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 生物的進化課件(第1課時種群基因組成的變化) 02

第3節(jié)種群基因組成的變化與物種的形成第1課時種群基因組成的變化

課程標準要求核心素養(yǎng)對接學(xué)業(yè)質(zhì)量水平闡明具有優(yōu)勢性狀的個體在種群中所占的比例將會增加。1.生命觀念——認同種群是生物繁殖和進化的基本單位，理解基因頻率和基因型頻率的概念；基于分析和概括，理解突變和重組是不定向的，只能為進化提供原材料，而自然選擇是定向的，決定著生物進化的方向。水平二2.科學(xué)思維——利用數(shù)學(xué)方法，探討自然選擇會導(dǎo)致種群基因頻率發(fā)生定向改變。水平二3.社會責(zé)任——通過探究抗生素對細菌的選擇作用，理解耐藥菌的出現(xiàn)是可遺傳變異的結(jié)果，耐藥菌比例的增大是抗生素選擇的結(jié)果，初步建立合理使用抗生素的科學(xué)觀念。水平三種群和種群基因庫———————————————自主梳理———————————————同種全部個體繁殖基因全部個體基因全部等位基因數(shù)[典例1]

某種群中含有基因型為AA的個體300個，Aa的個體200個，aa的個體500個，則該種群中a的基因頻率為(

) A.40% B.60% C.50% D.70%

答案

B[對點練1]B/b是僅位于果蠅X染色體上的一對等位基因?，F(xiàn)有一果蠅種群，雌雄各1000只。其中，基因型為XBXB的果蠅200只，基因型為XbXb的果蠅300只，基因型為XBY的果蠅600只。該果蠅種群中b的基因頻率為(

) A.40% B.60% C.50% D.70%

解析雌果蠅中XBXB、XBXb和XbXb的數(shù)目分別為200、500和300只；而雄果蠅中XBY和XbY的數(shù)目分別為600只和400只，所以b的基因頻率＝(500＋300×2＋400)/(1000×2＋1000)×100%＝50%。

答案

C———————————————素養(yǎng)提升———————————————構(gòu)建種群基因組成變化的數(shù)學(xué)模型在某昆蟲種群中，決定翅色為綠色的基因為A，決定翅色為褐色的基因為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。假設(shè)該昆蟲種群非常大，所有的雌雄個體間都能自由交配并產(chǎn)生后代，沒有遷入和遷出，不同翅色的個體生存和繁殖的機會是均等的，基因A和a都不產(chǎn)生突變，據(jù)此內(nèi)容回答下列問題：(1)計算出親代種群中AA、Aa和aa三種基因型個體所占的比例(即AA、Aa和aa的基因型頻率)，填入下表相應(yīng)位置。(2)根據(jù)孟德爾的分離定律，計算出該親代種群產(chǎn)生的A配子的比例(即A的基因頻率)p和a配子的比例(即a的基因頻率)q，填入下表相應(yīng)位置。顯、隱性配子的比例就是顯隱性基因的基因頻率(3)計算出親代種群雌雄個體隨機交配所產(chǎn)生的子一代的基因型頻率和基因頻率，填入下表相應(yīng)位置。(4)求出子一代自由交配所產(chǎn)生的子二代的基因型頻率和基因頻率，填入下表相應(yīng)位置。(5)求出子二代自由交配所產(chǎn)生的子三代的基因型頻率和基因頻率，填入下表相應(yīng)位置?；蛐皖l率＝該基因型個體數(shù)/該種群個體總數(shù)×100%由表可知，子二代、子三代以及以后若干代，種群的基因頻率和基因型頻率都與

(填“親代”或“子一代”)一樣。

基因型頻率基因頻率AAAaaaA(p)a(q)親代______________________________子一代______________________________子二代______________________________子三代______________________________30%60%10%60%40%36%48%16%60%40%36%48%16%60%40%36%48%16%60%40%子一代[典例2]

(2019·諸暨中學(xué)期中)在一個隨機交配的中等大小的種群中，經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)控制某性狀的基因型只有兩種：AA基因型的百分比為20%，Aa基因型的百分比為80%，aa基因型(致死型)的百分比為0，那么隨機交配繁殖一代后，AA基因型的個體占(

