1、浙科版（2019）生物必修2: 5.2適應是自然選擇的結果學案設計（無答案）適應是自然選擇的結果【學習目標】1 .概述自然選擇是生物進化的動力。2 .舉例說明種群基因頻率的平衡。3 .簡述影響基因頻率變化的因素。4 .舉例說明自然選擇導致生物的適應。5 .舉例說出異地的和同地的物種的形成過程。【學習重點】種群基因頻率的平衡和影響基因頻率變化的因素。【學習難點】進化論角度解釋生物的多樣性與統一性。【學習過程】種群的變異性與種群基因頻率一、基礎梳理1 .種群的變異性(1)生物進化的前提種群中普遍存在可遺傳變異是自然選擇的前提，也是生物進化的前提。(2)變異的結果生物通過變異產生新的基因，通過基因重

2、組產生形形色色的基因型。在有性生殖生物的種群中，除了同卵學生兄弟(姐妹)外，每個個體在遺傳上都是獨特 的和有差異的。2 .種群基因頻率的平衡和變化(1)基因庫一個生物種群的全部等位基因的總和稱為基因庫。(2)基因頻率在種群中，某一個等位基因的數目占這個基因可能出現的所有等位基因總數的比例，即為基因頻率。(3)基因型頻率每種基因型個體數占種群總個體數的比例就叫做基因型頻率。（4）遺傳平衡定律概念：在一個大的隨機交配的種群里，基因頻率和基因型頻率在沒有遷移、突變、選擇的情況下，世代相傳不發生變化，這就是遺傳平衡定律，也稱哈迪一溫伯格定律。打破平衡使種群基因頻率發生變動的因素：A.突變；B.基因遷移

3、；C.遺傳漂變；D.非隨機交配；E.自然選擇。二、合作探討探討1 :環境改變使生物產生適應性的變異，這句話符合現代生物進化理論的觀點嗎？提示：不符合，變異是不定向的，選擇是定向的。探討2：基因突變和基因重組對種群遺傳組成的影響一樣嗎？試分析原因。提示：二者都對種群遺傳組成產生影響， 但影響角度不一樣。只有基因突變才能出現 新基因，才能豐富基因庫，改變基因頻率，從而影響種群的遺傳組成；基因重組不能產生 新基因，只能增加基因型的種類，以此來影響種群的遺傳組成。探討3： 一個鼠的種群中，可育基因a突變成了不育基因A,這對種群基因頻率有何 影響？提示：開始時出現A基因，a基因頻率下降，但長期看影響不大

4、。探討4：在對某廠職工進行遺傳學調查時發現，在男女各 400名職工中，女性色盲基 因的攜帶者為30人，患者為10人，男性患者為22人。那么這個群體中色盲基因的頻率 為多少？提示：色盲基因頻率=X 100%女性色盲基因總數+男性色盲基因總數 女性色覺基因總數+男性色覺基因總數30+10X2+ 22400 X 斗 400X 100%f 6%。三、思維升華1 .可遺傳的變異為生物進化提供了原材料每一個基因發生基因突變的頻率雖然很低， 但由于每個生物個體所含的基因數是一個 非常巨大的數目，因此基因突變對個體來說不是稀有的， 況且生物進化的單位是種群，生 物進化是一個漫長的積累過程，即突變一等位基因一基

5、因重組一大量的變異。可見，突變 和基因重組為生物進化、物種形成提供了豐富的原材料。2 .遺傳平衡定律（1）滿足條件沒有突變發生；沒有基因遷移；沒有遺傳漂變；種群中個體間的交配是隨機的；沒有自然選擇。（2）公式及解析在一個有性生殖的自然種群中，當等位基因只有一對（ A、a）時，設p代表A基因的頻 率，q代表a基因的頻率，則：（p+q） 2=p2+2pq+q2= 1.其中p2是AA （純合子）基因型的頻率，2Pq是Aa （雜合子）基因型的頻率，q2是aa （純 合子）基因型的頻率。實例：AA的基因型頻率為m,則A的基因頻率為訴。3.影響遺傳平衡的因素影響因素具體內容突父基因摩變一有利突變里改變種群

