4.1 生物进化理论（3） 教学设计-高一生物必修二同步教学（苏教版）

第四章 生物的进化 第一节 生物进化理论 第2课时 生物进化理论（2） 学习目标 （1）结合已学生物变异的知识，阐明可遗传的变异为生物进化提供了原材料，以及自然选择对生物进化方向的决定作用。 （2）结合实例，向学生阐明物种形成的机制。 （3）引导学生阅读教材，概述分子进化的中性学说以及生物进化理论发展的意义。 [重难点击]　 （4）自然选择决定生物进化的方向。 （5）物种的形成过程。 前课梳理 1．基因库：一个生物种群中全部个体所含有基因的总和。基因频率：指群体中某一等位基因在该位点上可能出现的比例。 基因型频率：指某种基因型的个体在群体中所占的比例。 2．种群是生物进化的基本单位。 3．由于DNA分子中发生碱基对的改变、增添、缺失，而引起的基因结构的改变，叫做基因突变。基因突变既可以由环境因素诱发，也可以自发产生。基因突变在生物界中是普遍存在的，并且是随机发生的、不定向的。在自然状态下，基因突变为生物进化提供原材料。 4．基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合，对生物的进化具有重要意义。 5．染色体变异是可以用显微镜直接观察到的比较明显的染色体的变化，如染色体结构的改变、染色体数目的增减等。 学习探究 1．生物进化的原材料 (1)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。 (2)例如：果蝇约有104对基因，假定每个基因的突变率都是10－5，若有一个中等数量的果蝇种群(约有108个个体)，那么每一代出现的基因突变数是多少呢？ 答案　2×104×10－5×108＝2×107 (3)由(2)说明突变的频率虽然很低，但一个种群往往由许多个个体组成，而且每一个个体中的每一个细胞都含有成千上万个基因，所以在种群中每一代都会产生大量的突变。 2．自然选择决定生物进化的方向 生物进化的实质是基因频率的改变。自然选择会使基因频率发生定向改变，从而保留对个体生存和繁衍后代有利的变异，使生物向着适应环境的方向发展。 探究点二　物种的形成机制 基因频率的改变并不意味着新物种的产生，结合下列内容探究物种的形成机制。 1．物种 概念：分布在一定的自然区域，具有一定的形态结构和生理功能特征，在自然状态下能够相互交配并且生殖出可育后代的一群生物称为一个物种，简称“种”。 2．隔离 (1)地理隔离：同一种生物由于地理上的障碍，使得种群间不能发生基因交流的现象。如东北虎和华南虎。 (2)生殖隔离：不同物种之间一般不能交配，即使能交配也不能产生可育后代的现象。如马和驴虽然能生下骡(如图所示)，但骡是不育的。 探究点三　分子进化的中性学说及生物进化理论发展的意义 1．分子进化的中性学说 (1)生物进化的主导因素不是自然选择，而是中性突变的随机固定。 (2)每种生物的信息大分子都有一定的进化速率。例如，血红蛋白的氨基酸每年按约10－9的速率发生置换，细胞色素c的氨基酸置换率约为血红蛋白的1/3。 (3)DNA分子产生的突变大部分是中性的，对生物的生存既无利也无害。当这些随机漂变日积月累，使同种生物的不同种群间出现巨大差异，形成不同的物种。 (4)当中性突变积累导致生物性状出现差异之后，自然选择才会发生作用而导致表现型进化。 2．生物进化理论发展的意义是什么？ 答案　生物进化理论对人类从事控制和改造生物的实践活动具有重要意义。生物进化理论对优良品种的培育、作物的栽培、动物的饲养提供了理论依据。指导生物新品种的培育，如杂交水稻和杂交玉米等作物的培育等。 真题回眸 例1．如图是物种形成的一种模式。物种a因为地理障碍分隔为两个种群a1和a2，经过漫长的进化，分别形成新物种b和c。在此进程中的某一时刻，a1种群的部分群体越过障碍外迁与a2同域分布，向d方向进化。下列有关叙述正确的是(　　) A．b和d存在地理隔离，所以一定存在生殖隔离 B．c和d不存在地理隔离，却可能存在生殖隔离 C．a1中的外迁群体与当时留居群体的基因频率相同，则b和d是同一物种 D．a1中的外迁群体与当时a2种群的基因频率不同，则c和d是不同物种 达标训练 1．下列有关叙述符合中性学说的是(　　) A．中性突变一般不引起生物性状的改变，因此中性突变不是突变 B．当自然选择作用于中性突变时，有利的变异被积累 C．当环境恶劣时，中性突变的进化速率加快了 D．中性学说并没有否认选择的作用，承认形态、行为和生态性状，即生物的表现型是在自然选择下进化的 2．下列属于同一物种的是(　　) A．生活在同一片森林中的所有食草动物 B．生活在某一地区的白种人、黄种人和黑种人 C．种植在同一块地里的二倍体水稻和四倍体水稻D．培养在同一培养皿中的大小两种草履虫 3．生殖隔离的形成包括(　　) ①动物因求