高中生物第五章生物的进化第二节进化性变化是怎样发生的第三节第2课时适应与物种形成知能演练轻巧夺冠浙科
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第五章第二节进化性变化是怎么发生的一、教学目标:知识目标(1)概述自然选择是生物进化的动力。
(2)举例说明种群基因频率的平衡.(3)简述影响基因频率变化的因素。
(4)举例说明自然选择导致生物的适应。
(5)举例说出异地的和同地的物种的形成过程。
情感态度与价值观认同变异、选择和生殖隔离导致了新物种的形成,树立质量互变的观点.能力目标尝试用数学的方法讨论基因频率和基因型频率的变化。
二、教学重、难点:(1)教学重点(2)教学难点进化论角度解释生物的多样性与统一性。
【过渡】人工选择为自然界中生物的进化提供了重要的参考信息,达尔文深受启发。
【讲述】在这次航行中,达尔文曾经到过叫克格伦岛的海岛上,在海岛上他发现有一种昆虫,非常奇怪的是要么就是翅膀异常强壮,飞行能力非常强,要么就是无翅或残翅,不会飞甚至在地上爬?这是为什么呢?【讲述】由于变异应该有多种类型,变异是不定向的。
大风大浪起什么作用(自然选择)【总结】自然选择的机制:可遗传变异(生物进化的前提)(不定向)自然选择(生物进化的重要动力和机制)(定向)有利变异逐渐积累新类型、新物种产生二、种群的变异性【过渡】在达尔文看来,在种群中普遍存在可遗传变异是自然选择的前提,也是生物进化的前提。
可对于可遗传变异如何产生如此多的变异类型,达尔文还不能做出科学的解释,而现代生物进化理论从遗传学的角度给出了答案。
【讲解】生物通过变异产生新的基因,通过基因重组产生形形色色的基因型。
基因座位:一个特定基因在染色体上的位置。
基因型种类多样原因(以人为例):1、23对染色体,35000对左右基因,每种生物个体平均约思考并计算基因型数目。
通过基因型种类的分析,理解种群变异多样性的原因.【提问】通过计算能否发现,种群中某个基因发生突变后,经过几代随机交配就可以保持基因型频率和基因频率的稳定?一代,而且在随后的几代中,基因频率和基因型频率都未发生变化。
【讲述】这个规律在上个世纪初就已经被发现,称遗传平衡,也称为Hardy—Weinberg平衡。
第2节适应是自然选择的结果(二)1.下列关于生物进化的叙述,正确的是A.出现生殖隔离是新物种形成的标志B.种群中的个体是进化的基本单位C。
人工选择是进化最重要的动力和机制D。
选择是不定向的,会随着环境的改变而改变【答案】A【解析】新物种形成的标志是产生生殖隔离;种群是生物进化的基本单位;自然选择是进化的重要动力和机制;选择是定向的,环境对生物起着定向选择作用.2。
某一小岛上的野兔原种种群由于某种原因造成部分个体分别迁移到了两个其他的小岛上。
如图表示野兔原种进化的过程,相关说法不正确的是A.新物种1与新物种2可能是同一物种B.由野兔原种形成新物种显示了物种形成的一种方式,即经过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。
在新物种形成的过程中一定存在种群基因频率的定向改变【答案】C【解析】新物种1、新物种2无法确定是否存在生殖隔离,可能是同一物种;分析题图可知,该图是由地理隔离产生生殖隔离而形成新物种的模型;X是突变和基因重组,Y是自然选择,Z是生殖隔离,其中突变和基因重组以及自然选择均会引起基因频率的改变;新物种形成的根本原因是种群基因频率的定向改变。
3。
