第七章第2节
现代生物进化理论的主要内容
教材分析
本节包括3部分:第一部分是“种群基因频率的改变与生物进化，’;第二部分是“隔离与物种的形成”;第三部分是“共同进化与生物多样性的形成”。
本节课要求学生掌握第一部分内容。本节的教学是建立在学生已经掌握了达尔文的自然选择学说的基础上，进一步学习现代生物进化理论的基本观点:种群是生物进化的基本单位，突变和基因重组为进化提供原材料，自然选择决定生物进化的方向。生物进化论不仅是生物学中具有重要地位的基础理论，也是对人们的自然观和世界观有着重要影响的理论。
二、学情分析
学生在上一节已经学习了达尔文的自然选择学说等生物进化的有关知识，掌握了自然选择学说的重要意义和局限性。同时，学生在前面已经全面学习了遗传变异的有关知识，已经掌握了遗传和变异的实质，对于生物进化的知识在初中的学习中也已有所了解。在此基础上，结合一些实际的事例，利用已有知识，在老师的引导下，通过交流、讨论，可以对未知进行探究，归纳出所要获得的知识。
1.
教学目标
1、知识目标
（1）解释种群、种群基因库、基因频率等概念。
（2）说明现代生物进化理论的主要内容。
（3）举例说明共同进化和生物多样性形成的原因。
2、情感态度与价值观：形成生物进化的观点和生物进化理论在发展的观念。
3、能力目标
（1）运用数学方法讨论种群基因频率的变化。
（2）运用生物进化观点解释一些生物现象。
2.
教学重点/难点
1、教学重点：
（1）种群、基因库、基因频率概念；
（2）突变和基因重组在生物进化过程中的作用。
2、教学难点：
（1）基因频率与基因型频率的计算；
（2）自然选择对基因频率的影响。
3.
教学用具
教学课件
4.
标签
教学过程
一、新课导入
现代生物进化理论有诸多流派，如综合进化理论、新达尔文主义、新拉马克主义、中性学说、骤变论等。引导学生对搜集和整理有关现代生物进化的资料与达尔文自然选择学说进行比较，概括出最主要的两个方面：一是从性状水平深入到基因水平；二是从个体水平上升到种群水平。
问题探讨：把自己想像成虎体内的一个基因，怎样才能使自己在后代中拥有更多的拷贝呢？那就要表现得比其他基因优秀。怎样才算优秀呢？
通过拟人化的思考方式，调动学生兴趣，促进学生积极的思考。利用已有知识，学生自然将进化、适应和基因这三个核心概念联系起来，基因频率的概念也呼之欲出。
二、种群基因频率的改变与生物进化
引导组织学生回答
提示：一个基因所控制的性状，对个体生存和繁殖后代的贡献越大，拥有该基因的个体就可能越多。
（一）种群是生物进化的基本单位
上节课我们学习了达尔文自然选择学说的主要观点，下面请同学们依据该学说的基本观点，分析下面的情境：
情景1：如果在灰色翅（基因型为aa）昆虫的群体中偶然出现一只绿色翅（Aa）的变异个体，且绿色比灰色更不容易被敌害发现。
1.
问：根据达尔文“适者生存、不适者淘汰”的观点，该绿色个体能被选择下来吗？
2. 如果该绿色基因能很好的生活下来，他体内的A基因怎样才能传递给后代？
思考回答：只有通过有性生殖，才能将基因传给子代，将基因A保留下来。
总结性讲述：讨论发现，出现有利变异个体内的有利基因只有在群体中，通过有性生殖才能世代延续，另外有利变异个体的后代不一定能真实遗传。因此，研究生物的进化，仅仅研究个体的表现型是否与环境相适应是不够的，还需要研究群体的基因组成的变化，这个群体就是种群。
问：怎样的一群生物个体可以称为种群呢？
一个生物的“种”或“物种”与种群又有什么区别呢？
物种可以分布在自然界不同的区域，只有在可以发生随机交配、繁衍，使基因能够世代传递的一定区域内的同种全部个体的集合才是一个种群。
基因库和基因频率以及计算基因频率
问：性状是由基因控制的，研究生物的进化必须研究种群的基因组成和变化。如何分析种群的基因组成和变化呢？由此人们提出基因库和基因频率的概念。什么是基因库？基因频率的含义是什么？
某昆虫种群中，绿色翅的基因为A,
褐色翅的基因位a，调查发现AA、Aa、aa的个体分别占30%、60%、10%、那么A、a的基因频率是多少？
提示：1.
