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 种群基因组成的变化 与物种的形成（第1课时） 1 自然选择 直接对象： 个体的性状（表型） 根本对象： 种群的基因 一、种群和种群基因库 种群的概念 生活在一定区域的同种生物全部个体的集合。 一片树林中的全部猕猴 一片草地上的所有蒲公英 判断下列是否属于种群： （1）一个池塘中的所有的鱼 （2）一个池塘中的全部的鲤鱼 （3）两个池塘内的全部青蛙 （4）一片草地上的全部植物 （5）一片草原上的所有斑马 （6）海洋牧场上多个鱼塘的鲤鱼 × √ × × √ × 一、种群和种群基因库 种群的特点 种群中的个体并不是机械地集合在一起，种群是生物进化的基本单位，种群中的雌雄个体可以通过繁殖将各自的基因遗传给后代。种群也是生物繁殖的单位。 同前一年的蝗虫种群相比，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 基因库的概念 一个种群中全部个体所含有的全部基因。 这些金鱼各自有自己的基因，共同构成了种群的基因库。它们各自的基因都是基因库的一部分。个体数目越多，个体间的差异越大，基因库也就越大。 一、种群和种群基因库 基因频率的概念 在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比值。 基因频率的计算 基因频率= 某基因的数目 控制该性状的等位基因总数 × 100% 例：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？ 1、100个体数的全部等位基因总数为_______ 200 2、A基因为______________ 个，a基因为 ______________个 2×30+60=120 2×10+60=80 A频率= 120 200 = 60% a频率= 80 200 = 40% 一、种群和种群基因库 基因型频率的概念 在一个种群基因库中，某个基因型的个体占个体总数的比值。 基因型频率的计算 例：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AA、Aa和aa的基因型频率是多少？ 基因型频率= 某基因型个体数 该种群个体总数 × 100% 个体数=100 →基因型份数=100 AA%=30 / 100=30% Aa%=60 / 100=60% aa%=10 / 100=10% 一、种群和种群基因库 思考·讨论：假设上述①昆虫种群数量非常大，②所有雌雄个体都能自由交配并能产生后代，③没有迁入和迁出，④不同基因型的个体生存和繁殖的机会是均等的，⑤基因A和a都不产生突变，根据孟德尔的分离定律计算： 30% 30% 30% 10% 36% 48% 16% 60% 40% 36% 48% 16% 60% 40% 遗传平衡定律（温伯格定律）：种群基因频率和基因型频率不发生变化 一、种群和种群基因库 用温伯格定律计算前面的基因频率 在遗传平衡状态下（满足上述五个条件）时： 若用 p 代表 A 基因的基因频率，q 代表基因 a 的频率，则： 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。 设A的基因频率为p，a的基因频率为q；则有p+q=1，那么 A(p) a(q) A(p) AA(p2) Aa(pq) a (q) Aa(pq) aa(q2) aa 频率 AA 频率 Aa 频率 (p + q)2 =p2 + 2pq + q2 一、种群和种群基因库 ①种群数量非常大。 ②个体之间随机交配。 ③没有迁入与迁出。 ④没有自然选择。 ⑤没有产生突变。 从理论上分析，种群基因频率会发生改变，生物进化是必然的。 足够大的种群是不存在的 种群中雌雄个体间充分的随机交配是不现实的 基因突变每时每刻都有可能发生 由于各种原因，种群中有的个体会离开或迁入该种群 在自然界中，自然选择是不可抗拒的，始终对种群发挥作用 生物进化的实质是种群基因频率的改变 温伯格定律： 二、种群基因频率的变化 可遗传变异的来源 基因突变、基因重组和染色体变异，其中基因突变和染色体变异统称为突变。 基因突变 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 变异是 不定向的 形成了进化的原材料，不能决定生物进化的方向 突变的有利和有害不是绝对的，往往取决于生物的生存环境。 种群的基因频率改变 三、自然选择对种群基因频率变化的影响 英国的曼彻斯特地区有一种桦尺蛾，昼伏夜出。杂交实验表明： 其体色受一对等位基因 S 和 s 控制，黑色（S）对浅色（s）是显性的。 长满地衣的树干上的桦尺蛾 黑色树干上的桦尺蛾 基因类型 黑色 （S） 浅色 （s） 工业革命前 （19世纪中叶） 5% 95% 工业革命后 （20世纪中叶） 95% 5% 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变化的影响 思考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？ 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。 思考2 自然选择过程中，直接受选择的是基因型还是表型？为什么？ 直接受选择的是表型（体色），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。 思考3 工业污染后，决定桦尺蛾体色的基因频率如何变化？ 变黑的环境使控制浅色的s基因频率减少,S基因频率增加。 