【高中生物】2023-2024學(xué)年人教版 （2019）必修二 種群基因組成的變化與物種的形成 課件

第六章生物的進(jìn)化第3節(jié)

種群基因組成的變化與物種的形成性狀水平深入基因（分子）水平以生物個(gè)體為單位以種群為基本單位形成以自然選擇學(xué)說(shuō)為基礎(chǔ)的現(xiàn)代生物進(jìn)化理論研究生物的進(jìn)化，僅研究個(gè)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1、概念：生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個(gè)體的集合叫做種群。一片沼澤地中的全部麋鹿一片草地上的所有蒲公英一個(gè)朱鹮種群種群是生物進(jìn)化和繁殖的基本單位2、實(shí)質(zhì)：

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(guò)繁殖將各自的基因傳給后代。同一區(qū)域（區(qū)域可大可?。┩晃锓N的生物全部個(gè)體（可以交配）判斷下列是否屬于種群：（1）一個(gè)池塘中的全部魚(yú)（2）一個(gè)池塘中的全部鯉魚(yú)（3）兩個(gè)池塘內(nèi)的全部蛙（4）一片草地上的全部植物否是否否3、種群的三個(gè)要素一個(gè)種群中全部個(gè)體所含有的全部基因叫做這個(gè)種群的基因庫(kù)。。注意：一個(gè)種群對(duì)應(yīng)一個(gè)基因庫(kù)。1.種群基因庫(kù)：二、種群的基因庫(kù)及基因頻率基因頻率=某基因的數(shù)目

該對(duì)等位基因的總數(shù)×100%在一個(gè)種群基因庫(kù)中，某個(gè)基因占全部等位基因數(shù)的比值2.基因頻率例:下圖表示某個(gè)種群的基因型組成情況，A、a為一對(duì)等位基因。則該種群中a的基因頻率是A．0.11

B．0.4

C．0.5D．0.55D例1:如某昆蟲(chóng)種群中決定翅色為綠色的基因?yàn)锳，決定翅色為褐色的基因?yàn)閍，從種群中隨機(jī)抽出100個(gè)個(gè)體，測(cè)知基因型為AA、Aa和aa的個(gè)體分別是30、60和10個(gè)。那么A和a的基因頻率是多少?解:A基因的基因頻率為:a基因的基因頻率為：基因頻率=某基因的數(shù)目該等位基因的總數(shù)=40%A%=×100%2×AA＋Aa2(AA＋Aa＋aa)a%=×100%=60%2×aa＋Aa2(AA＋Aa＋aa)×100%純合子頻率+1/2雜合子頻率基因頻率

=例2:如某昆蟲(chóng)種群中決定翅色為綠色的基因?yàn)锳，決定翅色為褐色的基因?yàn)閍，如果基因型為AA的個(gè)體占30%。基因型為Aa的個(gè)體占60%，基因型為aa的個(gè)體占10%。那么A和a的基因頻率是多少?A基因的基因頻率為:

30%

+1/2×60%=60%

10%

+1/2×60%=40%A%=a%=a基因的基因頻率為：親代基因型的頻率AA(30%)Aa(60%)aa(10%)配子的比率A()A()a()a()子代基因型頻率AA()Aa()aa()子代基因頻率A()a()30%30%30%10%36%48%16%60%40%p+q=1(p+q)2=p2+2pq+q2=1AA=p2Aa=2pqaa=q2P表示基因A的頻率，q表示基因a的頻率1：在一個(gè)種群中隨機(jī)抽出100個(gè)個(gè)體，測(cè)知基因型為AA、Aa和aa的個(gè)體分別是40、50和10個(gè)。那么A和a的基因頻率是多少?（）A.60%、40%B.35%、65%C.65%、35%D.40%、60%C2：在一個(gè)種群中隨機(jī)抽出一定數(shù)量的個(gè)體，其中基因型為AA的個(gè)體占18%，Aa的個(gè)體占78%，aa的個(gè)體占4%。基因A和a的頻率分別是A.18%、82%B.36%、64%C.57%、43%D.92%、8%C5．假設(shè)某植物種群非常大,可以隨機(jī)交配,沒(méi)有遷入和遷出,基因不產(chǎn)生突變.抗病基因R對(duì)感病基因r為完全顯性.現(xiàn)種群中感病植株rr占1/9,抗病植株

