
運(yùn)用歸納與概括、批判性思維闡釋生物進(jìn)化的原因。(科學(xué)探究)
引導(dǎo)人們關(guān)注不正確使用抗生素帶來(lái)的危害,關(guān)注人體健康。(社會(huì)責(zé)任)
認(rèn)同種群是生物進(jìn)化的基本單位。(生命觀念)
情景視頻一:超級(jí)細(xì)菌溯源
問(wèn)題1: 你聽(tīng)說(shuō)過(guò)遺傳漂變嗎?
甲同學(xué)說(shuō):當(dāng)然是先有雞蛋了,因?yàn)橹挥猩臣?xì)胞產(chǎn)生的基因突變才能遺傳給后代,體細(xì)胞即使發(fā)生了基因突變,也不能影響后代的性狀。乙同學(xué)說(shuō):不對(duì),人們?cè)陴B(yǎng)雞過(guò)程中,是根據(jù)雞的性狀來(lái)選擇的,只讓符合人類需求的雞繁殖后代,因此是先有雞后有蛋。
先有雞還是先有蛋(視頻)
問(wèn)題2: 你同意哪位同學(xué)的觀點(diǎn)?你的答案和理由是什么?
這兩種觀點(diǎn)都有一定的道理,但都不全面。因?yàn)樗鼈兒鲆暳穗u和蛋在基因組成上的一致性,也忽視了生物的進(jìn)化單位這一重要觀點(diǎn)。
問(wèn)題3: 生物進(jìn)化的基本單位是個(gè)體還是種群?自然選擇的直接作用對(duì)象是基因型還是表型?
自然選擇直接作用的是生物的個(gè)體,而且是個(gè)體的表型。但是,在自然界,沒(méi)有哪個(gè)個(gè)體是長(zhǎng)生不死的,個(gè)體的表型會(huì)隨著個(gè)體的死亡而消失,決定表型的基因卻可以隨著生殖而世代延續(xù),并且在群體中擴(kuò)散。 研究生物的進(jìn)化,僅研究個(gè)體和表型是不夠的,還必須研究群體基因組成的變化。
種群的概念?核心要素?特點(diǎn)?
合作探究一:請(qǐng)同學(xué)們自主閱讀教材P110-111,小組合作思考討論完成問(wèn)題。
基因庫(kù)概念?基因頻率概念及計(jì)算方法?
對(duì)自然界的種群來(lái)說(shuō),不能滿足遺傳平衡狀態(tài)的五個(gè)條件種群基因頻率會(huì)發(fā)生變化嗎?生物該如何進(jìn)化呢?
一個(gè)種群繁殖若干代后,其基因頻率會(huì)不會(huì)發(fā)生變化?
生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個(gè)體的集合叫做種群。
種群是生物進(jìn)化和繁殖的基本單位
一定區(qū)域同種生物全部個(gè)體
種群中的個(gè)體并不是機(jī)械地集合在一起,而是彼此可以交配,并通過(guò)繁殖將各自的基因傳給后代。種群是物種繁衍、進(jìn)化的基本單位。
問(wèn)題4: 一個(gè)菜市場(chǎng)所有的白菜是不是一個(gè)種群?
1.判斷下列是否屬于種群:
(1)一個(gè)池塘中的全部魚(yú) (2)一個(gè)池塘中的全部鯉魚(yú)(3)兩個(gè)池塘內(nèi)的全部青蛙(4)一片草地上的全部植物(5)一片草地上的成年梅花鹿
問(wèn)題5: 種群在繁衍過(guò)程中,個(gè)體有新老交替,基因卻代代相傳。 如同前一年的蝗蟲(chóng)種群相比,新形成的蝗蟲(chóng)種群在基因組成上會(huì)有什么變化嗎?
種群中基因總數(shù)越多,基因庫(kù)越大,與基因種類無(wú)關(guān)。
二、種群基因庫(kù)及基因頻率
一個(gè)種群中全部個(gè)體所含有的全部基因。
2.下列有關(guān)種群基因庫(kù)的敘述中,不正確的是( )A. 一個(gè)種群的基因庫(kù)包括這個(gè)種群所含的全部基因B. 生物的個(gè)體總是要死亡的,但基因庫(kù)卻因種群個(gè)體的繁殖而代代相傳C. 種群中每個(gè)個(gè)體含有種群基因庫(kù)的全部基因D. 基因突變可改變基因庫(kù)的組成
(1)常染色體或X、Y染色體的同源區(qū)段上
(2)X染色體的非同源區(qū)段上
在一個(gè)種群基因庫(kù)中,某個(gè)基因占全部等位基因數(shù)的比值
問(wèn)題6: 基因頻率的計(jì)算方法有哪些呢?
