《種群基因組成的變化與物種的形成》課件新教材1

實驗：在一些生命周期較短的生物中，生物學(xué)家們可以觀察到它們對于迅速變化的環(huán)境所作出的適應(yīng)?？茖W(xué)家們研究了淺色和深色胡椒蛾的偽裝適應(yīng)，這種蛾在城市和農(nóng)村都很常見，有些時候會停在樹上休息。通常情況下它們是有斑紋的灰棕色，偶爾也有黑色，一些鳥以胡椒蛾為食，工業(yè)污染導(dǎo)致城市中許多樹枝被煤煙灰染成了黑色，可以看到黑色樹枝上停息有黑色的蛾?？茖W(xué)家們養(yǎng)了3000條毛毛蟲以孵化成蛾，并給這些蛾的翅膀做上記號，以便重新捕捉時易于辨認哪些是實驗用蛾，通過統(tǒng)計重新捕捉到的數(shù)量來反映出它們在環(huán)境中的存活情況。如下表一個個體在這一過程中性狀增加或丟失了嗎？《種群基因組成的變化與物種的形成》課件新教材1《種群基因組成的變化與物種的形成》課件新教材1實驗：在一些生命周期較短的生物中，生物學(xué)家們可以觀察到它們對個體可以演化嗎？或者說，一個生物是否會對自然選擇作出反應(yīng)，增加或丟失某些性狀特征呢？前面學(xué)過，是基因決定了個體的絕大多數(shù)性狀（表現(xiàn)型），如牙齒的形狀或花的顏色等。如果某一生物個體具有不適應(yīng)環(huán)境的性狀，那么它可能就無法生存和繁殖。所以在它的一生中，也不可能通過自然選擇演化出適應(yīng)環(huán)境的新表現(xiàn)型。個體可以演化嗎？或者說，一個生物是否會對自然選擇作出反應(yīng)，增

第三節(jié)種群基因組成的變化與物種的形成種群演化，而非個體演化第三節(jié)種群演化，而非個體演化1.種群的概念

生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個體的集合叫做種群.

種群中的個體并不是機械地集合在一起,而是彼此可以交配,并通過繁殖將各自的基因傳給后代.一種群基因組成的變化（一）種群和種群基因庫1.種群的概念生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個體種群的特點種群是繁殖的基本單位種群是進化的基本單位。種群的特點種群是繁殖的基本單位

2.基因庫的概念

一個種群中全部個體所含有的全部基因，叫做這個種群的基因庫3.基因頻率的概念

在一個種群基因庫中，某個基因占全部等位基因數(shù)的比值，叫做基因頻率A的基因頻率=A的個數(shù)/A和a總個數(shù)此種基因的個數(shù)=純合子個體數(shù)X2＋雜合子個體數(shù)種群中該對等位基因的總數(shù)=個體總數(shù)X22.基因庫的概念一個種群中全部個1、如果A、a各占1/2，自由交配后代的情況2、計算并思考——發(fā)生這樣的條件是什么？自然界存在這樣的情況嗎？1、如果A、a各占1/2，自由交配后代的情況2、計算并思考—思考：一種群繁殖若干代后，基因頻率會發(fā)生變化嗎？閱讀P111的“思考?討論”完成下表思考：一種群繁殖若干代后，基因頻率會發(fā)生閱讀P111的“思考親代基因型的頻率AA（30%）Aa（60%）aa（10%）配子的比率A（）A()a()a()子一代基因型頻率AA（）Aa()aa()子一代基因頻率A（）a()子二代基因型頻率AA（）Aa()aa()子二代基因頻率A（）a()種群的基因頻率會相同思考：（1）子二代、子三代以及若干代以后，種群的基因頻率會同子一代一樣嗎？30%30%30%10%36%48%16%60%40%36%48%16%60%40%親代基因型的頻率AA（30%）Aa（60%）aa（10%）配親代基因型的頻率AA（30%）Aa（60%）aa（10%）配子的比率A（）A()a()a()子一代基因型頻率AA（）Aa()aa()子一代基因頻率A（）a()子二代基因型頻率AA（）Aa()aa()子二代基因頻率A（）a()30%30%30%10%36%48%16%60%40%相同；基因型頻率子一代與子二代相同（2）子二代與子一代、親代相比，種群的基因頻率

相同嗎？基因型頻率呢？36%48%16%60%40%（3）子二代與子一代種群中，基因頻率與基因型

頻率之間有什么規(guī)律？親代基因型的頻率AA（30%）Aa（60%）aa（10%）配

用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的變化——

遺傳平衡定律

遺傳平衡定律是由英國數(shù)學(xué)家哈迪和德國醫(yī)生溫伯格分別于1908年和1909年獨立證明的，這一定律又稱哈迪——溫伯格定律。他們指出，一個有性生殖的自然種群中，在符合以下五個條件的情況下，種群的基因頻率和基因型頻率可以世代相傳不發(fā)生變化，保持平衡。用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的變化——五個條件是：1.種群很大

2.隨機交配

3.沒有突變和重組

4.沒有個體遷入遷出

5.沒有選擇五個條件是：1.種群很大遺傳平衡定律也稱哈迪—溫伯格定律，其主要內(nèi)容是指：在理想狀態(tài)下，各等位基因的頻率和等位基因的基因型頻率在遺傳中是穩(wěn)定不變的，即保持著基因平衡。該理想狀態(tài)要滿足5個條件：①種群足夠大；②種群中個體間可以隨機交配；③沒有突變發(fā)生；④沒有遷入和遷出；⑤沒有自然選擇。此時各基因頻率和各基因型頻率存在如下等式關(guān)系并且保持不變：設(shè)A=p，a=q，則A+a=p+q=1，AA+Aa+aa=p2+2pq+q2=1

