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（2019）必修2

第6章 生物的进化 1859年，达尔文提出了轰动世界的生物进化理论，但是，他自己也清楚地认识到，关于生物的进化，还有许多问题没有解决。在此后的几年里，他对研究兰花的进化产生了浓厚的兴趣。各种各样的兰花适于传授花粉的精巧结构让他赞叹不已。然而，兰花为什么具有这样丰富的多样性和奇妙的适应性呢？达尔文不得其解，这一问题遂成百年难解之谜。 2017年，我国科学家以深圳拟兰为重点研究对象，通过基因组的测序和功能分析，发现兰花有474个特有基因家族，兰花的多样性源于历史上这些基因家族的扩张或收缩；拟兰的花没有唇瓣和完整的蕊柱，是由于B-AP3 等基因丢失造成的……从基因水平上解开了兰花进化之谜。 生物的多样性和适应性是怎样形成的？这与基因的变化有关吗？与环境又有怎样的关系？随着生物科学的发展，人们对这些问题的认识不断深入，并且不乏争论。在各种理论的交锋中，进化理论本身也在“进化”。 1 第3节 种群基因组成的变化与物种的形成 阐述种群、种群基因库、基因频率等概念的内涵。 目标 01 02 03 运用数学方法讨论种群基因频率的变化。 阐明自然选择对种群基因频率变化的影响。 教学目标 3 先有鸡还是先有蛋？ 甲同学说：当然是先有鸡蛋了，因为只有生殖细胞产生的基因突变才能遗传给后代，体细胞即使发生了基因突变，也不能影响后代的性状。 乙同学说：不对，人们在养鸡过程中，是根据鸡的性状来选择的，只让符合人类需求的鸡繁殖后代，因此是先有鸡后有蛋。 你同意哪位同学的观点？你的答案和理由是什么？ 先有鸡还是先有蛋 讨论： 问题探讨 4 这两种观点都有一定的道理，但都不全面。因为它们忽视了鸡和蛋在基因组成上的一致性，也忽视了生物的进化是以种群为单位而不是以个体为单位这一重要观点。生物进化的过程是种群基因库在环境的选择作用下定向改变的过程，以新种群与祖先种群形成生殖隔离为标志，并不是在某一时刻突然有一个个体或一个生殖细胞成为一个新物种。 你同意哪位同学的观点？你的答案和理由是什么？ 讨论： 问题探讨 5 aa灰色 A 白色 自然选择的直接作用对象是个体还是群体？基因型还是表型？生物进化的基本单位是个体还是种群？ aa 自然选择直接作用的是生物的个体，而且是个体的表型。但是，在自然界，没有哪个个体是长生不死的，个体的表型会随着个体的死亡而消失，决定表型的基因却可以随着生殖而世代延续，并且在群体中扩散。 研究生物的进化，仅研究个体和表型是不够的，还必须研究群体基因组成的变化。 一、 种群基因组成的变化 8 1.种群 ①一个池塘中的全部鱼 ②一个池塘中的全部鲤鱼 ③两个池塘中的全部鲤鱼 ④一片草地上的全部植物 ⑤一片草地上的成年梅花鹿 × √ × × × 一片树林中的全部猕猴是一个种群 一片草地上的所有蒲公英是一个种群 判断下面例子是不是一个种群： (一)种群和种群基因库 生活在一定区域的同种生物全部个体的集合叫做种群。 (1)定义： 一定区域 同种生物 全部个体 种群的三个要素 判断： 一个菜市场所有的白菜是不是一个种群？ 不是！ (2)种群的特点： ①种群中的个体并不是机械地集合在一起，而是彼此可以交配， 并通过繁殖将各自的基因传给后代。 1.种群 (一)种群和种群基因库 ②种群是生物繁殖、进化的基本单位。 生活在一定区域的同种生物全部个体的集合叫做种群。 (1)定义： 种群在繁衍过程中，个体有新老交替，基因却代代相传。例如，许多昆虫的寿命都不足一年（如蝗虫），所有的蝗虫都会在秋风中死去，其中有些个体成功地完成生殖，死前在土壤中埋下受精卵。来年春夏之交，部分受精卵成功地发育成蝗虫。同前一年蝗虫种群相比，新形成的蝗虫种群在基因组成上会有什么变化吗？ (一)种群和种群基因库 11 2、基因库： 3、基因频率： 4、基因型频率： 基因型频率= 某基因型个体总数 种群全部个体数 × 100% 基因频率= 某基因的总数 控制同种性状的等位基因的总数 × 100% 某昆虫决定翅色的基因频率 (一)种群和种群基因库 一个种群中全部个体所含有的全部基因。 