3.某昆蟲(chóng)種群中決定翅色為綠色的基因?yàn)锳,決定翅色為褐色的基因?yàn)閍,從種群中隨機(jī)抽出100個(gè)個(gè)體,測(cè)知基因型為AA、Aa和aa的個(gè)體分別是30、60和10個(gè)。那么A和a的基因頻率是多少?
方法二:通過(guò)基因型頻率計(jì)算
A基因頻率 = AA的基因型頻率+1/2Aa基因型頻率
= 30%+1/2×60% = 60%
= 10%+1/2×60% = 40%
AA基因型頻率為: 30%
Aa基因型頻率為: 60%
aa基因型頻率為: 10%
a基因頻率 = aa的基因型頻率+1/2Aa基因型頻率
在種群中,一對(duì)等位基因的基因頻率之和等于1,基因型頻率之和也等于1。
問(wèn)題7: 一個(gè)種群繁殖若干代后,其基因頻率會(huì)不會(huì)發(fā)生變化?
用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的改變
假設(shè):①昆蟲(chóng)種群數(shù)量非常大;②所有的雌雄個(gè)體間都能自由交配并能產(chǎn)生后代;③沒(méi)有遷入和遷出;④不同翅色的個(gè)體生存和繁殖的機(jī)會(huì)是均等的;⑤基因A和a都不產(chǎn)生突變。
問(wèn)題7: 根據(jù)計(jì)算結(jié)果,想一想子二代、子三代以及若干代以后,種群的基因頻率會(huì)同子一代一樣嗎?
種群的基因頻率和基因型頻率可以世代相傳不發(fā)生變化,保持平衡。
問(wèn)題8: 這種現(xiàn)象稱為什么?
當(dāng)群體滿足以下五個(gè)條件: ①昆蟲(chóng)群體數(shù)量足夠大 ②全部的雌雄個(gè)體間都能自由交配并能產(chǎn)生后代; ③沒(méi)有遷入與遷出 ④自然選擇對(duì)性狀沒(méi)有作用 ⑤基因A和a都不產(chǎn)生突變
設(shè)A的基因頻率為p,a的基因頻率為q;則有p+q=1,那么
種群的基因頻率將不會(huì)改變
( p + q )2 = p2 + 2pq + q2
4. 某工廠有男女職工各200名,對(duì)他們進(jìn)行調(diào)查時(shí)發(fā)現(xiàn),女性色盲基因攜帶者為15人,女性患者1人,男性患者14人,這個(gè)群體中色盲基因的頻率應(yīng)為( ) A. 15% B. 3.88% C. 5.17% D. 10.3%
5. 已知人眼中的褐色(A)對(duì)藍(lán)色(a)是顯性。在一個(gè)有30000人的人群中,藍(lán)眼人有3600人,褐眼的有26400人,其中純合體有12000人。那么,在這個(gè)人群中A和a基因頻率分布為( ?。 . 0.64和0.36 B. 0.36和0.64 C. 0.50和0.50 D. 0.82和0.18
6.某植物種群中,AA個(gè)體占16%,aa個(gè)體占36%,該種群隨機(jī)交配產(chǎn)生的后代中AA個(gè)體百分比、A基因頻率和自交產(chǎn)生的后代中AA個(gè)體百分比、A基因頻率的變化依次為( ) A.不變,不變;增大,不變 B.增大,不變;不變,不變 C.不變,增大;增大,不變 D.不變,不變;不變,增大
問(wèn)題9: 對(duì)自然界的種群來(lái)說(shuō),不能滿足遺傳平衡狀態(tài)的五個(gè)條件種群基因頻率會(huì)發(fā)生變化嗎?生物該如何進(jìn)化呢?
三、種群基因頻率的變化
導(dǎo)致基因頻率變化的原因可能有哪些?
合作探究二:請(qǐng)同學(xué)們自主閱讀教材P110-111,小組合作思考討論完成問(wèn)題。
生物自發(fā)突變的頻率很低,且大多數(shù)突變對(duì)生物體是有害的,它為何還能作為生物進(jìn)化的原材料呢?
完成《實(shí)驗(yàn).探究》探究自然選擇對(duì)種群基因頻率變化的影響的問(wèn)題。
突變的多害少利是絕對(duì)的嗎?種群基因頻率的改變是否也是不定向的?
