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

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。 讨论 你同意哪位同学的观点？你的答案和理由是什么？ 这两种观点都有一定的道理，但都不全面。 因为他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。 问题探讨P110 第3节 种群基因组成的变化与物种的形成 《种群基因组成的变化与物种的形成》生物优秀课件1 第1课时 种群基因组成 情景探讨 情景：在一个烟雾弥漫的工业区，浅色桦尺蛾（基因型为ss）的群体中 偶然出现一只黑色（基因型为Ss）的变异个体。 讨论：1.根据上一节学习内容，该黑色变异个体是否会因为自然选择作用而存活下来？ 2.自然选择直接作用的是基因？or基因型？or表现型？ 3.该黑色个体内的S基因怎样才能传递给后代、并且在群体中扩散？ 会 表现型 有性生殖 结论：研究生物进化，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、种群和种群基因库P110 1.种群： 概念：生活在一定区域的同种生物全部个体的集合叫做种群 同时同地同种 灰头麦鸡 鸬鹚 蒲公英 延伸：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. 结论：种群是繁殖的单位，也是进化的单位 一、种群和种群基因库P111 一个种群中全部个体所含有的全部基因，叫做这个种群的基因库 2.基因库： （包括基因的种类和数目） 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，叫做基因频率 A基因频率= A基因的个数 A和a的总数 × 100% 例：某昆虫种群中，绿色翅的基因为A, 褐色翅的基因位a，调查发现AA、Aa、aa的个体分别占30、60、10,那么A、a的基因频率是多少？ 一、种群和种群基因库P111 3.基因频率： A基因的基因频率为: =30/100×100% +1/2×60/100×100% = 60% A= ×100% AA (AA＋Aa＋aa) = 60% ×100% 2×AA＋Aa 2(AA＋Aa＋aa) = ＋ ×100% Aa (AA＋Aa＋aa) 2 × 1 1）．常染色体遗传方面的基因频率计算 A+a=1 一、种群和种群基因库P111 3.基因频率： a基因的基因频率为: =10/100×100% +1/2×60/100×100% = 40% a= ×100% aa (AA＋Aa＋aa) = 40% ×100% 2×aa＋Aa 2(AA＋Aa＋aa) = ＋ ×100% Aa (AA＋Aa＋aa) 2 × 1 例：某昆虫种群中，绿色翅的基因为A, 褐色翅的基因位a，调查发现AA、Aa、aa的个体分别占30、60、10,那么A、a的基因频率是多少？ 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。 例：抽样调查某地100位女性和100位男性发现：女性中有5位色盲患者和20位携带者，男性中有15位色盲患者，则该地色盲基因的频率约是多少？ 5×2 + 20 + 15 100×2 + 100 × 100% = 15% 一、种群和种群基因库P111 4.基因型频率： 基因型频率= 该基因型个体数 该种群个体总数 × 100% 例：某昆虫种群中，绿色翅的基因为A, 褐色翅的基因位a，调查发现AA、Aa、aa的个体分别占30、60、10,那么AA、Aa、aa的基因型频率是多少？ AA= AA AA+Aa+aa × 100% = 30 30+60+10 × 100% =30% Aa= Aa AA+Aa+aa × 100% = 60 30+60+10 × 100% aa= aa AA+Aa+aa × 100% = 10 30+60+10 × 100% =60% =10% 用数学方法讨论基因频率的变化P111 1、假设上述昆虫种群非常大，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，不同翅色的个体生存和繁殖的机会是均等的，基因A和a都不产生突变，根据孟德尔的分离定律计算： (1)该种群产生的A配子和a配子的比率是多少？ (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，种群的基因频率会同子一代一样吗？ 用数学方法讨论基因频率的变化P111 亲代基因型的频率 AA(30%) Aa(60%) aa(10%) 配子的比率 A( ) A( ) a( ) a( ) 亲代产生配子总数 A( ) a( ) 子一代基因型频率 AA( ) Aa( ) aa( ) 子一代基因频率 A ( ) a( ) 30% 30% 30% 10% 36% 48% 16% 60% 40% 60% 40% 自由交配——配子法 子一代配子→ ↓ 60% A 40% a 60% A 40% a 36% AA 16% aa 24% Aa 24% Aa 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% 16% 60% 40% 36% 16% 48% 60% 60% 40% 40% 36% 48% 16% 基因频率亲本与子代相同，基因型频率从子一代开始相同 用数学方法讨论基因频率的变化P111 尝试计算子二代、子三代的基因频率与基因型频率 用数学方法讨论基因频率的变化P111 满足5个前提条件情况下，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， 则（p+q）2=p2+2pq+q2=AA%+Aa%+aa%=1 哈迪-温伯格定律（遗传平衡定律）： 子一代配子→ ↓ A=p a=q A=p a=q AA=p2 aa=q2 Aa=pq Aa=pq 且：AA的基因型频率=p2； aa的基因型频率=q2； Aa的基因型频率=2pq。 用数学方法讨论基因频率的变化P111 2、上述计算结果是建立在五个假设条件基础上的。对自然界的种群来说，这五个条件都成立吗？你能举出哪些实例？ 对自然界的种群来说，这五个条件不可能同时都成立。例如，翅色与环境色彩较一致，被天敌发现的机会就少些。 3、如果该种群出现新的突变型（基因型为A2 a或A2 A2 ），也就是产生新的等位基因A2，种群的基因频率会变化吗？基因A2的频率可能会怎样变化？ 会发生变化，A2的基因频率是上升还是下降或是不变，这往往取决于对生物体有益还是有害 结论：在上述5个条件成立的前提下，这一昆虫种群繁殖若干代，种群的基因频率是不变的 思考：什么因素会导致基因频率发生改变？ 二、种群基因频率的变化P112 变异 不可遗传变异 可遗传变异 基因突变 染色体变异 基因重组 突变 改变基因频率的因素，为生物进化提供了原材料 阅读教材后回答问题：生物自发突变频率很低、大多有害，那么它为什么还能够为生物进化提供原材料呢？ 二、种群基因频率的变化P112 1）自然界中生物的自发突变频率很低，为什么还能够为生物进化提供原材料呢？ 例如：果蝇一组染色体上约有1.3×104个基因，假定每个基因的突变率都是10-5，若有一个中等数量的果蝇种群（约有108个个体），那么每一代出现基因突变数是多少呢？ 2×1.3× 104 × 10-5 =2.6 ×107 二、种群基因频率的变化P112 某海岛上的昆虫出现残翅和无翅类型 ———有利与有害是 不是绝对的，这往往取决于生物的生存环境。 2）自然界中生物的自发突变大多有害，为什么还能够为生物进化提供原材料呢？ 二、种群基因频率的变化P112 思考1：突变和基因重组能否决定生物进化的方向？ 思考2：那是什么在决定生物进化的方向？ 不能，突变和基因重组是不定向的 18 探究•实践 探究自然选择对种群基因频率变化的影响 三、自然选择对种群基因频率的影响P112-P113 19世纪，桦尺蛾种群中黑色基因（S）频率为5%，浅灰色基因（s）频率为95% 20世纪，桦尺蛾种群中黑色基因（S）频率为95%，浅灰色基因（s）频率为5% 探究•实践 探究自然选择对种群基因频率变化的影响 三、自然选择对种群基因频率的影响P112-P113 桦尺蛾 深色 浅色 栖息环境浅色 （多） （少） 栖息环境深色 浅色 深色 s基因频率降低 S基因频率升高 s基因频率95% S基因频率95% （减少） （增多） 思考：桦尺蛾种群中的s基因（决定浅色性状的基因）为什么会越来越低？ 