐性性状的个 体占 16%，那么该人群中 AA 和 Aa 基因型频 率分别是 ( ) A. 0.36、0.48 B. 0.36、0.24 C. 0.16、0.48 D. 0.16、0.36 4、某人群中某常染色体显性遗传病的发病率为 19%，一对夫妇中妻子患病，丈夫正常，他们 所生的子女患该病的概率是( ) A.9/10 B.10/19 C.1/19 D.1/2 5、如果在一个种群中，AA 占 25%，Aa 占 50%， aa 占 25%。如果因为环境的变化，每年 aa 的 个体减少20%，AA和Aa的个体分别增加20%， 一年后，aa 的个体在种群中的比例为( ) A. 23.7% B. 20% C. 18.2% D. 15.6% 环境变化前 a 的基因频率为（ ），环境变化 后 a 的基因频率为（ ） A. 50% B. 54.5% C.45.5% D. 60% 6、某科研小组用面粉甲虫研究人工选择的功 效，他们称量甲虫蛹的体重，并选择部分个体 作为下一代的亲本，实验结果如图所示。下列 相关叙述不正确的是（ ） A. 实验者在每个世代中选择了体重最大的部 分蛹作为亲本 B. 体重越大的个体在自然环境中的生存和繁 殖能力越强 C. 该实验中人工选择的方向与自然选择的方 向是相反的 D. 该实验中每一代甲虫的基因库与上一代都 有所差异 7、用若干基因型为 Aa 的棉铃虫进行自由交配， 获得大量子代。用某种杀虫剂处理该棉铃虫的 子代种群，发现基因型 AA、Aa、aa 的个体分别 被淘汰掉 80%、40%、20%。以下叙述正确的是 （ ） A. 杀虫剂对棉铃虫发挥选择作用，并会诱发棉 铃虫的突变 B. 杀虫剂的使用使棉铃虫 Aa 的基因型频率降 低 C. 继续使用该杀虫剂，棉铃虫的死亡率会逐代 增加 D. 淘汰后棉铃虫 A 的基因频率为 36.4% 作业或实践 见《现代生物进化理论综合复习（一）》复习 课练习作业