（1）A配子占60%，a配子占40%。
（2）子代基因型频率：AA占36%；Aa占48%；aa占16%。
（3）子代种群的基因频率：A占60%；a占40%。
（4）填表略。种群的基因频率会同子一代一样。
2.对自然界的种群来说，这五个条件不可能同时都成立。例如，翅色与环境色彩较一致的，被天敌发现的机会就少些。
3.突变产生新的基因会使种群的基因频率发生变化。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的还是有害的。
（二）突变和基因重组为生物进化提供原材料
1、回忆变异类型
2、所有的变异都能导致基因频率的变化吗？只有____________________________。
3、突变和基因重组对于种群遗传组成的改变一样吗？为什么？
因为只有________才能出现新基因，才能丰富基因库，改变基因频率。________可以增加基因型的种类。
4、在自然情况下，突变的频率很低，且多数有害，对生物进化有重要意义吗？
例如：每个果蝇约有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)，请同学们计算出每一代出现的基因突变数是多少
基因突变数是________________________这说明种群中每代产生的基因突变的数量是很大的，并通过繁殖得到积累，成为基因频率改变的基础。而且突变的有利或有害并不是绝对的，它取决于生物的________。
5、突变和基因重组产生的变异有方向吗？由于突变和基因重组都是________、________，因此它们只是提供了________，不能决定生物进化的方向。
探究：
提示：1.树干变黑会影响桦尺蠖种群中浅色个体的出生率，这是因为许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天敌捕食。
2.是表现型。比如，天敌看到的是桦尺蠖的体色而不是控制体色的基因。
三、隔离与物种的形成
1、物种的概念：能在自然条件下相互交配并且产生可育后代的一群生物。
2、隔离在物种形成中的作用
3、隔离和物种形成：
①
主要方式－渐变式（经过长期的地理隔离而达到生殖隔离，形成新物种）
②不同物种间都存在
隔离，物种的形成必须经过生殖隔离时期，但不一定要经过
隔离，如爆发式：
小结：
资料分析:
1.由于这两个种群的个体数量都不够多，基因频率可能是不一样的。
2.不一样。因为突变是随机发生的。
3.不同岛屿的地形和植被条件不一样，因此环境的作用会有差别，导致种群基因频率朝不同的方向改变。
4.不会。因为个体间有基因的交流。
四、共同进化与生物多样性的形成
（一）、共同进化
问：什么是共同进化？
1、共同进化的概念：
思考为什么捕食者的存在有利于增加物种多样性？
2、什么是“精明的捕食者”策略
（二）、生物多样性产生的原因
〖问〗1、生物圈的形成是__________________与______________的结果，是__________的产物。
2、生物多样性
主要包括三个层次的内容：___________、___________、___________。生物多样性的形成经历了漫长的___________。
3、生物进化历程的主要依据是___________。最早的生物化石是距今___________。
提示：
1.最早出现的生物是厌氧的单细胞生物，它们生活在海洋中。
2.多细胞生物大约是在寒武纪出现的，它们生活在海洋中。
3.最早登陆的生物是植物，否则动物登陆后就会饿死。
4.当时陆地上还是一片荒芜，生物都生活在海洋中。
5.恐龙是在中生代后期绝灭的。物种绝灭对生物多样性的影响是复杂的。恐龙的绝灭有利于哺乳动物的繁盛。
（三）、生物进化理论在发展
1.有些学者的研究表明，基因突变对生物适应性的影响并不是非益即害或是非害即益的，而是_____________________，___________对这些突变不起作用，这些基因经过长期的积累，会导致种群间遗传物质出现较大差别。因此有人主张，决定生物进化方向的是_______，而不是自然选择。
2.更多的学者则认为____________________，因此，不能否认______的作用。
3、还有人提出物种形成并不都是___________的过程，而是种群___________与___________交替出现的过程。
总之进化理论不会停滞不前，而是在不断发展。
课堂小结
培养了学生的创新意识和合作精神。在研究性学习过程中，通过学生自己设计、操作、分析实验，将课下活动与课上学习相结合，使学生有了充分表现自己、发挥自己想象力、创造力的时间和空间。学生通过小组讨论互相帮助，互相启发，在讨论中碰撞出创造思维的火花，体会了相互合作的重要性和必要性。
训练了科学研究的基本方法和思维过程。研究性学习让学生从身边熟知的、感兴趣的事物和现象入手提出问题，以个人或小组合作的方式进行探究研讨，亲身体验了应用科学方法解决问题的过程。
加强了学生个性的发展。在研讨活动中，学生可提出不同的设计方案和结果，鼓励学生开展讨论，各抒己见，大胆质疑，体现了研究性学习培养科学态度、求新、求异精神的主旨。
教学效果良好。研究性学习充分体现了学生在学习中的主体作用，有助于学生养成独立思考、积极探究、勇于表达的学习习惯。
板书
第7章 现代生物进化理论
第2节 现代生物进化理论的主要内容
一、种群是生物进化的基本单位
1、种群的概念：生活在一定区域的同种生物的群不个体。
2、基因库：一个种群中全部个体所含有的全不基因
3、基因频率：在一个人种群基因库中，某个基因占全部等位基因的比率。
4、进化的实质：种群基因频率的改变。
二、突变和基因重组产生进化的原材料
三、自然选择决定生物进化的方向
四、隔离导致物种的形成
1、地理隔离
2、生物隔离
3、物种的概念
五、共同进化与生物多样性的形成现代生物进化理论的主要内容
一、选择题
1．下列有关种群基因库的叙述中，不正确的是( )
A．一个种群的基因库包括这个种群所含有的全部基因
B．生物的个体总是要死亡的，但基因库却因种群个体的繁殖而代代相传
C．种群中每个个体含有种群基因库的全部基因
D．基因突变可以改变基因库的组成
2．下列与生物进化相关的叙述，正确的是( )
A．进化总是由突变引起的