在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数 的比值。 在一个种群中，某基因型个体占 种群内全部个体的比率。 12 【例1】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，从种群中随机抽出100个个体，测知基因型为AA、Aa和aa的个体分别是30、60和10个。 那么A和a的基因频率是多少？AA、Aa、aa的基因型频率是多少？ ※在种群中，一对等位基因的基因频率之和等于1。 A基因频率 = ×100% 2×AA＋Aa 2(AA＋Aa＋aa) 30×2+60 2×100 = 60% 2×100 a基因频率= 10×2+60 = 40% 2×aa＋Aa 2(AA＋Aa＋aa) ×100% = = 种群基因频率的计算方法： 方法一：概念法 13 1、德国小蠊(二倍体)是常见的室内昆虫。随机取样的德国小蠊个体中，ss个体数为6，SS个体数为26，Ss个体数为18。则s的基因频率为（ ） A．26 % B．30 % C．46 % D．58 % 现学现用 B 方法二：通过基因型频率计算 A基因频率 = AA基因型频率+1/2Aa基因型频率 = 30%+1/2×60% = 60% = 10%+1/2×60% = 40% AA基因型频率为: 30% Aa基因型频率为: 60% aa基因型频率为: 10% a基因频率 = aa基因型频率+1/2Aa基因型频率 ※某基因频率 = 该基因纯合子的基因型频率+1/2杂合子的基因型频率。 【例1】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，从种群中随机抽出100个个体，测知基因型为AA、Aa和aa的个体分别是30、60和10个。 那么AA、Aa、aa的基因型频率是多少？A和a的基因频率是多少？ 种群基因频率的计算方法： ※在种群中，一对等位基因的基因型频率之和也等于1。 2.AA、Aa、aa的个体分别占24%、72%、4%、那么A、a的 基因频率是多少？（ ） A. 36%和64% B. 57%和43% C. 24%和72% D. 60%和40% 3.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(基因型为AA)的个体占55%，无条 纹(基因型为aa)的个体占15%，则A的基因频率是( ) A．30% B．55% C．70% D．78.6% D C 现学现用 【例2】在调查红绿色盲时，随机抽查了200人，其中男女各100人。女性患者1人，携带者3人，男性患者4 人。色盲基因的频率为多少？ 基因频率 = 某基因的总数 控制同种性状的等位基因的总数 × 100% Xb基因频率= 1×2+3+4 100×2+100 ×100% = 3% Xb基因频率= Xb基因总数 2×女性个体数＋男性个体数 ×100% 种群基因频率的计算方法： 方法三：基因只位于X染色体上的计算 17 4、B/b是仅位于果蝇X染色体上的一对等位基因。现有一 果蝇种群，雌雄各1000只。其中，基因型为XBXB的果 蝇200只，基因型为XbXb的果蝇300只，基因型为XBY的 果蝇600只。该果蝇种群中b的基因频率为(　　) A.40% B.60% C.50% D.70% C XBXB XBXb XbXb XBY XbY 200 300 500 600 400 b基因频率= 1000×2+1000 500+300×2+400 = ×100% 1500 3000 ×100% = 50% 基因型 个体数 现学现用 基因频率= 某基因的总数 该对等位基因的总数 × 100% (1）常染色体或X、Y染色体的同源区段上 (2）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 × 100% 种群基因频率的计算方法： 亲代基因型的比值 AA(30%) Aa(60%) aa(10%) 配子的 比值 A( ) A( ) a( ) a( ) F1基因型频率 AA( ) Aa( ) aa( ) F1基因 频率 A( ) a( ) 30% 30% 30% 10% 36% 48% 16% 60% 40% A=36%+24% a=16%+24% A=60% a=40% F2基因型 频率 AA( 36%) Aa(48%) aa(16%) 想一想：后续子代的种群基因频率会同子一代一样吗？ 