6.3种群基因组成的变化(3.5课时)课件-2024-2025学年高一下学期生物人教版必修2

②对生物进化的解释局限于 水平，认为生物进化是以 为单位。 ①对于遗传和变异的认识还局限于 水平，不能科学地解释遗传变异的本质。 达尔文进化理论的局限性 深入到基因水平 以种群为单位 ③强调物种形成都是 的结果，不能很好地解释 等现象。 复习回顾： 性状 个体 个体 渐变 物种大爆发 种群基因组成的变化与物种的形成 人教版高中生物必修二 第六章第三节 第1课时 种群基因组成的变化 判断以下例子是否属于种群，并且说出判断依据 （1）两个池塘内的全部鲤鱼 （2）一个池塘中的全部鱼 （3）一个池塘里的全部青蛙 1、种群: 生活在一定区域的同种生物全部个体的集合叫作种群。 一片树林中的全部猕猴 一片草地上的所有蒲公英 一个培养皿中大肠杆菌 否 否 否 否 （4）一个菜市场中的全部鲤鱼 探究一.种群和种群基因库 种群是繁殖的基本单位 种群是进化的基本单位 【典例1】下列属于种群的是 （ ） A.一块水田里的全部水稻 、水草 B 一块稻田里的全部幼蚜、有翅、无翅的成蚜 C 一块朽木上的全部真菌 D. 一个池塘中全部鱼 【针对训练1】下列关于种群的说法不正确的是 （ ） 种群是生物进化的基本单位 种群是生物繁殖的基本单位 C.中国大陆上所有老虎是一个种群 D.同一种群的个体可以自由交配 B C 探究一.种群和种群基因库 2、种群的基因库： 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，叫做基因频率。 基因频率 PA ＝ 该基因的总数(A) 该等位基因的总数(A+a) ×100% 基因型频率 ＝ 特定基因型个体数 该种群个体总数 ×100% 3、基因频率： 判断： 1.一只小狗的全部基因是一个基因库( ) 2.种群中每个个体含有种群基因库的全部基因( ) × × 其中： A基因的数量=___________________个 a基因的数量=____________________个 A基因的频率=____________________% a基因的频率=____________________% 探究一.种群和种群基因库 例1：在某昆虫种群中，决定体色为黑色的基因是A，决定体色为褐色的基因是a，从这个种群中随机抽取100个个体，测得基因型为AA、Aa和aa的个体分别是30、60和10个。 AA基因型频率为： Aa基因型频率为： aa基因型频率为： 30/100 = 30% 60/100 = 60% 10/100 = 10% 2×30+60=120 2×10+60=80 120÷200=60 80÷200=40 30%+30%= 60% 10%+30%= 40% A基因的频率=____________________ a基因的频率=____________________ 种群中： PA=PAA+1/2PAa Pa=Paa+1/2PAa PA+Pa=1 探究一.种群和种群基因库 例2：某学校男女各有100人，其中XBXB占50人，XBXb占30人，XbXb占20人，XBY占80人，XbY占20人，那么XB、Xb的基因频率是多少？ XB%= Xb% ×100% 2×50＋30＋80 2×100（女性人数）＋100（男性人数） = 70% = 30% 例3：在某地区的人群中XBXB=44% 、XBXb=5%、XbXb=1%、XBY=43%、XbY=7%。那么Xb的基因频率是多少？ Xb=9.3% XB=90.7% 探究一.种群和种群基因库 探究任务一：用数学方法讨论基因频率的变化 1、假设上述昆虫种群非常大，2、所有的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代， 3、没有迁入和迁出，4、不同翅色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。 (1) 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% 30% 10% 36% 48% 16% 60% 40% 36% 48% 16% 60% 40% 60% 40% 探究一.种群和种群基因库 (2)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？ (3)要使种群的基因频率不发生改变，此种群应具备哪些条件？ (4)同时具备(3)题条件的种群存在吗？这说明了什么？ 子二代、子三代以及若干代以后，种群的基因频率与子一代一样。 