B．进化时基因频率总是变化的
C．变异个体总是适应环境的
D．进化改变的是个体而不是群体
3．在一个进行无性生殖、个体数量庞大而又被充分隔离的自然种群中，基因频率发生变化的主要原因是( )
A．基因突变、自然选择
B．基因重组、自然选择
C．基因突变、基因重组、自然选择
D．遗传演变、迁移
4．下列关于隔离的叙述，不正确的是( )
A．新物种的形成往往要有隔离存在
B．地理隔离是指由于地理障碍，使不同区域种群彼此无法交配
C．生殖隔离专指种群间的个体不能自由交配
D．经过长期的地理隔离而达到生殖隔离是常见的物种形成方式
5．昆虫保护色越来越逼真，它们的天敌的视觉也越来越发达，结果双方都没有取得明显的优势。说明( )
A．自然选择不起作用
B．生物为生存而进化
C．双方在斗争中不分胜负
D．双方相互选择共同进化
6.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20人，患者3人，男性患者10人。那么这个群体中色盲基因的频率为( )
A．6%
B．12%
C．11%
D．8%
7．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度快
8．下列有关地理隔离和生殖隔离的说法，正确的是( )
A．地理隔离一旦形成，原来属于同一物种的个体就成了不同物种
B．生殖隔离一旦形成，原来属于同一物种的个体就成了不同物种
C．地理隔离是形成新物种的必然经历
D．每个新物种的形成都必定经历从地理隔离达到生殖隔离的过程
9．下列有关种群和物种的叙述，正确的是( )
A．同一种群的个体间可以相互交配并产生后代，同一物种的个体间也能相互交配并产生后代
B．种群是生物进化的基本单位，物种是繁殖的基本单位
C．种群的基因频率总是在不断变化发展的，物种的基因频率往往保持不变
D．种群基因库的基因和物种基因库的基因是一样的
10．下列关于基因频率与生物进化关系的叙述中，正确的是( )
A．种群基因频率的改变不一定引起生物的进化
B．只有在新物种形成时，才发生基因频率的改变
C．生物进化的实质是种群基因频率的改变
D．生物性状的改变一定引起生物的进化
11．达尔文在加拉帕戈斯群岛上发现几种地雀，用现代生物进化理论解释错误的是( )
A．经过长期地理隔离而达到生殖隔离，导致原始地雀物种形成现在条件下的地雀物种
B．地理隔离一旦形成，原来属于同一物种的地雀很快进化形成不同的物种
C．这些地雀原先属于同一雀种，从南美大陆迁来后，逐渐分布在不同的群岛，发生不同的基因突变和基因重组
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，并逐渐出现生殖隔离
12．下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
二、非选择题
13．下图是加拉帕戈斯群岛上物种演化的模型，A、B、C、D为四个物种及其演化关系。据图回答：
(1)A物种进化为B、C两个物种的内部因素是________，外部因素是__________________，进化的实质是___________________。
(2)甲岛上的B物种迁到乙岛后，不与C物种发生基因交流的原因是___________________________________________________。
(3)迁到乙岛的B物种可能会__________。
14.桦尺蛾是一种栖息在密林中、白天停歇在树干上的昆虫，一般为浅色，它借助与环境相似的体色躲避鸟类天敌。在工业污染区，黑色桦尺蛾的数量有增多的趋势。为证实两种体色的桦尺蛾因环境不同而数量比例不同，进行了如下探究。请完成下列探究方案。
(1)假设：___________________________________________。
(2)实验步骤：1)选择工业污染区A和________________地区B；
2)收集桦尺蛾，并在翅下用有色颜料分别标记黑色蛾和浅色蛾若干；
3)__________________________________________________；
4)一段时间后用诱蛾灯诱捕，记录、统计结果。
(3)实验结果：如表1。根据表内数据绘制A、B两地区不同体色蛾回收率的柱形图。
表1 桦尺蛾释放数和回收数
地区
项目
浅色蛾
黑色蛾
工业污染区A
释放数
400
500
回收数
52
150
B
释放数
500
600
回收数
60
30
(4)结论：____________________________________________
(5)分析与讨论：
1)人们观察到工业污染导致树皮变黑，从这个角度解释上述实验结果。___________________________________________________。
2)已知桦尺蛾的体色由常染色体上一对等位基因控制。为了进一步探究桦尺蛾的黑色与浅色的显隐性关系，有人将一对黑色蛾与浅色蛾杂交，F1中黑色蛾与浅色蛾的数量比为1∶1。请利用F1的蛾，在此基础上设计遗传实验完成探究。
①实验步骤：__________________________________________。
②结果与分析：_________________________________________。
15．某中学生物研究小组为证明人工选择对种群基因频率有影响，选用了纯种长翅果蝇和残翅果蝇进行实验。已知果蝇的长翅(B)对残翅(b)为显性，基因位于常染色体上。他们的实验过程如下：
a．选择一只纯种雄性长翅果蝇与一只雌性残翅果蝇进行杂交，获得子一代雌雄果蝇；
b．让子一代果蝇连续自由交配五代，同时在每一代中除去残翅果蝇；
c．当子六代所有长翅果蝇自由交配后，统计子七代长翅果蝇和残翅果蝇在种群中的百分比；
d．根据残翅果蝇的百分比计算出B、b基因在种群中的基因频率，得出结论。
请分析回答：
(1)如果按照上述步骤进行，在子三代长翅果蝇中纯合子占________。
(2)如果在每代中不除去残翅果蝇，在子三代长翅果蝇中纯合子占________。
(3)请判断该实验过程的设计是否科学？______。你的理由是：________________________________________________。
