种群基因频率的改变与生物进化Word下载.docx

种群基因频率的改变与生物进化Word下载.docx

《种群基因频率的改变与生物进化Word下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《种群基因频率的改变与生物进化Word下载.docx（29页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

设计意图

目标展示

阅读导学案，展示本节课的知识目标、能力目标和情感态度和价值观目标。

阅读教学目标，了解本节课学习内容

展示教学目标，让学生了解本节课教学内容。

复习回顾

达尔文的自然选择学说

1、主要内容

⑴——选择的基础

⑵——选择的手段

⑶——进化的内因

⑷——选择的结果

2、历史局限

①对于的本质，自然选择对遗传和变异如何起作用，不能作出本质上的阐明。

②对生物进化的解释局限于水平

③不能很好地解释等现象。

学生回顾填写学案

温故知新

过渡

板书

随生物科学生物的发展对自然选择学说的发展体现在哪三个方面？

聆听学生的回答，之后引导学生：

从这节课开始我们一起学习以自然选择学说为核心的现代进化理论的主要内容。

一、种群基因频率的改变与生物进化

学生结合第一节内容简要回答

1.从性状水平深入到基因水平，认识到遗传变异的本质。

2.获得性遗传被多数学者所摈弃。

3.以种群为单位研究进化的问题

发现自然选择学说中某些观点与现代遗传学所揭示出的遗传和变异本质之间的矛盾，体会对自然选择学说的修正是必然的。

（一）种群

1.种群的

概念

过渡

2.种群的地位

3.基因库

基因频率

拓展1

哈代一温伯格平衡（遗传平衡定律）

设问：

怎样的一群生物个体可以称为种群呢？

引导学生自学引课本114页内容，完成学案对应内容：

理解种群概念要把握：

（1）两个要素“同种”“全部”；

（2）两个条件：

时间和空间即种群具有一定的时空限制，离开一定的空间和时间种群是不存在的。

例如我们北方的燕子种群不能说什么季节都有。

（3）种群个体不是机械的集合在一起，而是通过种内关系组成的一个有机整体，个体间能彼此交配，并通过繁殖将各自的基因传给后代。

及时巩固

1、下列哪项属于种群（　　　）

A、枣庄市的全部的鲤鱼

B、一块稻田里的所有昆虫

C、卧龙保护区中的全部大熊猫

D、一间屋中的全部的蟑螂

课件投影：

人们为什么要提出“种群”这一概念？

种群是生物进化的基本单位，也是繁殖的基本单位。

讲述：

自然界的物种实际上是以一个个种群存在的，种群是物种繁衍、进化的基本单位。

它为研究生物与环境的关系和物种的变化带来了方便。

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？

（安排学生阅读教材）

给出假设情况让学生尝试计算基因频率：

例1.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的个体分别是30、60、10个，那么A、a的基因频率是多少？

归纳规律：

1、已知基因型的个体数计算基因频率

该基因总数

某基因频率=*100%

该基因全部等位基因数

P115思考与讨论：

用数学方法讨论基因频率的变化某昆虫种群中，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%，假设昆虫种群非常大，所有的雌雄个体间都能自由交配并产生后代，没有迁入和迁出，自然选择没有起作用，基因没有突变，根据孟德尔的分离定律试计算：

