人教版高中生物必修二 種群基因組成的變化與物種的形成 生物的進(jìn)化教學(xué)課件(第1課時(shí))

第3節(jié)種群基因組成的變化與物種的形成第1課時(shí)2021-2022學(xué)年人教版高中生物必修2第6章

問題探討：先有雞還是先有蛋？你更認(rèn)同甲同學(xué)的觀點(diǎn)還是乙同學(xué)的觀點(diǎn)，為什么？導(dǎo)入某地區(qū)生活一種甲蟲，該群甲蟲體色均為綠色，偶然出現(xiàn)了一只褐色甲蟲。假設(shè)，褐色甲蟲在繁殖季更不易被天敵發(fā)現(xiàn)。問題1：能否說明該甲蟲種群進(jìn)化了？問題2：怎樣才能表明該甲蟲種群進(jìn)化了？問題3：怎樣才能讓甲蟲的褐色基因傳遞下去？問題4：生物進(jìn)化研究的單位應(yīng)該是什么？一、種群和種群基因庫生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個(gè)體的集合叫作種群。種群中的個(gè)體并不是機(jī)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。在自然界中，種群是生物繁殖、進(jìn)化的基本單位。一、種群和種群基因庫練一練（1）一個(gè)池塘中的全部鯉魚；（2）一個(gè)池塘中的全部魚；（3）一片草地上的全部植物；（4）一片草地上的全部蒲公英。一、種群和種群基因庫aaaaAAAAAAAAAaAaAaAa種群的基因庫一個(gè)種群中全部個(gè)體所含有的全部基因叫這個(gè)種群的基因庫。種群的基因頻率在一個(gè)種群基因庫中，某基因占該基因全部等位基因的比率叫作基因頻率。一、種群和種群基因庫隨機(jī)調(diào)查發(fā)現(xiàn)該甲蟲種群某樣本中AA、Aa、aa個(gè)體分別有30、60、10只,那么A、a的基因頻率是多少？若AA、Aa、aa個(gè)體的基因型頻率分別是30%、60%、10%，那么A、a的基因頻率是多少？算一算一、種群和種群基因庫

假設(shè)上述甲蟲種群非常大，所有的雌雄個(gè)體間都能自由交配并產(chǎn)生后代，沒有遷入和遷出，自然選擇對翅色這一相對性狀沒有作用，基因A和a都不產(chǎn)生突變，根據(jù)孟德爾的分離定律計(jì)算完成下面的表格：（1）該種群產(chǎn)生的A、a配子的比率各是多少？（2）子代基因型的頻率各是多少？（3）子代種群的基因頻率各是多少？（4）將計(jì)算結(jié)果填入表格，想一想，子二代、子三代，種群的基因頻率會(huì)變化嗎？（5）能得出什么結(jié)論？親代基因型的頻率AA(30%)Aa(60%)aa(10%)配子的比率A()A()a()a()A()a()子代基因型的頻率AA()Aa()aa()子代種群的基因頻率A()a（

）二、用數(shù)學(xué)方法統(tǒng)計(jì)基因頻率的變化若種群中一等位基因?yàn)锳和a，設(shè)A的基因頻率=p，a的基因頻率=q，AA的基因型頻率為p2，aa的基因型頻率為q2；雜合子Aa的基因型頻率為2pq。若滿足遺傳平衡，則（p+q）2=p2+2pq+q2=1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。二、用數(shù)學(xué)方法統(tǒng)計(jì)基因頻率的變化若滿足遺傳平衡，需的條件有哪些？1.種群非常大；2.所有的雌雄個(gè)體間都能自由交配并產(chǎn)生后代；3.沒有遷入和遷出；4.自然選擇對翅色這一相對性狀沒有作用；5.基因不產(chǎn)生突變?，F(xiàn)實(shí)條件下，難以滿足，所以，種群的基因頻率總是要發(fā)生變化的。二、用數(shù)學(xué)方法統(tǒng)計(jì)基因頻率的變化問題探討：先有雞還是先有蛋？二、用數(shù)學(xué)方法統(tǒng)計(jì)基因頻率的變化實(shí)際應(yīng)用苯丙酮尿癥是一種位于常染色體上的隱性遺傳病。某地?fù)?jù)調(diào)查該病的發(fā)病率大約在1/10000。1.該地區(qū)苯丙酮尿癥基因的頻率是多少？2.該地人群中苯丙酮尿癥雜合子的頻率是多少？3．某表現(xiàn)正常的女子有一個(gè)患有苯丙酮尿癥的弟弟，該女子和人群中表現(xiàn)正常的男性結(jié)婚，后代患病的概率是多少？三、遺傳平衡的應(yīng)用總結(jié)種群基因組成的變化種群是進(jìn)化的基本單位種群基因庫基因頻率（p+q）2=p2+2pq+q2=1數(shù)學(xué)建模的思想遺傳平衡謝謝看觀謝謝看觀謝謝看觀第3節(jié)種群基因組成的變化與物種的形成第2課時(shí)2021-2022學(xué)年人教版高中生物必修2第6章