問(wèn)題10: 導(dǎo)致基因頻率變化的原因可能有哪些?
基因突變?cè)谧匀唤缡瞧毡榇嬖诘??;蛲蛔儺a(chǎn)生新的等位基因,這就可以使種群的基因頻率發(fā)生變化。
可遺傳變異提供了生物進(jìn)化的原材料。其來(lái)源分為突變和基因重組。
問(wèn)題11: 生物自發(fā)突變的頻率很低,且大多數(shù)突變對(duì)生物體是有害的,它為何還能作為生物進(jìn)化的原材料呢?
如:果蠅約有104對(duì)基因,假定每個(gè)基因的突變率都是10-5,若有一個(gè)中等數(shù)量的果蠅種群(約有108個(gè)個(gè)體),那么每一代出現(xiàn)基因突變數(shù)是多少呢?
2 × 104 × 10-5
由此可見(jiàn),雖然基因突變頻率很低,但放到種群中每一代都會(huì)有可觀的變異量,雖然大多數(shù)都是有害的,但是總會(huì)出現(xiàn)一些更適應(yīng)環(huán)境的變異,在自然選擇過(guò)程中被保留下來(lái)并逐代積累。
問(wèn)題12: 突變的多害少利是絕對(duì)的嗎?
各種類型的變異(原材料)
不是絕對(duì)的,“利”和“害”都是相對(duì)于環(huán)境而言的。
問(wèn)題12: 種群基因頻率的改變是否也是不定向的?
探究自然選擇對(duì)種群基因頻率變化的影響
樺尺蠖種群中的S基因?yàn)槭裁丛絹?lái)越高?
自然選擇可以使種群的基因頻率定向改變
假設(shè)1870年,樺尺蛾種群的基因型頻率為SS10%,Ss 20%,ss 70%,S基因的頻率為20%。在樹(shù)干變黑這一環(huán)境條件下,假如樹(shù)干變黑不利于淺色樺尺蛾的生存,使得種群中淺色個(gè)體每年減少10%,黑色個(gè)體每年增加10%。第2~10年間,該種群每年的基因型頻率各是多少?每年的基因頻率是多少?(計(jì)算結(jié)果填入下表)
問(wèn)題13: 樹(shù)干變黑會(huì)影響樺尺蠖種群中淺色個(gè)體的出生率嗎?為什么?
會(huì),因?yàn)闃?shù)干變黑后,淺色個(gè)體容易被發(fā)現(xiàn),被捕食的概率增加,許多個(gè)體可能沒(méi)有交配、產(chǎn)卵前就被天敵捕食,導(dǎo)致其個(gè)體數(shù)減少,影響出生率。
自然選擇使基因頻率定向改變。
問(wèn)題14: 在自然選擇過(guò)程中,直接受選擇的是基因型還是表型?為什么?
表現(xiàn)型,基因型并不能在自然選擇中起直接作用,因?yàn)樘鞌吃诓妒硺宄唧稌r(shí),看到的是樺尺蠖的體色而不是控制體色的基因。
結(jié)論:自然選擇決定生物進(jìn)化的方向
種群基因頻率發(fā)生定向改變
不利變異被淘汰,有利變異逐漸積累
生物朝一定方向緩慢進(jìn)化
生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率在自然選擇作用下的定向改變。
在自然選擇的作用下,有利變異的基因頻率不斷增大,有害變異的基因頻率逐漸減小。
7.調(diào)查某校學(xué)生中關(guān)于某種性狀的各種基因型及比例為:
則該校學(xué)生中XB和Xb的基因頻率分別是( ) A.6%、8% B.92%、8% C.78%、92% D.8%、92%
8.一只果蠅的突變體在21℃的氣溫下,生存能力很差,但是,當(dāng)氣溫上升到25.5℃時(shí),突變體的生存能力大大提高。這說(shuō)明( )A.突變是不定向的B.突變是隨機(jī)發(fā)生的C.突變的有害或有利取決于環(huán)境條件D.環(huán)境條件的變化對(duì)突變體都是有害的
9.使用某種農(nóng)藥防治某種農(nóng)業(yè)害蟲(chóng),開(kāi)始效果很顯著,長(zhǎng)期使用后,效果越來(lái)越差,原因是( )A.害蟲(chóng)對(duì)農(nóng)藥進(jìn)行了定向選擇B.害蟲(chóng)對(duì)農(nóng)藥逐漸適應(yīng)C.農(nóng)藥刺激害蟲(chóng)產(chǎn)生了變異D.農(nóng)藥對(duì)害蟲(chóng)的變異進(jìn)行了定向選擇
探究抗生素對(duì)細(xì)菌的選擇作用
①號(hào)區(qū)域的中央放置不含抗生素紙片和②③④號(hào)區(qū)域的中央分別放置含有抗生素的紙片
將培養(yǎng)皿倒置于37℃的恒溫箱中培養(yǎng)12~16h
用記號(hào)筆在培養(yǎng)皿的底部畫(huà)線,將培養(yǎng)基分為四個(gè)區(qū),標(biāo)號(hào)
觀察并測(cè)量抑菌圈直徑,并取平均值
從抑菌圈邊緣的菌落上挑取細(xì)菌培養(yǎng),并重復(fù)以上步驟
抗生素對(duì)細(xì)菌有選擇作用,抗生素對(duì)細(xì)菌抑制作用越來(lái)越弱。
問(wèn)題15: 你的數(shù)據(jù)結(jié)果是否支持“耐藥菌是普遍存在的”這一說(shuō)法?