(4)若让你对此实验过程进行改进，请设计出改进后的步骤。
①选择一只纯种长翅雄果蝇与一只残翅雌果蝇进行杂交，获得子一代雌雄果蝇；
②___________________________________________________；
③___________________________________________________；
④___________________________________________________。
(5)请预期这种人工选择对种群基因频率的影响
_____________________________________________________。
答案1-5CBACD
6-10ADBAC
11-12BB
13.(1)遗传变异 甲、乙两岛环境不同且有地理隔离 种群基因频率的改变 (2)已形成生殖隔离 (3)形成新的物种
14．(1)在工业污染区，黑色蛾数量占优势(合理即可)
(2)1)非工业污染
3)将标记的不同体色的蛾分别释放到上述两地区
(3)见下图
(4)在工业污染区，黑色蛾数量占优势；在非工业污染区，浅色蛾数量占优势
(5)1)不同污染程度区域的树皮颜色不同，使停歇在树干上不同体色的蛾被鸟类捕食的概率不同，导致它们的存活率不同
2)①选择F1的雌雄黑色蛾杂交；观察、记录后代的体色 ②若后代出现浅色蛾，则黑色为显性性状；若后代全部是黑色蛾，则黑色为隐性性状(合理即可)
15．(1)1/2 (2)1/3
(3)不科学 没有设置对照(没有对照实验)
(4)②将子一代雌雄果蝇随机分成相同的甲、乙两组，让甲、乙两组果蝇分别连续自由交配5次，同时将乙组在每一代中都要除去残翅果蝇 ③当子六代所有长翅果蝇自由交配后，分别统计甲、乙两组子七代中长翅果蝇和残翅果蝇在种群中的百分比 ④根据甲、乙两组中残翅果蝇的百分比，分别计算出甲、乙两组中的B、b基因在种群中的基因频率，比较得出结论
(5)这种人工选择将导致B基因的频率增大，b基因的频率减小(共41张PPT)
第2节
现代生物进化理论的主要内容
一、种群基因频率的改变与生物进化
探究活动（一）
情景：如果在灰色翅（基因型为aa)昆虫的群体中偶然出现一只绿色翅（Aa)的变异个体，且绿色比灰色更不容易被敌害发现。
讨论题目：
1.根据达尔文“适者生存、不适者淘汰”的观点该绿色个体一定能被选择下来吗？
2.如果该绿色个体能很好的生活下来，它体内的A基因怎样才能传递给后代？
3、如果Aa与其他个体交配生殖，后代还会是绿色吗？
自然界中，没有哪一个体是长生不死的
个体的表现型也会随着个体的死亡而消失，但决定表现型的基因却可以通过生殖而世代延续.
后代会发生性状分离，出现aa的个体。
研究生物的进化仅仅研究个体的表现型是否与环境适应是不够的，还需要研究群体的基因组成的变化。种群是生物进化的基本单位。
探究活动（二）
1.怎样的一群个体可以称为种群呢？
实际上，在自然界中，每个物种总是分成一个一个或大或小的群体，这些群体就是不同的种群
2.“物种”或“种”与种群又有什么区别呢？
生活在一定区域的同种生物的全部个体叫做种群
指能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物称为一个物种，简称“种”。
练习：118页课后练习1
一个种群中的个体是机械地集合在一起吗？
一个种群中的个体是能自由交配、繁殖的，因此种群是生物繁殖的基本单位。
探究活动（三）
基因频率？
一个种群中全部个体所含有的全部基因叫这个种群的基因库。
在一个种群基因库中，某基因占全部等位基因数的比率
在一个种群中，某基因型个体占全部个体的比率。
基因型频率？
种群在繁衍过程中，个体有新老交替，基因却代代相传。
基因库？
基因频率的计算
例：某昆虫种群中，绿色翅的基因为A,
褐色翅的基因位a，抽取100个个体，AA、Aa、aa的个体分别占30、60、10，那么A、a的基因频率是多少？
探究活动（三）
就这对等位基因来说，每个个体可以看做含有2个基因。那么，这100个个体共有200个基因，其中，
A基因有2×30+60=120个，
a基因有2×10+60=80个。于是，在这个种群中，
A基因的频率为：120÷200=60%
a基因的频率为：
80÷200=40%
①通过基因型个体数计算基因频率
基因频率=种群中该基因的总数／种群中该等位基因的总数。
②通过基因型频率计算基因频率
一个等位基因频率=该等位基因纯合子的频率+1/2杂合子的频率
例：从某种生物种群中随机抽出一定数量的个体，其中基因型为AA的个体占24%，基因型为Aa的个体占72%，基因型为aa的个体占4%，基因A和基因a的频率分别是(
)
A.24%
72%
B.36%
64%
C.57%
43%
D.60% 40%
某昆虫种群中，绿色翅的基因为A,
褐色翅的基因位a，抽取100个个体，AA、Aa、aa的个体分别占30、60、10个。
探究活动（三）
这一种群繁衍若干代以后，其基因频率会不会发生变化？
课本115页思考与讨论
探究活动（三）
遗传平衡状态
3.
用数学方法讨论基因频率的改变
假设讨论题2中的群体满足以下五个条件：
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，
④AA、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。
计算：
(1)子一代、子二代、子三代的基因频率与基因型频率
遗传平衡定律（哈代-温伯格定律）
如果一个种群符合下列条件：
⒈种群是极大的
⒉种群个体间的交配是随机的，也就是说种群中每一个个体与种群中其他个体的交配机会是相等的；
⒊没有突变产生
⒋种群之间不存在个体的迁移
⒌没有自然选择
那么，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。（遗传平衡的种群是理想的种群）。如果用p代表Y基因的基因频率，q代表基因y的频率，那么
（p+q）2=p2+2pq+q2=1；
p+q=1；YY=p2；Yy=2pq；yy=q2；
运用遗传平衡公式：
例5：在某一个种群中，已调查得知，隐性性状者（等位基因用A、a表示）占16%，那么该种群的AA、Aa基因型个体出现的概率分别为：
A.
