6.3 种群基因组成的变化与物种的形成-2022-2023学年高一生物课后培优分级练（人教版2019必修2）

6.3 种群基因组成的变化与物种的形成 核心知识梳理 1、 种群和种群基因库 （1）种群：生活在一定区域的同种生物全部个体的集合。种群是生物进化的基本单位。 （2）基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因，叫作这个种群的基因库。 （3）基因频率：在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比值。 基因频率＝×100%。 （4）基因型频率：在一个种群中，特定基因型的个体占种群全部个体的比值。 基因型频率＝×100%。 （5） 种群基因频率的计算： 1．若某基因在常染色体上或X、Y染色体同源区段上，则 基因频率＝×100%。 2．若某基因只出现在X染色体上，则基因频率＝×100%。 3.根据基因型频率计算基因频率的方法(针对位于常染色体上或X、Y染色体同源区段上的基因)：A的基因频率＝AA的基因型频率＋Aa的基因型频率；a的基因频率＝aa的基因型频率＋Aa的基因型频率。 4.根据遗传平衡定律计算基因频率和基因型频率 前提：在理想种群中。(1)种群足够大。(2)所有雌、雄个体之间自由交配并产生后代。(3)没有迁入和迁出。(4)没有自然选择。(5)没有基因突变。 计算公式：当等位基因只有两个(设为A、a)时，设p表示A的基因频率，q表示a的基因频率，则：基因型AA的频率＝p2；基因型Aa的频率＝2pq；基因型aa的频率＝q2；(p＋q)2＝p2＋2pq＋q2＝1。若已知某种纯合子的基因型频率，即可直接开方求出相应基因的频率。 5.运用男性基因型频率计算该地区X染色体上基因频率：(以红绿色盲为例)红绿色盲为伴X染色体隐性遗传病，色盲基因b位于X染色体上，男性中色盲占x%，则此地区Xb(男性中的＝女性中的＝人群中的)的基因频率也为x%，此地区女性中色盲率则为(x%)2。 二、种群基因频率的变化 (1)可遗传的变异来源 (2)可遗传变异的形成、特点和作用：①形成：a.基因突变产生新的等位基因；b.通过有性生殖过程中的基因重组，可以形成多种多样的基因型。②特点：随机的、不定向的。③作用：只是提供生物进化的原材料，不能决定生物进化的方向。 (3)变异的有利和有害是相对的，是由生存环境决定的。 三、自然选择对种群基因频率变化的影响 （1）自然选择决定生物进化的方向 （2）影响种群基因频率变化的因素 ①外因：自然选择。②内因：基因突变和部分染色体变异如缺失和重复等能直接引起基因频率的变化，基因重组只改变了基因型频率，在自然选择的作用下淘汰部分个体后可引起基因频率的变化。 （3）进化的实质是种群基因频率的改变。 四、探究抗生素对细菌的选择作用 （1）实验原理:一般情况下,一定浓度的抗生素会杀死细菌,但变异的细菌可能产生耐药性。在实验室连续培养细菌时,如果向培养基中添加抗生素,耐药菌有可能存活下来。 （2）设计思路:分区→接种→加样→培养→观察记录→初筛→重复筛选。 （3）实验结果和结论 结果:与区域①相比,区域②③④纸片周围会出现抑菌圈;区域②③④抑菌圈的平均直径逐代减小。结论:①细菌耐药性的出现是发生了可遗传的变异的结果;②抗生素的选择作用导致耐药菌的比例逐渐升高。 （4）实验操作的注意事项 1.无菌操作:培养皿、涂布器、纸片、镊子必须进行灭菌处理;实验过程中要防止杂菌的污染,如在培养过程中,将培养皿倒置,可防止皿盖上的水珠落入培养基而造成杂菌污染;实验结束后,应将耐药菌、纸片、培养基等进行高温灭菌处理,以防止耐药菌扩散。 2.涂布菌液时,要尽量使接种的细菌均匀分布,这样可以减小实验误差。 3.由于突变的低频性,一次筛选不一定能得到耐药菌,故要连续培养。 五、隔离与物种的概念 物种：能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物。 隔离：不同群体间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。包括生殖隔离和地理隔离两种类型。生殖隔离：不同物种之间一般是不能相互交配的，即使交配成功,也不能产生可育的后代。地理隔离：同种生物由于地理障碍而分成不同的种群，使得种群间不能发生基因交流的现象。 6、 物种的形成 （1）物种形成的三个环节 （2）物种形成的三大模式 （3）“新物种”必须具备两个条件：1.与原物种间已形成生殖隔离(不能杂交或能杂交但后代不育)。2.物种必须是可育的。如三倍体无子西瓜、骡均不可称为“物种”，因为它们均是“不育”的，而四倍体西瓜相对于二倍体西瓜则是“新物种”，因为它与二倍体西瓜杂交产生的子代(三倍体西瓜)不育，意味着二者之间已产生生殖隔离，故已成为另一类物种。 （4）物种形成与生物进化的关系 内容 物种形成 生物进化 标志 生殖隔离出现 种群基因频率改变 变化后生物与原生物的关系 属于不同物种 可能属于一个物种 二者关系 生物进化的实质是种群基因频率改变，这种改变可大可小，不一定会突破物种