【課件】6.3種群基因組成的變化與物種的形成-課件（人教版2019必修2）

種群基因組成的變化與物種的形成人教版/必修2遺傳與進化/第6章/第3節(jié)1.通過用數(shù)學方法討論基因頻率的變化，掌握基因頻率和基因型頻率的相關計算。2.結合某海島上殘翅和無翅昆蟲的形成過程等事實，闡明基因突變和基因重組是生物進化的原材料。3.通過探究自然選擇對種群基因頻率的影響，理解自然選擇決定生物進化的方向。學習目標情境導入甲同學說：當然是先有雞蛋了，因為只有生殖細胞產(chǎn)生的基因突變才能遺傳給后代，體細胞即使發(fā)生了基因突變，也不能影響后代的性狀。乙同學說：不對，人們在養(yǎng)雞過程中，是根據(jù)雞的性狀來選擇的，只讓符合人類需求的雞繁殖后代，因此是先有雞后有蛋。你同意哪位同學的觀點？你的答案和理由是什么？開放式話題，合理即可一、種群基因組成的變化自然選擇直接作用的是生物的個體，而且是個體的表型。個體的表型會隨著個體的死亡而消失，決定表型的基因卻可以隨著生殖而世代延續(xù)，并且在群體中擴散。研究生物的進化，僅研究個體和表型是不夠的，還必須研究群體基因組成的變化。一、種群基因組成的變化1.種群一片樹林中的全部成年獼猴是一個種群嗎？一片草地上的所有蒲公英是一個種群嗎？一、種群基因組成的變化及時練習1.種群是物種在自然界的存在形式，也是一個繁殖單位。下列生物群體中屬于種群的是（）A．一個湖泊中的全部魚B．一片森林中的全部蛇C．一間屋中的全部蟑螂D．臥龍自然保護區(qū)中的全部大熊貓D及時練習2．下列對種群概念的敘述，正確的是()A．不同空間中同種生物個體的總和B．生活在同一地點的同種生物的全部個體C．一片水田中的所有魚的總和D．一個生態(tài)環(huán)境中有相互關系的動植物的總和B一、種群基因組成的變化一個種群其實就是一個繁殖的單位，雌雄個體可以通過繁殖將各自的基因遺傳給后代。種群在繁衍過程中，個體有新老交替，基因卻代代相傳。蝗蟲產(chǎn)卵同前一年的蝗蟲種群在基因組成上相比，會有什么變化嗎？一、種群基因組成的變化2.種群基因庫資料：在某昆蟲種群中，決定翅色為綠色的基因是A，決定翅色為褐色的基因是a，從這個種群中隨機抽取100個個體，測得基因型為AA、Aa和aa的個體分別是30、60和10個，就這對等位基因來說，每個個體可以看作含有2個基因，那么，這100個個體共有200個基因。求該昆蟲種群中相關基因和基因型的頻率?；蝾l率=___________________________某種基因的數(shù)目控制同種性狀的等位基因的總數(shù)×100%一、種群基因組成的變化3.用數(shù)學方法討論基因頻率的變化閱讀課本111頁的材料，思考并討論：①該種群產(chǎn)生的A配子和a配子的比例各是多少？②子代基因型的頻率各是多少？③子代種群的基因型頻率各是多少？④想一想，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？A配子占60%。a配子占40%子代基因型頻率：AA占36%，Aa占48%，aa占16%子代種群的基因型頻率：A占60%，a占40%一樣一、種群基因組成的變化⑤以上的計算結果是建立在個假設條件基礎上的。對自然界的種群來說，這個條件都成立嗎？你能舉出哪些實例？⑥如果該種群出現(xiàn)新的突變型（基因型為A2a或A2A2），也就是產(chǎn)生新的等位基因A2，種群的基因頻率會發(fā)生變化嗎？基因A2的頻率可能會怎樣變化？這5個條件是理想狀態(tài)，實際是不存在的，如種群數(shù)量不可能無限大；由于受地理隔離的作用，雌雄個體間會失去自由交配的機會；有個體的遷入、遷出；自然選擇會對翅色遺傳起選擇作用；基因突變頻率雖低，但卻是普遍存在的。以上事實說明，上述計算結果是在假設的理想條件下得到的。若種群產(chǎn)生新基因A2，會使種群的基因頻率發(fā)生變化?；駻2的頻率增大還是減少，要看這一突變對生物體有利還是有害。一、種群基因組成的變化總結1：遺傳平衡的條件一、種群基因組成的變化總結2：通過基因型頻率計算基因頻率①在種群中，一對等位基因的基因頻率之和等于1，基因型頻率之和也等于1。