第6章 第3节 第1课时 种群基因组成的变化-【金版新学案】2025-2026学年高中生物必修2 遗传与进化同步课堂高效讲义教师用书word（人教版，不定项）

本高中生物学讲义聚焦种群基因组成的变化，以种群为进化基本单位，先阐述种群、基因库、基因频率的概念，再通过数学方法（如桦尺蛾种群基因频率计算）讨论变化，最后探究自然选择对基因频率的影响，揭示生物进化实质是种群基因频率定向改变。 该资料通过情境活动（如桦尺蛾案例分析）和数学计算培养科学思维，结合自我诊断、针对练及思维导图强化探究实践。课中辅助教师引导学生理解进化与适应观，课后帮助学生巩固知识、查漏补缺，体现生命观念与科学探究的学科特色。

第3节　种群基因组成的变化与物种的形成 第1课时　种群基因组成的变化 [学习目标]　1.阐述种群、种群基因库和基因频率的概念，并能用数学方法讨论基因频率的变化。　2.探究自然选择对种群基因频率的影响，理解生物进化的实质。 任务一　种群、种群基因库和基因频率 1．种群 (1)概念：生活在一定区域的同种生物全部个体的集合。如一片草地上的所有蒲公英都可以看作一个种群。 (2)特点：一个种群是一个繁殖的单位，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。种群也是生物进化的基本单位。 2．基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因，叫作这个种群的基因库。 基因库包含基因的种类和数量两个方面，基因的种类改变或者数量变化都会导致基因库发生变化。　　 3．基因频率 (1)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。 (2)计算：基因频率＝×100%。 (3)影响因素：突变、选择、迁移等。 【自我诊断】 1．一个池塘中全部的鱼是一个种群。(×) 2．一个种群中某基因占所有基因数的比值叫作基因频率。(×) 3．个体的出生或死亡也可能会导致基因库的变化。(√) 4．在环境条件保持稳定的前提条件下，种群的基因频率不会发生变化。(×) [活动1]　用数学方法讨论基因频率的变化 情境：某桦尺蛾种群中，黑色体色的基因为S，浅色体色的基因为s，抽样调查100个个体，测得基因型为SS、Ss、ss的个体数分别为10个、20个、70个。假设该桦尺蛾种群非常大、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、不同体色的个体生存和繁殖的机会是均等的、基因S和s都不产生突变等。根据孟德尔的分离定律计算并回答问题： (1)该种群产生的S配子和s配子的比值各是多少？子一代各基因型的频率分别是多少？(考查科学思维) 提示：S配子占20%，s配子占80%。子一代基因型频率：SS占4%，Ss占32%，ss占64%。 (2)子一代种群S、s的基因频率是多少？和亲代相比有没有发生变化？(考查科学思维) 提示：子一代种群的基因频率S占20%，s占80%。和亲代相同，没有变化。 (3)请完成表格然后思考，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？基因型频率呢？(考查科学思维) 亲代基因型的比值 SS(10%) Ss(20%) ss(70%) 配子的比值 S(10%) S(10%) s(10%) s(70%) 子一代基因型频率 SS(4%) Ss(32%) ss(64%) 子一代基因频率 S(20%) s(80%) 子二代基因型频率 SS(4%) Ss(32%) ss(64%) 子二代基因频率 S(20%) s(80%) 提示：子二代、子三代以及若干代以后，种群的基因频率和基因型频率都与子一代一样。 针对练1.(2024·中原名校联考)种群是生物进化的基本单位，也是生物繁殖的基本单位。下列叙述正确的是(　　) A．某草原所有的狗尾草幼苗共同构成一个种群 B．某大熊猫种群中的全部A和a基因构成其基因库 C．自然选择使种群中具有优势性状的个体所占比例增加 D．