事實上，理想的條件很難存在。

那么，影響基因頻率的因素有哪些？漢水丑生侯偉作品遺傳平衡定律也稱哈迪—溫伯格定律，其主要內(nèi)容是指：在理想狀態(tài)若種群中一對等位基因為A和a，設(shè)A的基因頻率=p，a的基因頻率=q，因為(p＋q)=A%+a%=1，則（p+q）2=p2+2pq+q2=AA%+Aa%+aa%=1。AA的基因型頻率=p2；aa的基因型頻率=q2；Aa的基因型頻率=2pq。若種群中一對等位基因為A和a，設(shè)A的基因頻率=p，a的基因頻解：在對某工廠職工進行遺傳學(xué)調(diào)查時發(fā)現(xiàn)，在男女各400名職工中，女性色盲基因的攜帶者為30人，患者為10人，男性患者為22人。那么這個群體中色盲基因的頻率為()A.4.5％B.5.9％C.6％D.9％XBY=378XBXB=360XBXb=30XbXb=10XbY=22XB的基因頻率=30×1+360×2+378×1400×2+400×1Xb的基因頻率=30×1+10×2+22×1400×2+400×1漢水丑生侯偉作品解：在對某工廠職工進行遺傳學(xué)調(diào)查時發(fā)現(xiàn)，在男女各400名職工某地區(qū)每10000人中有一個白化病患者，求該地區(qū)一對正常夫婦生下一個白化病小孩的幾率。解析：由題意可知白化病的基因型頻率aa=q2=0.0001，得q=0.01，則p=0.99AA的基因型頻率p2=0.9801Aa的基因型頻率2pq=0.0198正常夫婦中是攜帶者概率為：2pq/(p2+2pq)=2/101則后代為aa的概率為：2/101×2/101×1/4=1/10201。某地區(qū)每10000人中有一個白化病患者，求該地區(qū)一對正常夫婦突變對基因頻率的影響突變對基因頻率的影響1.突變（二）種群基因頻率的變化

現(xiàn)代遺傳學(xué)研究表明，可遺傳的變異來源于基因突變、基因重組和染色體變異。其中基因突變和染色體變異統(tǒng)稱為突變。

基因突變在自然界是普遍存在的，因此基因突變產(chǎn)生新的等位基因,這就可能使種群的基因頻率發(fā)生變化.1.突變（二）種群基因頻率的變化現(xiàn)代遺傳學(xué)研究

自然界中生物的自然突變頻率很低，而且一般對生物體是有害的。為什么還能夠改變種群中的基因頻率呢？2.突變?yōu)檫M化提供原材料自然界中生物的自然突變頻率很低，而且一般對生物體

例如：果蠅一組染色體上約有1.3×104個基因，假定每個基因的突變率都是10-5，若有一個中等數(shù)量的果蠅種群（約有108個個體），那么每一代出現(xiàn)基因突變數(shù)是多少呢？

2×1.3×104×10-5個體×108種群=2.6×107例如：果蠅一組染色體上約有1.3×104個基種群是由許多個體組成的，每個個體的每一個細胞內(nèi)都有成千上萬個基因，這樣，每一代就會產(chǎn)生大量的突變。2.突變?yōu)檫M化提供原材料種群是由許多個體組成的，每個個體的每一個細胞內(nèi)都有成千上萬個某海島上的昆蟲出現(xiàn)殘翅和無翅類型———有利與有害是相對的而不是絕對的這往往取決于生物的生存環(huán)境。3、突變產(chǎn)生的變異有利或有害是絕對的嗎？某海島上的昆蟲出現(xiàn)殘翅和無翅類型———有利與有害是3、突變產(chǎn)由于突變和基因重組都是隨機的、不定向的，因此它們只是提供了生物進化的原材料，不能決定生物進化的方向！由于突變和基因重組都是隨機的、不定向的，因此它們只是提漂變對基因頻率的影響——小種群偶然性漂變對基因頻率的影響——小種群偶然性19世紀工業(yè)革命前的曼徹斯特，環(huán)境優(yōu)美，樹干上長滿灰色的地衣?；疑珮宄唧妒浅Ｒ婎愋?，灰色基因（s）的基因頻率達到95%，黑色基因（S）只有5%左右。漢水丑生侯偉作品自然選擇對基因頻率的影響——主要的19世紀工業(yè)革命前的曼徹斯特，環(huán)境優(yōu)美，樹干上長滿灰色的地衣20世紀中葉，工業(yè)污染，地衣不能生存，煤煙將樹皮熏成黑色。黑色樺尺蠖是常見類型，灰色基因（s）的基因頻率降到5%，而黑色基因（S）的基因頻率則定向上升到95%以上。漢水丑生侯偉作品課本113頁計算填表20世紀中葉，工業(yè)污染，地衣不能生存，煤煙將樹皮熏成黑色。漢（1）根據(jù)前面所學(xué)的知識你能做出假設(shè)嗎？探究活動“探究自然選擇對種群基因頻率的影響”黑褐色樹干上的樺尺蠖

自然選擇可以使種群的基因頻率定向改變（三）自然選擇對種群基因頻率變化的影響（1）根據(jù)前面所學(xué)的知識你能做出假設(shè)嗎？探究活動“探究自然探究活動（三）（2）1870年樺尺蠖的基因型頻率為SS10%；Ss20%；ss70%，在樹干變黑這一環(huán)境條件下假如樹干變黑不利于淺色樺尺蠖的生存，使得種群中淺色個體每年減少10%，黑色個體每年增加10%，以后的幾年內(nèi)，樺尺蠖種群每年的基因型頻率與基因頻率是多少呢？第1年第2年第3年第4年……基因型頻率SS10%11.5%Ss20%22.9%ss70%65.6%基因頻率S20%23%s80%77%70.7%26%29.3%14.6%56.1%60.9%26.1%73.9%29.3%13.1%升高降低探究活動（三）（2）1870年樺尺蠖的基因型頻率為SS10

