人教版 生物必修二 7.2 现代生物进化理论的主要内容
一、教学目标
1．解释种群、种群基因频率、基因频率等概念
2．运用数学方法讨论种群基因频率的改变
3. 说明生物进化理论的主要内容
4. 举例说明共同进化和生物多样性形成的原因
二、教学重点难点
1．教学重点：
（1）种群、物种、隔离、基因频率等概念
（2）突变、基因重组、自然选择、隔离在生物进化中的作用
2．教学难点：
（1）自然选择对种群基因频率的影响
（2）隔离在物种形成中的作用
三、教学方法
讲授与学生讨论相结合、问题引导法、归纳
四、课时安排：1课时
五、教学过程
导入：
在21世纪的今天，随着现代生物科学的发展，关于生物进化过程的研究，虽然仍以达尔文进化理论为框架，但达尔文的思想却被大大改进和扩展了。关于自然选择等问题的研究，已经从生物个体为单位发展到以种群为基本单位。形成了以自然选择学说为基础的现代进化理论。21·cn·jy·com
第二节 现代生物进化理论的主要内容
—— 种群基因频率的改变与生物进化
（一）种群基因频率的改变与生物进化
1. 种群是生物进化的基本单位
为什么说种群是生物进化的单位呢？种群的定义是什么？
种群
① 概念：生活在一定区域的同种生物的全部个体
例：判断下列是否属于种群
（1）一个池塘中的全部鲤鱼 是
（2）一个池塘中的全部雄鲤鱼 否
（3）一个池塘中的全部鱼 否
（4）一片草地上的全部植物 否
（5）一片草地上的全部蒲公英 是
② 特点：
种群中的个体并不是机械地集合在一起，而是彼此可以交配实现基因交流，并通过繁殖将各自的基因传给后代。21cnjy.com
在自然界中，种群是生物繁殖、进化的基本单位。
种群在繁衍过程中，个体有新老交替，基因却代代相传。例如，许多昆虫的寿命都不足一年（如蝗虫），所有的蝗虫都会在秋风中死去，其中有些个体成功地完成生殖，死前在土壤中埋下受精卵。来年春夏之交，部分受精卵成功地发育成蝗虫。同前一年的蝗虫种群相比，新形成的蝗虫种群在基因组成上会有什么变化吗？www.21-cn-jy.com
2. 基因库
一个种群中全部个体所含有的全部基因。
个体间的差异越大，基因库也就越大。
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。说明不同的基因在种群的基因库中所占的比例是不同的。2·1·c·n·j·y
某种基因在某个种群中出现的比例叫做基因频率。
3. 基因频率
在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因的比率。
某昆虫种群中，绿色翅的基因为A, 褐色翅的基因为a，从种群中随机抽出100个个体，测得基因型为AA、Aa 和 aa 的个体分别是30、60和10个。那么A、a的基因频率分别是多少？ 60%、40%21世纪教育网版权所有
4. 基因型频率
在一个种群中，某基因型个体占全部个体的比率。
某昆虫种群中，绿色翅的基因为A, 褐色翅的基因为a，从种群中随机抽出100个个体，测得基因型为AA、Aa 和 aa 的个体分别是30、60和10个。那么AA、Aa 和 aa 基因型频率分别是多少？ 30%、60%、10%21·世纪*教育网
AA 的频率+ Aa 的频率 + aa 的频率 = 1
小结：
基因频率与基因型频率的计算
设某种群中有一对等位基因A和a，假如被调查的个体有 N 个，其中AA、Aa、aa 的个体数分别为 n1、n2、n3、设A的基因频率为 p，a 的基因频率为 q，则有：
练一练：
1. AA、Aa、aa 的个体分别占24%、72%、4%，那么 A、a的基因频率是多少？（ D ）
A. 36%和64% B. 57%和43%
C. 24%和72% D. 60%和40%
抽样调查某地100位女性和100位男性发现：女性中有5位色盲患者和20位携带者，男
性中有15位色盲患者，则该地色盲基因的频率约是多少？
思考与讨论：用数学方法讨论基因频率的变化
题目中的种群满足以下五个条件：
① 昆虫群体数量足够大，
② 全部的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代，
③ 没有迁入与迁出，
④ 自然选择对A、a控制的翅型性状没有作用
（AA、Aa、aa三种基因型昆虫的生存能力完全相同 ）
⑤ A和a都不产生突变,即没有基因突变和染色体变异。
在有性生殖过程中，如果符合以上的理想条件：
(1) 该种群产生的 A 配子和 a 配子的比率各是多少?
(2) 子代基因型的频率各是多少?