亲代基因

型的频率

AA（30%）

Aa（60%）

aa（10%）

配子的比率

A（30%）

A（30%）

a（30%）

a（10%）

子代基因

型频率

AA（36%）

Aa（48%）

aa（16%）

子代基因频率

A（60%）

a（40%）

1、

（1）A配子占60%，a配子占40%。

引导学生思考并计算A基因频率和a基因频率是多少？

2、已知基因型频率求基因频率

A基因频率=AA%+1/2Aa%

a基因频率=aa%+1/2Aa%

引导学生思考

（2）子代基因型频率：

结合自由交配的条件运用配子法计算

雄配子

雌配子

A

60%

a

40%

A60%

AA36%

Aa24%

a40%

aa16%

AA占36%；

Aa占48%；

aa占16%。

运用哈代一温伯格平衡，由基因频率计算基因型频率

（1）内容：

在一个有性生殖的自然种群中，当等位基因只有一对（Aa）时，设p代表A基因的频率，q代表a基因的频率，

♀

♂

A（p）

a（q）

AA（p2）

Aa（pq）

aa（q2）

亲代配子

比率

子代基因型

频率

则：

（p+q）2=p2+2pq+q2=l。

其中p2是AA（纯合子）基因型的频率，2pq是Aa（杂合子）基因型的频率，q2是aa（纯合子）基因型频率。

（2）适用条件：

在一个有性生殖的自然种群中，在符合以下5个条件的情况下，各等位基因的频率和基因型频率在一代代的遗传中是稳定不变的，或者说是保持着基因平衡的。

这5个条件是：

种群非常大，所有的雌雄个体间都能自由交配并产生后代，没有迁入和迁出，自然选择没有起作用，基因没有突变。

学生活动将99页9题（3）（4）做完

学生总结：

【种群】是指生活在一定区域的同种生物的全部个体。

选C

点评：

A项全市表面看是同一区域但鲤鱼并不是都能自由交配的，因此不是一个种群D项蟑螂只是俗称并不是同一物种常见的大约有10种，同一室内就可能有2种，因此也不能确定是一个种群。

学生阅读教材，找出基因库和基因频率的概念，并写在学案上。

学生计算，介绍计算结果和方法。

学生计算，派代表带黑板写出结果。

学生通过计算与

A配子，a配子所占比例相同，进一步总结已知基因型频率情况下计算基因频率的方法。

学生运用配子法计算

学生做笔记

学生用第二种方法计算子代种群基因频率

（3）子代种群的基因频率：

A占65%；

a占35%。

（4）2%。

通过实例分析归纳种群的概念。

帮助学生更好的理解把握种群这一概念。

通过设置及时巩固引导学生准确理解种群概念中的“一定区域”，“同种生物”。

使学生初步认识种群是生物进化的基本单位。

使学生初步认识种群基因库和基因频率。

使学生学会方法一、已知基因型的个体数情况下计算基因频率的方法。

使学生学会方法二、已知基因型频率情况下计算基因频率的方法。

引导学生小结第三种方法利用

哈代一温伯格平衡计算基因频率

学会计算基因频率和基因型频率，

使学生发现基因频率和基因型频率的变化。

解惑

2.在某一群体中调查得知，隐性性状为16%，该性状不同类型的基因型频率是多少？

（按AA、Aa、aa排列）

A．36%48%16%

B．40%36%16%

C．16%48%36%

D．16%36%48%

分析：

题中信息非常少不能用基因频率计算的前两种方法，因此利用平衡定律解题。

提示：

设显性基因频率为p，隐性基因频率为q，

已知q2=16%

因此，q=40%

又因为p+q=1，

所以p=l–q=1–40%=60%，

根据（p+q）2=p2+2pq+q2=1，

AA=p2=（60%）2=36%

Aa=2pq=2*60%*40%=48%

aa=q2=（40%）2=16%

学生在讨论中提出自己的疑问：

例1及课本115页思考讨论1为什么不能直接对隐性性状的基因型频率开方求隐性基因频率？

针对学生的这个疑问我们看115页思考讨论2.对一个自然界的种群来说这五个条件都成立吗？

你能举出哪些实例？

引导学生思考后自己悟出三种计算基因频率的方法适用条件不同，能用定义法及基因型频率计算出基因频率的，就不用第三种方法哈代一温伯格平衡定律计算。

学生分析后运用第三中方法解题

选A

学生讨论后举例比如自然界普遍存在迁入迁出，自然选择必然有部分个体被淘汰，存在基因突变会产生新的基因，因此自然种群一般不遵循哈代一温伯格平衡定律也就不能用这个方法计算

检测学生的理解程度

及时发现学生的疑问，恰当的引导让学生的思维深度更上一个层次。

课堂生成的问题恰当的运用及时引导可以达到很好的教学效果。

拓展2

X染色体上基因的基因频率计算

例2.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%

教师引导：

本题属于已知基因型的个体数计算基因频率，套公式

Xb=Xb/（XB+Xb）X100%

点拨：

与常染色体的不同之处在于男性只有一个X即分母不同，其余计算相同。

学生通过计算有的选B有的选C

通过教师的点拨学生再次进行计算选C

体验X染色体上的基因频率的计算方法。

（二）突变和基因重组产生进化的原材料

解惑

过渡：

对自然界的种群来说，哈代—温伯格平衡的五个条件不可能同时都成立。

基因突变总会发生。

变异是普遍存在的，自然界种群的基因频率改变是必然的。

1、回忆变异类型

_不可遗产的变异_

变异__基因突变_

_可遗传的变异_染色体变异

__基因重组__

在三种可遗传变异中，基因突变和染色体变异可以统称为突变。

提醒：

此后做题尤其是关于进化方面的题注意基因突变与突变不同，是一个易错点。

2、所有的变异都能导致基因频率的变

化吗？

教师结合学生回答，不断质疑、启发引导。

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？

学生会对基因重组改变基因的频率不理解。

举例说明：

人有23对染色体，男性可以产生223种精子，女性可以产生223种卵细胞，即使不考虑基因突变要保证一对夫妇的子女中有两个所有基因完全相同，则子女的个数至少为多少？

学生计算出246+1个后，引导学生思考女性的卵细胞大概有四百到五百个，即使这些卵细胞全部形成受精卵并全部出生也远远小于246+1，因此由于个体后代数量的不同，一部分基因型并为在子代出现故基因重组也能改变种群的基因频率。

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?