6、 L有害突變施帛基因庫|基因遷移岳心、山h種群獲得甲/小種群中單向遷出、修響種群的基，z a ,r.> 或有失' e 的個體式注入山出八因頻率 或讓人些等位基因遺傳漂變比較 r 小的磔塞 種群L攜帶某基T因的個體-1某基因 死亡鷲在下一!T沒有獲得代消失交配機會1基因頻率變為零一1非隨機交配體內尸蠹要笑>3 / 9浙科版(2019)生物必修2: 5.2適應是自然選擇的結果 學案設計(無答案)自然選擇種群中有百個自然選擇 體差異,保留，響種群的 一淘汰了基因庫4.基因頻率和基因型頻率的計算方法(1)已知基因型的個體數計算基因頻率一該基因總數某基因狽率;該基因及其等位基因總數*

7、 100%A 例如：a的基因頻率=Aax100%(2)已知基因型頻率求基因頻率計算公式：一對等位基因中某基因的頻率=該基因純合子的基因型頻率+1/2雜合子的基因型頻率例如：A的基因頻率=AA的基因型頻率+ 1/2Aa的基因型頻率。5. X染色體上基因的基因頻率計算XbXb的基因頻率=XB+XbX 100%選擇是進化的動力、基礎梳理1 .生物進化性變化的前提條件 個體間存在可遺傳的變異。2 .人工選擇同種生物存在著人們挑選 眾多變異個體保留比較合乎要求的變異個體淘汰其他變異個體連續數代微小變異成為顯著變異 疝培育出符合要求的新品種3 .自然選擇同種生物普自然選擇 保留有利于在特定環境中 遍存在著

8、變存活和繁殖的變異個體異個體淘汰其他變異個體世世代代微小變異成為顯著變異疝一 新類型、新物種由此產生4 .自然選擇的意義達爾文認為自然選擇是進化的一個重要的動力和機制。二、合作探討探討1：在自然選擇過程中，直接受選擇的是基因型還是表現型？簡要說明原因。提示：直接受選擇的是表現型，例如，天敵看到的是性狀，而不是控制性狀的基因探討2：自然選擇是生物進化的唯一因素嗎？提示：不是。比如：基因突變也是生物進化的因素。三、思維升華1.人工選擇與自然選擇的比較人工選擇自然選擇選擇因素人自然環境選擇對象家養生物自然界中的生物選擇目的滿足人們需要適應當地環境選擇手段人工挑選生存斗爭進化速度較快十分緩慢結果培育出

9、人類需要的新品 種優勝劣汰，適者生存2.自然選擇的幾個問題(1)選擇的對象：從分子水平上，自然選擇實質上是對變異所對應的基因的選擇，從而 改變著種群中不同基因的基因頻率。(2)選擇的因素：對生物的變異起選擇作用的是個體所處的自然環境。(3)選擇的手段：生物繁殖產生的大量后代與有限生活條件之間的矛盾，必然引起并加 劇生存斗爭。通過生存斗爭，使少數具有有利變異的生物個體生存下來， 從而完成一次自然對 生物的選擇。(4)選擇的結果：自然選擇選擇了與環境相適應的變異類型。自然選擇決定著生物進化 的方向，因而生物進化是定向的。現代生物進化理論的科學解釋一、基礎梳理1 .自然選擇導致適應(1)適應是生物特

10、有的一種現象，生命的結構及功能、行為、生活方式有助于該生物在一定環 境條件下生存和延續，稱為適應。(2)自然選擇導致生物產生適應現象證據：曼徹斯特地區的兩種不同表現型樺尺蟆蛾，在工業污染前后數量的變化。實質：這是一種適應性進化，這種進化性變化是自然選擇所造成的。適應的原因例析(3)自然選擇的結果保留有利變異，淘汰不利變異，而且能使有利變異積累起來2 .異地的和同地的物種形成(1)異地的物種形成原因物種形成過程因兩個種群彼此處于隔離狀態而不能進行基因交流，隨著時間的推移，種群間的遺傳差異積累，最后達到種群間完全的生殖隔離。過程圖解(2)同地的物種形成途徑一A.原因：二倍體植物，在形成配子時，經減