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。 遗传平衡定律（哈代 — 温伯格定律）： ——理想种群 不存在。自然界种群的基因频率一定发生改变、生物进化是必然的 进化的实质：种群基因频率的改变。 核心结论 探究一.种群和种群基因库 例1：已知某个种群 A 的基因频率为PA， a 的基因频率为Pa ；所有个体自由交配，求子代各种基因型频率： 雌配子 雄配子 A(PA) a(Pa) A(PA) a(Pa) AA(p2) Aa(pq) Aa(pq) aa(q2) 核心公式 PAA=（PA）2 Paa=（Pa）2 PAa=2PA×Pa PA=PAA+1/2PAa Pa=Paa+1/2PAa PA+Pa=1 1、已知种群基因型频率，求种群基因频率 2、已知种群基因频率，若自由交配，求子代基因型频率 PAA=（PA）2 Paa=（Pa）2 PAa=2PA×Pa 典例：已知某昆虫种群，AA的频率为40%，aa的频率为20%，该种群自由交配，求子一代的各种基因型频率，该种群进化了吗？ 【典例2】下列关于基因库的描述，错误的是(　　) A．基因库是一个种群的全部个体所含的全部基因 B．生物个体总是要死亡的，但基因库却因种群个体的繁殖而代代相传 C．种群中每个个体都含有种群基因库中的全部基因 D．基因突变可能改变基因库的组成 【针对训练2】现有一个由AA、Aa、aa三种基因型个体组成的动物种群，已知该种群中具有繁殖能力的个体之间通过随机交配进行繁殖，而aa个体不具有繁殖能力。该种群繁殖一代，若子代中AA∶Aa∶aa＝9∶6∶1，则亲代中AA、Aa和aa的数量比可能为(　　) A．4∶3∶4 B．5∶5∶1 C．6∶2∶3 D．4∶1∶4 C B 1．一个随机交配的群体，某一对相对性状中，显性性状表型的频率是84%，则杂合子的频率是(　　) A．36%　　　　B．48% C．60% D．40% B 2．某植物种群足够大，各种基因型个体的生殖能力和生存能力一样，种群中AA个体占16%，aa个体占36%，该种群自由交配产生的子代中AA个体所占百分比、A的基因频率和自交产生的子代中AA个体所占百分比、A的基因频率的变化依次为(　　) A.增大、不变；不变、不变 B.不变、增大；增大、不变 C.不变、不变；增大、不变 D.不变、不变；不变、增大 C 探究二.种群基因频率的变化 1、生物进化的原材料： 可遗传变异 基因突变 染色体变异 基因重组 突变 探究任务二： 1. 生物自发突变的频率很低，而且大多数突变对生物体是有害的，那么，它为何还能够作为生物进化的原材料呢？ 种群是由许多个体组成的，每个个体的细胞中都有成千上万个基因，每一代就会产生大量的突变。 突变的有利和有害也不是绝对的，往往取决于生物的生存环境。 2. 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？ 阅读教材P112-113探究实践,思考讨论 (1)树干变黑的环境对桦尺蛾浅色个体的出生率有影响吗？为什么？ 探究三.自然选择对种群基因频率变化的影响 有影响。树干变黑的环境使许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天敌捕食。 (2) 对桦尺蛾体色基因频率产生了什么影响? 控制浅色的s基因频率逐渐下降，S基因频率逐渐提高。 (3)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？ 表型。因为天敌看到的是桦尺蛾的体色(表型)而不是控制体色的基因。 直接对象： 间接对象： 根本对象： 表型 基因型 基因 自然选择作用的对象 探究三.自然选择对种群基因频率变化的影响 (5)该种群进化的方向是什么,由什么决定？ 向适应环境的方向定向进化,种群进化的方向由自然选择决定(教材114页) (4)桦尺蛾种群发生进化了吗？ 发生了进化。依据是桦尺蛾种群的基因频率发生了改变。 (6) 为生物进化提供了原材料, 决定了生物进化的方向 变异是 的,自然选择是 的, 基因频率增大, 基因频率减少,进化是 的,生物向 方向进化 可遗传变异 自然选择 不定向 定向 适应环境的 不适应环境的 定向 适应环境的 不定向变异,定向选择,定向进化,基因频率定向改变 【典例3】下列关于基因频率与生物进化关系的叙述，正确的是(　　) A．种群基因频率的改变不一定引起生物的进化 B．生物进化的实质是种群基因频率的改变 C．只有在新物种形成时，才发生基因频率的改变 D．