) A.1/4 B.1/5 C.3/7 D.11/21解析已知某種群控制某性狀的基因型只有兩種：AA基因型的頻率為20%，Aa基因型的頻率為80%，aa基因型(致死型)的頻率為0，則A的基因頻率＝20%＋1/2×80%＝60%，a的基因頻率＝1/2×80%＝40%，根據(jù)遺傳平衡定律，其隨機交配繁殖一代后，AA基因型頻率＝60%×60%＝36%，Aa的基因型頻率＝2×60%×40%＝48%，aa的基因型頻率＝40%×40%＝16%，其中aa為致死型，因此AA基因型的個體占36/(36＋48)＝3/7，C正確。答案

C[對點練2]

(2019·湖北部分重點中學(xué)期末)在一個隨機交配的種群中，調(diào)查發(fā)現(xiàn)AA占20%，Aa占40%，aa占40%，在某種條件發(fā)生變化的情況下，顯性個體每年遞增10%，隱性個體每年遞減10%，則一年后A基因的頻率約為(

) A.43.1% B.40% C.36.7% D.44%

解析設(shè)群體中有100個個體，則調(diào)查時AA為20個，Aa為40個，aa為40個。由題干信息可知，顯性個體每年遞增10%，隱性個體每年遞減10%，則一年后AA為22個，Aa為44個，aa為36個。則此時A的基因頻率為(22×2)＋44/[(22＋44＋36)×2]＝88/204≈43.1%，故選A。

答案

A聯(lián)想質(zhì)疑【易錯提示】(1)一個種群包括該區(qū)域內(nèi)該種生物的所有屬性(所有性別、所有年齡等等)的全部個體；(2)常染色體上A的基因頻率計算公式為(AA個體數(shù)×2＋Aa個體數(shù))/(種群個體總數(shù)×2)×100%，a的基因頻率計算公式為(aa個體數(shù)×2＋Aa個體數(shù))/(種群個體總數(shù)×2)×100%；(3)X染色體上b的基因頻率計算公式為：(XbXb個體數(shù)×2＋XBXb個體數(shù)＋XbY個體數(shù))/(雌性個體總數(shù)×2＋雄性個體總數(shù))×100%；X染色體上B的基因頻率計算公式為：(XBXB個體數(shù)×2＋XBXb個體數(shù)＋XBY個體數(shù))/(雌性個體總數(shù)×2＋雄性個體總數(shù))×100%?！就卣埂窟z傳平衡定律(哈迪—溫伯格定律)(1)使用條件：①種群非常大；②所有的雌雄個體間都能自由交配并產(chǎn)生后代；③沒有遷入和遷出；④不同表型的個體生存和繁殖的機會是均等的；⑤基因A及其等位基因a都不產(chǎn)生突變。(2)實質(zhì)與性質(zhì)：同時滿足上述5個條件的種群，處于遺傳平衡狀態(tài)，其種群基因頻率和基因型頻率將世代保持不變。(3)數(shù)學(xué)表達式：若A的基因頻率為p，a的基因頻率為q，且p＋q＝1；則AA的基因型頻率＝p2，aa的基因型頻率＝q2，Aa的基因型頻率＝2pq，且p2＋2pq＋q2＝1?！痉椒w納】———————————————自主梳理———————————————1.基因突變使種群基因頻率發(fā)生變化的原因

基因突變產(chǎn)生新的

，這就可以使種群的基因頻率發(fā)生變化。種群基因頻率的變化及自然選擇對種群基因頻率變化的影響等位基因2.可遺傳的變異提供了生物進化的原材料染色體變異隨機性不定向性3.探究自然選擇對種群基因頻率變化的影響 (1)提出問題：

？ (2)作出假設(shè)：

。 (3)實驗思路與結(jié)果：1870年，樺尺蛾種群的基因型頻率為SS為10%，Ss為20%，ss為70%，S基因的頻率為20%。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蛾的生存，使得種群中淺色(ss)個體每年減少10%，黑色(SS和Ss)個體每年增加10%。完成下列表格：(注意：不同年份該種群的個體總數(shù)可能有所變化)如何解釋樺尺蛾種群中s基因的頻率越來越低的現(xiàn)象自然選擇使樺尺蛾種群的基因頻率發(fā)生定向改變