设 A% 为 p，a% 为 q，则 p+q=1
即（p+q）2 = p2 + 2pq + q2 = 1。故 AA% = p2 Aa% = 2pq aa% = q2
遗传平衡公式：哈迪-温伯格定律
应符合下列条件：
① 昆虫群体数量足够大，
② 全部的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代，
③ 没有迁入与迁出，
④ AA、Aa、aa三种基因型昆虫的生存能力完全相同
（也就是说自然选择对A、a控制的翅型性状没有作用）
⑤ 也没有基因突变和染色体变异。
这个种群的基因频率（包括基因型频率）就可以一代代稳定不变，保持平衡。
(3) 子代种群的基因频率各是多少?
在讨论题2中的群体满足五个条件的情况下,计算子二代、子三代的基因频率与基因型频
率；分析一下各代基因频率与基因型频率相同吗？
练一练：
1. Aa 个体自交得 F1 ，aa个体无繁殖能力， F1 自由交配，则 F2 中AA的比例是（ A ）
A. 二分之一 B. 九分之四 C. 五分之三 D. 三分之一
上述计算结果是在满足五个假设条件的基础上计算的，对自然界的种群来说，这五个条
件都能成立吗？你能举出哪些实例？
与基因突变的普遍性相违背。
如果该种群出现新的突变型，也就是产生新的等位基因（A2），种群的基因频率会变化
吗？基因A2的频率可能会怎样变化？
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还是有害的，这往往取决于生物生存的环境。【来源：21·世纪·教育·网】
（二）突变和基因重组产生进化的原材料
基因突变产生新的等位基因，这就可能使种群的基因频率发生变化。
可遗传的变异是生物进化的原材料。
自然界中突变的频率很低，为什么能作为进化的原材料？
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），那么每一代出现基因突变数是多少呢？
每一代的基因突变数 = 基因数 X 突变率 X 个体数
2 X 107(个) = 2x104 X 10-5 X 108
突变一定是有利或有害的吗？
突变的有利和有害并不是绝对的，它取决于生物的生存环境
突变和基因重组能决定进化的方向吗？
变异是不定向的。那，谁决定的呢?
“探究自然选择对种群基因频率的影响”
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。杂交实验表明，桦尺蠖的体色受一对等位基因S和s控制，黑色（S）对浅色（s）是显性的。
19世纪时，曼彻斯特地区的树干上长满了地衣。后来，随着工业的发展，工厂排出的煤烟使地衣不能生存，结果树皮裸露并被熏成黑褐色。www-2-1-cnjy-com
19世纪时，浅色（s）的多，黑色（S）的少。20世纪时，浅色（s）的少，黑色（S）的多。
（1）树干变黑会影响桦尺蠖种群中浅色个体的出生率吗？为什么？
会，许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天敌捕食
（2）在自然选择中，直接受选择的是基因型还是表现型？
天敌看到的是桦尺蠖的体色（表现型）而不是控制体色的基因
（三）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。
某岛屿上存在着尺蛾的两个变种，该地区原为森林，后建设成工业区。下表为该地区不同时期的两个变种尺蛾的数量比。这些变产生的原因是( C )2-1-c-n-j-y
森林时期
工业时期
灰蛾
黑蛾
灰蛾
黑蛾
99%
1%
1%
99%
A．灰尺蛾迁离，黑尺蛾迁入 B．工业煤烟使灰尺蛾变成黑尺蛾
C．自然选择作用 D．人工选择的作用
用现代生物进化理论分析解释狼的进化过程。
狼群中存在不同类型的个体，如有跑得快的，有跑得慢的。它说明生物具有 变异 的特性，而这种特性是生物进化的 原材料 。随着环境的改变，食物稀少，跑得快、凶猛的狼才能获得食物生存下去。这样，食物、环境对狼起了 选择 作用，而这种作用是 定向 的，
它决定着生物进化的 方向 。
小 结：
1. 种群是（ 生物进化 ）的基本单位，也是生物繁殖的单位。
2. 影响基因频率的因素：
（ 突变 ）、基因重组和（ 自然选择 ）
3. 生物进化的实质就是：种群基因频率发生变化的过程。
生物进化 = 种群基因频率变化
4. 自然选择决定生物进化的方向：
种群中产生的变异是（ 不定向 ）的，经过长期的自然选择，其中不利变异被不断淘汰，有利变异逐渐（ 积累 ），从而使种群的基因频率发生（ 定向 ）改变，导致生物朝向一定方向进化。可见，生物进化的方向是由（ 自然选择 ）决定的。21教育网
种群中产生的变异（ 不定向 ）
自然选择方向 ( 定向 )
人教版 生物必修二 第七章第二节
现代生物进化理论的主要内容 — 种群基因频率的改变与生物进化