实验室条件下可以研究细菌抗药性形成的机理。
野生型金黄色葡萄球菌对青霉素是敏感的,将它接种到青霉素浓度为0。
1单位/mL的培养基里,绝大多数细菌死亡,但有个别细菌能存活下来,并能进行繁殖。
下列叙述正确的是A。
在青霉素的影响下,金黄色葡萄球菌种群抗青霉素的基因频率降低B。
存活下来的个体通过繁殖导致金黄色葡萄球菌种群抗青霉素的基因频率提高C。
接触青霉素之前金黄色葡萄球菌个体间已经产生了抗青霉素的差异D。
细菌抗药性的产生是人工选择的结果【答案】C【解析】在青霉素的影响下,不能抵抗抗生素的细菌死亡,存活的个体存在抗青霉素的基因,因此金黄色葡萄球菌种群抗青霉素的基因频率升高;存活下来的个体通过繁殖后代仍然具有相同的基因,因此金黄色葡萄球菌种群抗青霉素的基因频率不会改变;接触青霉素之前金黄色葡萄球菌个体间已经产生了抗青霉素的差异,使用青霉素时,青霉素对细菌进行了选择;细菌抗药性的产生是青霉素选择的结果,属于自然选择。
进化性变化是怎样发生的一、设计思想此时学生已通过前面几章有关遗传、变异的学习,以及初中对达尔自然选择学说的认识,自然选择在其认知结构里已存在,但这个概念很朦胧,不是非常清楚,为激发其学习兴趣,不应该只单纯介绍或是传授自然选择的相关知识(前提、目的、手段、对象、结果等)。
课堂上我采用现在人类非常喜欢的金鱼引入课堂,由学生试讲金鱼的人工选择,再以长颈鹿和金鱼的进化比较自然选择和人工选择的区别。
基因频率和基因型频率是两个易混的概念,但又是基本概念,需要掌握的概念,所以通过练习进行巩固。
二、教材分析本节是高中生物必修二(浙科版),第五章生物的进化,第二节内容。
本节课着重学习进化,教材首先安排选择是进化的动力,交代进化性变化发生的前提是可遗传变异,这是进化的前提,但学生往往在认识自然选择时忽视这的原材料,故教材安排人工选育的众多金鱼类型来体现人工选择,为自然选择做铺垫,之后进行自然选择的学习,包括目的(适应当地环境)、手段(生存斗争)、对象(自然界中的生物)、结果(优胜劣汰,适者生存)。
为此教材安排一活动:模拟自然选择。
旨在使加深学生对自然选择的本质体会,有个亲身体验过程,增强知识的迁移。
接着,教材安排种群的变异性,进而强化进化的前提可遗传变异,通过变异产生新的基因,通过基因重组产生形形色色的基因型,导致生物的多样性,每个个体在遗传上都是独特的和有差异的。
知道基因库,会计算基因频率和基因型频率即可,并能分析种群基因频率的平衡和变化。
三、学情分析学生通过前面几章遗传、变异的学习,以及初中对达尔自然选择学说的认识,自然选择在其认知结构里已存在,这可以为本节课学习提供基础,将遗传变异与生物进化联系在一起。
高二学生理解能力、迁移能力、语言表达能力等都有一定的基础,已可为本次课的互动环节提供客观基础。
四、教学目标【知识目标】1、能举例说明选择是进化的动力;2、能通过例子阐明自然选择与生物进化的关系;3、大部分知道变异和基因重组是产生生物进化的原材料;4、清楚变异产生新的基因,亲代传递给子代的是亲代的基因而不是性状;5、能准确计算基因频率和基因型频率。
第五章生物的进化 5.2 进化性变化是怎样发生的
今天上了《生物进化》内容的第二课时——进化性变化是怎么发生的,上完了一个班,自己觉得不满意,课后在学生中了解,有好几位学生反映还是很难理解生物是怎么进化的,有必要对这个内容反思和重新设计。
1.复习第一课时内容,用达尔文进化论解释生物的多样性和统一性,自然选择是如何起作用的,引出问题,进化性变化的过程是怎么样的?
