6.3种群基因组成的变化与物种的形成（第1课时）课件 2023—2024学年高一下学期生物人教版必修2

学习目标： 一、种群基因组成的变化 1.掌握种群、基因库、基因频率、基因型频率的概念 2.种群基因频率的变化原因 3.自然选择对种群基因频率变化的影响 6.3 种群基因组成的变化与物种的形成 （第1课时） 阅读P110-113，思考： 1.什么是种群？举例。 2.什么是基因库？基因频率？基因型频率？ 3.变异是定向还是不定向？有利还是有害取决于什么？能不能决定进化的方向？ 4.可遗传的变异来源、特点和作用？ 5.自然选择对种群基因频率的变化有何影响？ 6.如何理解自然选择决定生物进化的方向？ 一、种群基因组成的变化 1. 种群 （1）概念： （2）特点： 注意： 种群中的个体并不是机械地集合在一起，雌雄个体彼此可以交配，可以通过繁殖将各自的基因遗传给后代。 一片树林中的全部猕猴 一片草地上的所有蒲公英 生活在一定区域的同种生物全部个体的集合（包括幼年、成年和老年个体） 种群是繁殖的基本单位，也生物进化的基本单位。 判断下列是否属于一个种群 （1）一个池塘中的全部鱼 （2）一个池塘中的全部鲤鱼 （3）两个池塘内的全部青蛙 （4）一片草地上的全部植物 （5）一片草地上的成年梅花鹿 （6）遵义四中校园内的所有人 否 是 否 否 否 否 全部个体 全部等位基因 （1）同一物种的两个不同种群中，个体数量较多的种群，基因库较大。 （2）种群基因库中的基因不会因个体消亡而消失。 基因突变 染色体变异 突变 基因重组 新的等位基因 多种多样的基因型 形成了进化的原材料, 不能决定生物进化的方向 作用 种群中出现大量可遗传的变异 形成 变异是随机的、不定向的 特点 随机 不定向 生物进化的方向 三、自然选择决定生物进化的方向 在自然选择的作用下，种群的 会发生 ，导致生物朝着一定的方向不断进化。 基因频率 定向改变 变异发生在自然选择之前，自然选择直接作用的是个体的表现型 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 。在实验室连续培养细菌时，如果向培养基中添加抗生素， 有可能存活下来。 耐药性 耐药菌 相互垂直 涂布器 不含抗生素 抗生素纸片 12～16 h 抑菌圈的直径 抑菌圈边缘 课末　随堂演练 微专题六　种群基因频率的计算规律 在某昆虫种群中，决定翅色为绿色的基因是A，决定翅色为褐色的基因是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，求A和a的基因频率。 某昆虫决定翅色的基因频率 计算：就这对等位基因来说，每个个体可以看作含有2个基因，那么： 这100个个体共有_____个基因，其中： A基因的数量=___________________ 个 a基因的数量=____________________个 A基因的频率=____________________% a基因的频率=____________________% 200 2×30+60=120 2×10+60=80 120÷200x100%=60 80÷200x100%=40 探究点1 通过定义(个体数)计算基因频率 探究点2　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） 假设：①昆虫种群数量非常大；②所有的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代；③没有迁入和迁出；④不同翅色的个体生存和繁殖的机会是均等的（自然选择对翅色这一相对性状没有作用）；⑤基因A和a都不产生突变。 亲代基因型的频率 AA（30%） Aa（60%） aa（10%） 配子的比率 A（ ） A( ) a( ) a( ) 子一代基因型频率 AA（ ） Aa( ) aa( ) 子一代基因频率 A（ ） a( ) 子二代基因型频率 AA（ ） Aa( ) aa( ) 子二代基因频率 A（ ） a( ) 30% 30% 30% 10% 36% 48% 16% 60% 40% 36% 48% 16% 60% 40% 根据计算结果，想一想子二代、子三代以及若干代以后，种群的基因频率会同子一代一样吗？ 一样。 探究点3　根据遗传平衡定律计算基因频率和基因型频率 亲代 子一代 子二代 子三代 基因型 频率 AA 30% Aa 60% aa 10% 基因 频率 A 60% a 40% 36% 48% 40% 在讨论题2中的群体满足五个条件的情况下,计算子二代、子三代的基因频率与基因型频率 ; 分析一下各代基因频率与基因型频率相同吗？ 16% 60% 36% 48% 40% 16% 60% 36% 48% 40% 16% 60% 由此可见，如果满足上述五个条件，则亲代和子代每一种基因的频率都不会改变，到再下一代也是如此，也就是说基因频率可以代代保持稳定不变。这就是哈代－温伯格平衡，也叫遗传平衡定律。 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: 满足五个假设条件的种群是理想的种群，在自然条件下，这样的种群是不存在的。 这也从反面说明了在自然界中，种群的基因频率迟早要发生变化，也就是说种群的进化是必然的。 生物进化的实质： 种群基因频率发生改变 随堂演练 【练习与应用】 一、概念检测 1.（1）√ （2）× （3）√ 2.D 3.C 4.C 二、拓展应用 1. 如选择育种和杂交育种。 2. 如果气候等其他条件也合适，并且这个种群具有一定的繁殖能力，该种群的个体总数会迅速增加。否则，也可能仍然处于濒危状态甚至灭绝。 3. （1）二者存在正相关的关系。依据是调查数据。 （2）随着抗生素人均使用量的增大，不耐药的细菌生存和繁殖的机会减少，耐药菌生存和繁殖的机会增大，耐药基因在细菌种群中的基因频率逐年上升。 （3）由于细菌繁殖很快，耐药率的上升速度也较快，因此需要加强监控。 我国卫生部门建立了相关监测机制，说明党和政府关注民生。医疗机构及时通报预警信息，有利于全国各医院机构共同及时采取措施，如更换新的抗生素类药物，将细菌耐药率控制在低水平。 （4）合理使用抗生素，防止滥用抗生素。 1．种群 生活在一定区域的________生物____________的集合构成一个种群。 2．基因库和基因频率 (1)基因库：一个种群中____________所含有的全部基因。 (2)基因频率：一个种群基因库中，某个基因占______________数的比值。 二、突变和基因重组提供生物进化的原材料 1．可遗传的变异的来源eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(基因重组,\b\lc\ \rc\}(\a\vs4\al\co1(____________,______________)) 统称为突变)) 2．可遗传变异是生物进化原材料的原因 (1) 可遗传变异的形成eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(基因突变产生____________,通过____________过程中的基因重,组，可以形成多种多样的_________)) (2)可遗传变异的特点eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(________性,__________性)) (3)可遗传变异的结果：只提供了生物进化的原材料，不能决定__________________。 【例1】 有翅昆虫有时会出现残翅或无翅的突变类型，这类昆虫在正常情况下很难生存下去，但在经常刮大风的海岛上，这种突变类型因不能飞行，从而避免被风吹到海里淹死。这个事例说明(　　) A．突变多数是有害的 B．突变多数是有利的 C．突变的有害和有利并不是绝对的 D．突变的有害和有利是绝对的 答案　C 2．方法步骤 第1步：用记号笔在培养皿的底部画2条____________的直线，将培养皿分为4个区域，分别标记为①～④ ↓ 第2步：取少量细菌的培养液，用无菌的__________(或无菌棉签)均匀地涂抹在培养基平板上 ↓ 第3步：用无菌的镊子先夹取1张______________的纸片放在①号区域的中央，再分别夹取1张______________放在②～④号区域的中央，盖上皿盖 3．注意事项：实验结束后，应将耐药菌、培养基、纸片等进行高温灭菌处理，防止对环境造成污染。 ↓ 第4步：将培养皿倒置于37℃的恒温箱中培养___________ ↓ 第5步：观察培养基上细菌的生长状况。若纸片附近出现了抑菌圈，测量和记录每个实验组中________________，并取平均值 ↓ 第6步：从______________的菌落上挑取细菌，接种到已灭菌的液体培养基中培养，然后重复步骤2～5。如此重复几代，记录每一代培养物抑菌圈的直径 答案　C 1．下列关于基因库的叙述中，错误的是(　　) A．基因库是一个种群的全部个体所含的全部基因 B．生物个体总是要死亡的，但基因库却因种群个体的繁殖而代代相传 C．种群中每个个体都含有种群基因库中的全部基因 D．基因突变可以改变基因库的组成 2．下图表示某个种群基因型的组成情况，A/a为一对等位基因，则该种群中a的基因频率是(　　) A．0.11 B．0.4 C．0.5 D．0.55 答案　C 3．下列叙述符合现代生物进化理论的是(　　) A．自然选择通过作用于个体而影响种群的基因频率 B．基因突变虽对多数个体不利，但基因突变的方向和生物进化的方向是一致的 C．生物进化过程的实质在于有利变异的保存 D．种群基因频率发生改变就意味着形成了新物种 答案　A 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＝eq \f(该基因总数,该种群个体数×2)×100%。 2．若某基因只出现在X染色体上，则基因频率＝eq \f(该基因总数,2×女性个体数＋男性个体数)×100%。 【例1】 (2021·广东)兔的脂肪白色(F)对淡黄色(f )为显性，由常染色体上一对等位基因控制。