课时训练
一、选择题
1．根据现代生物进化理论，下列各项叙述中正确的是( )
A．基因突变和基因重组为生物进化提供了所有的原始材料
B．基因突变的方向和生物进化的方向是一致的
C．母虎和雄狮交配产下的“狮虎兽”不育可以说明物种间存在生殖隔离
D．共同进化是指不同物种之间相互影响不断进化
某植物种群中，AA个体占16%，aa个体占36%，该种群随机交配产生的后代中AA个体百
分比、A基因频率和自交产生的后代中AA个体百分比、A基因频率的变化依次为( )
A．增大，不变；不变，不变 B．不变，增大；增大，不变
C．不变，不变；增大，不变 D．不变，不变；不变，增大
3. 现代生物进化理论认为，生物进化的基本单位是 ( )
A．基因 B．染色体
C．个体 D．种群
有翅昆虫有时会出现残翅和无翅的突变类型，这类昆虫在正常情况下很难生存下来，但
在经常遭到暴风雨袭击的岛屿，这种突变类型因不能飞行，而未被大风吹到海里淹死，
这说明( )
突变多数是有害的
B．突变多数是有利的
C．突变的有利和有害并不是绝对的
D．突变的有利和有害是绝对的
果蝇的体色由常染色体上一对等位基因控制，基因型BB、Bb为灰身，bb为黑身。若人
为地组成一个群体，其中80%为BB的个体，20%为bb的个体，群体随机交配，其子代中
Bb的比例是
A．25%
B．32%
C．50%
D．64%
6. 由于某种原因使某森林中几乎所有的树皮颜色变成了灰白色。多年以后，使该森林中不
同颜色昆虫的数量发生了变化。下图中能恰当表达这一变化的是
7. 某种群中AA、Aa、aa的基因型频率如图甲所示，图中阴影部分表示繁殖成功率低的个体。
则该种群经选择之后，下一代中三种基因型频率的结果最可能是
班别： 姓名： __ 座号：__________ 分数：_____________
一、选择题答题卡
题号
1
2
3
4
5
6
7
答案
C
C
D
C
B
D
B
课件29张PPT。第二节
现代生物进化理论的主要内容现代生物进化理论的主要内容 种群是生物进化的基本单位
突变和基因重组产生进化的原材料
自然选择决定生物进化的方向
隔离导致物种形成（一）种群是生物进化的基本单位：种群生活在一定区域的同种生物的全部个体。(1) 概念： 一、种群基因频率的改变与生物进化例：判断下列是否属于种群（1）一个池塘中的全部鲤鱼
（2）一个池塘中的全部雄鲤鱼
（3）一个池塘中的全部鱼
（4）一片草地上的全部植物
（5）一片草地上的全部蒲公英是否否否是(2) 种群的特点： 种群中的个体并不是机械地集合在一起，而是彼此可以
交配实现基因交流，并通过繁殖将各自的基因传给后代。在自然界中，种群是生物繁殖、进化的基本单位。2. 基因库 一个种群中全部个体所含有的全部基因。个体间的差异越大，
基因库也就越大。3. 基因频率在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因的比率。×100%60%40%30%60%10%AA 的频率+ Aa 的频率 + aa 的频率 = 14. 基因型频率 在一个种群中，某基因型个体占全部个体的比率。 设某种群中有一对等位基因A和a，假如被调查的个体
有 N 个，其中AA、Aa、aa 的个体数分别为 n1、n2、n3、
设A的基因频率为 p，a 的基因频率为 q，则有：
P =
q =基因频率与基因型频率的计算==++= 该基因纯合子的基因型频率
+1/2杂合子基因型频率×100%小结：1. AA、Aa、aa 的个体分别占24%、72%、4%，
那么 A、a的基因频率是多少？（ ）
A. 36%和64% B. 57%和43%
C. 24%和72% D. 60%和40%DA=24% +1/2 X 72% = 60%练一练：a= 4% +1/2 X 72% = 40%2. 抽样调查某地100位女性和100位男性发现：
女性中有5位色盲患者和20位携带者，
男性中有15位色盲患者，
则该地色盲基因的频率约是多少？练一练：思考与讨论： 题目中的种群满足以下五个条件：
① 昆虫群体数量足够大，
② 全部的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代，
③ 没有迁入与迁出，
④ 自然选择对A、a控制的翅型性状没有作用
（AA、Aa、aa三种基因型昆虫的生存能力完全相同 ）
⑤ A和a都不产生突变,即没有基因突变和染色体变异。
在有性生殖过程中，如果符合以上的理想条件：用数学方法讨论基因频率的变化=48%(1) 该种群产生的 A 配子和 a 配子的比率各是多少?A 60%a 40%A 60%a 40%24%16%AAAaAa24%aa36%AA%aa%Aa%=36%=16%设 A% 为 p，a% 为 q，则 p+q=1A（p）a（q）A（p）a（q）（pq）（q2）Aa（pq）aa（p2）AAAa故 AA% = p2 Aa% = 2pq aa% = q2即（p+q）2 = p2 + 2pq + q2 = 1(2) 子代基因型的频率各是多少?遗传平衡
