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（课件PPT）-【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

该高中生物学课件聚焦种群基因组成变化及抗生素对细菌的选择作用，通过“辨正误”巩固种群、基因库等概念，结合桦尺蛾进化案例和兔群基因频率计算，搭建从基础概念到自然选择原理的学习支架。 其亮点在于融合科学思维与探究实践，通过基因频率计算、桦尺蛾进化分析培养逻辑推理能力，依托抗生素抑菌圈实验步骤（涂布、多代培养、抑菌圈测量）强化实验设计与证据分析，渗透进化与适应观，助力学生理解生物进化实质，教师可高效开展概念教学与探究活动。

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 1 [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。 返回导航 考点一 1 考点二 2 内 容 索 引 考点三 3 随堂 效果检测 4 考点一 PART 01 第一部分 4 考点一　种群和种群基因库 一定区域 同种 全部 繁殖 全部 全部 全部等位基因数 返回导航 (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。(　　) 答案：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)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。(　　) √ × √ 返回导航 [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______________________________。 20%、80% SS占4%，Ss占32%，ss占64% 返回导航 (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(______)  S占20%，s占80% 一样 4% 32% 64% 20% 80% 返回导航 √ 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 返回导航 解析：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。 返回导航 √ 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：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。 返回导航 考点二 PART 02 第二部分 12 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 染色体变异 随机的、不定向的 相对的 生存环境 返回导航 不利变异 有利变异 表型 基因型 基因频率 定向 一定的方向 返回导航 (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。(　　) 答案：突变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：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。 √ × × 返回导航 [探究] 请根据图示，结合教材相关内容，回答下列问题： 返回导航 (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___________________________________________________。 突变(包括基因突变和染色体变异)和基因重组 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 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 返回导航 (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________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 桦尺蛾种群的基因频率发生了改变 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 返回导航 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。 返回导航 2．自然选择影响种群基因频率的原理 返回导航 [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。 返回导航 √ 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 返回导航 解析：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。 返回导航 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(　　)   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 区域 SS/% Ss/% ss/% A 80 18 2 B 2 8 90 √ √ 返回导航 解析：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。 返回导航 考点三 PART 03 第三部分 26 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。 耐药性 耐药菌 返回导航 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 ↓ 相互垂直 涂布器 返回导航 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 不含抗生素 抗生素纸片 12～16 h 抑菌圈的直径 返回导航 ↓ 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 抑菌圈边缘 返回导航 (1)细菌在抗生素的诱导作用下产生了抗药性基因。(　　) 答案：抗生素只起选择作用，不能诱导细菌产生抗药性基因。 (2)变异的细菌均可产生耐药性。(　　) 答案：变异的细菌可能产生耐药性。 (3)本实验所使用的涂布器、培养皿等都要进行灭菌处理。(　　) √ × × 返回导航 [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______________________________________________________ ______________________________________________________________。 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 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 返回导航 (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___________________________________________________________。 有利 变异是有利还是有害取决于环境条件 返回导航 √ 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：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。 返回导航 √ 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 返回导航 解析：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。 返回导航 【知识框架】 返回导航 随堂 效果检测 PART 04 第四部分 38 √ 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 返回导航 解析：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。 返回导航 √ 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 返回导航 解析：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。 返回导航 √ 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 返回导航 解析：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。 返回导航 √ 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 返回导航 解析：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。 返回导航 √ 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 √ 返回导航 解析：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； 返回导航 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。 返回导航 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； $