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%____________……13%14.6%26%29.2%61%56.2%26%29.2%74%70.8%將環(huán)境的作用的大小進行調(diào)整，比如將淺色個體每年減少的數(shù)量百分比調(diào)高點，重新進行相關(guān)計算，得出結(jié)果。(4)分析結(jié)果，得出結(jié)論：自然選擇可以

種群的基因頻率，且環(huán)境的選擇作用越大，改變的幅度也越

。定向改變大4.自然選擇使種群的基因頻率發(fā)生定向改變多提高下降定向改變[典例3]

(2019·通州區(qū)期末)家蠅對擬除蟲菊酯類殺蟲劑產(chǎn)生抗性，原因是神經(jīng)細胞膜上某通道蛋白中的一個亮氨酸替換為苯丙氨酸。如表是對某市不同地區(qū)家蠅種群對該殺蟲劑的敏感性和抗性基因型頻率調(diào)查分析的結(jié)果。下列敘述正確的是(

)家蠅種群來源敏感型純合子/%抗性雜合子/%抗性純合子/%甲地區(qū)78202乙地區(qū)64324丙地區(qū)84151A.甲地區(qū)家蠅種群中抗性基因頻率為22%B.乙地區(qū)抗性基因頻率相對較高是殺蟲劑選擇的結(jié)果C.目前在三地區(qū)使用擬除蟲菊酯類殺蟲劑效果最不明顯的應(yīng)該是丙D.上述通道蛋白中氨基酸改變的根本原因是在基因表達過程中出現(xiàn)了差錯解析由表格信息可知，甲地區(qū)抗性純合子的基因型頻率是2%，抗性雜合子基因型頻率是20%，則抗性基因頻率是2%＋20%÷2＝12%，A錯誤；乙地區(qū)抗性基因頻率相對較高是殺蟲劑選擇的結(jié)果，B正確；由表格信息可知，目前在三地區(qū)使用擬除蟲菊酯類殺蟲劑效果最不明顯的應(yīng)該是乙，C錯誤；通道蛋白中氨基酸改變的根本原因可能是基因堿基替換的結(jié)果，D錯誤。答案

B[對點練3]

(2019·寶雞中學(xué)月考)在某一種群中，AA、Aa、aa的基因型頻率相等，當(dāng)自然選擇分別對隱性基因或顯性基因不利時，對應(yīng)的有利基因的基因頻率就會上升，但其上升的幅度不同，如圖所示。下列有關(guān)敘述錯誤的是(

)A.自然選擇過程中，直接受選擇的是表現(xiàn)型，進而導(dǎo)致基因頻率的改變B.在甲選擇條件下，顯性基因的頻率可以降為零C.乙為自然選擇對隱性基因不利時的曲線D.該種群基因頻率的變化只與環(huán)境的選擇作用有關(guān)解析自然選擇過程中，直接受選擇的是表現(xiàn)型而不是基因型，進而導(dǎo)致基因頻率的改變，A正確；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，種群相應(yīng)的基因頻率會不斷提高，因此一般來說頻率高的基因控制后代的性狀會更適應(yīng)環(huán)境，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。在持續(xù)選擇的條件下，控制不利變異的基因頻率有可能降至為0，B正確；當(dāng)自然選擇對隱性基因不利時，aa個體的生存能力低，AA、Aa生存能力高，A基因頻率增加的速率較慢，因此乙曲線可以表示當(dāng)自然選擇對隱性基因不利時顯性基因頻率變化曲線，C正確；種群基因頻率的變化與突變和基因重組、遷入與遷出和環(huán)境的選擇等多種因素有關(guān)，D錯誤。答案

D聯(lián)想質(zhì)疑【易錯提示】(1)突變的有害和有利不是絕對的，取決于生物的生存環(huán)境；(2)染色體片段的缺失、重復(fù)和染色體數(shù)目變異能造成基因數(shù)目的變化，所以能引起種群基因頻率的變化；而染色體片段的易位和倒位只改變了基因在染色體上的排列順序，不改變基因的種類和比例，所以不會直接引起基因頻率的變化?！锕I(yè)化初期的樺尺蛾種群★工業(yè)化中后期的樺尺蛾種群【歸納總結(jié)】自然選擇決定生物進化方向的原理【易錯提示】(1)變異是不定向的，不能決定生物進化的方向，只能為生物進化提供原材料。自然選擇是定向的，決定著生物進化的方向。(2)自然選擇直接作用于生物的表現(xiàn)型而不是基因型，最終使種群的基因頻率發(fā)生定向改變。1.實驗原理一般情況下，一定濃度的