一个基因的频率=它的纯合子的基因型频率+1/2杂合子的基因型频率 F2基因 频率 A( ) a( ) 60% 40% A=36%+24% a=16%+24% 如果符合上述条件，这个种群的 基因频率（包括基因型频率）就可以一代代稳定不变，保持平衡。 用数学方法讨论基因频率的改变 思考·讨论 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 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。 如果此昆虫种群自由交配， 20 遗传平衡定律（哈代 —— 温伯格定律）： 设 A 的基因频率为 p ， a 的基因频率为 q ；则 p + q = 1 ，且： aa 基因型的频率 AA 基因型的频率 Aa 基因型的频率 ( p + q )2 = p2 + 2pq + q2 如果一个种群符合下列条件： ①群体数量足够大， ②全部的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没有自然选择 ⑤也没有基因突变。 由遗传平衡定律可知，一个种群符合遗传平衡的五个条件时，从F1开始往后，基因频率和基因型频率都不变；若将其中的自由交配改成连续自交，那后代的基因频率和基因型频率依然不变吗？假设该起始群体全部个体基因型为Aa，推测连续自交和连续自由交配形成的后代中，基因频率和基因型频率的变化趋势。 亲代 子一代 子二代 子三代 自交 基因型频率 AA 0 Aa 100% aa 0 自由交配 基因型频率 AA 0 Aa 100% aa 0 自交 基因频率 A 50% a 50% 自由交配 基因频率 A 50% a 50% 25% 50% 25% 25% 50% 25% 50% 50% 50% 50% 37.5% 25% 37.5% 25% 50% 25% 50% 50% 50% 50% 43.75% 12.5% 43.75% 25% 50% 25% 50% 50% 50% 50% ①连续自交的时候，基因频率不变，基因型频率改变（杂合子为1/2n，纯合子越来越多） ②连续自由交配的时候，从F1开始基因频率和基因型频率都不变。（亲代的基因型频率可能不同，基因频率与后代相同） 。 22 5．某植物种群中，AA个体占16%，aa个体占36%，该种群随机 交配产生的后代中AA个体百分比、A基因频率和自交产生的 后代中AA个体百分比、A基因频率的变化依次为（ ） A．不变，不变；增大，不变 B．增大，不变；不变，不变 C．不变，增大；增大，不变 D．不变，不变；不变，增大 现学现用 A 自由交配（随机交配）时，种群的基因频率和基因型频率保持不变。 连续自交时，种群的基因频率不变，基因型频率改变。 遗传平衡定律的应用 例一：一个处于遗传平衡的植物种群中，宽叶（A）对 窄叶（a）为显性，A的基因频率为50%，则 a的基因频率=______； AA的基因型频率=_______； Aa的基因型频率=_______； aa的基因型频率=_______； 例二：一个处于遗传平衡的植物种群中，窄叶植株占 9%，已知宽叶（A）对窄叶（a）为显性，则 a的基因频率=______； A的基因频率=______； AA的基因型频率=_______； Aa的基因型频率=_______； 50% 25% 50% 25% 30% 70% 49% 42% *要善用aa个体 例三：一个处于遗传平衡的植物种群中，宽叶植株占51%， 