②一個基因的頻率=該基因純合子的基因型頻率+1/2雜合子的基因型頻率一、種群基因組成的變化總結3：運用哈代-溫伯格平衡定律計算基因頻率和基因型頻率在一個有性生殖的自然種群中，當?shù)任换蛑挥幸粚Γˋa）時，設p代表A基因的頻率，q代表a基因的頻率，則：(p+q)2=p2+2pq+q2=1適用條件：種群大；種群中個體間的交配是隨機的；沒有突變的發(fā)生；種群之間不存在個體的遷移或基因交流；沒有自然選擇。及時練習某一瓢蟲種群中有黑色和紅色兩種體色的個體，這一性狀由一對等位基因控制，黑色(B)對紅色(b)為顯性。如果基因型為BB的個體占18%，基因型為Bb的個體占78%，基因型為bb的個體占4%?；駼和b的頻率分別為（）A．18%、82%B．36%、64%C．57%、43%D．92%、8%C一、種群基因組成的變化4.影響種群基因頻率變化的因素基因突變在自然界是普遍存在的。基因突變產(chǎn)生新的等位基因，這就可以使種群的基因頻率發(fā)生變化?？蛇z傳的變異變異不可遺傳的變異基因突變染色體變異基因重組突變一、種群基因組成的變化4.影響種群基因頻率變化的因素①突變生物自發(fā)突變的頻率很低，而且許多突變是有害的，但是由于種群是由許多個體組成，每個個體的細胞中都有成千上萬個基因，每一代就會產(chǎn)生大量的突變?！纠纭抗?組染色體上約有1.3×104個基因，假定每個基因的突變頻率都為10-5，對一個約有108個個體的果蠅種群來說，每一代出現(xiàn)的基因突變數(shù)是：2×1.3×104×10-5×108=2.6×107（個）一、種群基因組成的變化4.影響種群基因頻率變化的因素②有性生殖過程中的基因重組基因突變產(chǎn)生的等位基因，通過有性生殖過程中的基因重組，可以形成多種多樣的基因型，從而使種群中出現(xiàn)多種多樣可遺傳的變異類型。貓由于基因重組而產(chǎn)生的毛色變異一、種群基因組成的變化4.影響種群基因頻率變化的因素③生物的生存環(huán)境突變的有害和有利也不是絕對的，這往往取決于生物的生存環(huán)境。【例如】有翅的昆蟲中有時會出現(xiàn)殘翅和無翅的突變類型，這類昆蟲在正常情況下很難生存下去。但是在經(jīng)常刮大風的海島上，這類昆蟲卻因為不能飛行而避免了被海風吹到海里淹死。某海島上殘翅和無翅的昆蟲一、種群基因組成的變化4.影響種群基因頻率變化的因素長滿地衣的樹干上的樺尺蛾黑色樹干上的樺尺蛾③生物的生存環(huán)境英國的曼徹斯特地區(qū)有一種樺尺蛾（其幼蟲叫樺尺蠖）。它們夜間活動，白天休息在樹干上。雜交實驗表明，樺尺蛾的體色受一對等位基因S和s控制，黑色(S)對淺色(s)是顯性的。在19世紀中葉以前，樺尺蛾幾乎都是淺色型的，該種群中S基因的頻率很低，在5%以下。到了20世紀中葉，黑色型的樺尺蛾卻成了常見的類型，S基因的頻率上升到95%以上。及時練習一只果蠅的突變體在21℃的氣溫下，生存能力很差，但是，當氣溫上升到25.5℃時，突變體的生存能力大大提高。這說明（）A．突變是不定向的B．突變是隨機發(fā)生的C．突變的有害或有利取決于環(huán)境條件D．環(huán)境條件的變化對突變體都是有害的C一、種群基因組成的變化一、種群基因組成的變化5.自然選擇決定生物進化的方向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，種群中相應基因的頻率會下降。在自然選擇的作用下，種群的基因頻率會發(fā)生定向改變，導致生物朝著一定的方向不斷進化。及時練習從基因水平看，生物進化的過程就是種群基因頻率發(fā)生定向改變的過程。判斷下列相關表述是否正確。（1）某地區(qū)紅綠色盲患者在男性中約占8%，在女性中約占0.64%，由此可知，紅綠色盲基因Xb的基因頻率約為8%。（）（2）基因頻率變化是由基因突變和基因重組引起的，不受環(huán)境的影響。（）（3）生物進化的實質是種群基因頻率在自然選擇作用下的定向改變。（）√×√二、隔離在物種形成中的作用材料：同種生物的不同種群，由于突變和選擇因素的不同，其基因組成可能會朝不同的方向改變，導致種群間出現(xiàn)形態(tài)和生理上的差異。馬的體細胞有64條染色體，驢的體細胞有62條染色體，馬和驢雜交產(chǎn)生了騾子。馬和驢是同一個物種嗎？