2.学生解释:用自然选择学说解释长颈鹿长颈的形成过程。
得出可遗传变异是前提条件,自然选择是动力,变异——选择——进化。
3. 通过实例,从现象到本质去看,生物怎么进化,自然选择对基因频率的影响,得出基因频率的改变才是生物进化的实质。
这是难点,也是重点,需要通过情境创设才能去理解,需要通过量化分析。
情境1:创设三个种群,计算基因型和基因频率,得出基因型频率和基因频率的含义,明确种群基因库的差异。
情境2:通过学生计算体验,自然选择发挥作用前后基因型和基因频率变化的情况。
明确在理想条件下发生的基因平衡定律(哈代—温伯格定律)。
小结:建构知识框架。
高中生物第二节进化性变化是怎样发生的课堂探究浙科版第二节进化性变化是怎样发生的课堂探究浙科版课堂探究探究1:当生物生存的环境变化时,生物朝着多个方向发生基因突变,但生物进化的方向却是单向的,怎样理解生物的进化?从宏观(性状)上看,进化过程为适者生存,不适者被淘汰;从微观(基因)上看,进化过程为淘汰不利变异的基因,并保留有利变异的基因,使其通过遗传逐渐得到积累。
由此可见,种群产生的变异是不定向的,经过长期的自然选择和种群的繁殖使有利变异基因不断积累,不利变异基因逐代淘汰,使种群的基因频率发生了定向改变,导致生物朝一定方向缓慢进化。
故定向的自然选择决定了生物进化的方向。
探究2:物种和种群的区别与联系(1)区别种群物种概念生活在同一地点的同种生物的一群个体。
种群是生物进化和繁殖的单位。
同一种群内的个体之间可以进行基因交流分布在一定自然区域内,具有一定的形态结构和生理功能,在自然状态下能够相互交配和繁殖,并且能够产生可育后代的一群生物个体范围较小范围内的同种生物的个体分布在不同区域内的同种生物的许多种群组成判断标准种群必须具备“三同”:同一时间、同一地点、同一物种主要是形态特征和能否自由交配并产生可育后代(2)联系一个物种可以包括许多种群(如同种鲫鱼可以生活在不同的池塘、湖泊中,形成一个个彼此被陆地隔离的种群),同一个物种的多个种群之间存在着地理隔离,长期发展下去可成为不同亚种,进而可能形成多个新种。
它们的关系可通过下图理解。
探究3:突变和基因重组产生进化的原材料(1)可遗传的变异为生物进化提供了原材料。
①可遗传的变异来源于基因突变、基因重组以及染色体变异。
其中染色体变异和基因突变统称为突变。
②突变的频率虽然很低,但一个种群往往有许多个体组成,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)基因突变能够产生新的基因。
基因突变、基因重组和染色体变异都能产生新的基因型,都属于可遗传的变异,但只有基因突变能产生新的基因(等位基因)。
高中生物第五章生物的进化第二节进化性变化是怎样发生的第三节第2课时适应与物种形成知能演练轻巧夺冠浙科版必修2[随堂检测][学生用书P78]1.以下不是适应现象的是( )A.香蕉在南方种植,苹果生长于北方B.鱼类洄游,鸟类迁徙C.鱼类与鸟类身体都呈纺锤形D.抗虫棉的后代仍具抗虫性状解析:选D。
A、B、C三项分别是生物体在生活方式、行为、结构与功能方面对环境的适应,D项描述为遗传现象。
2.如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,新物种与生活环境共同进化D.d表示地理隔离,新物种形成一定需要经过地理隔离解析:选C。
突变(基因突变和染色体畸变)和基因重组为生物进化提供原材料;生物进化的标志是基因频率的改变,不是生殖隔离;隔离是物种形成的条件,但有些生物没有经过地理隔离也会形成新的物种,如植物多倍体的形成。
3.下列关于隔离的叙述,不正确的是( )A.阻止了种群间的基因交流B.物种的形成都必定先经过长期的地理隔离C.遗传组成上的差异是产生生殖隔离的根本原因D.多倍体植物的产生不需要经过地理隔离解析:选B。
地理隔离使自然选择的方向不同,但物种的形成最终是阻止种群间的基因交流,即生殖隔离。
突变和基因重组、自然选择及隔离是物种形成的三个基本环节,通过它们的综合作用,种群产生分化,最终导致新物种的形成。
4.达尔文发现在南美洲加拉帕戈斯群岛的不同岛屿上生活着15种龟类(简称岛龟),它们形态各异,食性和栖息场所也各不相同,但它们都保留着南美大陆西海岸陆地龟类的痕迹(简称大陆龟),研究发现这15种岛龟就是由大陆龟进化而来的。