11、數分裂形成染色體數目減半的配子，若減數 分裂失敗，代之以一次有絲分裂，染色體數目沒有減半，形成了二倍體配子。B.過程：二倍體植物在異常情況下形成的雌雄二倍體配子融合后形成四倍體合子發育為 成熟植株，并借助自花授粉來繁殖。途徑二用秋水仙素處理植物的分生組織，形成多倍體。結論形成的新的四倍體植物相對于二倍體親本來說，是一個新的物種。二、合作探討探討1：物種的形成是否必須要經過隔離？是否必須要經過環境隔離？提示：必須要經過隔離，但可以不經過環境隔離。探討2：如何判斷兩種動物是否是同一物種？提示：設計雜交實驗，看是否能產生可育后代，即是否存在生殖隔離。探討3：生物的進化是否一定會形成新的物種？提示：不

12、一定，關鍵看是否產生生殖隔離 三、思維升華1.環境隔離和生殖隔離的比較(1)圖中A屬于環境隔離，一旦發生某種地質變化，兩個分開的小種群重新相遇，可以 再融合在一起。(2)圖中B屬于生殖隔離，一旦形成就保持物種問基因的不可交流性，從而保證了物種 的相對穩定。環境隔離是物種形成的量變階段，生殖隔離是物種形成的質變階段2.物種形成與生物進化的關系內容物種形成生物進化7 / 9浙科版（2019）生物必修2: 5.2適應是自然選擇的結果學案設計（無答案）標志生殖隔離出現基因頻率改變變化后生物與原生物關系屬于不同物種可能屬于一個物種二者關系生物進化的實質是基因頻率改艾，這種改交口大可小，不f 會突破物 種

13、的界限，生物進化不f導致新物種的形成【課時訓練】1 .下列與生物進化相關的描述，正確的是（A.進化總是由突變引起的B.進化時基因頻率總是變化的C.變異個體總是適應環境的D.進化改變的是個體而不是群體基因型BB、Bb為灰身，bb為黑身。20%為bb的個體，群體隨機交配，其2 .果蠅的體色由常染色體上一對等位基因控制, 若人為地組成一個群體，其中80%為BB的個體, 子代的Bb的比例是（B. 32%A. 25%C. 50%D. 64%3 .達爾文在加拉帕戈斯群島上發現幾種地雀分別分布于不同的島嶼上，用現代生物進化理論解釋正確的是（）A.同一種地雀一地理障礙一自然選擇一生殖隔離一不同種地雀B.不同種

14、地雀一地理障礙自然選擇一不同種地雀C.同一種地雀一自然選擇一地理障礙一生殖隔離一不同種地雀D.同一種地雀一地理障礙一生殖隔離一不同種地雀4.達爾文在環球考察時，在南美洲的加拉帕戈斯群島上觀察到的嘲鴉，它們的大小 和喙各不相同，棲息場所和食物也不相同，其種間雜交一般不育，據研究，它們是由一種 嘲鴉進化而來的。（1）這些鳥的祖先由于偶然原因從南美大陸遷來，它們逐漸分布到各個島上，各個 島上的嘲鴉被海洋隔開不能交配，這就阻止了種群間的 ，但此時它們之間由于沒 有產生,因此沒有形成新的物種。后來由于的作用，種群之間的性狀發生，經過漫長進化逐漸產生了 ，便形成了不同品種的嘲鴉，產生了。（2）這些島嶼上的

15、嘲鴉雖然在形態、食性等方面有所差異，但它們來自同一種嘲鴉， 因此在? 口上具有的模式。【課時訓練】1 .【解析】 突變和基因重組為進化提供了原材料，基因突變是不定向的，自然選擇導致 基因頻率發生定向變化，決定了進化的方向。進化的結果是使種群的適應性進一步增強。 在進 化過程中，種群的基因頻率是處于不斷變化中的。【答案】B2【解析】運用遺傳平衡的表達式：（p+q） 2=p2 + 2pq+q2= 1,因p= 0.8, q=0.2,則 Bb 的比例=2Pq=2X0.8 X 0.20.32.【答案】B3 【解析】 始屬同一物種的地雀被遷來后分布于不同的島嶼上且被海洋隔開， 這樣不同 種群間形成地理障礙，在自然選擇作用下，使不同種群的地雀的基因頻率的改變也不同， 最