板 书

第七章 生物的进化

第一节　现代生物进化理简介

一、达尔文自然选择学说
（一）主要内容

　

过度繁殖、生存斗争
遗传变异、适者生存

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

（二）重要意义
科学解释了：
（1）生物进化的原因。
（2）生物的多样性和适应性。

　

　

　

　

　

二、现代生物进化理论

　

　

　

　

（一）种群是生物进化的单位

　

1．种群
定义：生活在同一地，点的同种个体总和。

　

　

　

　

特点：彼此可以交配实现基因交流。

　

　

　

　

　

　

　

2．基因库：种群的全部个体所含有的全部基因。

　

　

　

　

　

3．基因频率：某种基因在某个种群中出现的比例。

　

特点：频率可变。

　

种群基囚频率改变的原因：
基因突变、基因重组、自然选择

　

　

4．生物进化的实质：是种群基因频率的改变。

　

结论：种群是进化的单位。

 

　第一课时　　

　　引言：我们已经知道地球上现存的有记载的生物种类大约200多万种，还有许许多多种生物没有被我们发现，没有发现的生物数目可能要比已经发现的多10倍，更何况已经绝灭的生物比现存的还要多得多。据估计，曾在地球上生活过的生物种数可能多达5亿～10亿。这么多的生物从无到有，从少到多，从简单到复杂，从低等到高等，一批又一批地“踏上”地球，又“远离”地球走向灭亡，进行着自然界的“新陈代谢”，这就是生物的进化。（板书）
　　设问：生物为什么会进化？生物进化的实质是什么？生物进化有什么规律？
　　讲述：19世纪，达尔文提出的以自然选择学说为核心的生物进化论，已被广大学者所承认，任何理论通常都要随着知识的增加而改进，随着遗传学和生态学等现代生物科学的发展和深入到生物进化理论的研究，使达尔文进化理论不断完善和发展，形成了以自然选择学说为基础的现代生物进化理论。（板书）
　　观看：录像——非洲草原野牛四季生活及生殖过程，突出迁徙路经大河时，许多个体被淹死或被鳄鱼吃掉的情景。
　　提问：请同学们根据录像及初中所学有关知识总结归纳出达尔文自然选择学说的主要内容是什么？有什么重要意义及局限性？
　　（回答：主要内容包括：过度繁殖，生存斗争，遗传变异、适者生存。）
　　提问：什么是过度繁殖？
　　（回答：任何一种生物的繁殖能力都很强，在不太长的时间内能产生大量的后代表现为过度繁殖。）
　　提问：为什么自然界中的生物总是繁殖的多生存下来的少呢？
　　（回答：因为生存条件是有限的，生物在争夺有限的空间和食物的情况下同种生物个体之间、种与种之间、生物与无机环境之间进行着激烈的生存斗争，斗争的结果是一部分个体被淘汰。）
　　提问：生物个体的幸存与被淘汰的基础是什么？
　　（回答：生物个体具有既能保持亲本的性状又会出现不同的变异性状。达尔文清楚地知道可遗传的变异是生物进化的基础。）
　　提问：在生存斗争中，什么样的个体容易获胜，并生存下来？
　　（回答：有利变异个体容易在生存斗争中获胜并将这些变异遗传下去，不利变异个体则容易被淘汰。达尔文把这种适者生存不适者被淘汰的过程叫作自然选择。）
　　在长期的自然选择过程中，微小的有利变异得到积累变为显著变异，从而产生了适应特定环境的生物新类型，这就是生物进化的原因。
　　提问：达尔文自然选择学说有什么重要意义？
　　（回答：科学的解释了：（1）生物进化的原因；（2）生物的多样性和适应性。）
　　提问：什么是生物进化的原因？
　　（回答：在长期的自然选择过程中，微小的有利变异得到积累变为显著变异，从而产生了适应特定环境的生物新类型，这就是生物进化的原因。）
　　讲述：由于受到当时科学发展水平的限制，自然选择学说对于（1）遗传和变异的本质，（2）自然选择如何对可遗传的变异起作用的问题不能作出科学的解释。
　　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，但达尔文原来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了以种群为基本单位。形成了以自然选择学说为基础的现代进化理论。（板书）
　　设问：现代生物进化理论的主要内容包括哪几方面？