种群的基因库在世代相传过程中一定发生变化 答案：C 解析：某草原所有的狗尾草属于一个种群，A错误；大熊猫种群中的全部个体所含有的全部基因构成其基因库，B错误；种群中具有优势性状的个体在生存斗争中生存并留下后代的机率更大，故自然选择使它们所占比例增加，C正确；处于遗传平衡状态的种群的基因库在世代相传过程中不发生变化，D错误。 针对练2.(2025·湖南怀化月考)果蝇的红眼、白眼基因位于X染色体上，某果蝇种群足够大，个体间自由交配，自然选择对果蝇眼色没有影响，不发生基因突变，没有迁入和迁出，其中白眼雄果蝇(XaY)占5%，下列有关分析错误的是(　　) A．可以估算该种群中白眼雌果蝇约占2.5% B．若以上条件不变，该种群将不会发生进化 C．该种群Xa的基因频率是10% D．该种群下一代，基因频率和基因型频率可能都不会发生改变 答案：A 解析：白眼雄果蝇(XaY)占5%，说明Xa的基因频率为10%，则可以估算该种群中白眼雌果蝇约占(10%)2×＝0.5%，A错误、C正确；若以上条件不变，则种群基因频率不变，因此该种群将不会发生进化，B正确；该种群下一代，基因频率和基因型频率可能都不会发生改变，D正确。 任务二　种群基因频率的变化及自然选择对种群基因频率变化的影响 1．种群基因频率的变化 (1)原因：基因突变。 (2) (3)可遗传变异的形成、特点和作用 ①形成：a.基因突变产生新的等位基因；b.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。 ②特点：随机的、不定向的。 ③作用：只是提供生物进化的原材料，不能决定生物进化的方向。 (4)变异的有利和有害是相对的，是由生存环境决定的。 2．自然选择对种群基因频率变化的影响 (1)自然选择的作用 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，种群中相应基因的频率会下降。 (2)生物进化的实质 在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化。 【自我诊断】 1．从根本上讲，没有突变，就没有生物的进化。(√) 2．突变具有低频性，不能为生物进化提供原材料。(×) 3．有害突变不能成为生物进化的原材料。(×) 4．所有变异都不能决定生物进化的方向，但都能提供进化的原材料。(×) 5．生物进化的实质是种群基因型频率的改变。(×) [活动2]　探究自然选择对基因频率的作用 材料：请根据图示，结合教材相关内容，回答下列问题： (1)桦尺蛾种群中产生的可遗传变异的类型有哪些？ 提示：突变(包括基因突变和染色体变异)和基因重组。 (2)对桦尺蛾种群来说，在自然选择过程中直接受选择的是表型还是基因型？请说明理由。 提示：直接受选择的是表型。因为天敌看到的是性状，而不是控制性状的基因。 (3)桦尺蛾种群是否发生了进化？判断的理由是什么？ 提示：桦尺蛾种群发生了进化，因为桦尺蛾种群的基因频率发生了改变。 (4)决定桦尺蛾进化方向的是变异还是自然选择？为什么？ 提示：自然选择。变异是不定向的，自然选择是定向的，自然选择决定生物进化的方向。 【归纳总结】 自然选择决定生物进化方向的原理 针对练3．(不定项)(2025·山东泰安月考)下列关于基因频率与生物进化关系的叙述，错误的是(　　) 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 答案：ACD 解析：生物进化的实质是种群基因频率的改变，所以种群基因频率发生改变一定会引起生物的进化，A错误，B正确；只要生物发生了进化，就会发生基因频率的改变，但不一定形成新物种，C错误；生物的性状受基因和外界环境的共同作用，性状改变，基因不一定改变，故基因频率不一定改变，生物也不一定进化，D错误。 针对练4.(2025·江西新余期末)下列实例中种群基因频率未发生变化的是(　　) A．在黑褐色环境中黑色桦尺蛾被保留，浅色桦尺蛾被淘汰 B．杂合高茎豌豆通过连续自交导致后代纯合子比例越来越高 C．杂合子小麦通过不断自交、筛选提高纯合矮秆抗病小麦的比例 D．通过辐射青霉菌获得青霉素高产菌株 答案：B 解析：在黑褐色环境中黑色桦尺蛾被保留，浅色桦尺蛾被淘汰的过程中，由于自然选择的作用，使控制桦尺蛾为黑色的基因的频率升高，控制桦尺蛾为浅色的基因的频率降低，A不符合题意；杂合高茎豌豆连续自交的过程中，没有自然选择淘汰的过程，种群基因频率未发生变化，B符合题意；杂合子小麦通过不断自交、筛选提高纯合矮秆抗病小麦的比例的过程中，由于人工选择改变了种群的基因频率，C不符合题意；通过辐射青霉菌获得青霉素高产菌株的原理是基因突变，基因突变会改变种群的基因频率，D不符合题意。 