已知宽叶（A）对窄叶叶（a）为显性，则 aa的基因型频率=_____； a的基因频率=______； A的基因频率=______； AA的基因型频率=_______； Aa的基因型频率=_______； 例四：一个足够大的植物种群，宽叶植株AA占20%，Aa占20%， aa占60%，该群体进行自由交配，在无迁入迁出、基 因突变等前提下，求子100代中 a的基因频率=______； A的基因频率=______； AA的基因型频率=_______； Aa的基因型频率=_______； aa的基因型频率=_____； 70% 30% 9% 49% 42% 70% 30% 9% 42% 49% 符合遗传平衡定律的前提下，基因频率和基因型频率从子一代往后代代相同（亲代的基因型频率可能不同，基因频率与后代相同） ④因此可得人群中 a的基因频率=______；A的基因频率=_________； AA的基因型频率=_________________； Aa的基因型频率=_________________； aa的基因型频率=_________________； 例五：在非洲人群中，约每10000个人中有1个人患囊性纤维原癌， 该病属于常染色体遗传。一对正常夫妇生有一患病的孩子。 此后，该妇女与另一健康男性再婚，他们所生的孩子患此 病的概率是（ ） A.1/25 B.1/50 C.1/100 D.1/202 D ①由题干可得该病为常染色体隐性遗传病 ⑤因此正常男子是Aa的概率为Aa/（AA+Aa),算出来为_________， 则后代出现aa的概率是__________； ②在一个较大的人群中，可默认符合遗传平衡定律 ③即aa的基因型频率为1/10000 1/100 99/100 99²/10000 2×99×1/10000 1/10000 2/101 1/202 遗传平衡：种群基因频率和基因型频率不发生变化 Ⅰ.种群数量足够大 Ⅱ.自由交配 Ⅲ.没有迁入与迁出 Ⅳ.没有自然选择 Ⅴ.没有发生突变 Ⅰ.种群数量比较小 Ⅱ.不能自由交配 Ⅲ.有迁入与迁出 Ⅳ.有自然选择 Ⅴ.发生突变 种群基因频 率发生改变 影响种群基因频率变化的因素 遗传平衡所指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。当种群较小时会出现偶然性，对基因频率的影响较大；自然选择和突变会影响基因频率；非自由交配，迁入和迁出也会影响基因频率。也就是说自然界种群的基因频率总是要发生变化的 引起种群基因频率变化的因素有哪些呢？ 基因突变在自然界是普遍存在的。基因突变产生新的等位基因，这就可以使种群的基因频率发生变化。 1、基因突变和染色体变异能直接改变种群的基因频率， 基因重组在自然选择的作用下，也可以影响基因频率。 (二)种群基因频率的变化 **基因重组不能直接改变基因频率，但是由于产生了多种多样的基因型，从而产生多种多样的生物表型，在自然选择的作用下，基因频率会朝着一定的方向改变，因此，基因重组也可以影响基因频率的改变； 染色体变异可能改变基因的数目，因此可能直接改变基因频率； 基因突变产生的等位基因，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，从而使种群中出现多种多样可遗传的变异类型。 28 一般长颈鹿 长腿长颈鹿 （突变） 长脖子长颈鹿 （突变） 基因重组 长脖子长腿 (二)种群基因频率的变化 突变和基因重组为生物进化提供原材料 自然选择 (二)种群基因频率的变化 自然选择 适者生存， 不适者被淘汰 突变 基因重组 新的等位基因 多种多样的基因型 种群中出现大量可遗传的变异 形成了进化的原材料 （不能决定生物进化的方向） 突变和基因重组都是随机的、不定向的 自然选择 （决定生物进化的方向） (二)种群基因频率的变化 (二)种群基因频率的变化 可遗传变异 突变 生物进化的原材料 2、突变和基因重组提供进化的原材料。 生物自发突变的频率很低，而且许多突变是有害的， 那么，它为什么还能够作为生物进化的原材料呢？ 