群体中基因突变数是2*107_

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，它取决于生物的生存环境。

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随机的、不定向的，因此

它们只是提供了生物进化的原材料，不能决定生物

进化的方向。

生物的进化方向是谁决定的？

学生回答变异类型

学生讨论，发表看法，回答出：

只有可遗传的变异才能导致基因频率的改变。

学生回答出不一样。

因为只有基因突变才能出现新基因，才能丰富基因库，改变基因频率。

基因重组可以增加基因型的种类。

学生通过教师的引导

导理解基因重组

也能改变种群基因

频率。

学生阅读教材有

关内容回答。

让学生知道变异是普遍存在的，自然界种群的基因频率改变是必然的。

复习变异类型，为进一步讨论变异对进化的作用奠定基础

使学生理解，只有可遗传的变异才能影响种群基因组成，导致基因频率的改变。

理解突变和基因重组的区别。

使学生理解突变和基因重组都是随机的、不定向的，它们只是提供了生物进化的原材料，不能决定生物进化的方向。

（三）自然选择决定生物的进化

阅读“探究”中的资料，提出探究探究问题桦尺蠖种群中S基因（决定浅色性状）的频率为什么越来越低呢？

探究：

自然选择对种群基因频离变化的影响

目的要求：

学会用数字化问题情境的方法探究自然选择在生物进化中的作用

方案设计：

1、提出问题

桦尺蠖种群中S基因（决定浅色性状）的频率为什么越来越低呢？

2、猜想假设

自然选择使桦尺蠖种群基因频率定向改变。

3、设计实验

（1）创设数字化的问题情境

（2）计算以后2—10年的基因频率完成图表

（3）调高环境选择作用，使浅色个体每年减少的百分率提高，在此情况下重新计算，再完成图表

（4）根据步骤“2、3”表中基因频率数据得出结论

实验过程：

1、材料用具：

计算器、记录本等

2、方法步骤和记录

（1）创设数字化情况：

1870年，桦尺蠖种群基因频率如下：

SS10%、Ss20%、ss70%，S基因频率为20%。

在树干变黑的环境下，不利浅色桦尺蠖的生存，每年减少10%，黑桦尺蠖每年增加10%。

（3）计算2—10年间，SS、Ss、ss三种基因型个体的相对数量变化

相对个体数年份

基因型

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

SS

11

12.1

13.3

14.6

16.1

17.7

19.5

21.4

23.6

Ss

20

22

24.2

26.6

29.3

32.2

35.4

40

42.9

47.2

ss

70

63

56.7

51

45.9

41.3

37.2

33.5

30.1

27.1

3、计算SS、Ss、ss基因型频率及S、s基因频率

现象观察

将计算结果记录到下表

频率年份

基因

基因型频率

10%

11.5%

13%

14.6%

16.2%

18%

19.6%

21%

22.7%

24.1%

20%

22.9%

26%

29.2%

32.4%

36%

39.2%

42%

45.4%

48.2%

70%

65.6%

61%

56.1%

51.1%

46.1%

41.2%

37%

32%

27.7%

S

23%

29.3%

32.6%

35.9%

43%

80%

77%

74%

70.7%

67.4%

64%

57%

55%

52%

实验结论

自然选择使桦尺蠖种群中基因频率_定向_改变。

实验评价：

计算结果，是否支持你作出的假设

【误区警示】

每年的种群个数总数是变化的，所以计算式的分母并非总是200，应当用个体相对数量表中的当年总数代入公式。

【问题探究】

1、树干变黑会影响桦尺蠖种群中浅色个体的出生率吗？

2、在自然选择中，直接受选择的是基因型还是表现型？

阅读“探究”中的资料，提出探究探究问题

学生讨论

学生做出假设。

学生计算，报告

计算结果。

学生思考讨论回答

1、会，许多浅色

个体可能没有交配

产卵前就已被天敌

捕食。

2、表现型，比如

天敌看到桦尺蠖的

体色二不是控制体

色的基因。

总结、过渡

层层补充深入，使

问题分析更加严谨、科学、完善