馬

驢

騾二、隔離在物種形成中的作用1.物種：能給自然狀態(tài)下相互交配并且產(chǎn)生可育后代的一群生物。物種與種群的區(qū)別：①同一物種可以分布在不同區(qū)域；種群是同一區(qū)域內的同一物種的全部個體。②種群是物種繁殖和進化的基本單位。二、隔離在物種形成中的作用材料：達爾文在環(huán)球考察中觀察到一個奇怪的現(xiàn)象。加拉帕戈斯群島位于南美洲附近的太平洋中，由13個主要島嶼組成，這些島嶼與南美洲大陸的距離為160~950km。新物種是怎樣形成的呢？二、隔離在物種形成中的作用在加拉帕戈斯群島上生活著13種地雀，據(jù)推測，這些地雀的共同祖先來自南美洲大陸，但這些地雀的喙卻差別很大，不同種之間存在生殖隔離。而在遼闊的南美洲大陸上，卻看不到這13種地雀的蹤影。不同島嶼的環(huán)境有較大差別，比如島的低洼地帶，布滿棘刺狀的灌叢；而在只有大島上才有的高地，則生長著茂密的森林。加拉帕戈斯群島的地雀二、隔離在物種形成中的作用總結：①地理隔離是物種形成的量變階段，生殖隔離是物種形成的質變時期。隔離是物種形成的必要條件。②生殖隔離是物種形成的關鍵，是物種形成的最后階段，是物種間的真正界限。二、隔離在物種形成中的作用隔離①地理隔離同種生物由于地理障礙而分成不同的種群，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)生可育后代的現(xiàn)象。2.隔離：不同群體間的個體，在自然條件下基因不能自由交流的現(xiàn)象。加拉帕戈斯群島的地雀是通過地理隔離形成新物種的著名實例。二、隔離在物種形成中的作用3.物種形成的方式總結：①漸變式（絕大多數(shù)）經(jīng)過漫長的歲月和許多世代的逐漸演變形成新物種。種群之間小種群基因頻率發(fā)生改變新物種地理隔離自然選擇生殖隔離漸變式物種的形成方式二、隔離在物種形成中的作用

隔離阻斷突變、基因重組和

向不同方向發(fā)生改變種群出現(xiàn)差異差異進一步加大隔離地理自然選擇基因頻率基因庫生殖基因交流加拉帕戈斯群島的地雀的形成方式二、隔離在物種形成中的作用3.物種形成的方式總結：②爆發(fā)式短時間內即可形成，如自然界中多倍體的形成。爆發(fā)式物種的形成方式物種A雜種植物異源多倍體雜交染色體加倍物種B二、隔離在物種形成中的作用物種形成生物進化標志生殖隔離出現(xiàn)基因頻率改變變化后生物與原生物的關系屬于不同物種可能屬于同一物種；也可能屬于不同物種二者聯(lián)系只有不同種群的基因庫產(chǎn)生了明顯的差異，出現(xiàn)生殖隔離才形成新物種；進化不一定產(chǎn)生新物種，但新物種產(chǎn)生的過程中一定存在進化4.物種形成和生物進化的比較及時練習1．判斷下列與隔離有關的表述是否正確。（1）在曼徹斯特的樺尺蛾種群中，黑色個體與淺色個體之間未出現(xiàn)生殖隔離。（）（2）加拉帕戈斯群島不同島嶼上的地雀種群之間猶豫地理隔離而逐漸形成了生殖隔離。（）√√及時練習2．19世紀70年代，10對原產(chǎn)于美國的灰松鼠被引入英國，結果在英國大量繁殖、泛濫成災。對生活在兩國的灰松鼠種群，可以作出的判斷是（）A．兩者尚未形成兩個物種B．兩者的外部形態(tài)有明顯差別C．兩者之間已經(jīng)出現(xiàn)生殖隔離D．兩者的基因庫向不同方向改變D及時練習3．下列關于物種的說法不正確的是()A．不同種群的生物可能屬于同一個物種B．一個物種只含有一個生物C．同一物種具有相似的形態(tài)和生理特征D．自然狀態(tài)下，能通過有性生殖繁殖后代，且后代也有繁殖能力B及時練習4．下列關于物種的敘述，正確的是()①不同種群的生物肯定不屬于同一個物種②具有一