基因突变 染色体变异 基因重组 32 2╳1.3×104╳10-5╳108 = 2.6╳107（个） 计算：果蝇1组染色体约有1.3×104个基因，假定每个基因的突变频率都为10-5，对 于一个中等大小的果蝇种群（约有108个个体）来说，每一代可能出现突变 的基因个数是多少？ (1)种群是由许多个体组成的，每个个体的细胞都有成千上万个基因， 这样，每一代就会产生大量的突变； 种群基因突变数＝个体基因数×突变率×个体数 (二)种群基因频率的变化 3、突变作为生物进化的原材料的原因： (1)种群是由许多个体组成的，每个个体的细胞都有成千上万个基因， 这样，每一代就会产生大量的突变； (二)种群基因频率的变化 3、突变作为生物进化的原材料的原因： 有翅的昆虫中有时会出现残翅和无翅的突变类型，这类昆虫在正常情况下很难生存下去。但是在经常刮大风的海岛上，这类昆虫却因为不能飞行而避免了被海风吹到海里淹死。 (2)突变的有害和有利不是绝对的，这往往取决于生物的生存环境 某海岛上残翅和无翅的昆虫 突变和重组都是随机的，不定向的，那么，种群基因频率的改变是否也是不定向的呢？ 35 黑色树干上的桦尺蛾 长满地衣的树干上的桦尺蛾 S<5% S＞95% 英国的曼彻斯特地区有一种桦尺蛾（其幼虫叫桦尺蠖）。它们夜间活动，白天栖息在树干上。杂交实验表明，桦尺蛾的体色黑色(S)对浅色(s)是显性的。 在19世纪中叶以前，桦尺蛾几乎都是浅色型的，该种群中S基因的频率很低，在5%以下。到了20世纪中叶，黑色型的桦尺蛾却成了常见的类型，S基因的频率上升到95%以上。 19世纪时，曼彻斯特地区的树干上长满了浅色的地衣。后来，随着工业的发展，工厂排出的煤烟使地衣不能生存，结果树皮裸露并被熏成黑褐色。 探究·实践 探究自然选择对种群基因频率变化的影响 36 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？ 做出假设 自然选择可以使种群的基因频率定向改变 探究思路 创设数字化问题情境的方法来探究 1870年，桦尺蛾种群基因型频率为SS10％，Ss20％，ss70％。S基因的频率为20%。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蛾的生存， 使得浅色个体每年减少10％，黑色个体每年增加10％。 探究·实践 探究自然选择对种群基因频率变化的影响 37 制定并实施研究方案 1、创设数字化问题情境。 2、计算，将计算结果填入表格 假设：第1年桦尺蛾种群个体数为100只，则第1年SS有10只，Ss有20只，ss有70只。浅色每年减少10%，黑色每年增加10%。 第1年 第2年 第3年 第4年 …… 基因型频率 SS 10% 11.5% Ss 20% 22.9% ss 70% 65.6% 基因频率 S 20% 23% s 80% 77% 探究·实践 探究自然选择对种群基因频率变化的影响 12.9% 25.8% 61.3% 26% 74% 14.3% 29.7% 56.0% 29% 71% 升高 升高 降低 升高 降低 38 第一年 第二年 第三年 第四年 ……. 基因型频率 SS 10% 11.5% Ss 20% 22.9% ss 70% 65.6% 基因频率 S 20% 23% s 80% 77% 12.9% 25.8% 61.3% 26% 74% 14.3% 29.7% 56.0% 29% 71% 升高 升高 降低 升高 降低 分析结果，得出结论 1、环境的选择作用使s基因频率越来越低，S基因频率越来越高。 探究·实践 探究自然选择对种群基因频率变化的影响 2、自然选择使种群基因频率发生定向改变。 39 1、根据数据分析，树干变黑对桦尺蛾浅色个体的出生率有影响吗？ 有影响，树干变黑后，许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天敌捕食，导致其个体数减少，影响出生率。 2、在自然选择中，直接受选择的是基因型还是表型？ 