如图所示,图甲是描述岛龟演化的模型,请分析回答:(1)大陆龟刚开始分布到甲、乙两岛时,岛屿之间辽阔的海洋相当于________隔离;每个岛上的环境都不同,所以____________的方向也不同,导致进化方向产生差异。
(2)现代生物进化理论认为生物进化的基本单位是________________。
经过长期进化,分布在不同海岛上的岛龟的基因库发生很大的差异,最终出现____________隔离,标志着两个新物种岛龟1和岛龟2的形成。
(3)岛龟脚趾的连趾(ww)和分趾(WW、Ww)是一对相对性状,若人为将岛龟1迁入乙岛,追踪调查50年间W和w的基因频率变化如图乙,则乙岛上的岛龟1是否发生了进化?________(选填“是”或“否”),说明上述性状中____________________更适应乙岛的环境。
解析:(1)当同一物种分开形成两个种群时,两者之间存在的是地理隔离;由于每个岛上的环境不同,所以自然选择的方向不同,从而导致进化的方向也不同。
(2)现代生物进化理论认为生物进化的基本单位为种群,经过长期的地理隔离最终达到了生殖隔离,标志着两个新物种的形成。
(3)通过图乙中种群基因频率的变化可知,岛龟发生了进化;种群基因频率变大的等位基因控制的性状是适应环境的。
答案:(1)地理自然选择(2)种群生殖(3)是连趾[课时作业] [学生用书P133(单独成册)]一、选择题1.下列有关生物进化理论的叙述,错误的是( )A.选择是生物进化的动力B.地理障碍可能导致新物种的形成C.生物的变异都有利个体的存活D.动物和植物有共同的原始祖先解析:选C。
选择是生物进化的动力,A正确;地理障碍会导致同一种群不同个体朝着不同方向进化,可能会产生生殖隔离,从而形成新的物种,B正确;生物的变异对于个体来说往往是害大于利,C错误;动物和植物都由共同的原始祖先进化而来,D正确。
2.某经常刮大风的海岛上生活着一群昆虫,经调查翅的长度和个体数的关系如图中曲线(纵坐标为翅的长度,横坐标为个体数)所示。
下列叙述错误的是( )A.该昆虫的性状不同是自然选择的结果B.上述现象说明自然选择在一定程度上是不定向的C.在生存斗争中,生物和无机环境之间进行着相互选择D.自然选择对不同种群的基因频率的改变所起的作用有所差别,最终导致这些种群的基因库变得很不相同解析:选B。
该昆虫的性状分歧是自然选择的结果,A正确;自然选择是定向的,B错误;在生存斗争中,生物和生物、生物和无机环境之间进行着相互选择,C正确;自然选择能使种群基因频率发生定向改变,最终导致这些种群的基因库变得很不相同,并逐步出现生殖隔离,D正确。
3.狼和鹿是捕食和被捕食的关系,从进化的角度分析下列说法,不正确的是( )A.狼在客观上起着促进鹿发展的作用B.狼的存在有利于增加物种多样性C.鹿奔跑速度的加快可加速狼的进化D.鹿的进化速度比狼的进化速率快答案:D4.有关现代生物进化理论的叙述,错误的是( )A.种群是生物进化的基本单位B.自然选择学说是现代生物进化理论的核心C.生物进化过程的实质是种群基因频率的改变D.生物进化过程的实质在于有利变异的保存解析:选D。
种群是生物进化的基本单位,生物进化的实质是种群基因频率的改变,在这个过程中有利变异保存而不利变异被淘汰,从而改变了基因频率。
5.澳洲某小岛上生活着两种棕榈科植物。
研究认为:在200万年前,它们的共同祖先迁移到该岛时,一部分生活在pH较高的石灰岩上,开花较早;另一部分生活在pH较低的火山灰上,开花较晚。
由于花期不同,不能相互授粉,经过长期演变,最终形成两个不同的物种。
下列有关分析正确的是( )A.土壤酸碱度的选择作用,诱发个体产生不同的变异B.基因突变产生新的等位基因,导致种群基因频率定向改变C.花期不同阻止了基因交流,最终形成了生殖隔离D.若将这两种植物种植在相同环境中,它们能杂交产生可育后代解析:选C。
变异是不定向的,在环境变化之前就已经产生,土壤酸碱度这一特定的环境只是对不定向的变异起了选择的作用,而不是诱发了生物变异,A项错误;基因突变产生的新基因是原基因的等位基因,可能使种群的基因频率发生改变,但没有定向性,自然选择导致基因频率发生定向改变,B项错误;由于花期不同,不能相互授粉,说明两个物种间存在生殖隔离,C项正确;因这两个物种间存在生殖隔离,所以,若将这两种植物种植在相同环境中,它们不能交配,或者能杂交但产生不育的后代,D项错误。