自然選擇使種群的基因頻率定向改變，故自然選擇決定生物進化的方向樺尺蠖深色淺色棲息環(huán)境淺色（個體多）（個體少）棲息環(huán)境深色淺色深色s基因頻率降低S基因頻率升高s基因頻率95%S基因頻率95%（個體減少）（個體增多）自然選擇使種群的基因頻率定向改變，故自然選擇遷移對基因頻率的影響遷移對基因頻率的影響

在自然選擇的作用下，具有有利變異的個體有更多的機會產(chǎn)生后代，種群中相應(yīng)基因的頻率會不斷提高；相反，具有不利變異的個體留下后代的機會少，種群中相應(yīng)的基因頻率會下降。因此在自然選擇的作用下，種群的基因頻率會發(fā)生定向改變，導(dǎo)致生物向著一定的方向進化。

自然選擇直接作用于種群中的個體，對不同表現(xiàn)型的個體進行選擇，從而引起相關(guān)基因的基因頻率發(fā)生改變。漢水丑生侯偉作品在自然選擇的作用下，具有有利變異的個體有更多的《種群基因組成的變化與物種的形成》課件新教材1生物進化的實質(zhì)是基因頻率的改變種群基因頻率的改變，標志著生物的進化。生物進化的實質(zhì)是基因頻率的改變種群基因頻率的改變，標志著生物回顧：現(xiàn)代生物進化理論的內(nèi)容1.種群是生物進化的基本單位基因庫基因頻率2.突變和重組為生物進化提供原材料3.自然選擇決定生物進化的方向4.生物進化的實質(zhì)是種群基因頻率的定向改變基因型頻率回顧：現(xiàn)代生物進化理論的內(nèi)容1.種群是生物進化的基本單位基因課后拓展題3：碳青霉烯類抗生素是治療重度感染的一類藥物。下表為2005—2008年,該類抗生素在某醫(yī)完住院患者中的人均使用量,以及從患者體內(nèi)分離得到的某種細菌對該類抗生素的耐藥率變化。據(jù)表回答下列問題。（2）試從進化的角度解釋耐藥率升高的原因。隨著抗生素人均使用量的增加，不耐藥的細菌生存和繁殖的機會減少，耐藥菌生存和繁殖的機會增加，耐藥性基因在細菌種群中的基因頻率逐年上升。課后拓展題3：碳青霉烯類抗生素是治療重度感染的一類藥物。下表原理原理《種群基因組成的變化與物種的形成》課件新教材1《種群基因組成的變化與物種的形成》課件新教材1紙片擴散法是將含有定量抗菌藥物的濾紙片貼在已接種了測試菌的瓊脂表面上，紙片中的藥物在瓊脂中擴散，隨著擴散距離的增加抗菌藥物的濃度呈對數(shù)減少，從而在紙片的周圍形成一種濃度梯度。在藥物擴散的同時，紙片周圍抑菌濃度范圍內(nèi)的測試菌不能生長，而抑菌濃度范圍外的菌株則繼續(xù)生長，從而在紙片的周圍形成透明的抑菌圈。紙片擴散法是將含有定量抗菌藥物的濾紙片貼在已接種了測試菌的瓊《種群基因組成的變化與物種的形成》課件新教材1《種群基因組成的變化與物種的形成》課件新教材1《種群基因組成的變化與物種的形成》課件新教材1《種群基因組成的變化與物種的形成》課件新教材11.物種：能夠在自然狀態(tài)下相互交配并且產(chǎn)生可育后代的一群生物稱為一個物種，簡稱“種”。（一）物種的概念1.物種：能夠在自然狀態(tài)下相互交配并且產(chǎn)生可育后代的一群生物因為馬與驢交配產(chǎn)生的后代騾沒有生殖能力因為騾子不能繁殖，不能算一個物種馬和驢是不是一個物種？騾子能稱為一個物種嗎？因為馬與驢交配產(chǎn)生的后代騾沒有生殖能力馬和驢是不是一個物種？種群物種概念生活地域關(guān)系同一地點一定自然區(qū)域，同一地點、不同地點一個物種可以包括多個種群生活在同一地點的同種個體總和。彼此可以交配實現(xiàn)基因交流。是生物繁殖的基本單位。指分布在一定的自然區(qū)域內(nèi)，具有一定的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能，而在自然狀態(tài)下能夠相互交配和繁殖，并能產(chǎn)生可育后代的一群生物個體。種群與物種的區(qū)別種群物種概念生活關(guān)系同一地點一定自然區(qū)域，同一個物種可以包括1.隔離：不同種群間的個體，在自然條件下基因不能自由交流的現(xiàn)象叫做隔離。（二）隔離及其種類1.隔離：不同種群間的個體，在自然條件下基因不能自由交流的現(xiàn)2.隔離的類型地理隔離生殖隔離不同物種之間一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能產(chǎn)生可育的后代。在自然界，同一種生物由于地理上的障礙而形成不同的種群，使得種群間不能發(fā)生基因交流的現(xiàn)象2.隔離的類型地理隔離生殖隔離不同物種之間一般是不能相互交配隔離：不同種群間的個體，在自然條件下，不能發(fā)生基因交流的現(xiàn)象。地理隔離生殖隔離原種群小種群遺傳變異（有差異）新物種地理隔離基因頻率定向改變生殖隔離自然選擇（有差異）漢水丑生侯偉作品隔離：不同種群間的個體，在自然條件下，不能發(fā)生基因交流的現(xiàn)象隔離分析這個有趣的例子隔離分析這個有趣的例子加拉帕戈斯群島的地雀通過地理隔離怎樣一步步形成新物種的？（閱讀書本117頁思考討論，完成討論的題目）（三）隔離在物種形成中的作用統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件6.3種群基因組成的變化與物種的形成人教版（2019）高中生物必修二課件(共63張PPT)人教版部編版統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件6.3種群基因組成的變化與物種的形成人教版（2019）高中生物必修二課件(共63張PPT)人教版部編版加拉帕戈斯群島的地雀通過地理隔離怎樣一步步形成新物種的？（閱1.設(shè)想南美洲大陸的一種地雀來到加拉帕戈斯群島后，先在兩個島嶼上形成兩個初始種群。這兩個種群的個體數(shù)量都不多。它們的基因頻率一樣嗎？

由于這兩個種群的個體數(shù)量都不夠多，基因頻率可能是不一樣的。統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件6.3種群基因組成的變化與物種的形成人教版（2019）高中生物必修二課件(共63張PPT)人教版部編版統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件6.3種群基因組成的變化與物種的形成人教版（2019）高中生物必修二課件(共63張PPT)人教版部編版1.設(shè)想南美洲大陸的一種地雀來到加拉帕戈斯群島后，先在兩個島２．不同島嶼上的地雀種群，產(chǎn)生突變的情況一樣嗎？不一樣。因為突變是隨機發(fā)生的。統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件6.3種群基因組成的變化與物種的形成人教版（2019）高中生物必修二課件(共63張PPT)人教版部編版統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件6.3種群基因組成的變化與物種的形成人教版（2019）高中生物必修二課件(共63張PPT)人教版部編版２．不同島嶼上的地雀種群，產(chǎn)生突變的情況一樣嗎？不一樣。因為３．對不同島嶼上的地雀種群來說，環(huán)境的作用有沒有差別？這對種群基因頻率的變化會產(chǎn)生什么影響？不同島嶼的地形和植被條件不一樣，因此環(huán)境的作用會有差別，導(dǎo)致種群基因頻率朝不同的方向改變。統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件6.3種群基因組成的變化與物種的形成人教版（2019）高中生物必修二課件(共63張PPT)人教版部編版統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件6.3種群基因組成的變化與物種的形成人教版（2019）高中生物必修二課件(共63張PPT)人教版部編版３．對不同島嶼上的地雀種群來說，環(huán)境的作用有沒有差別？這對種４．如果這片海域只有一個小島，還會形成這么多種地雀嗎？不會。因為個體間有基因的交流。統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件6.3種群基因組成的變化與物種的形成人教版（2019）高中生物必修二課件(共63張PPT)人教版部編版統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件6.3種群基因組成的變化與物種的形成人教版（2019）高中生物必修二課件(共63張PPT)人教版部編版４．如果這片海域只有一個小島，還會形成這么多種地雀嗎？不會地理隔離突變、重組、不同______不同生殖隔離一個種群A種群A1甲島種群A1乙島?_____改變不同_____改變不同?基因頻率基因頻率自然選擇新物種新物種______是物種形成的必要條件BC？基因庫不同基因庫不同隔離統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件6.3種群基因組成的變化與物種的形成人教版（2019）高中生物必修二課件(共63張PPT)人教版部編版統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件6.3種群基因組成的變化與物種的形成人教版（2019）高中生物必修二課件(共63張PPT)人教版部編版地理隔離突變、重組、不同______不同生殖隔離一個種群A種

新物種形成的標志：___________生殖隔離的形成物種形成的三個基本環(huán)節(jié):______________突變和基因重組、自然選擇、隔離地理隔離自然選擇生殖隔離物種形成的一般過程：統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件6.3種群基因組成的變化與物種的形成人教版（2019）高中生物必修二課件(共63張PPT)人教版部編版統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件6.3種群基因組成的變化與物種的形成人教版（2019）高中生物必修二課件(共63張PPT)人教版部編版新物種形成的標志：___________生殖隔離的形成物

新物種形成的標志：___________生殖隔離的形成物種形成的三個基本環(huán)節(jié):______________突變和基因重組、自然選擇、隔離地理隔離自然選擇生殖隔離物種形成的一般過程：思考：1.物種形成的過程經(jīng)過地理隔離一定會形成生殖隔離嗎？統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件6.3種群基因組成的變化與物種的形成人教版（2019）高中生物必修二課件(共63張PPT)人教版部編版統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件6.3種群基因組成的變化與物種的形成人教版（2019）高中生物必修二課件(共63張PPT)人教版部編版新物種形成的標志：___________生殖隔離的形成物經(jīng)過隔離了嗎？（地理）一個不容爭辯的同域性物種生成的例子是植物通過多倍體(Polyploitly)發(fā)生的。多倍體是整個染色體組的自發(fā)復(fù)制，致使個體中原來染色體數(shù)成倍增加。多倍體在植物中很常見，通常形成更大、生命力更強的形態(tài)。統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件6.3種群基因組成的變化與物種的形成人教版（2019）高中生物必修二課件(共63張PPT)人教版部編版統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件6.3種群基因組成的變化與物種的形成人教版（2019）高中生物必修二課件(共63張PPT)人教版部編版經(jīng)過隔離了嗎？（地理）一個不容爭辯的同域性物種生成的例子是植東北虎華南虎