天敌看到的是桦尺蛾的体色（表型）而不是控制体色的基因，自然选择中直接受选择的是表型。 探究·实践 探究自然选择对种群基因频率变化的影响 讨论： 40 不利变异被淘汰，有利变异逐渐积累 变异 自然选择 生物朝一定方向缓慢进化 种群基因频率 发生定向改变 （不定向） （定向） 在自然选择的作用下，有利变异的基因频率不断增大，有害变异的基因频率逐渐减小。 生物进化的实质： (三)自然选择对种群基因频率变化的影响 是种群基因频率的定向改变 【注意：不是基因型频率】 41 小结 不定向的变异 不利变异（基因） 有利变异（基因） 淘汰 种群的基因频率定向改变 生物定向进化 多次选择和积累，通过遗传 自然选择 进化的实质：在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化 决定生物进化的方向 生物进化的实质： 种群基因频率的改变 【注意：不是基因型频率】 (三)自然选择对种群基因频率变化的影响 课堂小结 生物进化的基本单位 生物进化的实质 生物进化的原材料 决定生物进化的方向 种群 种群基因频率的改变 突变和基因重组 自然选择 43 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。 实验目的： 通过观察大肠杆菌在含有卡那霉素的培养基上的生长状况，探 究抗生素对细菌的选择作用。 探究·实践 探究抗生素对细菌的选择作用 44 材料用具 a实验材料：经高温灭菌的牛肉膏蛋白胨液体培养基及固体培养基平板，细菌 菌株(如大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等)，含有抗生素(如青霉素、 卡那霉素等)的圆形滤纸片(以下简称“抗生素纸片”)，不含抗 生素的纸片。 b实验仪器：镊子，涂布器，无菌棉签，酒精灯，记号笔，直尺等。 探究·实践 探究抗生素对细菌的选择作用 45 实验方法步骤 1.用记号笔在培养皿的底部画2条相互垂直的直线，将培养皿分为四个区域，分别标记为①～④ 2.取少量细菌的培养液，用无菌的涂布器（或无菌棉签）均匀地涂抹在培养基平板上。 探究·实践 探究抗生素对细菌的选择作用 46 实验方法步骤 3.①号区域的中央放置不含抗生素的纸片，②③④号区域的中央分别放置含有抗生素的纸片，盖上皿盖。 4.将培养皿倒置于37℃的恒温箱中培养12~16h。 探究·实践 探究抗生素对细菌的选择作用 47 实验方法步骤 5.观察并测量和记录每个实验组中抑菌圈的直径，并取平均值。 6.从抑菌圈边缘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。 探究·实践 探究抗生素对细菌的选择作用 48 结果与分析 抑菌圈直径/cm 第一代 第二代 第三代 1 2.26 1.89 1.62 2 2.41 1.91 1.67 3 2.42 1.87 1.69 平均值 2.36 1.89 1.66 结果：在培养基上有细菌生长，在放抗生素纸片的区域出现抑菌圈。 连续培养几代后，抑菌圈的直径会越来越小。 探究·实践 探究抗生素对细菌的选择作用 结论：说明抗生素对细菌产生了选择作用。 注意： 抗生素不是诱变因子，因此细菌耐药性变异的产生与抗生素无关。 三类细菌产生耐药性过程属于基因突变，而基因突变具有不定向性。 滤纸片上的抗生素杀死了周围的细菌，使其不能形成菌落，而形 成抑菌圈。 探究·实践 探究抗生素对细菌的选择作用 探究抗生素对细菌的选择作用 1、为什么要从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌？ 因为抑菌圈边缘生长的细菌可能是耐药菌。 3、在本实验的培养条件下，耐药菌所产生的变异是有利还是有害的？ 你怎么理解变异是有利还是有害的？ 在本实验的培养条件下，耐药菌产生的耐药变异对它是有利的。 有利于生物在特定环境中生存和繁殖的变异就是有利变异。 探究·实践 讨论： 51 5、滥用抗生素的现象十分普遍。