能殺死細菌，但變異的細菌可能產(chǎn)生

。在實驗室連續(xù)培養(yǎng)細菌時，如果向培養(yǎng)基中添加

，

有可能存活下來。探究抗生素對細菌的選擇作用———————————————自主梳理———————————————抗生素耐藥性抗生素耐藥菌2.實驗步驟步驟1分組、編號、做標記用記號筆在培養(yǎng)皿的______畫兩條相互______的直線，將培養(yǎng)皿分為4個區(qū)域，分別標記為①～④步驟2接種取少量細菌的培養(yǎng)液，用________________(或無菌棉簽)均勻地涂抹在____________上步驟3自變量控制用無菌的鑷子先夾取1張__________的紙片放在的中央，再分別夾取1張________紙片放在的中央，蓋上皿蓋對照組①號區(qū)域②～④號區(qū)域?qū)嶒灲M底部垂直無菌的涂布器培養(yǎng)基平板不含抗生素抗生素步驟4培養(yǎng)將培養(yǎng)皿倒置于37℃的恒溫箱中培養(yǎng)12～16h步驟5因變量觀測觀察培養(yǎng)基上紙片附近是否出現(xiàn)________，并測量、記錄________的直徑，并取平均值步驟6重復(fù)實驗從__________的菌落上挑出細菌，接種到已滅菌的_______________中培養(yǎng)，重復(fù)步驟2～5。如此重復(fù)幾代，記錄每一代培養(yǎng)物抑菌圈的直徑抑菌圈抑菌圈抑菌圈邊緣液體培養(yǎng)基3.實驗結(jié)果

與區(qū)域①相比，區(qū)域②③④紙片周圍會出現(xiàn)抑菌圈；②③④區(qū)域抑菌圈的平均直徑逐代越來越

。4.實驗結(jié)論 ①細菌耐藥性的出現(xiàn)是發(fā)生了

；②抗生素的選擇作用導(dǎo)致了耐藥菌比例的逐漸

。小可遺傳的變異升高(1)細菌耐藥性變異的產(chǎn)生與抗生素有關(guān)嗎？為什么？提示無關(guān)。因為抗生素并非誘變因子。(2)細菌產(chǎn)生耐藥性變異的過程是定向的嗎？為什么？提示不是。因為細菌產(chǎn)生耐藥性變異的過程屬于基因突變，而基因突變具有不定向性。(3)為什么培養(yǎng)基中抗生素濾紙片周圍會出現(xiàn)抑菌圈？提示因為濾紙片上的抗生素殺死了其周圍的細菌，使其不能形成菌落而出現(xiàn)抑菌圈。(4)抗生素濾紙片周圍的抑菌圈的直徑為什么會逐代變小？提示因為經(jīng)過抗生素的持續(xù)多代篩選，細菌的耐藥性越來越強。[典例4]

(2019·遵義市期末)長期使用抗生素治病，會出現(xiàn)一些抗藥性強的細菌，使抗生素的藥效降低。原因是(

)A.長期使用使細菌不得不適應(yīng)抗生素B.抗生素的使用導(dǎo)致細菌發(fā)生了基因突變C.抗生素對細菌的不定向變異進行了定向選擇D.細菌為了適應(yīng)抗生素而產(chǎn)生了定向變異解析長期使用抗生素治病，由于抗生素對細菌有選擇作用，淘汰了沒有抗藥性的細菌和抗藥性低的細菌，能生存下來的細菌都具有較強的抗藥性，所以出現(xiàn)抗藥性強的細菌，使抗生素藥效降低，而不是細菌對抗生素產(chǎn)生了適應(yīng)性，A錯誤；細菌發(fā)生基因突變與抗生素的使用無關(guān)，B錯誤；抗生素對細菌的不定向變異進行了定向選擇，使一些抗藥性強的細菌生存下來，C正確；生物的變異是不定向的，D錯誤。答案

C[對點練4]

