《生物进化理论的发展 第2课时》教案1

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1、分子进化的中性学说和现代生物进化理论发展的意义教学过程导入新课师：我们已经学习了自然选择学说，知道了它是进化论的中心内容，一百多年来，自然选择学说已被人们广泛接受，也是生物进化长河中的一座明亮的灯塔，但是随着科学技术和人类对自身认识的不断发展，自然选择学说也面临着严峻的挑战。课件展示：(1)1984年在云南澄江发现了闻名于世的澄江动物化石群。澄江动物化石群向人们展示了各种各样的生物，在寒武纪呈大爆发式的出现，动物的演化要比今天快得多，动物新的构造模式或许能在“一夜间”产生，无需经历长期的地理隔离和生殖隔离。(2)日本

2、生物学家木村资生发现，生物的变异一般是中性的，即变异对生物个体来说，既无害也无利。此外，由于一个氨基酸分子一般有多个遗传密码，例如，当遗传密码由CUU变为CUA时，它所决定的氨基酸仍是亮氨酸，因此，当碱基发生突变以后，对生物性状的影响十分微弱。师：分析上述资料，结合所学的知识，指出以上观点与自然选择是否矛盾？你认为到底哪个是正确的？学生活动：分小组讨论，自由交流。生甲：我认为自然选择是正确的，因为像澄江动物化石群毕竟少见，仅仅是个特例而已，还不足以撼动自然选择学说。生乙：我认为都正确，因为目前人们对生物进化理论的研究

3、是仁者见仁，智者见智的格局，只要有证据两者皆可以存在。学生讨论：……师：(1)达尔文的自然选择学说认为生物的进化是渐变式的、缓慢的，物种是可变的，新物种产生，旧物种消灭，世界不是静止的，而是进化的。在他的《物种起源》中写道“同一纲内一切生物的亲缘关系常常可以用一株大树来表示，绿色的和出芽的枝，可以代表生存的物种；过去年代所生的枝桠，可以代表那长期的、先后继承灭绝物种，它的许多已毁灭和脱落的枝条，充塞了地壳，它的不断的美丽的分枝，遮盖了大地……”(2)继达尔文以后先后出现了现代达尔文主义、新达尔文主义、中性学说等等理论

4、。众所周知，目前我们生物学研究已经进入了分子研究阶段，随着分子生物学的日益发展，原有的进化理论已经不能满足科研的需要。木村资生的“中性突变进化理论”就是分子进化理论方面的代表，我们今天就来学习现代进化理论的又一学说——分子进化的中性学说。推进新课板书：二、分子进化的中性学说课件展示：木村资生的生平简介(图片)师：“中性学说”的主要观点是什么？学生活动：阅读书本内容并归纳。生：“中性学说”认为生物进化的主导因素不是自然选择，而是中性突变的随机固定；每种生物的信息大分子都有一定的进化速率；DNA分子产生的突变大部分对生物

5、的生存既无利也无害，是中性的，当这些随机漂变的突变经过日积月累积少成多，就会使同种生物的不同种类间出现巨大的差异，形成不同的物种。　板书：(一)生物进化是中性突变的随机固定师：(1)20世纪60年代以后，随着分子生物学的发展，以日本学者木村资生为首的科学家提出了“中性突变进化理论”。他们认为进化的主导因素不应该是由自然选择决定的，而是一些既无利也无害的突变随机固定的。当这些随机漂变的突变，经过日积月累积少成多，就使同种生物的不同种群间出现巨大的差异，形成不同的物种。当中性突变积累导致生物性状出现差异之后，自然选择才会

6、发生作用而导致表现型的进化。木村资生认为在表现型水平上达尔文的自然选择起主导作用，而在分子水平上起主导作用的则是随机的遗传漂变。中性学说一提出，就引起了强烈的争论，为生物进化理论的探索开辟了新领域。(2)木村资生认为每一种生物信息大分子都有一定的进化速率，这是中性学说中生物分子进化的重要特点。板书：(二)每种生物的信息大分子都有一定的进化速率师：什么是分子进化速率？学生活动：阅读课本P99“积极思维”，计算分子进化速率。生：分子进化速率是指核酸或蛋白质等生物大分子在进化过程中碱基或氨基酸发生置换的频度。师：那么，我们

7、该如何来计算分子进化速率呢？生：分子进化速率的计算公式为Raa＝Kaa/2T，其中，T表示分歧年数，Kaa＝－2.3lg(1－x)其中x表示α链氨基酸差异比例。师：根据科学家的实验，将7种动物和人的血红蛋白α链氨基酸差异与分歧时间的关系列成一幅图表。课件展示：7种动物和人的血红蛋白α链氨基酸差异与分歧时间的关系。师：从图上你能否读出人和鲨鱼的分歧年数？是多少？生：人和鲨鱼的分歧年数为4.2×108年。师：按照木村资生的“中性学说”，你能算出和木村资生一样的分子进化速率吗？学生板演：Raa＝Kaa/2T，Kaa＝－2.

8、3lg(1－x)；Raa＝－2.3lg(1－0.532)/2×4.2×108＝0.9×10－9师：分子进化速率通常用每年每个氨基酸座位的替换率来表示，公式为Raa＝Kaa/2T，T为比较的两个蛋白质之间从共同的祖先分歧开始的年数，2T为进化时间，Kaa是比较的两个蛋白质之间的每个氨基酸座位替换的平均数。如果知道了用来比较的两个物种的分歧年数和蛋