例如，有人生病时觉得去医院很 麻烦，就直接吃抗生素；有的禽畜养殖者将抗生素添加到动物 饲料中。你认为这些做法会有什么后果？请你查阅资料，举出 更多滥用抗生素的实例。 这些做法都会促进耐药菌的产生。滥用抗生素会使病菌的抗药基因不断积累，抗药性不断增强，导致抗生素药物失效。 探究·实践 探究抗生素对细菌的选择作用 讨论： 52 练习与应用 53 . 一、概念检测 1. 从基因水平看，生物进化的过程就是种群基因频率发生定向改变的过程。判断下列相关表述是否正确。 （1）某地区红绿色盲患者在男性中约占8%，在女性中约占0.64%，由此可知， 红绿色盲基因Xb的基因频率约为8%。（ ） （2）基因频率变化是由基因突变和基因重组引起的，不受环境的影响。（ ） （3）生物进化的实质是种群基因频率在自然选择作用下的定向改变。（ ） ✖ ✔ ✔ 1、伴X染色体遗传病， ①在男性中的发病率等于该病致病基因在男性中的基因频率； ②致病基因的基因频率在男性和女性中相同； ③男性中患病率（患病基因型频率）与女性中患病率（患病基 因型频率）不同； 2、常染色体上的基因，不论基因频率还是基因型频率，男女之间 和群体都是一样的； 54 . 2.种群是物种在自然界的存在形式，也是一个繁殖单位。下列生物群体中属于种群的是（ ） A.一个湖泊中的全部鱼 B.一片森林中的全部蛇 C.一间屋中的全部蟑螂 D.卧龙自然保护区中的全部大熊猫 D 蟑螂属昆虫纲蜚蠊目的统称 一、概念检测 55 . 3.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78%，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 一、概念检测 56 . 4.一种果蝇的突变体在21℃的气温下，生存能力很差，但是，当气温上升到25℃时，突变体的生存能力大大提高。这说明（ ） A.突变是不定向的 B.突变是随机发生的 C.突变的有害或有利取决于环境条件 D.环境条件的变化对突变体都是有害的 C 一、概念检测 57 二、 拓展应用 1. 举出人为因素导致种群基因频率定向改变的实例。 如选择育种和杂交育种 2. 如果将一个濒临灭绝的生物种群释放到一个新的环境中，那里有充足的食物，没有天敌，这个种群将发生怎样的变化？请根据所学知识作出预测。 如果气候条件等其他条件也合适，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。 58 3. 碳青霉烯类抗生素是治疗重度感染的一类药物。下表为2005-2008年，该类抗生素在某医院住院患者中的人均使用量，以及从患者体内分离得到的某种细菌对该类抗生素的耐药率变化。据表回答下列问题。 （1）这种细菌耐药率的变化与抗生素的使用量之间是否存在关联？依据是什么？ 二者存在正相关的关系。 依据是调查数据。 （2）试从进化的角度解释耐药率升高的原因。 随着抗生素人均使用量的增加，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加，耐药性基因在细菌种群中的基因频率逐年上升。 二、 拓展应用 59 （3）我国卫生部门建立了全国抗菌药物临床应用监测网和细菌耐药监测网，并要求医疗机构开展细菌耐药监测工作，建立细菌耐药预警机制。例如，当某抗菌药物的主要目标细菌耐药率超过30%时，医疗机构应及时将这一预警信息进行通报。请分析这一要求的合理性。 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检测机制，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。 二、 拓展应用 60 （4）人类不断研发和使用新的抗生素，细菌对新药的耐药性也在不断提高，二者之间仿佛发生了一场竞赛。作为这场竞赛的参与者，你可以做些什么呢? 合理使用抗生素，防止滥用抗生素。 二、 拓展应用 61 谢谢聆听! 同学们辛苦啦！ 62 $$