分布在不同自然區(qū)域的種群，由于高山、河流和沙漠等地理上的障礙，使彼此間無法相遇而不能交配例：東北虎與華南虎統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件6.3種群基因組成的變化與物種的形成人教版（2019）高中生物必修二課件(共63張PPT)人教版部編版統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件6.3種群基因組成的變化與物種的形成人教版（2019）高中生物必修二課件(共63張PPT)人教版部編版東北虎華南虎分布在不同自然區(qū)域的種群，由于高

新物種形成的標志：___________生殖隔離的形成物種形成的三個基本環(huán)節(jié):______________突變和基因重組、自然選擇、隔離地理隔離自然選擇生殖隔離物種形成的一般過程：思考：1.物種形成的過程，經(jīng)過地理隔離一定會形成生殖隔離嗎？2.物種形成的過程，沒有經(jīng)過地理隔離可以形成生殖隔離嗎？統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件6.3種群基因組成的變化與物種的形成人教版（2019）高中生物必修二課件(共63張PPT)人教版部編版統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件6.3種群基因組成的變化與物種的形成人教版（2019）高中生物必修二課件(共63張PPT)人教版部編版新物種形成的標志：___________生殖隔離的形成物物種形成的意義：（1）增加了生物的類型。（2）意味著以新的方式利用環(huán)境條件。統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件6.3種群基因組成的變化與物種的形成人教版（2019）高中生物必修二課件(共63張PPT)人教版部編版統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件6.3種群基因組成的變化與物種的形成人教版（2019）高中生物必修二課件(共63張PPT)人教版部編版物種形成的意義：（1）增加了生物的類型。統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件物種形成過程概念圖導(dǎo)致

種群基因頻率改變積累基因庫的差別地理隔離？擴大時間

標志著導(dǎo)致突變和基因重組種群間生殖隔離物種形成

自然選擇統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件6.3種群基因組成的變化與物種的形成人教版（2019）高中生物必修二課件(共63張PPT)人教版部編版統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件6.3種群基因組成的變化與物種的形成人教版（2019）高中生物必修二課件(共63張PPT)人教版部編版物種形成過程概念圖導(dǎo)致種群基因頻率改變實驗：在一些生命周期較短的生物中，生物學(xué)家們可以觀察到它們對于迅速變化的環(huán)境所作出的適應(yīng)?？茖W(xué)家們研究了淺色和深色胡椒蛾的偽裝適應(yīng)，這種蛾在城市和農(nóng)村都很常見，有些時候會停在樹上休息。通常情況下它們是有斑紋的灰棕色，偶爾也有黑色，一些鳥以胡椒蛾為食，工業(yè)污染導(dǎo)致城市中許多樹枝被煤煙灰染成了黑色，可以看到黑色樹枝上停息有黑色的蛾。科學(xué)家們養(yǎng)了3000條毛毛蟲以孵化成蛾，并給這些蛾的翅膀做上記號，以便重新捕捉時易于辨認哪些是實驗用蛾，通過統(tǒng)計重新捕捉到的數(shù)量來反映出它們在環(huán)境中的存活情況。如下表一個個體在這一過程中性狀增加或丟失了嗎？《種群基因組成的變化與物種的形成》課件新教材1《種群基因組成的變化與物種的形成》課件新教材1實驗：在一些生命周期較短的生物中，生物學(xué)家們可以觀察到它們對個體可以演化嗎？或者說，一個生物是否會對自然選擇作出反應(yīng)，增加或丟失某些性狀特征呢？前面學(xué)過，是基因決定了個體的絕大多數(shù)性狀（表現(xiàn)型），如牙齒的形狀或花的顏色等。如果某一生物個體具有不適應(yīng)環(huán)境的性狀，那么它可能就無法生存和繁殖。所以在它的一生中，也不可能通過自然選擇演化出適應(yīng)環(huán)境的新表現(xiàn)型。個體可以演化嗎？或者說，一個生物是否會對自然選擇作出反應(yīng)，增

第三節(jié)種群基因組成的變化與物種的形成種群演化，而非個體演化第三節(jié)種群演化，而非個體演化1.種群的概念

生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個體的集合叫做種群.

種群中的個體并不是機械地集合在一起,而是彼此可以交配,并通過繁殖將各自的基因傳給后代.一種群基因組成的變化（一）種群和種群基因庫1.種群的概念生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個體種群的特點種群是繁殖的基本單位種群是進化的基本單位。種群的特點種群是繁殖的基本單位

2.基因庫的概念

一個種群中全部個體所含有的全部基因，叫做這個種群的基因庫3.基因頻率的概念

在一個種群基因庫中，某個基因占全部等位基因數(shù)的比值，叫做基因頻率A的基因頻率=A的個數(shù)/A和a總個數(shù)此種基因的個數(shù)=純合子個體數(shù)X2＋雜合子個體數(shù)種群中該對等位基因的總數(shù)=個體總數(shù)X22.基因庫的概念一個種群中全部個1、如果A、a各占1/2，自由交配后代的情況2、計算并思考——發(fā)生這樣的條件是什么？自然界存在這樣的情況嗎？1、如果A、a各占1/2，自由交配后代的情況2、計算并思考—思考：一種群繁殖若干代后，基因頻率會發(fā)生變化嗎？閱讀P111的“思考?討論”完成下表思考：一種群繁殖若干代后，基因頻率會發(fā)生閱讀P111的“思考親代基因型的頻率AA（30%）Aa（60%）aa（10%）配子的比率A（）A()a()a()子一代基因型頻率AA（）Aa()aa()子一代基因頻率A（）a()子二代基因型頻率AA（）Aa()aa()子二代基因頻率A（）a()種群的基因頻率會相同思考：（1）子二代、子三代以及若干代以后，種群的基因頻率會同子一代一樣嗎？30%30%30%10%36%48%16%60%40%36%48%16%60%40%親代基因型的頻率AA（30%）Aa（60%）aa（10%）配親代基因型的頻率AA（30%）Aa（60%）aa（10%）配子的比率A（）A()a()a()子一代基因型頻率AA（）Aa()aa()子一代基因頻率A（）a()子二代基因型頻率AA（）Aa()aa()子二代基因頻率A（）a()30%30%30%10%36%48%16%60%40%相同；基因型頻率子一代與子二代相同（2）子二代與子一代、親代相比，種群的基因頻率