生物性状的改变一定引起生物的进化 【针对训练3】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(ss)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 B 探究四.探究抗生素对细菌的选择作用 探究四.探究抗生素对细菌的选择作用 长满细菌的平板 不含抗生素的纸片 含等量同种 抗生素的纸片 抑菌圈 抑菌圈的大小代表什么? 抑菌圈越大,抗生素的效果越好,细菌的耐药性越弱 探究三.探究抗生素对细菌的选择作用 实验结果与结论 结果：抗生素纸片周围出现抑菌圈，连续培养几代后，抑菌圈直径越来越小。 结论：说明抗生素对细菌产生了选择作用。 从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌 抑菌圈边缘生长的细菌可能是耐药菌。 碳青霉烯类抗生素是治疗重度感染的一类药物 年份 2005 2006 2007 2008 住院患者该类抗生素的人均使用量/g 0.074 0.12 0.14 0.19 某种细菌对该类抗生素的耐药率/% 2.6 6.11 10.9 25.5 （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？ 拓展应用3 教材P114 （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基因频率逐年上升。 学以致用 呈正相关 依据调查数据 (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 21 如图表示长期使用某农药后，害虫种群密度变化情况，分析回答下列问题： (1)a点之前，害虫种群中有多种变异类型，原因是？ 因为变异是不定向的 (2)使用农药后，ab段下降的原因是？ bc段上升的原因是？ 使用农药后，抗药性弱的变异个体在生存斗争中被淘汰，而抗药性强的变异个体在生存斗争中生存下来。 变式训练： 使用农药后，抗药性弱的害虫被杀死，抗药性强的害虫存活下来，这样经过农药的长期选择，使得害虫抗药性逐渐加强。 (4)该过程中，农药起什么作用？ 农药对害虫的抗药性变异进行定向选择，使害虫的抗药性个体逐渐增加。 1．为探究两种抗生素对某细菌的抑菌效果，设计如图所示实验方案，在无菌固体培养基表面上涂布被检测的细菌，放置甲、乙和丙三个圆形滤纸片(抗生素可在培养基扩散，滤纸片周围出现抑菌圈的大小能反映其抑菌效果)。下列说法错误的是(　　) A.抑菌最有效的是抗生素b B.浸泡滤纸片的抗生素a、b浓度应相同 C.丙滤纸片起到对照作用 D.此方法可检测抗生素对病毒的抑制效果 D 种群分离 同种祖先 种群 B 种群 A 种群 A? 种群 B? 种群A和种群B此时还算同一个物种吗？ 如何判断两个种群是不是同一个物种呢？ 环境1 环境2 种群基因组成的变化与物种的形成 人教版高中生物必修二 第六章第三节 第2课时　 隔离在物种形成中的作用 能够在 下互相交配，并且产生 的一群生物称为一个物种，简称“种”。 自然状态 可育后代 1、物种的概念 一、物种及隔离的相关概念 不能。自然状态下不能相互交配 骡子 不能。自然状态骡子是不可育的。 二倍体西瓜和四倍体西瓜是同一物种吗？ 三倍体西瓜是一个新物种吗？ 1．下列哪项形成了新物种(　　) A．二倍体的西瓜经秋水仙素处理成为四倍体西瓜 B．人工培育的三倍体无子西瓜 C．桦尺蠖体色的基因频率由S(灰色)95%变为s(黑色)95% D．克隆羊“多莉” A ①生殖隔离:不同物种之间一般是不能交配的，即使交配成功也不能产生可育后代，这种现象叫做生殖隔离。 2、隔离的概念 一、物种及隔离的相关概念 不同群体间个体，在自然界条件下基因不能自由交流的现象。 狮子与老虎因杂种不育而形成生殖隔离 如华南虎(左)和东北虎(右)都是亚洲虎的后代，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。 常见地理障碍 ②地理隔离：同一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。 类型 发生范围 结果 生殖隔离 地理隔离 ① 不能相互交配； ② 即使交配成功，也不能产生可育后代 使种群间不能发生基因交流 同种生物 不同物种间 （1）当这群鼠被大河分开后它们是一个种群还是两个种群呢？ 两个种群 （2）如果大河很快干涸，两群老鼠还能交配吗？ 可以 （3）若是几千年后，大河才干涸，两群各自都发生了变化的老鼠会合在一起时，还能发生交配吗？这说明什么？ 不能，因为产生了生殖隔离。