0.36、0.48
B.
0.36、0.24
C.
0.16、0.48
D.
0.48、0.36
第一步已知隐性性状者即aa的基因型频率为16%，那么a基因的频率为0.4、A的基因频率为1-0.4=0.6。
第二步将其看作在理想的状态下，运用遗传平衡公式进行计算：AA%=A%×A%=0.6×0.6=0.36；Aa%=2×A%×a%=2×0.6×0.4=0.48
答案为A
遗传平衡所指的种群是理想种群，在自然条件下，这样的种群是不存在的。所以种群基因频率迟早要发生变化，所以种群的进化是必然的。
种群进化的原材料是什么？
种群进化的方向由什么决定？
变异的类型：
不能遗传的变异
可遗传的变异
染色体变异
称为突变
基因重组
基因突变
种群进化的原材料是什么？
（阅读课本116页找答案）
思考：生物自发突变的频率很低，它为何还能作为生物进化的原材料呢？
例
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？
2×
104
×
10－5
个体
×
108
种群
=2
×107
突变和基因重组产生进化的原材料
突变
产生
等位基因
基因重组
多种多样的基因型
种群出现大量的可遗传变异
变异是不定向的
形成了进化的原材料
①通过基因型个体数计算基因频率
基因频率=种群中该基因的总数／种群中该等位基因的总数。
②通过基因型频率计算基因频率
一个等位基因频率=该等位基因纯合子的频率+1/2杂合子的频率
例：从某种生物种群中随机抽出一定数量的个体，其中基因型为AA的个体占24%，基因型为Aa的个体占72%，基因型为aa的个体占4%，基因A和基因a的频率分别是(
)
A.
24%
72%
B.
36%
64%
C.
57%
43%
D.
60%
40%
种群进化的方向由什么决定？
课本116探究
（1）根据前面所学的你能做出假设吗？
探究活动（四）
“探究自然选择对种群基因频率的影响”
s
s
长满地衣的树干上的桦尺蠖
黑褐色树干上的桦尺蠖
自然选择可以使种群的基因频率定向改变
探究活动（三）
2）现在我们用数学方法来讨论一下桦尺蠖基因频率变化的原因。1870年桦尺蠖的基因型频率为SS10%
；
Ss20%；
ss70%，在树干变黑这一环境条件下假如树干变黑不利于桦尺蠖的生存，使得种群中浅色个体每年减少10%，黑色个体每年增加10%，以后的几年内，桦尺蠖种群每年的基因型频率与基因频率是多少呢？
第1年
第2年
第3年
第4年
……
基因型频率
SS
10%
11.5%
Ss
20%
22.9%
ss
70%
65.6%
基因
频率
S
20%
23%
s
80%
77%
70.7%
26%
29.2%
14.7%
56.1%
60.9%
26.1%
73.9%
29.3%
13.1%
升高
降低
第1年
第2年
第3年
第4年
……
基因型频率
SS
10%
11.5%
Ss
20%
22.9%
ss
70%
65.6%
基因
频率
S
20%
23%
s
80%
77%
70.7%
26%
29.2%
14.7%
56.1%
60.9%
26.1%
73.9%
29.3%
13.1%
升高
降低
淘汰不利变异基因、积累有利变异基因
结论：自然选择决定生物进化的方向
为什么自然选择决定生物进化的方向？
使基因频率定向改变。
1.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
森林时期
工业时期
灰蛾
黑蛾
灰蛾
黑蛾
99%
1%
1%
99%
C
2.用现代生物进化理论分析解释狼的进化过程。
(1)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
定向的
方向
对某校学生进行色盲遗传病调查研究后发现：780名女生中有患者23人、携带者52人；820名男生中有患者65人，那么该群体中色盲基因的频率是(
)
A.4.4%
B.5.1%
C.6.8%
D.10.2%
答案选C
伴X遗传方面的基因频率计算
这类题目的特殊点是：X染色体总数的正确计算，因为男性中只有一个X染色体，所以计算男性X染色体总数时不需要乘以2，这样就能够得出正确的结果。
总结：
1、生物进化的基本单位是种群（也是繁殖的基本单位）
2、种群的概念和特点
3、基因库、基因频率，基因频率与基因型频率的换算关系
4、生物进化的实质是种群基因频率的改变
5、突变和基因重组产生生物进化的原材料
(突变的有害还是有利也不是绝对的，这往往取决于生物的生存环境）
6、自然选择决定生物进化的方向（使基因频率定向改变）
某常染色体隐性遗传病在人群中的发病率为1%,色盲在男性中的发病率为7%。现有一对表现型正常的夫妇,妻子为该常染色体遗传病致病基因和色盲致病基因携带者.那么他们所生小孩同时患上述两种遗传病的概率是（
）
A.1/88
B.1/22
C.7/20
D.3/80
A
地理隔离
⑴概念：不同物种之间一般是不能够相互交配的，即使交配成功，也不能产生可育的后代。如季节隔离；不亲合性；杂种不育等。
生殖隔离
东北虎和华南虎之间存在什么隔离？
由于地理上的障碍使得同种生物的不同种群间不能够发生基因交流的现象。
⑵意义：是物种形成的标志
狮子与老虎杂交产生狮虎兽是没有生育能力的，狮子与老虎因杂种不育而形成生殖隔离
不同物种个体间因生殖隔离而不能进行基因交流。
曼陀罗的花粉在其他植物的花的柱头上不能完全萌发成为花粉管，使得两性生殖细胞不能融合而形成生殖隔离
孔雀与巨嘴鸟因求偶方式不同而出现生殖隔离
5、隔离在物种形成中的作用
隔离使同种但不同种群间的个体，在自然条件下不能发生基因交流。
是什么原因造成同一物种分化成不同类型的新种？
这说明了什么？
一个种群还是两个种群？
还能发生交配吗？
资料分析：
原始种群
小种群
地理隔离