6.图中甲、乙、丙表示自然选择对种群的三种作用类型,其中最易产生新物种的是( )A.甲B.乙C.丙D.甲、乙解析:选C。
在自然选择作用下,甲、乙两种群表现型频率分别出现一个高峰;丙种群表现型频率出现两个高峰。
所以丙种群最易产生新物种。
7.如图是我国黄河两岸a、b、c、d 4个物种及其演化关系的模型,请据图分析下列说法错误的是( )A.由a物种进化为b、c两个物种经历了从地理隔离到生殖隔离的过程B.黄河北岸的b物种迁移到黄河南岸后,不与c物种进化为同一物种,其原因在于二者间已形成生殖隔离C.c物种的种群基因频率发生了变化,则该物种一定在进化D.判断b、d物种的方法是观察两个物种的生物能否交配,并产生后代解析:选D。
物种a分布在黄河两岸,进化为b、c两个物种,经历了从地理隔离到生殖隔离的过程,A正确;物种b迁移到黄河南岸后,与物种c之间存在生殖隔离,B正确;生物进化的实质是种群基因频率发生了变化,只要种群的基因频率发生了改变,则生物一定发生了进化,C正确;不同物种的生物之间不能交配,或交配后不能产生“可育后代”,D 错误。
8.水稻非糯性(Y)对糯性(y)为显性,抗病(R)对不抗病(r)为显性。
用非糯性抗病和糯性不抗病的两纯种水稻杂交,让F1自交三代,在自然情况下,基因频率的变化是( ) A.Y逐渐增大,R逐渐增大B.Y逐渐减小,R逐渐减小C.Y基本不变,R基本不变D.Y基本不变,R逐渐增大解析:选D。
非糯性抗病和糯性不抗病的两纯种水稻的基因型分别为YYRR和yyrr,杂交得F1(YyRr)。
F1自交三代,由于自然选择的作用,后代中抗病个体增加,不抗病个体逐渐被淘汰,即R的基因频率逐渐增大;而非糯性与糯性性状基本不受环境影响,后代中Y的基因频率基本不变。
9.在一次大风暴后,有人搜集了100只受伤的麻雀,把它们饲养起来,结果活下来64只。
在死去的个体中,大部分是个体比较大、变异类型特殊的,下列有关叙述正确的是( ) A.突变和基因重组决定生物进化的方向B.自然选择会改变种群的基因频率C.特殊的变异类型都是不利的D.不产生变异的生物才能生存解析:选B。
突变和基因重组为生物的进化提供原材料,这种变异是不定向的,可能是有利的,也可能是有害的。
产生有利变异的个体存活下来,产生不利变异的个体会在自然选择中被淘汰,自然选择的过程就是种群基因频率发生变化的过程。
10.家蝇对拟除虫菊酯类杀虫剂产生抗性,原因是神经细胞膜上某通道蛋白中的一个亮氨酸替换为苯丙氨酸。
下表是对某市不同地区家蝇种群的敏感性和抗性基因型频率调查分析的结果。
A.上述通道蛋白中氨基酸的改变是基因碱基对缺失的结果B.甲地区家蝇种群中抗性基因频率为22%C.比较三地区抗性基因频率可知乙地区抗性基因突变率最高D.丙地区敏感性基因频率高是自然选择的结果解析:选D。
因为一个亮氨酸替换为苯丙氨酸,应是碱基对的替换结果,故A错误。
甲地区抗性基因频率是2%+20%/2=12%,故B错误。
比较三地区抗性基因频率,甲是12%,乙是20%,丙是8.5%,但不能说明乙地区抗性基因突变率最高,故C错误。
丙地区敏感性基因频率高是自然选择的结果,故D正确。
11.一个全部由基因型Aa的豌豆植株组成的种群,经过连续n代自交,获得的子代中Aa的频率为(1/2)n,AA和aa的频率分别为(1/2)×[1-(1/2)n]。
根据现代生物进化理论,可以肯定该种群在这些年中( )A.发生了隔离B.发生了自然选择C.没有发生生物进化D.没有发生基因型频率的改变解析:选C。
一个全部由基因型为Aa的豌豆植株组成的种群,A、a的基因频率均为1/2,连续自交n代后,所获得的子代中A的基因频率为(1/2)n/2+(1/2)×[1-(1/2)n]=1/2,a 的基因频率也是1/2,该种群的基因频率没有改变,因此,该种群在这些年中没有进化,C 正确,D错误。
A、B两项可能没有发生。
二、非选择题12.下列表格所示为某物种的遗传学测量数据。
(2)求1946年和2016年时,杂合子Bb的基因型频率各是多少?1946年________,2016年________。
(3)请说明1946~2016年的70年中显性基因B的频率逐渐下降的原因:________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。