相同嗎？基因型頻率呢？36%48%16%60%40%（3）子二代與子一代種群中，基因頻率與基因型

頻率之間有什么規(guī)律？親代基因型的頻率AA（30%）Aa（60%）aa（10%）配

用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的變化——

遺傳平衡定律

遺傳平衡定律是由英國數(shù)學(xué)家哈迪和德國醫(yī)生溫伯格分別于1908年和1909年獨立證明的，這一定律又稱哈迪——溫伯格定律。他們指出，一個有性生殖的自然種群中，在符合以下五個條件的情況下，種群的基因頻率和基因型頻率可以世代相傳不發(fā)生變化，保持平衡。用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的變化——五個條件是：1.種群很大

2.隨機交配

3.沒有突變和重組

4.沒有個體遷入遷出

5.沒有選擇五個條件是：1.種群很大遺傳平衡定律也稱哈迪—溫伯格定律，其主要內(nèi)容是指：在理想狀態(tài)下，各等位基因的頻率和等位基因的基因型頻率在遺傳中是穩(wěn)定不變的，即保持著基因平衡。該理想狀態(tài)要滿足5個條件：①種群足夠大；②種群中個體間可以隨機交配；③沒有突變發(fā)生；④沒有遷入和遷出；⑤沒有自然選擇。此時各基因頻率和各基因型頻率存在如下等式關(guān)系并且保持不變：設(shè)A=p，a=q，則A+a=p+q=1，AA+Aa+aa=p2+2pq+q2=1

事實上，理想的條件很難存在。

那么，影響基因頻率的因素有哪些？漢水丑生侯偉作品遺傳平衡定律也稱哈迪—溫伯格定律，其主要內(nèi)容是指：在理想狀態(tài)若種群中一對等位基因為A和a，設(shè)A的基因頻率=p，a的基因頻率=q，因為(p＋q)=A%+a%=1，則（p+q）2=p2+2pq+q2=AA%+Aa%+aa%=1。AA的基因型頻率=p2；aa的基因型頻率=q2；Aa的基因型頻率=2pq。若種群中一對等位基因為A和a，設(shè)A的基因頻率=p，a的基因頻解：在對某工廠職工進行遺傳學(xué)調(diào)查時發(fā)現(xiàn)，在男女各400名職工中，女性色盲基因的攜帶者為30人，患者為10人，男性患者為22人。那么這個群體中色盲基因的頻率為()A.4.5％B.5.9％C.6％D.9％XBY=378XBXB=360XBXb=30XbXb=10XbY=22XB的基因頻率=30×1+360×2+378×1400×2+400×1Xb的基因頻率=30×1+10×2+22×1400×2+400×1漢水丑生侯偉作品解：在對某工廠職工進行遺傳學(xué)調(diào)查時發(fā)現(xiàn)，在男女各400名職工某地區(qū)每10000人中有一個白化病患者，求該地區(qū)一對正常夫婦生下一個白化病小孩的幾率。解析：由題意可知白化病的基因型頻率aa=q2=0.0001，得q=0.01，則p=0.99AA的基因型頻率p2=0.9801Aa的基因型頻率2pq=0.0198正常夫婦中是攜帶者概率為：2pq/(p2+2pq)=2/101則后代為aa的概率為：2/101×2/101×1/4=1/10201。某地區(qū)每10000人中有一個白化病患者，求該地區(qū)一對正常夫婦突變對基因頻率的影響突變對基因頻率的影響1.突變（二）種群基因頻率的變化

現(xiàn)代遺傳學(xué)研究表明，可遺傳的變異來源于基因突變、基因重組和染色體變異。其中基因突變和染色體變異統(tǒng)稱為突變。

基因突變在自然界是普遍存在的，因此基因突變產(chǎn)生新的等位基因,這就可能使種群的基因頻率發(fā)生變化.1.突變（二）種群基因頻率的變化現(xiàn)代遺傳學(xué)研究

自然界中生物的自然突變頻率很低，而且一般對生物體是有害的。為什么還能夠改變種群中的基因頻率呢？2.突變?yōu)檫M化提供原材料自然界中生物的自然突變頻率很低，而且一般對生物體

例如：果蠅一組染色體上約有1.3×104個基因，假定每個基因的突變率都是10-5，若有一個中等數(shù)量的果蠅種群（約有108個個體），那么每一代出現(xiàn)基因突變數(shù)是多少呢？

2×1.3×104×10-5個體×108種群=2.6×107例如：果蠅一組染色體上約有1.3×104個基種群是由許多個體組成的，每個個體的每一個細胞內(nèi)都有成千上萬個基因，這樣，每一代就會產(chǎn)生大量的突變。2.突變?yōu)檫M化提供原材料種群是由許多個體組成的，每個個體的每一個細胞內(nèi)都有成千上萬個某海島上的昆蟲出現(xiàn)殘翅和無翅類型———有利與有害是相對的而不是絕對的這往往取決于生物的生存環(huán)境。3、突變產(chǎn)生的變異有利或有害是絕對的嗎？某海島上的昆蟲出現(xiàn)殘翅和無翅類型———有利與有害是3、突變產(chǎn)由于突變和基因重組都是隨機的、不定向的，因此它們只是提供了生物進化的原材料，不能決定生物進化的方向！由于突變和基因重組都是隨機的、不定向的，因此它們只是提漂變對基因頻率的影響——小種群偶然性漂變對基因頻率的影響——小種群偶然性19世紀工業(yè)革命前的曼徹斯特，環(huán)境優(yōu)美，樹干上長滿灰色的地衣?；疑珮宄唧妒浅Ｒ婎愋停疑颍╯）的基因頻率達到95%，黑色基因（S）只有5%左右。漢水丑生侯偉作品自然選擇對基因頻率的影響——主要的19世紀工業(yè)革命前的曼徹斯特，環(huán)境優(yōu)美，樹干上長滿灰色的地衣20世紀中葉，工業(yè)污染，地衣不能生存，煤煙將樹皮熏成黑色。黑色樺尺蠖是常見類型，灰色基因（s）的基因頻率降到5%，而黑色基因（S）的基因頻率則定向上升到95%以上。漢水丑生侯偉作品課本113頁計算填表20世紀中葉，工業(yè)污染，地衣不能生存，煤煙將樹皮熏成黑色。漢（1）根據(jù)前面所學(xué)的知識你能做出假設(shè)嗎？探究活動“探究自然選擇對種群基因頻率的影響”黑褐色樹干上的樺尺蠖

自然選擇可以使種群的基因頻率定向改變（三）自然選擇對種群基因頻率變化的影響（1）根據(jù)前面所學(xué)的知識你能做出假設(shè)嗎？探究活動“探究自然探究活動（三）（2）1870年樺尺蠖的基因型頻率為SS10%；Ss20%；ss70%，在樹干變黑這一環(huán)境條件下假如樹干變黑不利于淺色樺尺蠖的生存，使得種群中淺色個體每年減少10%，黑色個體每年增加10%，以后的幾年內(nèi)，樺尺蠖種群每年的基因型頻率與基因頻率是多少呢？第1年第2年第3年第4年……基因型頻率SS10%11.5%Ss20%22.9%ss70%65.6%基因頻率S20%23%s80%77%70.7%26%29.3%14.6%56.1%60.9%26.1%73.9%29.3%13.1%升高降低探究活動（三）（2）1870年樺尺蠖的基因型頻率為SS10

自然選擇使種群的基因頻率定向改變，故自然選擇決定生物進化的方向樺尺蠖深色淺色棲息環(huán)境淺色（個體多）（個體少）棲息環(huán)境深色淺色深色s基因頻率降低S基因頻率升高s基因頻率95%S基因頻率95%（個體減少）（個體增多）自然選擇使種群的基因頻率定向改變，故自然選擇遷移對基因頻率的影響遷移對基因頻率的影響

在自然選擇的作用下，具有有利變異的個體有更多的機會產(chǎn)生后代，種群中相應(yīng)基因的頻率會不斷提高；相反，具有不利變異的個體留下后代的機會少，種群中相應(yīng)的基因頻率會下降。因此在自然選擇的作用下，種群的基因頻率會發(fā)生定向改變，導(dǎo)致生物向著一定的方向進化。

自然選擇直接作用于種群中的個體，對不同表現(xiàn)型的個體進行選擇，從而引起相關(guān)基因的基因頻率發(fā)生改變。漢水丑生侯偉作品在自然選擇的作用下，具有有利變異的個體有更多的《種群基因組成的變化與物種的形成》課件新教材1生物進化的實質(zhì)是基因頻率的改變種群基因頻率的改變，標志著生物的進化。生物進化的實質(zhì)是基因頻率的改變種群基因頻率的改變，標志著生物回顧：現(xiàn)代生物進化理論的內(nèi)容1.種群是生物進化的基本單位基因庫基因頻率2.突變和重組為生物進化提供原材料3.自然選擇決定生物進化的方向4.生物進化的實質(zhì)是種群基因頻率的定向改變基因型頻率回顧：現(xiàn)代生物進化理論的內(nèi)容1.種群是生物進化的基本單位基因課后拓展題3：碳青霉烯類抗生素是治療重度感染的一類藥物。下表為2005—2008年,該類抗生素在某醫(yī)完住院患者中的人均使用量,以及從患者體內(nèi)分離得到的某種細菌對該類抗生素的耐藥率變化。據(jù)表回答下列問題。（2）試從進化的角度解釋耐藥率升高的原因。隨著抗生素人均使用量的增加，不耐藥的細菌生存和繁殖的機會減少，耐藥菌生存和繁殖的機會增加，耐藥性基因在細菌種群中的基因頻率逐年上升。課后拓展題3：碳青霉烯類抗生素是治療重度感染的一類藥物。下表原理原理《種群基因組成的變化與物種的形成》課件新教材1《種群基因組成的變化與物種的形成》課件新教材1紙片擴散法是將含有定量抗菌藥物的濾紙片貼在已接種了測試菌的瓊脂表面上，紙片中的藥物在瓊脂中擴散，隨著擴散距離的增加抗菌藥物的濃度呈對數(shù)減少，從而在紙片的周圍形成一種濃度梯度。在藥物擴散的同時，紙片周圍抑菌濃度范圍內(nèi)的測試菌不能生長，而抑菌濃度范圍外的菌株則繼續(xù)生長，從而在紙片的周圍形成透明的抑菌圈。紙片擴散法是將含有定量抗菌藥物的濾紙片貼在已接種了測試菌的瓊《種群基因組成的變化與物種的形成》課件新教材1《種群基因組成的變化與物種的形成》課件新教材1《種群基因組成的變化與物種的形成》課件新教材1《種群基因組成的變化與物種的形成》課件新教材11.物種：能夠在自然狀態(tài)下相互交配并且產(chǎn)生可育后代的一群生物稱為一個物種，簡稱“種”。（一）物種的概念1.物種：能夠在自然狀態(tài)下相互交配并且產(chǎn)生可育后代的一群生物因為馬與驢交配產(chǎn)生的后代騾沒有生殖能力因為騾子不能繁殖，不能算一個物種馬和驢是不是一個物種？騾子能稱為一個物種嗎？因為馬與驢交配產(chǎn)生的后代騾沒有生殖能力馬和驢是不是一個物種？種群物種概念生活地域關(guān)系同一地點一定自然區(qū)域，同一地點、不同地點一個物種可以包括多個種群生活在同一地點的同種個體總和。彼此可以交配實現(xiàn)基因交流。是生物繁殖的基本單位。指分布在一定的自然區(qū)域內(nèi)，具有一定的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能，而在自然狀態(tài)下能夠相互交配和繁殖，并能產(chǎn)生可育后代的一群生物個體。種群與物種的區(qū)別種群物種概念生活關(guān)系同一地點一定自然區(qū)域，同一個物種可以包括1.隔離：不同種群間的個體，在自然條件下基因不能自由交流的現(xiàn)象叫做隔離。（二）隔離及其種類1.隔離：不同種群間的個體，在自然條件下基因不能自由交流的現(xiàn)2.隔離的類型地理隔離生殖隔離不同物種之間一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能產(chǎn)生可育的后代。在自然界，同一種生物由于地理上的障礙而形成不同的種群，使得種群間不能發(fā)生基因交流的現(xiàn)象2.隔離的類型地理隔離生殖隔離不同物種之間一般是不能相互交配隔離：不同種群間的個體，在自然條件下，不能發(fā)生基因交流的現(xiàn)象。地理隔離生殖隔離原種群小種群遺傳變異（有差異）新物種地理隔離基因頻率定向改變生殖隔離自然選擇（有差異）漢水丑生侯偉作品隔離：不同種群間的個體，在自然條件下，不能發(fā)生基因交流的現(xiàn)象隔離分析這個有趣的例子隔離分析這個有趣的例子加拉帕戈斯群島的地雀通過地理隔離怎樣一步步形成新物種的？（閱讀書本117頁思考討論，完成討論的題目）（三）隔離在物種形成中的作用統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件6.3種群基因組成的變化與物種的形成人教版（2019）高中生物必修二課件(共63張PPT)人教版部編版統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件6.3種群基因組成的變化與物種的形成人教版（2019）高中生物必修二課件(共63張PPT)人教版部編版加拉帕戈斯群島的地雀通過地理隔離怎樣一步步形成新物種的？（閱1.設(shè)想南美洲大陸的一種地雀來到加拉帕戈斯群島后，先在兩個島嶼上形成兩個初始種群。這兩個種群的個體數(shù)量都不多。它們的基因頻率一樣嗎？

由于這兩個種群的個體數(shù)量都不夠多，基因頻率可能是不一樣的。統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件6.3種群基因組成的變化與物種的形成人教版（2019）高中生物必修二課件(共63張PPT)人教版部編版統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件6.3種群基因組成的變化與物種的形成人教版（2019）高中生物必修二課件(共63張PPT)人教版部編版1.設(shè)想南美洲大陸的一種地雀來到加拉帕戈斯群島后，先在兩個島２．不同島嶼上的地雀種群，產(chǎn)生突變的情況一樣嗎？不一樣。因為突變是隨機發(fā)生的。統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件6.3種群基因組成的變化與物種的形成人教版（2019）高中生物必修二課件(共63張PPT)人教版部編版統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件6.3種群基因組成的變化與物種的形成人教版（2019）高中生物必修二課件(共63張PPT)人教版部編版２．不同島嶼上的地雀種群，產(chǎn)生突變的情況一樣嗎？不一樣。因為３．對不同島嶼上的地雀種群來說，環(huán)境的作用有沒有差別？這對種群基因頻率的變化會產(chǎn)生什么影響？不同島嶼的地形和植被條件不一樣，因此環(huán)境的作用會有差別，導(dǎo)致種群基因頻率朝不同的方向改變。統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件6.3種群基因組成的變化與物種的形成人教版（2019）高中生物必修二課件(共63張PPT)人教版部編版統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件6.3種群基因組成的變化與物種的形成人教版（2019）高中生物必修二課件(共63張PPT)人教版部編版３．對不同島嶼上的地雀種群來說，環(huán)境的作用有沒有差別？這對種４．如果這片海域只有一個小島，還會形成這么多種地雀嗎？不會。因為個體間有基因的交流。統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件6.3種群基因組成的變化與物種的形成人教版（2019）高中生物必修二課件(共63張PPT)人教版部編版統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件6.3種群基因組成的變化與物種的形成人教版（2019）高中生物必修二課件(共63張PPT)人教版部編版４．如果這片海域只有一個小島，還會形成這么多種地雀嗎？不會地理隔離突變、重組、不同______不同生殖隔離一個種群A種群A1甲島種群A1乙島?_____改變不同_____改變不同?基因頻率基因頻率自然選擇新物種新物種______是物種形成的必要條件BC？基因庫不同基因庫不同隔離統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件6.3種群基因組成的變化與物種的形成人教版（2019）高中生物必修二課件(共63張PPT)人教版部編版統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件6.3種群基因組成的變化與物種的形成人教版（2019）高中生物必修二課件(共63張PPT)人教版部編版地理隔離突變、重組、不同______不同生殖隔離一個種群A種