说明地理隔离可能导致生殖隔离。 在一个山谷中，生活着一个鼠种群。雌鼠和雄鼠之间可以自由交配，繁衍后代。后来一条大河出现。鼠种群的个体一半在河这边，一半在河那边。就这样过了几千年。 二、隔离在物种形成中的作用 1.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。 2.不同岛屿上的地雀种群，产生突变的情况一样吗? 不一样，因为突变是随机的。 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? 不同岛屿的地形和植被条件不一样， 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。 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。 二、隔离在物种形成中的作用 探究任务一：结合教材P117“思考·讨论”，回答下列问题： 二、隔离在物种形成中的作用 突变和基因重组 加拉帕戈斯群岛的地雀是通过长期地理隔离产生生殖隔离,形成新物种 物种形成的方式1、(渐变式) 思考： 1.经过漫长的地理隔离,一定会形成生殖隔离吗? 2.新物种形成一定要经过地理隔离吗? 二倍体 四倍体 短时间内即可形成，如自然界中多倍体的形成。 物种形成的方式2、骤变式—多倍体育种 二、隔离在物种形成中的作用 二倍体 四倍体 不需要地理隔离就在很短的时间内出现生殖隔离，从而形成新的物种。主要是通过异源多倍体的染色体变异等方式形成新物种，一出现可以很快形成生殖隔离。 短时间内即可形成，如自然界中多倍体的形成。 骤变式—多倍体育种 二、隔离在物种形成中的作用 二、隔离在物种形成中的作用 物种形成的方式3、异源多倍体的形成（骤变式） 物种A 杂种植物C 异源多倍体D 杂交 染色体 加倍 物种B 不可育，来自物种A和B物种的染色体形态大小不相同，无同源染色体 不可育，染色体加倍了，相同的染色体可以联会 多倍体育种：八倍体小黑麦 二、隔离在物种形成中的作用 物种形成的方式3、异源多倍体的形成（骤变式） 物种形成 生物进化 标志 变化后生物与原生物的关系 二者关系 二、隔离在物种形成中的作用 物种形成和生物进化的比较 生殖隔离出现 种群基因频率改变 属于不同物种 生物进化的实质是种群基因频率的改变，这种改变可大可小，不一定会突破物种的界限，生物进化不一定会导致新物种的形成 可能属于同一物种； 也可能属于不同物种 1．同一物种是由分布在不同区域内的同种生物的许多种群组成的，下列有关种群和物种的叙述，正确的是(　　) A．同一种群的个体间可以相互交配并产生后代，同一物种的个体间也能相互交配并产生后代 B．种群是生物进化的基本单位，物种是繁殖的基本单位 C．种群的基因频率总是在不断变化发展的，物种的基因频率往往保持不变 D．种群基因库的基因和物种基因库的基因是一样的 A 2．同种生物的不同种群，由于突变和选择因素不同，其基因组成可能会朝不同方向改变，导致新物种的形成，下列相关叙述正确的是(　　) A．物种的形成可以不经过隔离 B．生物进化过程的实质在于有利变异的保存 C．基因突变产生的有利变异决定生物进化的方向 D．自然选择通过作用于个体而影响种群的基因频率 解析：物种的形成可以不经过地理隔离，但必须要有生殖隔离；生物进化过程的实质是种群基因频率的改变；生物进化的方向由自然选择决定。 D 3．如图是物种形成的一种模式。物种a因为地理障碍分隔为两个种群a1和a2，经过漫长的进化，分别形成新物种b和c。在此过程中的某一时刻，a1种群的部分群体越过障碍外迁与a2同域分布，向d方向进化。下列有关叙述正确的是(　　) A．b和d存在地理隔离，所以一定存在生殖隔离 B．c和d不存在地理隔离，却可能存在生殖隔离 C．a1中的外迁群体与当时留居群体的基因频率相同，则b和d是同一物种 D．a1中的外迁群体与当时a2种群的基因频率不同，则c和d是不同物种 B 4．如图表示渐进式新物种形成的基本环节，下列对图示的相关分析正确的是(　　) A．图中①表示基因突变和基因重组，为进化提供了原材料 B．图中②表示地理隔离，地理隔离使种群间基因交流受阻 C．图中③表示生殖隔离，指两种生物不能交配且不能产生可育后代 D．种群基因型频率的改变一定会导致新物种形成 B Lavf58.76.100 starvid:eyJkbGV2ZWwiOiAyLCAidmNvZGVjIjogIm5iaGRfMjY0IiwgIm1heHJhdGUiOiAiOTcwIiwgInF1YWxpdHkiOiAiMi40In0= $