公式：
哈迪-温伯格定律遗传平衡公式：哈迪-温伯格定律① 昆虫群体数量足够大，
② 全部的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代，
③ 没有迁入与迁出，
④ AA、Aa、aa三种基因型昆虫的生存能力完全相同
（也就是说自然选择对A、a控制的翅型性状没有作用）
⑤ 也没有基因突变和染色体变异。
这个种群的基因频率（包括基因型频率）就可以一代
代稳定不变，保持平衡。应符合下列条件：亲代基因型
的频率30%30%30%10%36%48%60%40%16%(3) 子代种群的基因频率各是多少?A％＝ AA％＋1/2 Aa％
a％＝ aa％＋1/2 Aa％= 36% + 1/2Χ48% = 60%= 16% + 1/2Χ48% = 40%36%48%16%60%40%(4) 在讨论题2中的群体满足五个条件的情况下,计算子二
代、子三代的基因频率与基因型频率；分析一下各代
基因频率与基因型频率相同吗？ Aa 个体自交得 F1 ，aa个体无繁殖能力， F1 自由
交配，则 F2 中AA的比例是（ ）
二分之一
九分之四
五分之三
三分之一 练一练：B 2. 上述计算结果是在满足五个假设条件的基础上计算的，
对自然界的种群来说，这五个条件都能成立吗？
你能举出哪些实例？与基因突变的普遍性相违背。3. 如果该种群出现新的突变型，也就是产生新的等位基因
（A2），种群的基因频率会变化吗？
基因A2的频率可能会怎样变化？ 基因 A2 的频率是增加还是减少，要看这一突变对
生物体是有益还是有害的，这往往取决于生物生存的环境。会 基因突变产生新的等位基因，这就可能使种群的基因频率发生变化。（二）突变和基因重组产生进化的原材料可遗传的变异是生物进化的原材料。基因突变染色体变异基因重组突变？ 自然界中突变的频率很低，为什么能作为进化的原材料？2x10410-5108xx=2x107(个)每一代就会有大量的变异 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），
那么每一代出现基因突变数是多少呢？每一代的基因突变数 = 基因数 X 突变率 X 个体数突变的有利和有害并不是绝对的，它取决于生物的生存环境突变一定是有利或有害的吗突变许多等位基因基因重组许多基因型大量可遗传的变异No!变异是不定向的形成了进化的原材料突变和基因重组能决定进化的方向吗？“探究自然选择对种群基因频率的影响”体色：黑色（S），浅色（s）19世纪时，曼彻斯特地区的树干上长满了地衣。
后来，随着工业的发展，工厂排出的煤烟使地衣不能生存，
结果树皮裸露并被熏成黑褐色。19世纪时20世纪时浅色（s）的多，
黑色（S）的少。浅色（s）的少，
黑色（S）的多。（1）树干变黑会影响桦尺蠖种群中浅色个体的出生率吗？
为什么？（2）在自然选择中，直接受选择的是基因型还是表现型？会，许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天敌捕食天敌看到的是桦尺蠖的体色（表现型）而不是控制体色的基因变异是 不定向的自然选择不利变异被淘汰, 有利变异逐渐积累种群的基因频率 发生定向改变生物朝一定方向 缓慢进化（三）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。 某岛屿上存在着尺蛾的两个变种，该地区原为森林，
后建设成工业区。下表为该地区不同时期的两个变种尺蛾
的数量比。这些变产生的原因是( )
A．灰尺蛾迁离，黑尺蛾迁入
B．工业煤烟使灰尺蛾变成黑尺蛾
C．自然选择作用
D．人工选择的作用C 用现代生物进化理论分析解释狼的进化过程。
狼群中存在不同类型的个体，
如有跑得快的，有跑得慢的。
它说明生物具有______的特性，
而这种特性是生物进化的 。
(2) 随着环境的改变，食物稀少，
跑得快、凶猛的狼才能获得食物生存下去。
这样，食物、环境对狼起了______作用，
而这种作用是______的，
它决定着生物进化的______。
变异原材料选择方向定向２. 影响基因频率的因素： （ ）、基因重组和（ ）３. 生物进化的实质就是：１. 种群是（ ）的基本单位，
也是生物繁殖的单位。生物进化生物进化 = 种群基因频率变化种群基因频率发生变化的过程。小 结： 突变自然选择４. 自然选择决定生物进化的方向： 种群中产生的变异是（ ）的，经过长期的
自然选择，其中不利变异被不断淘汰，有利变异逐渐（ ），从而使种群的基因频率发生（ ）
改变，导致生物朝向一定方向进化。
可见，生物进化的方向是由（ ）决定的。不定向积累定向自然选择种群中产生的变异（ ）
自然选择方向( )不定向定向
