6.3.1种群基因组成的变化课件2025-2026学年高一下学期生物人教版必修2

该高中生物学课件聚焦种群基因组成的变化，通过“自然选择作用对象”“进化基本单位”等问题情境导入，引导学生从个体表型过渡到群体基因分析，借助数学方法讨论基因频率变化和桦尺蛾案例，搭建从概念理解到实证探究的学习支架。 其亮点在于融合科学思维与探究实践，通过哈迪-温伯格定律的数学推导培养逻辑推理能力，结合桦尺蛾种群基因频率定向改变的案例深化进化与适应观，习题设计涵盖公式法与基因型频率法，助力学生掌握计算技能，教师使用可高效落实核心素养，提升教学效果。

第6章　生物的进化 第3节 第1课时 种群基因组成的变化 1.自然选择的直接作用对象是基因型还是表型？ 2.生物进化的基本单位是个体还是种群？ 自然选择直接作用的是生物的个体，而且是个体的表型。 研究生物的进化，仅研究个体和表型是不够的，还必须研究群体基因组成的变化。 思考 新知探究：问题情境与资料分析 1.假设：①昆虫种群数量非常大；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。 亲代基因型的频率 AA（30%） Aa（60%） aa（10%） 配子的比率 A（ ） A( ) 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% 2.根据计算结果，想一想子二代、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？ 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。 用数学方法讨论基因频率的变化 新知探究：问题情境与资料分析 桦尺蛾种群中s基因（决定浅色性状）的频率为什么越来越低呢? 提出问题 作出假设 讨论探究思路 黑褐色的生活环境，不利于浅色桦尺蛾的生存，对黑色桦尺蛾生存有利，这种环境的选择作用使该种群的s基因的频率越来越低，即自然选择可以使种群的基因频率发生定向改变。 假设1870年，桦尺蛾种群的基因型频率为：SS10%，Ss20%，ss70%，S基因的频率为20%。假如树干变黑使得浅色型个体每年减少10%，黑色个体增加10%。在第2～10年间，该种群的基因型频率是多少？每年的基因频率是多少？ 探究自然选择对种群基因频率变化的影响 新知探究：问题情境与资料分析 1. 创设数字化的问题情境。 2. 计算，将计算结果填入表中。   第1年 第2年 第3年 第4年 …… 基因型 频率 SS 10% 11.5%       Ss 20% 22.9%       ss 70% 65.6%       基因频率 S 20% 23%       s 80% 77%       70.7% 26.0% 29.3% 14.6% 56.1% 60.9% 26.1% 73.9% 29.3% 13.1% 升高 降低 假如树干变黑使得浅色型个体每年减少10%，黑色个体每年增加10%。 制定并实施研究方案 探究自然选择对种群基因频率变化的影响 新知探究：问题情境与资料分析 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 新知探究：问题情境与资料分析 6 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值。 基因频率= 某基因的数目 该基因的等位基因的总数 × 100% 基因型频率： 在一个种群基因库中，某个基因型的个体占个体总数的比值。 影响因素： 突变、选择、迁移等。 基因频率 一、种群和种群基因库 A A A a a a a a a a A a a A a a 某昆虫决定翅色的基因频率 基因型频率= 某基因型个体总数 种群全部个体数 ×100% 知识点讲解1：种群、基因库与基因频率 概念计算法：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： 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=____________________% 在某昆虫种群中，决定翅色为绿色的基因是A，决定翅色为褐色的基因是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，求A和a的基因频率。 200 2×30+60=120 2×10+60=80 120÷200=60 80÷200=40 某昆虫决定翅色的基因频率 基因频率的一般计算方法 知识点讲解1：种群、基因库与基因频率 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% 知识点讲解1：种群、基因库与基因频率 9 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% 知识点讲解1：种群、基因库与基因频率 10 种群和种群基因库 种群基因库 1.基因库: 一个种群中 所含有的 。 2.基因频率: 在一个种群基因库中， 占 的比值。 3.基因型频率: 在一个种群基因库中，某个基因型的个体占个体总数的比值。 基因频率= = 某基因的数目 该基因的等位基因的总数 纯合子频率+1/2杂合子频率 × 100% 基因型频率= 某基因型个体总数 种群全部个体数 × 100% 全部个体 全部基因 某个基因 全部等位基因数 知识点讲解1：种群、基因库与基因频率 11 英国的曼彻斯特地区有一种桦尺蛾（其幼虫叫桦尺蠖）。它们夜间活动，白天休息在树干上。杂交实验表明，其体色受一对等位基因S和s控制，黑色(S)对浅色(s)是显性的。 在19世纪中叶以前，桦尺蛾几乎都是浅色型的，该种群中S基因的频率很低，在5%以下。