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6.2 变异与进化

基因突变、基因重组、染色体变异与生物进化 · 高三
先确认一下:这一关能不能学
上面这几节是它的地基 —— 没通的话,补完再回来,比硬啃快得多。
讲清楚它是什么

定义 变异是生物体遗传物质或表现型的改变,进化是种群基因频率随时间的定向改变。

从哪来 本知识点建立在 5.5 基因与性状的关系 之上,理解基因如何决定性状及变异如何影响性状表达是理解进化的基础。

为什么 生物个体存在差异(变异),这些差异若由遗传物质改变引起则可遗传。在自然选择作用下,适应环境的变异个体生存和繁殖机会更多,其基因在种群中比例增加,导致种群基因频率发生定向改变,即进化。

讲法
适合:逻辑推理能力强、喜欢抽象概念的学生 从“基因频率”这一核心概念切入。先复习5.5中基因型与表现型的关系,再引入种群概念。强调进化不是个体层面的,而是种群层面的。通过数学模型(哈迪-温伯格平衡)展示在没有突变、选择、迁移等干扰下基因频率保持不变,从而反推任何偏离平衡的因素(如自然选择)都会导致基因频率改变,即进化。
讲法
适合:形象思维强、对故事和案例感兴趣的学生 使用“长颈鹿脖子变长”的经典案例进行辨析。先讲拉马克的“用进废退”(不可遗传),再讲达尔文的自然选择(可遗传变异+环境筛选)。结合5.5知识,说明脖子长短由基因控制,变异产生不同脖子长度的个体,食物短缺时,长脖子个体存活率高,繁殖多,后代中长脖子基因比例上升。强调“变异是不定向的,自然选择是定向的”。
讲法
适合:动手能力强、喜欢实验探究的学生 设计模拟实验。用不同颜色的珠子代表不同等位基因(如A和a),模拟一个种群。随机抽取珠子配对形成个体(模拟5.5中的基因型),然后人为移除部分珠子(模拟自然选择,如移除所有aa个体),重新计算剩余珠子中A和a的比例。让学生观察基因频率的变化,直观理解进化是基因频率的改变。
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练一道
基础题
某植物种群中,AA基因型占20%,Aa占60%,aa占20%。若该种群随机交配,且无突变、选择、迁移,求下一代中A的基因频率。
变式
接上题,若环境变化导致aa个体全部死亡,AA和Aa个体存活率相同。求下一代中A的基因频率。
试试手自己判
检测题
一个种群中,控制某性状的基因有A和a两种。若该种群中A的基因频率为0.8,a的基因频率为0.2。在自然选择作用下,aa个体生存能力降低,经过多代后,A的基因频率变为0.9。请问该种群是否发生了进化?为什么?
看答案和判分标准
答案:是。因为种群的基因频率发生了改变(A从0.8变为0.9),而生物进化的实质就是种群基因频率的定向改变。
判对标准:
1. 明确回答“是”(1分)。
2. 指出“基因频率发生了改变”(2分)。
3. 说明“生物进化的实质是种群基因频率的定向改变”(2分)。
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