支持。抑菌圈邊緣生長(zhǎng)的可能是耐藥菌。
問(wèn)題16: 在本實(shí)驗(yàn)條件下,耐藥菌所產(chǎn)生的變異是有利的還是有害的?
在本實(shí)驗(yàn)條件下,一般來(lái)說(shuō)是有利的,有利于生物在特定環(huán)境中生存和繁殖的變異在此環(huán)境中就是有利變異。
問(wèn)題17: 濫用抗生素有什么后果?
10.2022年北京冬奧會(huì)吉祥物“冰墩墩”,大熊貓是其設(shè)計(jì)原型。大熊貓最初是食肉動(dòng)物,經(jīng)過(guò)進(jìn)化,其99%的食物都來(lái)源于竹子。現(xiàn)在一個(gè)較大的熊貓種群中雌雄數(shù)量相等,且雌雄之間可以自由交配,若該種群中B的基因頻率為60%,b的基因頻率為40%,不考慮突變、遷移及自然選擇,則下列有關(guān)說(shuō)法正確的是( )A.若該對(duì)等位基因位于常染色體上,則BB雌熊貓概率約為48%B.若該對(duì)等位基因只位于X染色體上,則XbXb、XbY的基因型頻率分別為8%、20%C.大熊貓種群中所有個(gè)體的B和b基因構(gòu)成了該種群的基因庫(kù)D.大熊貓由以肉為食進(jìn)化為以竹子為食的實(shí)質(zhì)是種群基因型頻率的定向改變
11.自私基因在真核生物基因組中普遍存在,雙親雜交時(shí),為了將該類基因優(yōu)先傳遞給子代,父本或母本通過(guò)半致死自身不含該類基因的配子進(jìn)行調(diào)控。小麥中的A基因?qū)儆谧运交?,讓基因型為Aa的小麥雜交,F(xiàn)1基因型及比例為AA:Aa:aa=2:3:1。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是( )A.若該調(diào)控過(guò)程發(fā)生在母本中,則雌配子的基因型及比例為A:a=2:1B.若F1連續(xù)多代自交,則a基因在該小麥種群中的基因頻率逐漸下降C.親本(Aa)產(chǎn)生的含有a基因的雄配子數(shù)量可能少于含有A基因的雌配子數(shù)量D.F1隨機(jī)交配,產(chǎn)生雄配子的基因型及比例可能為A:a=2:1
12.下列關(guān)于生物進(jìn)化的說(shuō)法正確的是( ?。〢.馴化后的大豆英果變大是控制大豆種子大小的基因定向變異的結(jié)果B.較晚形成的地層中,沒(méi)有較簡(jiǎn)單、較低等的生物化石C.自然選擇保存適應(yīng)環(huán)境的變異,人工選擇保留人類所需的變異D.細(xì)胞內(nèi)ATP和ADP相互轉(zhuǎn)化的供能機(jī)制不能體現(xiàn)生物界的統(tǒng)一性
13.碳青霉烯類抗生素是治療重度感染的一類藥物。下表為2005年—2008年,該類抗生素在某醫(yī)院住院患者中的人均使用量,以及從患者體內(nèi)分離得到的某種細(xì)菌對(duì)該類抗生素的耐藥率變化。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )A.耐藥性產(chǎn)生的實(shí)質(zhì)是細(xì)菌的基因發(fā)生定向突變B.抗生素使用量增加提高了細(xì)菌種群中耐藥性基因的頻率C.細(xì)菌耐藥性基因突變?yōu)榧?xì)菌進(jìn)化提供了原材料D.細(xì)菌繁殖快,耐藥率的上升也快,需要及時(shí)更換抗生素種類
14.關(guān)于生物進(jìn)化,下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是( )A.只要種群的基因頻率發(fā)生變化,生物就進(jìn)化了B.自然選擇直接作用于生物個(gè)體的表現(xiàn)型C.突變和基因重組、隔離與新物種形成是達(dá)爾文自然選擇學(xué)說(shuō)的主要內(nèi)容D.化石是研究生物進(jìn)化歷程的重要依據(jù)
