第6章 第3节 第1课时 种群基因组成的变化及探究抗生素对细菌的选择作用（Word教参）-【学霸笔记·同步精讲】2025-2026学年高中生物必修2 遗传与进化（人教版）不定项

本讲义聚焦种群基因组成变化这一核心知识点，从种群、基因库、基因频率的概念切入，通过桦尺蛾案例分析基因频率计算与变化规律，阐明生物进化实质是种群基因频率改变，再结合抗生素对细菌选择作用的实验探究，构建从基础概念到实践应用的学习支架。 该资料以进化与适应观（生命观念）为统领，通过基因频率计算培养科学思维，依托抗生素选择实验强化探究实践。如桦尺蛾基因频率分析训练逻辑推理，实验步骤设计提升动手能力。课中辅助案例教学深化理解，课后知识框架与练习题助力学生巩固知识，查漏补缺。

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及探究抗生素对细菌的选择作用 [课标要求] 1．解释种群、基因库和基因频率的概念。　2.阐明生物进化的实质。　3.通过种群基因频率的变化，认同细菌耐药性产生与抗生素的使用有关。 考点一　种群和种群基因库 [答案自填] 一定区域　同种　全部　繁殖 全部　全部　全部等位基因数 (1)种群是生物繁殖的基本单位。(　　) (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)同一物种的某基因在不同地区的种群中基因频率可能不同。(　　) 答案：(1)√ (2)×　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。 (3)√ [探究] 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和基因s都不产生突变等。根据孟德尔的分离定律计算并回答下列问题： (1)该种群产生的S配子和s配子的占比各是________，子一代基因型频率是__________________________________________________________________。 (2)子一代种群的基因频率各是_________________________________________。 (3)子二代、子三代以及若干代以后，种群的基因频率同子一代________(填“一样”或“不一样”)，请完成表格。 亲代基因 型的占比 SS(10%) Ss(20%) ss(70%) 子二代基 因型频率 SS (______) Ss(______) ss (______) 子二代基 因频率 S(______) s(______) 提示：(1)20%、80%　SS占4%，Ss占32%，ss占64% (2)S占20%，s占80% (3)一样　4%　32%　64%　20%　80% 1．(2025·广东深圳高一期末)下列关于种群的说法，正确的是(　　) A．种群就是同种生物机械地集合在一起 B．种群没有地域空间的限制，美国人和中国人是同一种群 C．种群在繁衍过程中，个体有新老交替，基因代代相传 D．种群基因库是指从古至今该种群的全部基因 解析：选C。种群是生活在一定区域的同种生物全部个体的集合，种群的个体并不是机械地集合在一起，A、B错误；一个种群是一个繁殖的单位，雌雄个体可以通过繁殖将各自的基因遗传给后代，种群在繁衍过程中，个体有新老交替，基因代代相传，C正确；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，是指现存种群个体的全部基因，D错误。 2．兔的脂肪白色(F)对淡黄色(f)为显性，由常染色体上一对等位基因控制。某兔群由500只纯合白色脂肪兔和 1 500 只淡黄色脂肪兔组成，F、f的基因频率分别是(　　) A．15%、85% B．25%、75% C．35%、65% D．45%、55% 解析：选B。该兔种群由500只纯合白色脂肪兔(FF)和 1 500 只淡黄色脂肪兔(ff)组成，故F的基因频率＝F/(F＋f)＝(500×2)/(2 000×2)×100%＝25%，f的基因频率＝1－25%＝75%，B符合题意。 考点二　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 2．自然选择对种群基因频率变化的影响 一般来说种群的基因频率只要改变，种群则在进化 [答案自填] 染色体变异　随机的、不定向的　相对的　生存环境　不利变异　有利变异　表型　基因型　基因频率　定向　一定的方向 (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)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。(　　) 答案：(1)√ (2)×　突变能为生物进化提供原材料。 (3)×　自然选择决定生物进化的方向，变异包括可遗传变异和不可遗传变异，不可遗传变异不能为生物进化提供原材料。 [探究] 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__________________________________________________________________。 (2)树干变黑对桦尺蛾浅色个体的出生率________(填“有”或“没有”)影响，原因是________________________________________________________________ __________________________________________________________________。 (3)在自然选择过程中，直接受选择的是__________(填“基因型”或“表型”)，原因是______________________________________________________________ __________________________________________________________________。 (4)分析题图中内容，桦尺蛾种群发生了进化，判断的依据是__________________________________________________________________ __________________________________________________________________。 (5)根据资料分析，决定桦尺蛾进化方向的是________，原因是__________________________________________________________________ __________________________________________________________________。 提示：(1)突变(包括基因突变和染色体变异)和基因重组 (2)有　树干变黑后，许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天敌捕食，导致其个体数量减少，影响出生率 (3)表型　天敌看到的是桦尺蛾的体色(表型)，而不是控制体色的基因 (4)桦尺蛾种群的基因频率发生了改变 (5)自然选择　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 1．影响种群基因频率变化的因素 (1)外因：自然选择。 (2)内因：基因突变和部分染色体变异，如缺失和重复等能直接引起基因频率的变化；基因重组只改变了基因型频率，在自然选择的作用下淘汰部分个体后可引起基因频率的变化。 2．自然选择影响种群基因频率的原理 [温馨提示](1)变异是不定向的，而自然选择能定向改变种群基因频率，从而使种群发生定向进化。 (2)生物体内产生的变异是不定向的，经过长期的自然选择和种群繁衍，控制有利变异的基因不断积累，控制不利变异的基因逐渐被淘汰，种群的基因频率发生定向改变，从而导致生物沿着一定方向缓慢进化。 1．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．生物在进化过程中不一定有基因频率的改变 D．生物性状的改变一定引起生物的进化 解析：选B。生物进化的实质是种群基因频率的改变，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，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。 2．(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，结果如下表所示。下列有关说法错误的是(　　) 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．从上述材料可知生物进化的方向是由自然选择决定的 D．从上述材料可知生物进化的实质就是种群基因型频率的变化 解析：选BD。由题表数据可知，A地种群内S基因的频率为80%＋18%×(1/2)＝89%，s基因的频率为1－89%＝11%；B地种群内S基因的频率为2%＋8%×(1/2)＝6%，s基因的频率为1－6%＝94%，A正确。由上述分析可知，A地种群内控制体色黑色的S基因的频率较高，而B地种群内控制体色浅色的s基因的频率较高，此现象与种群的生活环境对其的选择有关，B错误。分析题述材料可知，生物进化的方向是由自然选择决定的，生物进化的实质是种群的基因频率发生改变，C正确，D错误。 考点三　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______。在实验室连续培养细菌时，如果向培养基中添加抗生素，________有可能存活下来。 2．方法步骤 第1步：用记号笔在培养皿的底部画2条________的直线，将培养皿分为4个区域，分别标记为①～④ ↓ 第2步：取少量细菌的培养液，用无菌的________(或无菌棉签)均匀地涂抹在培养基平板上 ↓ 第3步：用无菌的镊子先夹取1张__________的纸片放在①号区域的中央，再分别夹取1张________放在②～④号区域的中央，盖上皿盖 ↓ 第4步：将培养皿倒置于37 ℃的恒温箱中培养________ ↓ 第5步：观察培养基上细菌的生长状况。若纸片附近出现了抑菌圈，测量和记录每个实验组中________，并取平均值 ↓ 第6步：从________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 [答案自填] 耐药性　耐药菌　相互垂直　涂布器　不含抗生素　抗生素纸片　12～16 h　抑菌圈的直径　抑菌圈边缘 (1)细菌在抗生素的诱导作用下产生了抗药性基因。(　　) (2)变异的细菌均可产生耐药性。(　　) (3)本实验所使用的涂布器、培养皿等都要进行灭菌处理。(　　) 答案：(1)×　抗生素只起选择作用，不能诱导细菌产生抗药性基因。 (2)×　变异的细菌可能产生耐药性。 (3)√ [探究] 阅读教材“探究抗生素对细菌的选择作用”实验，回答下列问题： (1)要从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌的原因是__________________________________________________________________ __________________________________________________________________。 (2)连续培养几代后，抑菌圈的直径会__________，说明抗生素对细菌产生的作用是_______________________________________________________________ __________________________________________________________________。 (3)在本实验的培养条件下，耐药菌所产生的耐药性变异一般是________(填“有利”或“有害”)的，对变异是有利还是有害的理解是__________________________________________________________________ __________________________________________________________________。 提示：(1)抑菌圈边缘的菌落接触一定量的抗生素，并能够在这样的环境下生存，说明这些菌落中的细菌具有一定的耐药性 (2)由大变小　经过抗生素的持续多代筛选，细菌的耐药性越来越强，抗生素对细菌生长的抑制作用越来越弱，抑菌圈的直径就越来越小 (3)有利　变异是有利还是有害取决于环境条件 1．随着全球范围内抗生素的广泛和大量使用，抗药细菌不断出现，它可以通过多种途径对抗生素产生抗性，抗生素在不久的将来有可能成为一堆废物。抗生素对细菌抗药性的产生所起的作用是(　　) A．抗生素的不断使用，使细菌逐渐适应而产生抗药性 B．细菌的变异是不定向的，抗生素对细菌进行了定向选择 C．细菌的变异是定向的，抗生素对细菌进行了定向选择 D．抗生素使细菌产生了定向变异 解析：选B。根据现代生物进化理论可知，变异是不定向的，抗生素对细菌进行了定向选择，B符合题意。 2．为探究两种抗生素对某细菌的抑菌效果，设计如下图所示实验方案，在无菌固体培养基表面上涂布被检测细菌，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 解析：选D。分析题图可知，浸泡过抗生素b的抑菌圈最大，说明抗生素b的抑菌效果最强，A正确；该实验的自变量为是否浸泡抗生素和抗生素的种类，两种抗生素的浓度应相同，目的是保证单一变量，B正确；浸泡过无菌水的丙组为空白对照组，C正确；抗生素可抑制细菌生长，但不能抑制病毒的繁殖，故此方法不能检测抗生素对病毒的抑制效果，D错误。 【知识框架】 1．(教材P114“概念检测”T2改编)下列关于种群的叙述，错误的是(　　) A．种群是物种在自然界的存在形式，也是一个繁殖单位 B．一个池塘中的全部鱼是一个种群 C．一个种群中全部个体所含有的全部基因构成该种群的基因库 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 解析：选B。种群是物种在自然界的存在形式，也是一个繁殖单位，A正确；一个池塘中的全部鱼一般由多种不同的鱼组成，属于不同的物种，不能构成一个种群，B错误；种群中全部个体所含有的全部基因构成该种群的基因库，基因库中的基因可以发生变异并通过繁殖传递给子代，使基因库在代代相传中得到保持和发展，C、D正确。 2．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。下列相关叙述正确的是(　　) 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 解析：选B。自然选择是定向的，A错误；自然选择直接作用于个体的表型，选择的是各种基因型的个体，B正确；基因型为Ss的个体对应的表型为黑色，适应环境，通过选择其基因型频率增加，C错误；基因突变是不定向的，D错误。 3．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 解析：选B。设亲代具有繁殖能力的个体中AA的比例为x，则Aa的比例为1－x，产生的配子A的比例为x＋(1－x)/2＝(1＋x)/2，配子a的比例为(1－x)/2，随机交配产生的后代中，AA所占的比例为[(1＋x)/2]2＝9/16，可得x＝1/2，即该种群具有繁殖能力的个体中AA和Aa所占比例均为1/2，但亲本中aa的数量无法计算，B符合题意。 4．一般情况下，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。下列关于“探究抗生素对细菌的选择作用”实验的说法，错误的是(　　) A．放置含抗生素的纸片起实验作用 B．耐药菌发生了基因突变，有利于其生存 C．重复几代，抑菌圈的直径会逐渐增大 D．本实验说明抗生素对细菌有选择作用 解析：选C。该实验的自变量为是否使用抗生素，放置含抗生素的纸片属于实验组，起实验作用，A正确；耐药菌发生了基因突变，能在含有抗生素的培养基中生存，因此耐药菌发生的基因突变有利于其生存，B正确；重复几代，细菌的耐药性越来越强，抑菌圈的直径会逐渐减小，C错误；随着培养代数的增加，抑菌圈逐渐减小，说明抗生素能定向选择耐药菌，D正确。 5．(不定项)某种群原先只有基因型为AA的个体，后来引入了基因型为Aa和基因型为aa的个体。引入初期和引入十年后，该种群中三种基因型的个体所占比例如下图所示。下列相关叙述正确的是(　　) A．十年间，该种群可能未发生进化 B．基因型为aa的个体可能不适应新的自然环境 C．引入十年后，该种群内A基因频率约为70% D．捕食关系会影响该种群基因频率的改变 解析：选BD。与引入初期相比，引入十年后该种群的基因频率发生了改变，即该种群发生了进化，A错误；引入初期，基因型为aa的个体占45%左右，引入十年后，基因型为aa的个体只占5%左右，说明基因型为aa的个体可能不适应新的自然环境，B正确；引入十年后，该种群内基因型为AA的个体占55%左右，基因型为Aa的个体占40%左右，所以该种群内A基因频率约为55%＋×40%＝75%，C错误；与引入初期相比，引入十年后基因型为aa的个体所占比例减少，有可能是基因型为aa的个体易被天敌捕食，故捕食关系会影响该种群基因频率的改变，D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $