内容正文:
第6章 生物的进化
第3节 种群基因组成的变化与物种的形成
一 种群基因组成的变化
一、种群和种群基因库
1.种群: 叫做种群。种群中的个体并不是机械地集合在一起。一个种群其实就是一个 的单位,雌雄个体可以通过 将 遗传给后代。
2.种群基因库、基因频率: ,叫做这个种群的基因库。在一个种群基因库中, ,叫做基因频率。例如,在某昆虫种群中 抽取100个体,测得基因型为AA、Aa和aa的个体分别是30、60和10个,则A基因的频率为 ;a基因的频率为 。
3.用数学方法讨论基因频率的变化:在某昆虫种群中,决定翅色为绿色的基因为A,决定翅色为褐色的基因为a,从这个种群中随机抽取100个个体,测得基因型为AA、Aa和aa的个体分别是30、60和10个。假设该昆虫种群非常大,所有的雌雄个体间都能自由交配并产生后代,没有迁入和迁出,自然选择对翅色这一相对性状没有作用,基因A和a都不产生突变,根据孟德尔的分离定律计算:子一代基因型的频率分别是 。子一代种群的基因频率分别是 。若计算子二代、子三代以及若干代以后种群的基因频率,其与子一代相比有何特点: 。上述计算结果是建立在五个假设条件基础上的,这五个假设条件中的两个是:没有自然选择、没有突变,其他三个是: 。对自然界种群来说,这五个条件 (同时、不可能同时)都成立。例如,如果该种群出现新的突变型(基因型为A2a或A2A2),也就是产生新的等位基因A2,种群的基因频率 (会、不会)发生变化。(P111“思考•讨论”1、2)
二、种群基因频率的变化
1.可遗传的变异来源:现代遗传学研究表明,可遗传的变异来源于 。其中, 统称为突变。
2.可遗传变异为生物进化提供原材料
(1)基因突变在自然界是普遍存在的,生物自发突变的频率 ,而且许多突变是 的。但是,因为种群是由 组成的,每个个体的每一个细胞内都有 个基因,这样,每一代就会产生 突变。
(2)基因突变产生的等位基因,通过有性生殖过程中的 ,可以形成多种多样的基因型,从而使种群出现多种多样 。
三、自然选择对种群基因频率变化的影响
1.探究实践
(1)探究自然选择对种群基因频率变化的影响
①相关材料:英国曼彻斯特地区桦尺蛾的演变。(详见P112-113“教材”)
②提出问题:桦尺蛾种群中s基因(决定浅色性状)的频率为什么越来越低呢?
③作出假设: 。
④探究思路:用创设 的方法来探究。
⑤制订并实施研究方案
第一步:创设数字化的问题情境。(略。详见P113“设计探究思路-创设情境示例”)
第二步:计算2〜10年间桦尺蠖种群各基因型频率、基因频率。假设1870年,桦尺蠖种群的基因型频率如下:SS10%,Ss20%,ss70%,则S基因的频率为 。在树干变黑这一环境条件下,假如树干变黑不利于浅色桦尺蠖的生存,使得种群中浅色个体每年减少10%,黑色个体每年增加10%。则第2、3、4年,SS的基因型频率依次是: ;Ss的基因型频率依次是: ;ss的基因型频率依次是: 。第2、3、4年,S的基因频率依次是: ;s的基因频率依次是: 。
第三步:根据上述计算结果,对 进行适当调整,比如,把浅色个体每年减少的数量百分比定高些,重新计算种群基因型频率和基因频率的变化,与第二步中所得的数据进行比较。
⑥分析结果,得出结论:第二步、第三步的计算结果支持假设,由此得出结论: 。
(2)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