RR和

Rr各占4/9,抗病植株可以正常開(kāi)花和結(jié)實(shí),而感病植株在開(kāi)花前全部死亡,則子一代中感病植株占（）A．1/9B．1/16C．1/25D．1/8B4、一個(gè)隨機(jī)交配的群體，某一對(duì)相對(duì)性狀中，顯性性狀表現(xiàn)型的頻率是0.19，則雜合子Aa的頻率是（）A0.1B.0.6C0.9D0.18D3:某工廠有男女職工各200人，對(duì)他們進(jìn)行調(diào)查時(shí)發(fā)現(xiàn)，女色盲5人，女性攜帶15人。男性色盲11人，求XB,Xb的頻率。解:×100%5×2＋15＋11200×2＋200Xb%==6%XB%=1—6%=94%第六章生物的進(jìn)化第3節(jié)

種群基因組成的變化與物種的形成第二課時(shí)深入基因（分子）水平以種群為基本單位現(xiàn)代生物進(jìn)化理論深入生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)：

種群基因頻率發(fā)生變化的過(guò)程。種群是生物進(jìn)化的基本單位達(dá)爾文明確指出：可遺傳變異為生物進(jìn)化提供原材料。可遺傳變異基因突變基因重組染色體變異突變種群基因頻率改變哪一種可遺傳變異會(huì)使種群的基因頻率發(fā)生變化？①

基因突變產(chǎn)生新的等位基因②

染色體數(shù)目變異③染色體結(jié)構(gòu)的缺失和重復(fù)（突變和基因重組）思考：種群基因頻率的改變是定向還是不定向的？甲種自然選擇甲種自然選擇乙種自然選擇各種類(lèi)型的變異（原材料）（第一次選擇）（第二次選擇）（第三次選擇）環(huán)境改變?nèi)?、自然選擇對(duì)種群基因頻率變化的影響工業(yè)革命前：淺色個(gè)體多工業(yè)革命后：黑色個(gè)體多ssSS、Ss工業(yè)革命后，環(huán)境被污染，黑色個(gè)體存活率增大。

探究自然選擇對(duì)種群基因頻率變化的影響1870年，樺尺蛾種群的基因型頻率為SS10%，Ss20%，ss70%，S基因的頻率為20%。樹(shù)干變黑后，假如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%。以后每年的基因型頻率各是多少?每年的基因頻率是多少?頻率第1年第2年第3年第4年……基因型頻率SS10%11.5%13.1%14.7%Ss20%22.9%26%29.2%ss70%65.6%60.9%56.1%基因頻率S20%23%26.1%29.3%s80%77%73.9%70.7%升高降低自然選擇使基因頻率定向改變。結(jié)論：自然選擇決定生物進(jìn)化的方向種群基因頻率發(fā)生定向改變具有有利變異的個(gè)體產(chǎn)生更多后代可遺傳變異自然選擇生物朝一定方向緩慢進(jìn)化（不定向）（定向）生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的定向改變。突變和基因重組為進(jìn)化提供原材料。自然選擇（定向）決定進(jìn)化的方向。探究抗生素對(duì)細(xì)菌的選擇作用1.用記號(hào)筆在培養(yǎng)皿的底部畫(huà)線，將培養(yǎng)基分為四個(gè)區(qū)，標(biāo)號(hào)實(shí)驗(yàn)步驟2.將細(xì)菌涂布在培養(yǎng)基平板上探究抗生素對(duì)細(xì)菌的選擇作用實(shí)驗(yàn)過(guò)程：3.①號(hào)區(qū)域的中央放置不含抗生素紙片和②③④號(hào)區(qū)域的中央分別放置含有抗生素的紙片4.將培養(yǎng)皿倒置于37℃的恒溫箱中培養(yǎng)12~16h~實(shí)驗(yàn)步驟探究抗生素對(duì)細(xì)菌的選擇作用實(shí)驗(yàn)過(guò)程：5.觀察并測(cè)量抑菌圈直徑,并取平均值6.從抑菌圈邊緣的菌落上挑取細(xì)菌培養(yǎng)，并重復(fù)以上步驟實(shí)驗(yàn)步驟探究抗生素對(duì)細(xì)菌的選擇作用①你的數(shù)據(jù)結(jié)果是否支持“耐藥菌是普遍存在的”這一說(shuō)法？支持。抑菌圈邊緣生長(zhǎng)的可能是耐藥菌。②在本實(shí)驗(yàn)條件下，耐藥菌所產(chǎn)生的變異是有利的還是有害的？在本實(shí)驗(yàn)條件下，一般來(lái)說(shuō)是有利的，有利于生物在特定環(huán)境中生存和繁殖的變異在此環(huán)境中就是有利變異。③濫用抗生素有什么后果？促進(jìn)耐藥菌的產(chǎn)生。結(jié)果分析抗生素對(duì)細(xì)菌有選擇作用，抗生素對(duì)細(xì)菌抑制作用越來(lái)越弱。抑菌圈直徑/cm第一代第二代第三代12.261.891.6222.411.911.6732.421.871.69平均值2.361.891.66組別實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論：探究抗生素對(duì)細(xì)菌的選擇作用課堂小結(jié)生物進(jìn)化的基本單位生物進(jìn)化的原材料決定生物進(jìn)化的方向生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)種群突變和基因重組自然選擇種群基因頻率的定向改變二、隔離與物種的形成情景視頻三：獅虎獸思考：獅虎獸的父母是同一物種嗎？什么是物種？