培养学生做出假设

的能力。

使学生知道情境，

明确探究问题。

使学生学会用数

学方法讨论自然

选择作用可以是

基因频率发生定

向改变。

得出结论自然选择使桦尺蠖种群中基因频率定向改变。

使学生了解自然选择作用

择作用中的选择对象和

象和选择方式。

当堂达标

留学生10分钟，做导学案习题。

其中1-5为必做题，6-8为选做题。

做导学案习题

习题巩固所学

总结

学生归纳总结本课内容

种群是生物进化的基本单位

种群

基因库

突变和基因重组产生进化的原材料

突变

基因重组

自然选择决定生物进化方向

和老师一起总结本节所学习的内容，形成知识体系。

理清知识之间的联系，形成知识框架和脉络，建构知识体系。

首尾呼应，学以致用。

及时巩固落实。

课后作业

1、课本P118基础题

2、《自主学习》P99能力提升部分。

课下完成

习题巩固

预习新知

板书设计：

第7章第2节现代生物进化理论的主要内容

----种群基因频率改变与生物进化

一、种群是是生物进化的基本单位

1．种群的概念及特点

2.基因库和基因频率

基因频率的计算方法

方法1、已知基因型的个体数计算基因频率

方法2、已知基因型频率求基因频率

方法3．哈代-温伯格平衡（遗传平衡定律）

A=Pa=qP+q=1

（p+q）2=p2+2pq+q2=l

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

生物进化的实质：

种群基因频率的改变

学案

第2节现代进化理论的主要内容

（一）

命制人：

白玉

学习目标：

1、解释种群、种群基因库、基因频率等概念

2、运用数学方法讨论种群基因频率的变化

学习重点：

1、概念：

种群、物种、基因频率。

2、突变和基因重组、自然选择在进化中的作用。

学习难点：

自然选择对基因频率的影响

教学过程：

复习回顾：

⑴——选择的基础⑵——选择的手段

⑶——进化的内因⑷——选择的结果

新课学习：

（一）种群是生物进化的基本单位

1.种群：

指生活在的生物的个体。

2、种群的特点

（1）种群的个体之间具有年龄和性别的差别，并不是机械地结合在一起。

（2）种群也是生物繁殖的基本单位。

个体之间彼此可以交配，并通过繁殖将各自的基因传递给后代。

及时巩固1、下列哪项属于种群（　　　）

3.种群是的基本单位，也是的基本单位。

4、种群基因库：

一个中个体所含的。

基因频率：

在一个中，某个基因占的比率。

及时巩固2.在某一群体中调查得知，隐性性状为16%，该性状不同类型的基因型频率是（）（按AA、Aa、aa排列）

A．36%48%16%B．40%36%16%

C．16%48%36%D．16%36%48%

那么该群体中色盲基因的频率是（）

不可遗传的变异

变异突变

变异

（三）自然选择决定生物进化的方向

进化的实质：

●基础题

A、一个池塘中所有鱼

C、一片草地的所有蒲公英

D、分散在各湖泊、河流的鲤鱼

2、现代生物进化理论认为，突变和基因重组是产生进化的原材料，下列哪种变异现象不属于此类突变的范畴（）

A、猫叫综合症

B、高茎×

高茎高茎、矮茎

C、镰刀型细胞贫血症

D、二倍体×

四倍体三倍体六倍体

3、已知人眼的褐色（A）对蓝色（a）是显性。

在一个30000人的人群中，蓝眼人3600人，褐眼人26400人，其中纯合体有1200人。

那么，在这个人群中A和a的基因频率为（）

A、0.64和0.36B、0.36和0.64　

C、0.50和0.50D、0.82和0.18

4、在一个种群种随即抽取一定的数量的个体，其中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%

5、“基因突变对绝大多数个体是不利的，但却是生物进化的重要因素之一”。

你认为这一说法（）

A、正确，基因突变虽对多数个体不利，但它为定向的自然选择提供了材料，为物种的进化奠定了基础

B、正确，基因突变对多数个体不利，但突变的方向与生物进化的方向是一致的

C、不正确，因为基因突变不利于个体的繁殖，会导致物种的绝灭

D、不正确，因为基因突变会导致个体死亡，不利于生物进化

●拓展题

6、调查，某小学的小学生中，基因型的比例为XBXB（42.32%）、XBXb（7.36%）、XbXb（0.32%）、XBY（46%）、XbY（4%），则在该地区XB和Xb的基因频率分别是多少？