15.細(xì)菌有多種耐藥機(jī)制,有些是“內(nèi)在的”,即使用它原有的基因來(lái)對(duì)付抗生素;有些是“獲得的”,即獲得的新遺傳物質(zhì)提供了生存的新能力。下列敘述錯(cuò)誤的是( )A.內(nèi)在的耐藥機(jī)制是用在細(xì)菌沒(méi)有接觸抗生素之前就已經(jīng)存在的基因來(lái)對(duì)付抗生素B.兩種耐藥機(jī)制的獲得途徑不同,只有接觸抗生素后才表現(xiàn)出生存力的差異C.細(xì)菌的種類眾多,細(xì)菌內(nèi)原有的基因可對(duì)抗自然界中存在的所有抗生素D.細(xì)菌耐藥性可能是使抗生素結(jié)構(gòu)受損,使其效率降低或轉(zhuǎn)移某化學(xué)基團(tuán)使其無(wú)效
16.利福平是一種廣譜抗生素,可以抑制細(xì)菌RNA聚合酶的活性。下列關(guān)于利福平的說(shuō)法正確的是( )A.利福平可以通過(guò)控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制細(xì)菌的性狀B.利福平可以抑制細(xì)菌轉(zhuǎn)錄時(shí)DNA雙鏈的解開(kāi)及后續(xù)mRNA的合成C.將利福平與其他藥物聯(lián)用,將誘導(dǎo)抗藥性突變的產(chǎn)生D.利用含利福平的培養(yǎng)基篩選出的抗性菌株,也可抵抗其他抗生素
17.超級(jí)細(xì)菌中有一種耐甲氧西林的金黃色葡萄球菌(MRSA),其可引起皮膚、肺、血液和關(guān)節(jié)的感染。通過(guò)對(duì)細(xì)菌的DNA進(jìn)行誘變(如堿基對(duì)替換、缺失等),可以在一定程度上限制細(xì)菌的耐藥性。下列敘述正確的是( )A.對(duì)MRSA的DNA進(jìn)行誘變可以改變其DNA中嘌呤與嘧啶的比例B.MRSA的出現(xiàn)與人類濫用抗生素使細(xì)菌定向突變出耐藥性變異有關(guān)C.細(xì)菌通過(guò)不斷的變異與進(jìn)化,獲得耐受不同抗菌藥物的能力D.超級(jí)細(xì)菌中所有抗藥性基因及不抗藥基因構(gòu)成其種群基因庫(kù)
這是一份人教版 (2019)必修2《遺傳與進(jìn)化》二 隔離在物種形成中的作用優(yōu)秀ppt課件,共17頁(yè)。PPT課件主要包含了實(shí)驗(yàn)原理,目的要求,材料用具,方法步驟,設(shè)置變量,重復(fù)實(shí)驗(yàn),結(jié)果和結(jié)論,越來(lái)越小,討論與交流,促進(jìn)耐藥菌的產(chǎn)生等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份高中生物人教版 (2019)必修2《遺傳與進(jìn)化》一 種群基因組成的變化完美版課件ppt,共17頁(yè)。PPT課件主要包含了復(fù)習(xí)回顧,種群和種群基因庫(kù),種群基因庫(kù),1基因庫(kù),2基因頻率,A的個(gè)數(shù),A和a總個(gè)數(shù),3基因型頻率,AA%,AA的個(gè)數(shù)等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份人教版 (2019)必修2《遺傳與進(jìn)化》一 種群基因組成的變化精品ppt課件,共39頁(yè)。PPT課件主要包含了學(xué)習(xí)目標(biāo),溫故知新自然選擇,情景視頻二,思考討論,新物種形成的類型,課堂小結(jié)等內(nèi)容,歡迎下載使用。
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