自然选择使基因频率定向改变→自然选择决定生物进化的方向 四、探究抗生素对细菌的选择作用 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。 通过观察细菌在含有抗生素的培养基上的生长状况，探究抗生素对细菌的选择作用。 目的要求 四、探究抗生素对细菌的选择作用 方法步骤 1.记号笔将培养基分为四个区并标号 2.将细菌涂布在培养基平板上 ① ② ③ ④ 3.将含抗生素的纸片和不含抗生素的纸片置于不同的分区， 盖上皿盖。 四、探究抗生素对细菌的选择作用 方法步骤 4.将培养皿倒置于37℃的恒温箱中培养12~16h 5.观察并测量抑菌圈直径,并取平均值 6.从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌培养，并重复以上步骤 四、探究抗生素对细菌的选择作用 思考1 菌产生耐药性变异的过程是定向的吗？为什么？ 不是。因为细菌产生耐药性变异的过程属于基因突变，而基因突变具有不定向性。 四、探究抗生素对细菌的选择作用 思考2 连续培养几代后，抑菌圈的直径发生了什么变化？这说明抗生素对细菌产生了什么作用？ 抑菌圈的直径随着培养代数的增加而逐渐缩小;说明细菌在抗生素的选择作用下，细菌的抗药性逐渐增强。 四、探究抗生素对细菌的选择作用 思考3 为什么要从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌？ 抗生素能够杀死细菌，在抑菌圈边缘抗生素浓度较低，可能存在具有耐药性的细菌。 四、探究抗生素对细菌的选择作用 思考4 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？ 在本实验条件下，耐药菌产生的变异一般来说是有利的，有利于生物在特定环境中生存和繁殖的变异，在此环境中就是有利变异。 综合练习 1．生物进化的基本单位，也是物种繁殖的基本单位是（    ） A．细胞 B．个体 C．种群 D．群落 2．在人群中，基因型BB的频率为64%，Bb为32%，bb为4%，因此B基因频率为（    ） A．0.32 B．0.64 C．0.80 D．0.94 3．甘肃阿克塞某岩羊种群有1000头，已知该岩羊种群中基因型为AA的岩羊有500头，基因型为aa的岩羊有100头。该岩羊种群中A基因频率为（    ） A．70% B．60% C．40% D．30% C C A 综合练习 4．对种群的基因频率没有影响的是（    ） A．基因突变 B．随机交配 C．自然选择 D．染色体变异 5．现代生物进化理论认为，决定生物进化的方向是（    ） A．自然选择 B．遗传和变异 C．基因重组 D．基因突变 6．下列哪项不是生物进化的原材料（　　） A．基因突变 B．基因重组 C．不可遗传的变异 D．染色体变异 B A C 综合练习 7．过度使用抗生素会加快耐药菌株的出现。下列叙述正确的是（　　） A．抗生素与细菌进化无关 B．抗生素诱导细菌产生耐药变异 C．细菌的耐药性变异可遗传 D．抗生素不影响菌群耐药基因频率 C 综合练习 8. 镰状细胞贫血患者(基因型为aa)在幼年时期死亡，但其致病基因的携带者(基因型为Aa)却对疟疾有较强的抵抗力。如图是对甲、乙两地区人群中各种基因型比例的调查结果，其中乙地区流行疟疾。两地区保持当前环境不变，下列叙述正确的是（ ） A.甲、乙两个地区人群中A的基因频率相同 B.甲地区人群中a的基因频率会逐渐下降，A的基因频率会逐渐上升 C.乙地区人群中AA和Aa两种基因型的个体比例将会逐渐上升 D.若甲地区人口迁移到乙地，则迁入乙地的甲地区所有人对抗疟疾的能力都会得到提高 B 综合练习 9. 在19世纪中叶以前，英国曼彻斯特地区的桦尺蛾几乎都是浅色型(s)的，随着工业的发展，工厂排出的煤烟逐渐将树皮熏成黑褐色，到了20世纪中叶，黑色型(S)的桦尺蛾成了常见类型。下列与此相关的叙述，正确的是（ ） A.自然选择的方向发生了改变，所以自然选择是不定向的 B.桦尺蛾种群进化过程中接受选择的是各种基因型的个体 C.该地区桦尺蛾种群进化过程中，Ss的基因型频率不会改变 D.长时间的环境污染导致s基因定向突变成S基因 B 综合练习 10．农田开始使用杀虫剂时，对某种害虫效果显著，但随着杀虫剂的继续使用，该种害虫表现出越来越强的抗药性。请回答下列问题： （1）这片农田中全部的该种害虫的总和称为________，这是生物进化的___________。 该种害虫全部个体含有的全部基因，称为____________。 （2）害虫抗药性变异的来源属于___________。尽管害虫中天然存在抗药性基因，但是开始使用杀虫剂时，对害虫杀灭效果仍然非常显著，原因在于_________________________________________。 种群 基本单位 种群基因库 基因突变 害虫中有抗药性基因的个体占极少数（抗药性基因频率极低） 综合练习 10．农田开始使用杀虫剂时，对某种害虫效果显著，但随着杀虫剂的继续使用，该种害虫表现出越来越强的抗药性。请回答下列问题： （3）害虫抗药性的形成实质是_________________________________。 （4）上述事实说明，种群中产生的变异是___________（定向的或不定向的），经过长期的自然选择，其中不利变异被不断___________，有利变异则逐渐积累，从而使种群的___________发生定向改变，导致生物朝着一定的方向缓慢地进化。因此，生物进化的方向是___________决定的。 种群中抗药性基因频率增加 不定向的 淘汰 基因频率 自然选择 Lavf56.40.101 Tencent APD MTS $$