在一個(gè)極大的隨機(jī)交配的種群中，在沒有突變、選擇和遷移的條件下，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。在自然條件下很難發(fā)生，原因是什么？哪些會(huì)影響種群基因頻率的變化？導(dǎo)入可遺傳變異的來源有哪些？1.基因突變；2.基因重組；3.染色體變異。其中基因突變和染色體變異可以統(tǒng)稱為突變。一、種群基因頻率的變化疑問一：生物自發(fā)突變的頻率很低，能為自然選擇提供原材料嗎？算一算：果蠅1組染色體上約有1.3×104個(gè)基因，假定每個(gè)基因的突變頻率均為10-5，對于一個(gè)數(shù)量為108個(gè)個(gè)體的中等大小的果蠅種群來說，每一代出現(xiàn)的基因突變數(shù)是多少？答案：2×1.3×104×10-5×108=2.6×107（個(gè)）?。。∫?、種群基因頻率的變化疑問二：突變大多是有害，為什么可以作為進(jìn)化的原材料呢？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(shí)會(huì)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(fēng)的海島上，這類昆蟲卻因?yàn)椴荒茱w行而避免了被海風(fēng)吹到海里淹死。一、種群基因頻率的變化探究自然選擇對種群基因頻率變化的影響資料1.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(dòng)，白天棲息在樹干上。雜交實(shí)驗(yàn)表明，樺尺蛾的體色受益對等位基因S和s控制。黑色（S）對淺色（s）是顯性的?？茖W(xué)家調(diào)查這對等位基因的基因頻率變化如下表。英國曼徹斯特地區(qū)樺尺蛾體色黑色（S）基因頻率樺尺蛾體色灰色（s）基因頻率19世紀(jì)中葉以前5%95%20世紀(jì)中葉95%5%2.19世紀(jì)時(shí)，曼徹斯特地區(qū)的樹干上長滿了地衣。后來，隨著工業(yè)的發(fā)展，工廠排出的煤煙使地衣不能生存，結(jié)果樹皮裸露并被熏成黑褐色。探究自然選擇對種群基因頻率變化的影響【提出問題、作出假設(shè)】請大家根據(jù)資料1和2提出探究問題，并作出假設(shè)。探究自然選擇對種群基因頻率變化的影響【制訂探究思路】假如1870年，樺尺蛾種群的基因型頻率如下：SS10%，Ss20%，ss70%。在樹干變黑的環(huán)境條件下，假設(shè)樹干變黑不利于淺色樺尺蛾的生存，使得種群中淺色個(gè)體每年減少10%，黑色個(gè)體每年增加10%。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)表格，討論形成合理的探究方案。第1年第2年第3年第4年……基因型頻率SS10%Ss20%ss70%基因頻率Ss探究自然選擇對種群基因頻率變化的影響探究自然選擇對種群基因頻率變化的影響【實(shí)施探究方案】通過第一年的數(shù)據(jù)，根據(jù)每年淺色個(gè)體和黑色個(gè)體變化的數(shù)據(jù)，討論出計(jì)算第二年、第三年、第四年的相關(guān)數(shù)據(jù)的方法。分組計(jì)算第二年至第四年的數(shù)據(jù)，匯總數(shù)據(jù)，將結(jié)果填入表格。第1年第2年第3年第4年……基因型頻率AA10%11.5%Aa20%22.9%aa70%65.6%基因頻率A20%23%a80%77%70.7%26%29.3%14.6%56.1%60.9%26.1%73.9%29.3%13.1%升高降低【分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出結(jié)論】結(jié)論：自然選擇使得種群的基因頻率發(fā)生定向改變。結(jié)果：通過觀察第二年至第四年的S基因頻率和s基因頻率的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)S基因頻率越來越高，而s基因頻率越來越低。探究自然選擇對種群基因頻率變化的影響年份2005200620072008住院患者該類抗生素的人均使用量/g

0.0740.12

0.14

0.19

某種細(xì)菌對該類抗生素的耐藥率/%

2.66.11

10.9

25.5耐藥菌耐藥率變化的討論下表為2005～2008年，該類抗生素在某醫(yī)院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(xì)菌對該類抗生素的耐藥率的變化。（1）這種細(xì)菌耐藥率的變化與抗生素的使用量之間是否存在關(guān)聯(lián)?依據(jù)是什么?（2）試從進(jìn)化的角度解釋耐藥率升高的原因。（3）我國衛(wèi)生部門建立了全國抗菌藥物臨床應(yīng)用監(jiān)測網(wǎng)和細(xì)菌耐藥監(jiān)測網(wǎng)，建立細(xì)菌耐藥預(yù)警機(jī)制。例如,當(dāng)某抗菌藥物的主要