思维导图 要语必背 1.种群是生物进化的基本单位，也是生物繁殖的基本单位。 2.一个种群中全部个体所含有的全部基因，叫作这个种群的基因库。 3.突变和基因重组提供进化的原材料，但不能决定生物进化的方向。 4.生物进化的实质是自然选择导致种群基因频率发生定向改变。 1．下列关于种群的叙述，错误的是(　　) A．种群是生物进化和繁殖的基本单位 B．一片森林里的全部鸟是一个种群 C．在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比值，叫作基因频率 D．种群内的个体会死亡，但基因库却可在代代相传的过程中得到保持和发展 答案：B 解析：一片森林里的全部鸟不是同一物种，所以不属于一个种群，B错误。 2．据英国《每日邮报》报道，英国科学家根据两块头骨化石碎片鉴别了一个新的小型鳄鱼物种，它与恐龙共同生活在1.26亿年前，其体长仅61厘米，却长着锋利的牙齿。下列叙述不符合现代生物进化理论的是(　　) A．小型鳄鱼的进化与其他生物没有关联 B．突变为小型鳄鱼的进化提供了原材料 C．小型鳄鱼进化的基本单位是种群 D．自然选择决定了小型鳄鱼的进化方向 答案：A 解析：恐龙与小型鳄鱼生活在同一时期，它们之间的进化可能是相互影响的，A不符合现代生物进化理论；突变和基因重组可以为生物的进化提供原材料，B符合现代生物进化理论；生物进化的基本单位是种群，C符合现代生物进化理论；自然选择决定了生物的进化方向，D符合现代生物进化理论。 3．下列有关现代生物进化理论的叙述，正确的是(　　) A．因为突变频率很低，所以无法为进化提供足够的原材料 B．滥用抗生素会诱发细菌产生抗药性突变 C．当种群基因频率发生改变时，该种群一定发生了进化 D．在进化过程中，不适应环境的基因将直接被自然环境淘汰 答案：C 解析：尽管自然状态下基因突变频率很低，但由于种群的个体数量多，故突变的基因仍有许多，所以能为生物进化提供足够的原材料，A错误；细菌的抗药性突变在抗生素使用之前就存在，抗生素只是对抗药性突变起了选择作用，B错误；生物进化的实质是种群基因频率的改变，当种群基因频率发生改变时，该种群一定发生了进化，C正确；在进化过程中，不适应环境的表型将直接被自然环境淘汰，D错误。 4．(不定项)桦尺蛾的体色受一对等位基因控制，其中黑色(S)对浅色(s)为显性。将某桦尺蛾种群分成两组，分别迁移到A、B两个区域，A地是煤炭工业重镇，B地是闭塞的山区，数年后抽样调查，结果如表所示。下列有关说法正确的是(　　) 区域 SS/% Ss/% ss/% A 80 18 2 B 2 8 90 A．A地S基因的频率为89%，B地S基因的频率为6% B．A地的大部分s基因突变为S基因，故S基因的频率升高 C．从上述材料得知生物进化的方向是由自然选择决定的 D．从上述材料得知生物进化的实质就是种群基因频率的变化 答案：ACD 解析：由表中的数据可知，A地种群内S基因的频率＝[(80×2＋18)/(80×2＋18×2＋2×2)]×100%＝89%，s基因的频率＝1－89%＝11%；而B地种群内S基因的频率＝[(2×2＋8)/(2×2＋8×2＋90×2)]×100%＝6%，s基因的频率＝1－6%＝94%，A正确。由上述分析可知，A地种群内控制黑色的S基因的频率较高，而B地种群内控制浅色的s基因的频率较高，这与这两地种群的生活环境对其的选择有关，B错误。A地种群生活在污染严重的环境中，而B地种群生活在基本未受污染的环境中。可见生物进化的方向是自然选择决定的，生物进化的实质是种群的基因频率发生改变，C、D正确。 5．(2024·保定联考)下列哪项对种群的基因频率没有直接影响(　　) A．自然选择 B．迁入和迁出 C．基因突变 D．随机交配 答案：D 解析：自然选择、迁入和迁出、基因突变都是影响种群基因频率变化的因素，随机交配不影响种群基因频率的变化，D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $