6.3种群基因组成的变化与物种的形成第1课时课件-2024-2025学年高一下学期生物人教版必修2

6.3.1种群基因组成的变化 必修二《遗传与进化》 第1课时 种群基因频率的变化 一 种群和种群基因库 二 自然选择对种群基因频率 变化的影响 三 S z L w h S z L w h S z L w h S z L w h S z L w h 1.阐述种群、种群基因库、基因频率等概念的内涵。(科学思维) 2.运用数学方法讨论种群基因频率的变化,建构遗传平衡定律的数学模型。 (科学思维、科学探究) 3.运用遗传平衡定律解决优生优育问题,关注生物学知识在现实生活中的应用。(科学思维、社会责任) 4.阐明自然选择对种群基因频率变化的影响 课标要求及本节课学习目标 重点 难点 高考热点,考查形式:选择题 重难点 S z L w h S z L w h S z L w h S z L w h S z L w h 必备基础知识 用以下词语构建知识网络 自然选择导致基因频率发生定向改变 种群和种群基因库 影响因素 种群基因频率改变 种群基因组成的变化 种群基因频率的变化 实质 原因 基因突变 基因重组 染色体变异 提供了进化的原材料 S z L w h S z L w h S z L w h S z L w h S z L w h S z L w h S z L w h 本节课的任务: 运用数学方法讨论种群基因频率的变化,建构遗传平衡定律的数学模型 S z L w h S z L w h S z L w h S z L w h S z L w h 例1. 已知人眼中的褐色(A)对蓝色(a)是显性,基因位于常染色体,在一个有30000人的人群中,蓝眼人有3600人,褐眼纯合体有12000人。那么,在这个人群中A和a基因频率分布为( ) A. 0.64和0.36 B. 0.36和0.64 C. 0.50和0.50 D. 0.82和0.18 A 解析: aa有3600人;AA有12000人;Aa有14400人 A的基因频率= 2 12000+14400 30000 2 =0.64 a的基因频率= 2 3600+14400 30000 2 =0.36 基因频率的计算方法一:利用定义计算基因频率 S z L w h S z L w h S z L w h S z L w h S z L w h 例2.某工厂有男女职工各200人,对他们进行调查时发现,女色盲5人,女性携带15人。男性色盲11人,求XB 和Xb 的频率。 解析: 100% 5 2 +15 +11 200 2 +200 Xb%= = 6% XB%=1-6% = 94% Xb XB + Xb 100% = S z L w h S z L w h S z L w h S z L w h 7 2.伴X遗传方面的基因频率计算 这类题目的特殊点是:X染色体总数的正确计算,因为男性中只有一个X染色体,所以计算男性X染色体总数时不需要乘以2,这样就能够得出正确的结果。 变式.某一瓢虫种群中有黑色和红色两种体色的个体,这一性状由位于常染色体上一对等位基因控制,黑色(B)对红色(b)为显性。如果基因型为BB的个体占18%,基因型为bb的个体占4%。基因B和b的频率分别为( ) A.18%、82% B.36%、64% C.57%、43% D.92%、8% C ① 一个基因的频率=该基因纯合子的基因型频率+1/2杂合子的基因型频率 ② 在种群中一对等位基因的基因频率之和等于1,基因型频率之和也等于1。 S z L w h S z L w h S z L w h S z L w h S z L w h 基因频率= 某基因的总数 该对等位基因的总数 100% 1.基因位于常染色体 2.基因位于X染色体的非同源区段上 基因频率= 某基因的总数 雌性个体数 2 +雄性个体数 或(个体总数 2-雄性个体数) 100% 总结:定义法计算基因频率 延伸:3、① 一个基因的频率=该基因纯合子的基因型频率+1/2杂合子的基因型频率 ② 在种群中一对等位基因的基因频率之和等于1,基因型频率之和也等于1。 S z L w h S z L w h S z L w h S z L w h 基因频率的计算方法二: 建立遗传平衡定律的模型 S z L w h S z L w h S z L w h S z L w h S z L w h 在某昆虫种群中基因型为AA、Aa和aa的个体分别是30、60和10个。 假设上述昆虫种群数量非常大,所有的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代,没有迁入和迁出,不同翅色的个体生存和繁殖的机会是均等的,基因A和a都不产突变,根据孟德尔的分离定律计算。 (1)该种群产生的A配子和a配子的比值各是多少? (2)子代基因型的频率各是多少? (3)子代种群的基因频率各是多少? (4)子二代、子三代以及若干代以后,种群的基因(基因型)频率会同子一代一样吗? 亲代基因型的频率 AA(30%) Aa(60%) aa(10%) 配子的比率 A( ) A( ) a( ) a( ) 亲代基因频率 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% 10% 36% 48% 16% 60% 40% 36% 48% 16% 60% 40% 60% 40% 30% 不会 如果上述5个假设都成立,种群基因频率在世代繁衍过程中_发生变化. S z L w h S z L w h S z L w h S z L w h 11 建立模型:①种群足够大; ②雌雄个体间都能自由交配并产生后代; ③没有迁入与迁出; ④所有个体生存和繁殖的机会相同(无自然选择 ) ⑤不发生突变 种群基因频率一代代稳定不变,保持平衡,这就是遗传平衡定律。 对自然界的种群来说,这5个条件都成立吗?你能举出哪些实例? 遗传平衡:自由交配后,基因频率不改变,子一代开始基因型频率不发生改变。 自然界中实际种群的基因频率是在不断发生变化的,种群的进化是必然的 假设上述昆虫种群数量非常大,所有的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代,没有迁入和迁出,不同翅色的个体生存和繁殖的机会是均等的,基因A和a都不产突变 S z L w h S z L w h S z L w h S z L w h 则可用数学公式表示: 雌配子 雄配子 A(p) a(q) A(p) a(q) AA(p2) Aa(pq) Aa(pq) aa(q2) 设A的基因频率为p,a的基因频率为q,自由交配时,子代基因型情况? (p+q)2=p2+2pq+q2=1 (A+a)2=AA%+Aa%+aa%=1 若种群中一对等位基因为A和a, 设A的基因频率=p,a的基因频率=q , 因为(p+q)=A%+a%=1。 所以:AA基因型频率= ;aa基因型频率= ;Aa基因型频率= 。 p2 q2 2pq 建立数学模型 建立模型: ①种群足够大; ②雌雄个体间都能自由交配并产生后代; ③没有迁入与迁出; ④所有个体生存和繁殖的机会相同(无自然选择 ) ⑤不发生突变。 S z L w h S z L w h S z L w h S z L w h (1)种群足够大;(2)种群个体间的交配是随机的;(3)没有突变产生;(4)种群之间不存在个体的迁移;(5)没有自然选择。这种条件下,各等位基因的基因频率和基因型频率在一代代遗传中都是稳定不变的,或者说保持着遗传平衡状态。 总结:合理运用遗传平衡定律 S z L w h S z L w h S z L w h S z L w h 例3(2022 重庆 高考真题,难易度0.85)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3/50B.该群体中两个右型扣手的人婚配,后代左型扣手的概率为25/324C.该群体下一代AA基因型频率为0.16,aa基因型频率为0.64D.该群体下一代A基因频率为0.4,a基因频率为0.6 A、该群体中两个左型扣手的人(基因型均为aa)婚配,后代左型扣手的概率为1,A错误;B、根据AA、Aa、aa基因型频率分别为0.16、0.20、0.64,分别是4/25、1/5、16/25,可知人群中A的基因频率=0.16+0.20 1/2=13/50,则a的基因频率=1-13/50=37/50,该群体中两个右型扣手的人婚配,人群中右型扣手的杂合子所占概率为1/5 (4/25+1/5)=5/9 ,二者后代左型扣手(基因型为aa)的概率为5/9 5/9 1/4=25/324 ,B正确;C、由B选项分析可知,人群中A的基因频率=13/50 ,a的基因频率37/50 ,根据遗传平衡定律,下一代AA基因型频率为(13/50)2=169/2500=0.0676 ,aa基因型频率为(37/50)2=0.5476 ,C错误;D、根据遗传平衡定律,每一代的基因频率都不变,下一代A基因频率为(0.16+0.20 1/2)=0.26 ,a的基因频率为1-0.26=0.74 ,D错误。故选B。 S z L w h S z L w h S z L w h S z L w h 1、在欧洲人群中,每2500人中就有一人患囊性纤维性变性,这是一种常染色体上的隐性遗病。一健康女子其父亲患有此病,该女子与一健康的男子结婚,这对夫妇生一个孩子,孩子患病的几率是[ ] A.1/25 B.1/5 C.1/102 D.1/625 C 基因a频率1/50,基因A频率49/50, 正常男子中基因型为Aa所占的比例为〖Aa/(Aa+AA)〗=2/51 拓展练习 S z L w h S z L w h S z L w h S z L w h S z L w h 2、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,妻子为两病致病基因携带者。那么,他们所生小孩同时患上述两种遗传病的概率是( )A.1/88 B.1/22 C.7/2 200 D.3/800 答案 A解析 某常染色体隐性遗传病(设其由A、a控制)的发病率为1%,根据遗传平衡定律,可以算出该隐性致病基因a的频率==10%,基因A的频率=1-10%=90%;那么人群中AA、Aa、aa个体的基因型频率依次是90% 90%=81%、2 90% 10%=18%、10% 10%=1%,则该对夫妇中丈夫的基因型是AA或者Aa,概率分别是0.81/(0.81+0.18)、0.18/(0.81+0.18),妻子的基因型为Aa,所以,这对夫妇的孩子中患该常染色体隐性遗传病的概率是(1/4) [0.18/(0.81+0.18)]=1/22。控制色盲的基因用B、b表示,妻子的基因型是XBXb,丈夫的基因型是XBY,他们生出患色盲孩子的概率是1/4。综上可知他们所生的孩子中同时患以上两种遗传病的概率是(1/4) (1/22)=1/88。 S z L w h S z L w h S z L w h S z L w h 3、(2022 海南 高考真题,难易度0.65)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 【详解】A、根据题意,A基因纯合时会导致胚胎死亡,因此匍匐型个体Aa占80%,野生型个体aa占20%,则A基因频率=80% 1/2=40%,a=60%,子一代中AA=40% 40%=16%,Aa=2 40% 60%=48%,aa=60% 60%=36%,由于A基因纯合时会导致胚胎死亡,所以子一代中Aa占(48%) (48%+36%)=4/7,A错误;B、由于A基因纯合时会导致胚胎死亡,因此每一代都会使A的基因频率减小,故与F1相比,F2中A基因频率较低,B错误;C、子一代Aa占4/7,aa占3/7,产生的配子为A=4/7 1/2=2/7,a=5/7,子二代中aa=5/7 5/7=25/49,由于AA=2/7 2/7=4/49致死,因此子二代aa占25/49 (1-4/49)=5/9,C错误;D、子二代aa占5/9,Aa占4/9,因此A的基因频率为4/9 1/2=2/9,D正确。故选D。 S z L w h S z L w h S z L w h S z L w h S z L w h S z L w h 谢谢观看! 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