6.3种群基因组成的变化与物种的形成知识清单-2024-2025学年高一下学期生物人教版（2019）必修2

6.3种群基因组成的变化与物种的形成（第1课时） 一、种群和种群基因库 1．种群 (1)概念：生活在一定区域同种生物的全部个体。 (2)特点：种群是生物进化和繁殖的基本单位。 2．基因库：由一个种群中全部个体所含有的全部基因构成。 3．基因频率和基因型频率 (1)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。 基因型频率：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。 (2)计算： 注意：当基因位于x染色体，只能用公式法， XB基因频率= XB基因数/（ XB基因数+ Xb基因数） 二、种群基因频率的变化 1、理想群体中，种群的基因频率和基因型频率世代不变。 （1）理想条件：①昆虫群体数量足够大 ②全部雌雄个体能自由交配并能产生后代 ③没有迁入与迁出 ④自然选择对性状没有作用 ⑤基因A和a都不产生突变 （2）遗传平衡定律(哈代-温伯格平衡定律) 若A基因型频率为p，a基因频率为q 则p+q=A%+a%=1 (p+q)2 = p2+2pq+q2 = AA%+Aa%+aa%= 1 AA的基因型频率＝p2，Aa的基因型频率＝2pq，aa的基因型频率＝q2。 若已知AA的基因型频率为m，则A的基因频率为。 注意：理想群体无法进化，现实中各种因素会打破理想状态。如：突变、选择、迁移等。 2、影响种群基因频率变化的因素 （1）突变和基因重组（内因）突变的特点： 1　 虽低频，但种群中每代会产生大量突变。 2　 有害和有利不是绝对的，取决于环境。 3　 随机性、不定向性 1　 基因突变产生新的等位基因，部分染色体变异如缺失和重复等能直接引起 种群基因频率的变化。 2　 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和多种变异类型， 在自然选择的作用下淘汰部分个体后可引起基因频率变化。 （2） 自然选择（外因） 在自然选择的作用下，不断淘汰发生不利变异的个体，选择保留发生有利变异的个体。种群基因频率会发生定向改变，导致生物朝着一定方向不断进化。 1　 自然选择的直接对象：个体的表型。最终选择的对象--决定表型的基因。 2　 选择的结果：朝着有利变异的方向不断进化。种群的基因频率会发生定向改变。 3　 进化的实质：种群基因频率的改变。 【注意】①变异是不定向的。 ②自然选择、种群基因频率的变化、生物进化的方向是定向的。 【补充】自交和自由交配时基因频率和基因型频率的变化规律 交配方式 基因频率 基因型频率 自交 不改变 改变，纯合子增多，杂合子减少 自由交配且处于遗传平衡 不改变 不改变 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。 2、方法步骤 ①分组：将培养基分区、标号。 ②用无菌涂布器将菌种均匀涂在培养基上。 ③用无菌镊子夹不含抗生素的纸片放在①区域中央， 含抗生素的纸片放在②～④区域中央，盖上皿盖。 ④将培养皿倒置于37 ℃的恒温箱中培养12～16h。 ⑤观察生长状况、是否出现抑菌圈，记录抑菌圈的直径，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。 3、实验结果 培养基上有细菌生长，但抗生素纸片周围大多细菌死亡，形成透明的抑菌圈， 且抑菌圈直径逐代变小 4、实验结论 （1）细菌耐药性的出现是可遗传变异导致的。 （2）抗生素的选择作用导致耐药菌比例逐代提高。 5、归纳总结 （1）实验变量分析：自变量--有无抗生素。因变量--抑菌圈直径大小。无关变量--温度、时间等 （2）从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌，因为此处抗药菌比例相对较高 （2）注意：生物的抗药性并不是由抗生素诱发的，抗生素只是起选择作用。 第2课时　隔离在物种形成中的作用 一、隔离在物种形成中的作用 1、物种：指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个体。 如：判断下列是否属于同一物种？ 全世界的人 √（能交配并产生可与后代） 马和驴 ×（其后代骡子不可育） 二倍体西瓜和四倍体西瓜是 ×（其子代三倍体西瓜不可育） 【区分物种和种群】 A.一个物种可以包括许多种群，分布在不同区域。 B.同一物种的多个种群之间存在着地理隔离， 长期发展下去可成为不同的亚种， 进而可能形成多个新物种 2、隔离：不同群体间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。 （1）种类 生殖隔离:指不同物种的个体不能相互交配或交配后产生的后代不可育。 地理隔离：同种生物由于地理障碍而分成不同种群，使种群间不能发生基因交流的现象。 【地理隔离和生殖隔离的图解】 A是地理隔离，一旦发生某种地质变化，两个分开的小种群重新相遇，可再融合在一起。 B是生殖隔离，一旦形成就保持物种间基因的不可交流性，从而保证了物种的相对稳定。 （2）隔离在物种形成中的作用 1　 实例：加拉帕戈斯群岛上13种地雀的形成过程 2　 物种形成的3个环节： 突变和基因重组：为生物进化提供原材料； 自然选择：决定进化的方向，使种群的基因频率定向改变； 隔离：是新物种形成的必要条件。 【注意】 1、地理隔离是物种形成的量变阶段，生殖隔离是质变时期、是物种形成的关键和标志。 2、经过漫长的地理隔离,不一定会形成生殖隔离，若环境相似，进化方向相似。 3、新物种形成不一定经过地理隔离。如：多倍体育种 二、物种形成的三大模式 【注意】“新物种”必须具备两个条件 (1)与原物种间已形成生殖隔离(不能杂交或能杂交但后代不育)。 (2)物种必须是可育的。如三倍体无子西瓜不可称为“物种”。而四倍体西瓜相对于二倍体西瓜则是“新物种”，因为它与二倍体西瓜杂交产生的子代(三倍体西瓜)不育，意味着二者之间已产生生殖隔离，故已成为另一类物种。 三、物种形成与生物进化的关系 内容 物种形成 生物进化 标志 生殖隔离出现 种群基因频率改变 变化后与原生物的关系 属于不同物种 可能属于一个物种 二者关系 生物进化的实质是种群基因频率改变，这种改变可大可小，不一定会突破物种的界限，生物进化不一定导致新物种的形成 学科网（北京）股份有限公司1 学科网（北京）股份有限公司 $$