黑褐色的生活环境不利于浅色桦尺蛾的生存，而有利于黑色桦尺蛾生存，自然选择可以使种群的基因频率发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化 结论：自然选择使种群的基因频率定向改变，决定生物进化方向 讨论 1.树干变黑会影响桦尺蛾种群中浅色个体的出生率吗？为什么？ 2.在自然选择过程中，直接受选择的是基因型还是表型？为什么？ 会。因为树干变黑后，浅色个体容易被发现，被捕食的概率增加，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。 是表型（体色）而不是基因型，基因型并不能在自然选择中起直接作用，因为天敌在捕食桦尺蛾时，看到的是桦尺蛾的体色而不是控制体色的基因。 在自然选择的作用下，具有有利变异的个体有更多的机会产生后代，种群中相应基因的频率会不断提高；相反，具有不利变异的个体留下后代的机会少，种群中相应的基因频率会下降。因此在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变，导致生物向着一定的方向进化。 自然选择直接作用于种群中的个体，对不同表现型的个体进行选择，从而引起相关基因的基因频率发生改变。 汉水丑生侯伟作品 P114 22 生物进化的实质是基因频率的改变 种群基因频率的改变，标志着生物的进化。 小结： 1.种群是生物繁殖和进化的基本单位 2.生物进化的实质是种群基因频率的改变 3.突变和基因重组是不定向的，为生物进化提供原材料 4.自然选择决定基因频率改变的方向，决定生物进化的方向 思考：曼彻斯特地区的桦尺蛾，虽然基因频率发生了很大变化，但是并没有形成新的物种。为什么说它们没有形成新的物种？怎样判断两个种群是否属于一个物种？ 24 第3节 种群基因组成的变化与物种的形成 隔离在物种形成中的作用 曼彻斯特地区的桦尺蛾，虽然基因频率发生了变化，但是并没有形成新的物种。 为什么说它们没有形成新的物种？ 怎样判断两个种群是否属于同一个物种？ 一、物种的概念P116 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称为一个物种。 马 马和驴是不是同一个物种呢？ 驴 骡 骡是不育的，因此，马和驴之间存在生殖隔离，它们属于两个物种。 区分主要依据：有无生殖隔离 二、隔离及其在物种形成中的作用P116 同种生物由于地理上的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，叫做地理隔离。 不同物种之间不能交配,或即使交配成功,也不能产生可育的后代,该现象称之为生殖隔离。 二、隔离及其在物种形成中的作用P116 东北虎 华南虎 由于长期地理隔离而没有相互交配，没有基因交流，形成了地理隔离，它们形成两个不同的亚种。 地理隔离与生殖隔离的比较： 二、隔离及其在物种形成中的作用P116 生殖隔离 地理隔离 隔离：不同种群间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。 隔离的实质： 种群间基因不能自由交流 思考：地理隔离和生殖隔离有没有什么联系呢？ 对生物的进化有何作用呢？ 二、隔离及其在物种形成中的作用P117 加拉帕戈斯群岛的地雀 统编版优秀公开课课件下载PPT课件人教版新教材 必修二6.3 种群基因组成的变化与物种的形成 （共54张PPT）（含课后题答案）人教版部编版 统编版优秀公开课课件下载PPT课件人教版新教材 必修二6.3 种群基因组成的变化与物种的形成 （共54张PPT）（含课后题答案）人教版部编版 二、隔离及其在物种形成中的作用P117 设想南美洲大陆的一种地雀来到加拉帕戈斯群岛后，先在两个岛屿上形成两个初始种群。这两个种群的个体数量都不多。它们的基因频率一样吗？ 　　由于这两个种群的个体数量都不够多，基因频率可能是不一样的。 讨论1 不同岛屿上的地雀种群，产生突变的情况一样吗？ 　　不一样。因为突变是随机发生的。 