(2019·遼陽期末)濫用抗生素往往會導(dǎo)致細菌產(chǎn)生耐藥性，下列敘述錯誤的是(

) A.種群是細菌進化的基本單位 B.細菌的抗藥性變異來源于細菌的基因突變 C.抗生素的定向選擇使細菌的抗藥基因頻率增大 D.細菌的定向變異決定細菌的進化方向

解析種群是生物進化的基本單位，A正確；細菌沒有染色體，不能進行有性生殖，其抗藥性變異來源于細菌的基因突變，B正確；抗生素對細菌種群中存在的不定向變異進行了定向的選擇，使細菌的抗藥基因頻率增大，C正確；變異是不定向的，自然選擇決定生物的進化方向，D錯誤。

答案

D聯(lián)想質(zhì)疑★細菌耐藥性的產(chǎn)生機制★濫用抗生素，增強細菌的抗性課堂小結(jié)不定向非隨機定向第3節(jié)種群基因組成的變化與物種的形成第2課時隔離在物種形成中的作用

課程標準要求核心素養(yǎng)對接學(xué)業(yè)質(zhì)量水平闡述變異、選擇和隔離可導(dǎo)致新物種形成。1.生命觀念——理解隔離的定義、類型，闡明隔離在物種形成中的作用。水平二2.科學(xué)思維——運用歸納與綜合的思維方法，概括出物種形成的兩種過程的概念模型。水平二物種和隔離———————————————自主梳理———————————————1.物種的概念能夠在自然狀態(tài)下

并且產(chǎn)生

的一群生物。相互交配可育后代2.隔離不同物種相互交配可育的后代同一種生物基因交流[典例1]

(2019·石嘴山三中期中)下列關(guān)于物種和隔離的敘述，錯誤的是(

)A.物種是生物分類的基本單位B.二倍體西瓜與四倍體西瓜屬于同一物種C.不同的物種之間必然存在著生殖隔離D.雖然馬和驢交配能產(chǎn)生騾，但其屬于不同物種解析二倍體西瓜與四倍體西瓜之間存在著生殖隔離，屬于不同的物種，B錯誤。答案

B[對點練1]

下列關(guān)于物種和隔離的敘述，錯誤的是(

)A.種群基因庫的差異是產(chǎn)生生殖隔離的根本原因B.隔離阻止了種群間的基因交流C.不同的物種之間必然存在著生殖隔離D.對所有物種來說，地理隔離必然導(dǎo)致生殖隔離解析地理隔離是一個量變的過程，只有足夠長時間后才能產(chǎn)生生殖隔離，D錯誤。答案

D聯(lián)想質(zhì)疑★騾子為異源二倍體，兩個染色體組分別來自馬和驢，無同源染色體，不能進行減數(shù)分裂產(chǎn)生配子，無法通過有性生殖產(chǎn)生后代?！灾魇崂怼?.新物種形成的過程隔離在物種形成中的作用突變基因重組食物棲息條件基因頻率基因庫生殖隔離2.結(jié)論：隔離是物種形成的

條件。(1)四倍體西瓜是一個獨立的新物種嗎？為什么？提示是。因為四倍體西瓜之間可以自由交配，并能產(chǎn)生可育后代。(2)四倍體西瓜形成過程中，有沒有經(jīng)過地理隔離？提示沒有。(3)三倍體西瓜是不是一個獨立的新物種，為什么？提示不是。因為三倍體減數(shù)分裂時會聯(lián)會紊亂，無法產(chǎn)生正常的有性生殖細胞，因此無法自由交配并產(chǎn)生可育后代。必要[典例2]

(2019·蚌埠二中期中)某大峽谷中的松鼠被一條河流分隔成兩個種群，一萬年后，兩個種群已經(jīng)發(fā)生明顯的分化。經(jīng)過長期演化兩個種群可能形成兩個物種，下列說法錯誤的是(

)A.物種的形成必須通過a才能最終達到cB.b表示自然選擇過程C.①②③④⑤⑥為生物進化提供原材料D.c表示生殖隔離解析圖中a表示地理隔離，c表示生殖隔離，地球上新物種的形成往往要先經(jīng)歷地理隔離，最終達到生殖隔離，但并不都是這樣，如二倍體西瓜經(jīng)秋水仙素處理形成四倍體西瓜，A錯誤；圖中b表示自然選擇過程，決定了生物進化的方向，