某兔群由500只纯合白色脂肪兔和1 500只淡黄色脂肪兔组成，F、f 的基因频率分别是(　　) A．15%、85% B．25%、75% C．35%、65% D．45%、55% 答案　B 【例2】 在一次红绿色盲的调查中，共调查男女各200名，调查发现，女性红绿色盲基因的携带者有15人，患者有5人，男性患者有11人，那么这个群体中红绿色盲基因的频率是(　　) A．4.5% B．6% C．9% D．7.8% 答案　B A的基因频率＝AA的基因型频率＋eq \f(1,2)Aa的基因型频率；a的基因频率＝aa的基因型频率＋eq \f(1,2)Aa的基因型频率。 【例3】 某小麦种群中TT个体占20%，Tt个体占60%，tt个体占20%，由于某种病害导致tt个体全部死亡，则病害发生前后该种群中T的基因频率分别是(　　) A．50%.50% B．50%、62.5% C．62.5%、50% D．50%、100% 答案　B ②基因频率与基因型频率的特点 　　雄配子 雌配子　　 A(p) a(q) A(p) AA(p2) Aa(pq) a(q) Aa(pq) aa(q2) AA、Aa、aa三种基因型频率之和为p2＋2pq＋q2＝1，即为(p＋q)2＝p2＋2pq＋q2＝1。 ③实例：若AA的基因型频率为m，则A的基因频率为eq \r(m)。 3．自交与自由交配后代的基因频率、基因型频率的变化分析： (1)某种群的所有个体自交，若没有进行选择，则自交后代的基因频率不变，基因型频率会改变，并且杂合子的基因型频率降低，纯合子的基因型频率升高。 (2)某种群的所有个体随机交配，在无基因突变，各种基因型的个体生活力相同时，处于遗传平衡的种群自由交配遵循遗传平衡定律，上下代之间种群的基因频率及基因型频率不改变。 【例4】 (2022·重庆)人的扣手行为属于常染色体遗传，右型扣手(A)对左型扣手(a)为显性。某地区人群中AA、Aa、aa基因型频率分别为0.16、0.20、0.64。下列叙述正确的是(　　) A．该群体中两个左型扣手的人婚配，后代左型扣手的概率为3/50 B．该群体中两个右型扣手的人婚配，后代左型扣手的概率为25/324 C．该群体下一代AA基因型频率为0.16，aa基因型频率为0.64 D．该群体下一代A基因频率为0.4，a基因频率为0.6 答案　B 【例5】 蜗牛的有条纹(A)对无条纹(a)为显性。在一个地区的蜗牛种群内，有条纹(AA)个体占55%，无条纹个体占15%，若蜗牛间进行自由交配得到F1，则A基因的频率和F1中Aa基因型的频率分别是(　　) A．30%,21% B．30%,42% C．70%,21% D．70%,42% 答案　D 答案　B 1．(2023·湖北)某二倍体动物种群有100个个体，其常染色体上某基因有A1、A2、A3三个等位基因。对这些个体的基因A1、A2、A3进行PCR扩增，凝胶电泳及统计结果如图所示。该种群中A3的基因频率是(　　) A．52% B．27% C．26% D．2% 2．(2022·海南)匍匐鸡是一种矮型鸡，匍匐性状基因(A)对野生性状基因(a)为显性，这对基因位于常染色体上，且A基因纯合时会导致胚胎死亡。某鸡群中野生型个体占20%，匍匐型个体占80%，随机交配得到F1，F1雌、雄个体随机交配得到F2。下列有关叙述正确的是(　　) A．F1中匍匐型个体的比例为12/25 B．与F1相比，F2中A基因频率较高 C．F2中野生型个体的比例为25/49 D．F2中A基因频率为2/9 答案　D 解析　XB与Xb的总数量为78×2＋14×2＋8×2＋70＋30＝300，Xb的数量是14＋8×2＋30＝60，故Xb的基因频率为×100%＝20%。 3．某生物兴趣小组抽样调查的200人中，各种基因型和人数情况如下表所示，则这200人中，Xb的基因频率为(　　) 基因型 XBXB XBXb XbXb XBY XbY 人数 78 14 8 70 30 A.85% B．30% C．20% D．15% 答案　C 4．某常染色体隐性遗传病在人群中的发病率为1%，色盲在男性中的发病率为7%。现有一对表现正常的夫妇，妻子为该常染色体遗传病致病基因和色盲致病基因携带者。那么，他们所生孩子同时患上述两种遗传病的概率是(　　) A． B． C． D． 答案　A 5．囊鼠的体毛深色(D)对浅色(d)为显性，若毛色与环境差异大则易被天敌捕食。调查不同区域囊鼠深色表型概率，检测并计算基因频率，结果如图。 下列叙述错误的是(　　) A．深色囊鼠与浅色囊鼠在不同区域的分布现状受自然选择影响 B．与浅色岩P区相比，深色熔岩床区囊鼠的杂合子频率低 C．浅色岩Q区的深色囊鼠的基因型为DD、Dd D．与浅色岩Q区相比，浅色岩P区囊鼠的隐性纯合子频率高 答案　B 答案　D 6．理论上，下列关于人类单基因遗传病的叙述，正确的是(　　) A．常染色体隐性遗传病在男性中的发病率等于该病致病基因的基因频率 B．常染色体显性遗传病在女性中的发病率等于该病致病基因的基因频率 C．X染色体显性遗传病在女性中的发病率等于该病致病基因的基因频率 D．X染色体隐性遗传病在男性中的发病率等于该病致病基因的基因频率 $$