　　讲述：主要内容包括四个方面：
　　（1）种群是生物进化的单位；
　　（2）突变和基因重组产生进化的原材料；
　　（3）自然选择决定生物进化的方向；
　　（4）隔离导致物种的形成。
　　提问：为什么说种群是生物进化的单位呢？种群的定义是什么？
　　讲述：请通过实例分析归纳出种群的概念。例如：
　　（1）一个池塘中的全部鲤鱼；
　　（2）一个池塘中的全部鱼；
　　（3）一片草地上的全部植物；
　　（4）一片草地上的全部蒲公英。
　　引导学生总结出（1）与（4）属于种群，因此，总结出种群是指生活在同一地点的同种生物个体的总和。
　　提问：种群的组成有什么特点？个体之间存在着什么关系？
　　（回答：种群个体间具有年龄和性别的差异，并不是机械的结合在一起。个体之间存在关系是：彼此可以交配实现基因交流，并通过繁殖将各自的基因传递给后代。）
　　讲述：因此说种群是生物繁殖的基本单位。达尔文清楚地知道只有能遗传的变异才对进化过程有意义。也就是说可遗传的变异是物种或种群进化的基础。
　　提问：进化所需要的变异的来源有几方面？
　　（回答：突变和基因重组。）
　　讲述：由减数分裂和有性生殖引起的基因重组，通过产生不同基因的组合，都提高了群体的可遗传变异。例如，人有23对染色体，即使每对染色体只含有一对杂合的等位基因，通过自由组合就会产生出8万多种不同配子，这样在一个新生儿中就可能有6′l0⁷个以上的基因重组。考虑到染色体上有许许多多对杂合基因，因此实际上基因重组数可能是一个天文数字。由此可见，一个个体所含的基因仅仅是种群中基因的小小组成部分。
　　提问：种群中全部个体的基因称为什么？
　　（回答：一个种群所含有的全部基因，叫做这个种群的基因库。）
　　讲述：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。白化病是隐性基因控制的遗传病，但绝大多数人表现正常。
　　提问：以上事实说明了什么？
　　（回答：说明不同的基因在种群的基因库中所占的比例是不同的。）
　　讲述：某种基因在某个种群中出现的比例叫做基因频率。
　　提问：怎样才能知道某种基因的基因频率呢？
　　讲述：可通过抽样调查的方法获得。例如，从某种种群中随机抽出100个个体测知基因型为AA、As、aa的个体分别为30、60和10，其中A基因频率为多少？a基因频率为多少？教师的引导下由学生自己计算得出：
　　A基因频率＝
　　a基因频率＝
　　提问：（1）种群中某基因的频率能否发生变化？（2）导致种群中某基因频率发生变化的因素有哪些？
　　观看：用CAI课件模拟英国曼彻斯特地区桦尺蠖从19世纪中期到20世纪中期，浅色型桦尺蠖和黑色型桦尺蠖所占比例发生剧烈变化的过程。首先出现19世纪中期长满地衣的浅色树干及树干上栖息着浅色与黑色9：1的桦尺蠖的画面。
　　提问：1850年以前该地区的桦尺蠖为什么以浅色为主？黑色个体很少的原因是什么？
　　回答：因为浅色与环境色彩相似，是桦尺蠖的保护色。黑色易被天敌捕食，而受到控制。
　　讲述：调查发现浅色基因频率为95％，黑色基因频率为5％，这说明黑色基因是突变产生的。
　　观看：出现第二个画面，即随着英国工业的发展，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色的树干及栖息着浅色与黑色1：9的两色桦尺蠖。
　　探究实验：让学生背对电脑屏幕，教师哨声一响学生转身迅速用鼠标点掉一个桦尺蠖，哨声一响再背过身去这样重复多次后，统计剩下的两色桦尺蠖的数量。
　　讨论：（1）多数幸存者的颜色与生存环境有什么关系？
　　（回答：与生存环境颜色相近。）
　　讨论：（2）你的实验结果与自然选择有什么关系？
　　（回答：与自然选择结果类似。）
　　提问：以上实验结果说明两色桦尺蠖的数量变化的根本原因是什么？
　　（回答：原因是黑色基因（S）与浅色基因（s）两种基因出现的频率发生了改变，这是长期自然选择的结果。）
　　讲述：由此可见，种群中的基因频率是可以改变的，导致基因频率改变的因素是：基因突变、基因重组、自然选择。
　　总之，种群中的个体一代一代死亡，但基因库却在代代相传的过程中保持和发展。因此说，生物进化的过程实质上就是种群基因频率发生变化的过程。所以说种群是进化的单位。