到了20世纪中叶，黑色型的桦尺蛾却成了常见的类型，S基因的频率上升到95%以上。 自然选择对种群基因频率变化的影响 知识点讲解1：种群、基因库与基因频率 12 当种群满足以下五个条件： ①种群个体数量足够大 ②所有的雌雄个体间都能自由交配并产生可育后代；③没有迁入与迁出 ④自然选择对性状没有作用 ⑤不发生基因突变。（处于遗传平衡状态） 种群的基因频率和基因型频率将世代保持不变 如：设 A 的基因频率为 p ， a 的基因频率为 q ；则 p + q = AA(p2) Aa(pq) Aa(pq) aa(q2) (p+q)2=p2+2pq+q2=1 AA 基因型的频率=p·p Aa 基因型 的频率=2p·q aa 基因型的频率=q·q 遗传平衡定律（哈迪-温伯格定律） 1 知识点讲解2：突变、选择等因素对种群进化的影响 种群规模小 基因频率随机变化 出现基因交流 迁入和迁出 基因频率不定向改变 突变和基因重组 非自由交配 有偏好的基因频率改变 自然选择 基因频率定向改变 导致基因频率改变的原因 知识点讲解2：突变、选择等因素对种群进化的影响 　　19世纪时，曼彻斯特地区的树干上长满了浅色的地衣。后来，随着工业的发展，工厂排出的煤烟使地衣不能生存，结果树皮裸露并被熏成黑褐色。 长满地衣的树干上的桦尺蠖 黑色树干上的桦尺蠖 基因类型 黑色（S） 浅色（s） 工业革命前 （19世纪中叶） 5% 95% 工业革命后 （20世纪中叶） 95% 5% 每一代都会产生大量的突变个体，且大多数突变对生物体是有害的。突变的有利与有害是相对的而不是绝对的，这往往取决于生物的生存环境。 自然选择对种群基因频率变化的影响 知识点讲解2：突变、选择等因素对种群进化的影响 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 知识点讲解2：突变、选择等因素对种群进化的影响 16 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 知识点讲解2：突变、选择等因素对种群进化的影响 上述5个假设成立的条件下，种群 ①连续自由（随机）交配，从F1开始基因频率和基因型频率都 ； ②连续自交，基因频率 ，基因型 ，纯合子 杂合子 。 当等位基因只有两个时（A、a），设p表示A的基因频率，q表示a的基因频率，则AA=p2，Aa=2pq， aa=q2。 （p+q）2 = p2 + 2pq + q2 遗传平衡定律（哈代-温伯格定律） 当一个种群满足以下五个条件： ①种群非常大；②所有雌雄个体之间都能自由交配并能产生后代； ③没有迁入与迁出； ④没有自然选择； ⑤没有突变。 不变 改变 不变 增多 减少 知识点讲解2：突变、选择等因素对种群进化的影响 18 (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。 有关基因频率与进化的分析和总结 课堂总结：知识网络与核心结论 (2)自然选择决定生物进化的方向 有关基因频率与进化的分析和总结 课堂总结：知识网络与核心结论 (3)进化的实质是种群基因频率的改变。 (4)进化中的定向与不定向 ①变异是不定向的。 ②自然选择是定向的。 ③种群基因频率的变化是定向的。 ④生物进化的方向是定向的。 有关基因频率与进化的分析和总结 课堂总结：知识网络与核心结论 1.某昆虫种群中决定翅色为绿色的基因为A，决定翅色为褐色的基因为a，从种群中随机抽出100个个体，测知基因型为AA、Aa和aa的个体分别是30、60和10个。那么A和a的基因频率是多少？ 方法一：概念法 40% A% = ×100% = 2×AA＋Aa 2(AA＋Aa＋aa) a% = 60% 2×aa＋Aa 2(AA＋Aa＋aa) ×100% = 习题巩固 1-A% = = 40% 课后习题：巩固提升 22 1.某昆虫种群中决定翅色为绿色的基因为A，决定翅色为褐色的基因为a，从种群中随机抽出100个个体，测知基因型为AA、Aa和aa的个体分别是30、60和10个。那么A和a的基因频率是多少？ 方法二：通过基因型频率计算 A基因频率=AA的基因型频率+1/2Aa基因型频率 =30%+1/2×60%=60% =10%+1/2×60%=40%= AA=30% Aa=60% aa= 10% a基因频率=aa的基因型频率+1/2Aa基因型频率 习题巩固 在种群中，一对等位基因的基因频率之和= ，基因型频率之和= 。 A+a= AA+Aa+aa= 1-A% = 40% 1 1 1 1 课后习题：巩固提升 23 2.人的色盲是X染色体上的隐性遗传病。在人类群体中，男性中患色盲的概率大约为8%，那么，在人类中色盲基因的概率以及在女性中色盲的患病率各是（ ） A. 4% , 0.16% B. 16%，4% C. 8%，0.16% D. 8%, 0.64% 已知人群中男性色盲概率为8%，也即色盲基因(Xb)的基因频率就应该是q(Xb)=0.08。 这样，在女性中色盲(XbXb)的发病率应该为q2=（0.08)2=0.0064 D 习题巩固 课后习题：巩固提升 24 3.某种植物种群中AA个体占16％，aa个体占36％，该种群随机自由交配产生的后代中AA个体的百分比，A的基因频率和自交产生的后代中AA个体的百分比，A的基因频率变化依次是（ ） 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 课后习题：巩固提升 习题巩固 课后习题：巩固提升 25 甲同学说：当然是先有鸡蛋了，因为只有生殖细胞产生的基因突变才能遗传给后代，体细胞即使发生了基因突变，也不能影响后代的性状。 乙同学说：不对，人们在养鸡过程中，是根据鸡的性状来选择的，只让符合人类需求的鸡繁殖后代，因此是先有鸡后有蛋。 讨论 你同意哪位同学的观点?你的答案和理由是什么? 先有鸡还是先有蛋? 课后习题：巩固提升 $