各种群的基因频率向不同的方向发生改变
新物种
生殖隔离
出现不同的突变和基因重组产生不同变异
种群间差异逐渐扩大
种群基因库明显改变
生活在各自不同的自然环境中
各种群间不能进行基因交流
自然选择
1.经过长期的地理隔离而达到生殖隔离是物种形成比较常见的方式
2.一般情况下，地理隔离是生殖隔离的先决条件，生殖隔离一旦形成，原来属于一个物种的两个种群，就成了两个物种。
3.生物进化是一个量变到质变的过程，是一个长期的历史过程
。
4.一个物种的形成必须要经过生殖隔离，但不一定经过地理隔离，如多倍体的产生。
生物进化，不一定形成新的物种，
形成新的物种，生物一定进化了。
下列说法正确的（
）
A、地理隔离一旦形成，原来属于同一物种的个体就成了不同物种
B、生殖隔离一旦形成，原来属于同一物种的个体就成了不同物种
C、地理隔离是形成新物种的必然经历
D、每个新物种的形成都必定经历从地理隔离达到生殖隔离的过程
B
⑴、隔离是物种形成的必要条件。
⑵物种形成一般是长期地理隔离，达到生殖隔离
⑶生殖隔离是物种形成的标志
可见，不同物种间都存在着生殖隔离,物种的形成必须经过生殖隔离，但不一定要经过地理隔离。
⑷、生殖隔离形成的根本原因是物种间遗传的差异（或基因库的差异）
⑸、物种形成的三个基本环节：
①、突变和基因重组产生进化的原材料
②、自然选择决定生物进化的方向(定向)
③、隔离导致物种的形成现代生物进化理论的主要内容
【教学目标】
（1）解释种群、种群基因库、基因频率等概念。
（2）说明现代生物进化理论的主要内容。
（3）举例说明共同进化和生物多样性形成的原因。
【教学重、难点】
（1）种群、基因库、基因频率概念；
（2）突变和基因重组在生物进化过程中的作用。
【教学过程】
一、学生自主探究：
一、种群基因频率的改变与生物进化
（一）种群是生物进化的基本单位
1．种群的概念
生活在一定区域的
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，并通过繁殖将各自的基因传给后代。
种群是生物
的基本单位，也是生物
的基本单位
2．基因库、基因频率的概念
基因库：一个种群中
个体所含有的
基因。
基因频率：在一个种群基因库中，某个基因占全部
基因数的比率。
基因频率=
基因型频率=
例:
如某昆虫种群中决定翅色为绿色的基因为A，决定翅色为褐色的基因为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和a的基因频率是多少
A的基因频率=
a的基因频率=
A的基因频率+a的基因频率=
AA频率+Aa频率+aa频率=
规律：a、子代的基因频率、基因型频率都保持不变。（理想状态）
b、A的基因频率=
=
（理想状态）
理想状态：种群非常大、自由交配、无基因突变、无自然选择、无迁入和迁出
3．影响种群基因频率的因素：自然选择、基因突变、基因重组、迁入和迁出等
4．进化的实质：
练一练：
（1）aa=0.49，求A、a的基因频率？
（2）aa=0.49，Aa=0.2，求A、a的基因频率？
（3）色盲调查XBXB、XBXb、XbXb、XBY、XbY的基因型频率分别为44%、
5%、
1%、43%
、7%，求XB和Xb的频率？
（二）突变和基因重组产生生物进化的原材料
可遗传变异
1．生物自然突变的频率很低，为什么还能够作为生物进化的原材料？
原因：__________________________________
∴每代产生大量的基因突变
例：一个果蝇约有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？
2．突变的有害和有利并不是绝对的，往往取决于
例：经常刮大风的小岛上：长翅
无翅
3．突变过程产生________，
有性生殖中
形成
________
产生了生物进化的原材料
突变是________
∴突变、基因重组只是________________，
决定生物进化的方向
探究：自然选择对种群基因频率变化的影响
桦尺蠖种群中s(决定浅色性状)基因的频率为什么越来越低呢？
假设：你能根据前面所学知识做出假设吗？
自然选择可以使种群的基因频率
改变。
1870年桦尺蠖的基因型频率为SS
10%
；
Ss
20%；
ss
70%，在树干变黑这一环境条件下假如树干变黑不利于浅色桦尺蠖的生存，使得种群中浅色个体每年减少10%，黑色个体每年增加10%，以后的几年内，桦尺蠖种群每年的基因型频率与基因频率是多少？
第1年
第2年
第3年
第4年
……
基因型频率
SS
10%
11.5%
Ss
20%
22.9%
ss
70%
65.6%
基因频率
S
20%
23%
s
80%
77%
提示：假设第1年种群个体数为100个，当黑色
（表现型）
个体每年增加10%时，基因型为SS
（黑色）个体第2年将会增加到11个，基因型为Ss
（黑色）
个体第2年将增加到22个，基因型为ss
（浅色）
个体第2年将减少到63个。第2年种群个体总数为96个，
基因型SS的频率是11÷96=11.5%；
基因型Ss的频率是22÷96=22.9%；
基因型ss的频率是63÷96=65.6%
（三）自然选择决定生物进化的方向
二、隔离与物种的形成
(一)物种的概念：
1．能够在自然状态下互相
，并且产生
后代的一群生物。
2．隔离：不同
间的个体，在自然条件下
不能自由交流的现象。
生殖隔离：不同物种之间一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能产生可育的后代的现象。
地理隔离：同一种生物由于地理上的障碍而分成不同的种群，使得种群间不能发生基因交流的现象。
【思考】1.如果这两个鱼塘的鱼都是鲤鱼，它们属于一个种群还是两个种群？两个鱼塘的鱼能够发生基因交流吗？为什么？
2.
♂狮×♀虎
狮虎兽
说明了什么？
3.
马（64条染色体）×驴（62条染色体）
骡（63条染色体）
说明了什么？
4.
东北虎和华南虎之间存在什么隔离？
隔离在物种形成中的作用
加拉帕戈斯群岛上的地雀
地理隔离
阻断基因交流
在不同的突变、基因重组和自然选择作用下
基因频率向不同方向发生改变
种群的基因库出现差异
差异进一步加大
生殖隔离
新物种形成
∴
隔离是物种形成的
新物种形成的标志是
【小结】物种的形成方式：
1．长期地理隔离导致生殖隔离。（常见方式）如：加拉帕戈斯群岛上地雀的形成
如：同一物种
多个小种群
2．不经地理隔离，直接形成新物种。
如：植物多倍体的形成。例：四倍体西瓜的形成
三、共同进化与生物多样性的形成
（一）共同进化：
1．概念：不同
之间，
之间在相互影响中不断进化和发展，这就是共同进化。
2．意义：形成了不同的
和多种多样的
。
实例1：在自然界，一种植物专门由一种昆虫传粉的情形很常见。
实例2：你可能看过电视上猎豹追捕斑马的镜头。在这个过程中，由于相互选择，猎豹和斑马中跑得快的个体生存下来，跑得慢的个体被淘汰，使猎豹和斑马的奔跑速度都加快。
捕食者的存在是不是对被捕食者有害无益呢？
捕食者所捕食的大多是被捕食者中年老、病弱或年幼的个体，客观上起到促进种群发展的作用。
“精明的捕食者”策略：捕食者一般不能将所有的猎物吃掉，否则自己也无法生存。
“收割理论”：捕食者往往捕食个体数量多的物种，这样就会避免出现一种或少数几种生物在生态系统中占绝对优势的局面，为其他物种的形成腾出空间，有利于增加物种的多样性。
实例3
原始大气中是没有氧气的，最早出现的生物都是厌氧的；随着光合生物的出现，使得原始大气中有了氧气，为好氧生物的出现创造了前提条件。
这体现了谁和谁的共同进化？
（二）生物多样性的形成：
生物进化理论在发展：
1.
中性进化理论：大量的基因突变是中性的，自然选择对这些基因突变不起作用，决定生物进化方向的是中性突变的逐渐积累，而不是自然选择.
2.
骤变论：提出物种形成并不都是渐变的过程,而是种群长期稳定与迅速形成新种交替出现的过程.
3.
在现有的生物进化理论中，影响最广泛和最深远的是以
为核心的现代生物进化理论。
三、小组讨论：
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．在自然选择过程中，直接受选择的是基因型还是表现型？为什么？
结论：在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生
改变，导致生物朝着一定的方向不断
。
3．生物多样性的内容主要包括哪三个层次？
4．形成生物多样性的原因是什么？
5．研究进化历程的主要依据是什么？
6．最早出现的生物是哪一类生物？它们生活在什么环境中？
7．多细胞生物大约是什么时期出现的？它们生活在什么环境中？
8．最早登陆的生物是植物还是动物？为什么？
9．同今天你所看到的地球相比，寒武纪时地球上的生态系统有什么特点？
10．恐龙是什么时候灭绝的？恐龙的灭绝对生物多样性会产生怎样的影响？
生物进化的历程：
原核生物
无性生殖
简单
水生
低等
11．用基因频率求解遗传题必须满足的条件是什么？
12．种群基因频率定向改变肯定导致新物种的产生吗？
13．细菌抗药性增强是（人工、还是自然选择）的结果
14．八倍体小黑麦是新物种吗？
15．现代进化理论比达尔文自然选择学说有了哪些方面的发展？
16．农作物品种=物种吗？
17．先有鸡还是先有蛋？
限时训练：
1．我国航天科研工作者成功培育出了“太空花”。下列相关叙述不正确的是（
）
A．培育“太空花”的原理是基因突变
B．从飞船上带回的实验植物并非都长成如愿的美丽“太空花”
C．“太空花”是地球上原本不存在的物种
D．“太空花”的出现丰富了自然界的基因种类
2．目前在超市中无公害蔬菜很多，也很受市民的欢迎。这些无公害蔬菜在生产中，不使用农药、杀虫剂和化肥等。假如在蔬菜的生产中长期使用某种杀虫剂其结果是（
）
A．杀虫剂诱发了害虫抗药性基因的产生，使害虫的抗药性增强
B．杀虫剂对害虫具有选择作用，使抗药性害虫的数量增加
C．使用杀虫剂的剂量不断加大，害虫向抗药性能力增强方向定向变异
D．害虫全部消失，最终导致某些害虫的物种灭绝
3．现代生物进化理论认为，突变和基因重组产生生物进化的原材料。下列哪种现象不属于此类变异的范畴（
）
A．无子西瓜
B．（豌豆）高茎（自交）→高茎：矮茎=3:1
C．猫叫综合征
D．红眼果蝇种群中偶尔出现了一只白眼果蝇
4．马达加斯加岛与非洲大陆只相隔狭窄的海面，但两地生物种类却有许多不同，造成这种现象的原因是（
）
A．他们的祖先不同
B．自然选择的方向不同
C．变异的方向不同
D．岛上的生物未进化
5．最新《自然》载文：科研人员从一种溶杆菌属的细菌中提取一种新型抗生素（Lysocin
E），
它能对抗常见抗生素无法对付的超级细菌--耐甲氧西林金黄色葡萄球菌。下列相关叙述
正确的是（
）
A．超级细菌--耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的抗药性变异来源于突变、基因重组或染色体
B．按照现代进化理论解释超级细菌形成的实质是自然选择使耐药性变异定向积累的结果
C．“耐甲氧西林金黄色葡萄球菌”这一超级细菌的形成意味着该种群一定发生了进化
D．施用新型抗生素（Lysocin
E）会使耐甲氧西林金黄色葡萄球菌种群消亡
6．如果基因型为AA、Aa、aa的一个种群后代，在某一环境中的生存能力或竞争能力是AA=Aa＞aa，则在长期的选择过程中，下列说法错误的是（
）
A．这对等位基因中A基因所控制的性状更适应环境
B．A的基因频率将逐渐增加，而a的基因频率将逐渐下降
C．在持续选择条件下，a基因的频率不可能降为0
D．AA的基因型频率增加，aa基因型频率下降，Aa基因型频率不变
7．对某校学生进行色盲遗传病调查研究后发现：700名女生中有患者20人、携带者80人，800名男生中有患者60人，那么该群体中色盲基因的频率是（
）
A．8．2%
B．7．1%
C．6．8%
D．5．4%
8．“虎狮兽”是由雄虎和母狮杂交产生的后代。下列对此现象的叙述正确的是（
）
A．虎狮兽属于动物中的一个新物种
B．虎狮兽再与虎或狮杂交，均能生出杂种后代
C．雄虎与母狮能杂交且能产生后代，所以不属于生殖隔离
D．虎狮兽无繁殖能力，因为其细胞核中无同源染色体
9．农药DDT抗性家蝇品系的产生，是由于家蝇体内编码脱氯化氢酶基因（DHCE）突变造成的。下列叙述正确的是（
）
A．因使用DDT导致家蝇体内DHCE基因突变
B．抗性家蝇品系形成的原因是基因突变和自然选择
C．DDT抗性家蝇与普通家蝇在分类上属于不同物种
D．DDT抗性品系的产生不影响家蝇种群的基因频率
10．某电池厂旁的河流淤泥中的蠕虫对镉有抵抗力。清除出河底大部分含镉的沉积物后，经过几代繁衍，研究人员发现蠕虫重新对镉变得脆弱敏感。下列说法正确的是（
）
A．达尔文是从种群的层面科学系统的解释了生物的进化原因
B．清除镉后蠕虫种群发生了退化
C．蠕虫重新对镉变得脆弱敏感说明出现了蠕虫新物种
D．清除镉后的环境对相应抗性基因的选择作用减弱
11．一个全部由基因型为Aa的豌豆植株组成的种群，经过连续4代自交，获得的子代中，Aa的频率为1/16，AA和aa的频率均为15/32。根据现代生物进化理论，可以肯定该种群（
）
①发生了隔离
②发生了基因突变
③发生了自然选择
④发生了基因型频率的改变
⑤没有发生生物进化
A．①②③④
B．②③④
C．④⑤
D．②③⑤
12．某小岛上的部分昆虫原种，通过变异、自然选择和隔离三个基本环节，演化成昆虫新种。下列相关叙述中，错误的是（
）
A．昆虫原种发生进化的过程中，自然选择是定向的，而变异是不定向的
B．现代生物进化理论认为，该岛上昆虫进化过程中基因频率一定发生变化
C．隔离是昆虫新种形成的必要条件，昆虫原种和昆虫新种之间存在生殖隔离
D．自然选择通过直接作用于控制有利性状的基因从而保留有利性状
13．已知A、a是一对等位基因。下图分别表示某种动物存在地理隔离的3个不同种群的A基因频率的变化情况，3个种群的初始个体数依次为26、260和2600。有关分析错误的是（
）
A．种群越小基因的丧失对该基因频率的影响越大
B．②在125代时aa个体约占总数的25%
C．150代后3个种群之间可能出现生殖隔离
D．自然选择使A基因频率发生定向改变
14．现代进化理论是在达尔文自然选择学说的基础上发展起来的，现代生物进化论对自然选择学说的完善和发展表现在（
）
①突变和基因重组产生进化的原材料；
②种群是进化的基本单位；
③自然选择是通过生存斗争实现的；
④自然选择决定生物进化的方向；
⑤生物进化的实质是基因频率的改变；
⑥隔离导致物种的形成；
⑦适者生存，不适者被淘汰
A．②④⑤⑥⑦
B．②③④⑥
C．①②⑤⑥
D．①②③⑤⑦
1-5CBBBC
6-10DADBD
11-14CDBC
地理隔离
不同种群基因频率向不同方向定向改变
（
方向不同）
（
方向不同）
并逐步出现（
）
（
）不同
新物种