讨论2 统编版优秀公开课课件下载PPT课件人教版新教材 必修二6.3 种群基因组成的变化与物种的形成 （共54张PPT）（含课后题答案）人教版部编版 统编版优秀公开课课件下载PPT课件人教版新教材 必修二6.3 种群基因组成的变化与物种的形成 （共54张PPT）（含课后题答案）人教版部编版 二、隔离及其在物种形成中的作用P117 讨论3 对不同岛屿上的地雀种群来说，环境的作用有没有差别？这对种群基因频率的变化会产生什么影响？ 　　不同岛屿的自然环境条件不一样，因此环境的作用会有差别，导致种群基因频率朝不同的方向改变。 讨论4 如果这片海域只有一个小岛，还会形成这么多种地雀吗？ 　　不会。因为个体间有基因的交流。 统编版优秀公开课课件下载PPT课件人教版新教材 必修二6.3 种群基因组成的变化与物种的形成 （共54张PPT）（含课后题答案）人教版部编版 统编版优秀公开课课件下载PPT课件人教版新教材 必修二6.3 种群基因组成的变化与物种的形成 （共54张PPT）（含课后题答案）人教版部编版 二、隔离及其在物种形成中的作用P118 地雀 甲岛地雀 乙岛地雀 丙岛地雀 丁岛地雀 …… 突变和基因重组不定向 环境不同，自然选择不同 甲岛地雀1 乙岛地雀2 丙岛地雀3 丁岛地雀4 种群基因库形成明显差别，出现生殖隔离 …… 隔离是物种形成的必要条件 地理隔离 新物种形成的标志：出现生殖隔离 统编版优秀公开课课件下载PPT课件人教版新教材 必修二6.3 种群基因组成的变化与物种的形成 （共54张PPT）（含课后题答案）人教版部编版 统编版优秀公开课课件下载PPT课件人教版新教材 必修二6.3 种群基因组成的变化与物种的形成 （共54张PPT）（含课后题答案）人教版部编版 二、隔离及其在物种形成中的作用P118 自然选择2 自然选择1 地理隔离 原种 变异1 变异2 基因频率的定向改变 变异类型1 变异类型2 新物种1 新物种2 生殖 隔离 物种形成的比较常见的方式： 通过长期地理隔离而实现生殖隔离，是否是新物种形成的唯一方式呢？ 统编版优秀公开课课件下载PPT课件人教版新教材 必修二6.3 种群基因组成的变化与物种的形成 （共54张PPT）（含课后题答案）人教版部编版 统编版优秀公开课课件下载PPT课件人教版新教材 必修二6.3 种群基因组成的变化与物种的形成 （共54张PPT）（含课后题答案）人教版部编版 不是。多倍体的形成不需经地理隔离。 物种A 物种B 杂交 杂种植物 染色体加倍 异源多倍体 二、隔离及其在物种形成中的作用P118 通过长期地理隔离而实现生殖隔离，是否是新物种形成的唯一方式呢？ 统编版优秀公开课课件下载PPT课件人教版新教材 必修二6.3 种群基因组成的变化与物种的形成 （共54张PPT）（含课后题答案）人教版部编版 统编版优秀公开课课件下载PPT课件人教版新教材 必修二6.3 种群基因组成的变化与物种的形成 （共54张PPT）（含课后题答案）人教版部编版 小结 突变和基因重组 种群基因频率 改变 积累 基因库的差别 种群间生殖隔离 标志着 地理隔离 时间 扩大 自然选择 物种形成 导致 导致 统编版优秀公开课课件下载PPT课件人教版新教材 必修二6.3 种群基因组成的变化与物种的形成 （共54张PPT）（含课后题答案）人教版部编版 统编版优秀公开课课件下载PPT课件人教版新教材 必修二6.3 种群基因组成的变化与物种的形成 （共54张PPT）（含课后题答案）人教版部编版 练习 1．下图表示生物新物种形成的基本环节，对图示分析不正确的是（ ） A．a表示基因突变和基因重组，为生物进化提供原材料 B．b表示生殖隔离，生殖隔离是新物种形成的标志 C．c表示新物种形成，与原物种不能进行基因交流 D．d表示地理隔离，新物种形成不一定需要地理隔离 A 2．等位基因F、f位于常染色体上，据调查，某兔种群中的雌兔基因型频率分别为：FF（30%）、Ff（60%）、ff（10%），雄兔基因型频率分别为：FF（20%）、Ff（40%）、ff（40%）。假设该种群随机交配，则其子代 （　　） A．Ff的基因型频率为52% B．基因型频率改变，该群体发生了进化 C．F基因频率雌兔为60%、雄兔为40% D．雌兔、雄兔的基因型频率不同，进化方向相同 A $$