6.3.1种群基因组成的变化课件-2024-2025学年高一下学期生物人教版必修2

该高中生物学课件以“种群基因组成的变化”为核心，通过桦尺蛾进化案例导入，从工业革命前后体色变化现象出发，逐步构建种群、基因库、基因频率等概念，结合数学计算与情境分析，形成“现象-概念-计算-影响因素”的逻辑学习支架。 其亮点在于融合案例情境与任务驱动，通过桦尺蛾基因频率计算、自然选择下逐年变化表格等实例，落实进化与适应观（生命观念）、数学建模与数据分析（科学思维）及任务探究（探究实践）。采用“问题链引导+数据实证”教学法，帮助学生理解进化实质，教师可直接用于课堂互动，提升教学效率。

种群基因组成的变化 1 资料：在英国曼彻斯特地区的桦树林里，生活着进化史上的“世界级明星”桦尺蛾。 2 资料：19世纪中叶之前，人们看到的桦尺蛾都是浅色的，他们夜间活动，白天栖息在树干上，1830年左右，英国完成了工业革命，曼彻斯特地区空气污染越来越严重，桦尺蛾的命运将如何呢？ 资料：1848年，昆虫学家曾次在曼彻斯特附近采集到黑色的桦尺蛾标本。之后，人们采集到的黑色标本越来越多，而且都集中在空气污染严重的工业化地区，到1895年，曼彻斯特附近的黑色桦尺蛾所占比例激增到接近98％；而在非工业化地区浅色桦尺蛾仍然占绝对优势。 思考： 1、黑色桦尺蛾（A）是如何产生的？ 2、浅色桦尺蛾（a）由于不适应环境逐渐被淘汰，该种群后代是否再也没有浅色个体出现？ 3、研究进化，能不能只关注一只浅色或黑色的桦尺蛾？ AA Aa 基因突变 不能 4 自然选择直接作用的是生物的个体，而且是个体的表现型。但是，在自然界，没有哪个个体是长生不死的，个体的表现型会随着个体的死亡而消失，决定表现型的基因却可以随着生殖而世代延续，并且在群体中扩散。 进化的基本单位——种群 5 ③生活在曼彻斯特地区一片桦树林中的全部 桦尺蛾 种群的概念 判断下列描述是否属于种群？ ①一个池塘中的全部鱼 ②一片草地上的成年梅花鹿 × × 种群：生活在一定区域的同种生物的全部个体 种群 √ 6 基因库、基因型频率、基因频率 基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因 基因型频率：某基因型个体数占群体内全部个体数的比率 基因型频率 = 某基因型的个体 种群全部个体数 ×100% 7 基因库、基因频率、基因型频率 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率 基因频率 = 某基因的总数 该对等位基因的总数 × 100% 8 基因频率的一般计算方法 思考：在一个桦尺蛾种群中，决定深色的基因是A，决定浅色的基因是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20、70和10个，求A和a的基因频率。 计算：就这对等位基因来说，每个个体可以看作含有2个基因，那么：这100个个体共有_____个基因 200 9 思考：在一个桦尺蛾种群中，决定深色的基因是A，决定浅色的基因是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20、70和10个，求A和a的基因频率。 A基因的数量=________________ a基因的数量=_________________ A基因的频率=_________________ a基因的频率=_________________ 计算：就这对等位基因来说，每个个体可以看作含有2个基因，那么：这100个个体共有_____个基因，其中 200 2×20+70=110个 2×10+70=90个 × 100%=55% × 100%=45% 思考： 一个桦尺蛾种群繁殖若干代以后，A和a基因频率会不会发生变化呢？ 用数学方法讨论基因频率的变化 任务1： 随机抽取桦尺蛾1000个个体，测得深色基因型AA、Aa、浅色基因型aa，三种基因型个体分别有300、600、100个，假设上述桦尺蛾种群自由交配一代，子一代基因频率是多少？子二代呢？对比从亲代到子二代，基因频率有没有发生改变？ 题目中涉及到的数据均为虚构 11 任务1： 30% 30% 30% 10% 36% 16% 48% 60% 40% 36% 48% 16% 60% 40% A（ 60% ） a（ 40% ） AA(36%) Aa(24%) Aa(24%) aa(16%) A(60%) a (40%) A(60%) a (40%) ♀ ♂ 子一代、子二代、子三代以及若干代以后，种群的基因频率与亲代一样。 36%+ ×48% 16%+ ×48% 12 用数学方法讨论基因频率的变化 思考：该种群桦尺蛾的基因频率会世代保持恒定吗？ 任务2：根据上面三种情况，分析桦尺蛾基因频率的变化 情况1：种群中某些个体无法自由交配 情况2：种群中某些个体发生基因突变 情况3：种群中有迁入或迁出的个体 情况1：若种群中纯合显性个体AA失去交配能力，其余个体自由交配，子代基因频率会不会发生改变？ 43% 57% 18% 33% 49% 60% 40% 30% 70% 9% 42% 49% 54% 46% 23% 77% 子一代、子二代、子三代以及若干代以后，种群的基因频率都在改变 86% 14% 14%+ ×86% ×86% 情况2：若种群中有10只AA个体突变为Aa个体，A、a基因频率会如何改变？ 29% 61% 36% 40% 60% 48% 16% 10% 300-10=290 600+10=610 100 55% 36% 64% 41% 46% 情况3：在原本1000个个体基础上，又有100只基因型为AA的外来桦尺蛾入侵，种群中A、a基因频率会如何改变？ 36% 9% 13% 300+100=400 600 100 1100 1100 1100 种群基因频率的变化 种群基因频率在什么情况下改变？ ①雌雄个体间不能自由交配并产生后代； ②基因突变； ③迁入和迁出； ④种群中个体数量过少； ⑤存在自然选择； 种群进化的实质——基因频率的改变 基因突变是进化原材料 17 思考：除了基因突变，染色体变异、基因重组也为进化提供原材料。突变和基因重组都是随机的，不定向的，那么，种群基因频率的改变是否也是不定向的呢？ 自然选择对种群基因频率变化的影响 1870年，桦尺蛾种群的基因型频率为AA10%，Aa20%，aa70%，A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，使得种群中浅色个体每年减少10%，黑色个体每年增加10%。第2~10年间，该种群每年的基因型频率各是多少?每年的基因频率是多少? 任务3：探究自然选择对种群基因频率变化的影响 19 树干变黑不利于浅色桦尺蛾的生存，浅色个体每年减少10%，黑色个体每年增加10% 10%×(1+10%)=11% 20%×(1+10%)=22% 70%×(1-10%)=63% 11÷(11+22+63)=11.5% 22÷(11+22+63)=22.9% 63÷(11+22+63)=65.6% s 26% 60.9% 26.1% 73.9% 13.1% 14.7% 29.2% 56.1% 29.3% 70.7% AA Aa aa AA Aa aa A a 思考：根据表格中的数据分析，桦尺蛾种群发生进化了吗？判断的依据是什么？ 发生了进化。依据是桦尺蛾种群的基因频率发生了改变。 思考： 桦尺蛾朝着什么样的方向进化？ 自然选择决定种群进化方向 升高 升高 降低 升高 降低 思考： 这种进化方向是谁决定的？ 思考：桦尺蛾的深色性状是不是总是对它的生存有利？ 不是，变异的有利有害取决于它所生存的环境。 变异是不定向的 自然选择 不利变异 不断淘汰 有利变异 积累加强 种群基因频率定向改变 生物进化 导致 $