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，這種現(xiàn)象叫作生殖隔離。一、物種的概念和生殖隔離

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。2、生殖隔離：騾是不育的思考：全世界的人都是一個(gè)物種嗎？是，無(wú)論白人黑人黃種人結(jié)婚，都能產(chǎn)生具有生殖能力的后代。

雜交二倍體四倍體三倍體思考：二倍體西瓜和四倍體西瓜是不是一個(gè)物種？不是，因?yàn)楹蟠扼w西瓜不可育，存在生殖隔離。思考：三倍體西瓜是一個(gè)新物種嗎？三倍體是不可育的，因此三倍體西瓜不是一個(gè)新物種。思考：新物種是如何形成的呢？需要具備哪些條件？2、隔離在物種形成中的作用（1）隔離：不同群體間的個(gè)體，在自然條件下基因不能自由交流的現(xiàn)象。包括生殖隔離和地理隔離。（2）生殖隔離：（3）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。思考：地理隔離和生殖隔離之間有什么聯(lián)系呢？幾千年后，老鼠會(huì)合在一起時(shí)，還能發(fā)生交配嗎？說(shuō)明地理隔離可能導(dǎo)致生殖隔離。資料分析一資料分析二加拉帕戈斯群島的地雀1、

阻斷基因交流2、

為突變提供原材料3、

使種群的基因頻率發(fā)生改變4、差異變大，產(chǎn)生

，形成新物種。地理隔離突變和基因重組自然選擇生殖隔離

如果只通過(guò)地理隔離，2個(gè)種群的基因庫(kù)各自發(fā)展，互不影響，出現(xiàn)一定差異，但不會(huì)形成新的物種。生殖隔離是物種形成的必要條件。東北虎華南虎

不同物種間都存在著生殖隔離,物種的形成必須經(jīng)過(guò)生殖隔離，但生殖隔離不一定要經(jīng)過(guò)地理隔離。

多倍體的形成不需經(jīng)地理隔離?，F(xiàn)代進(jìn)化論解釋物種形成的基本環(huán)節(jié)1、突變和基因重組2、自然選擇3、隔離——提供進(jìn)化的原材料；——決定進(jìn)化的方向；——物種形成的必要條件1.16世紀(jì)末，明代張謙德在《朱砂魚(yú)譜》中總結(jié)金魚(yú)育種的經(jīng)驗(yàn)時(shí)說(shuō)：“蓄類(lèi)貴廣，而選擇貴精，須每年夏間市取數(shù)千頭，分?jǐn)?shù)缸飼養(yǎng)，逐日去其不佳者，百存一二，并作兩三缸蓄之，加意培養(yǎng)，自然奇品悉具。”其中“逐日去其不佳者”和“分?jǐn)?shù)缸飼養(yǎng)”的作用分別是（?????）?A.自然選擇，地理隔離????B.人工選擇，地理隔離?C.自然選擇，生殖隔離????D.人工選擇，生殖隔離?實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練

2.某種新藥問(wèn)世時(shí),可治療病毒性感冒,治療效果很好,幾年后療效降低。其根本原因可能是(

)。A.病毒接觸了藥物后,慢慢地產(chǎn)生了抗藥性B.病毒為了適應(yīng)環(huán)境,產(chǎn)生了抗藥性變異C.經(jīng)藥物的選擇,抗藥性個(gè)體逐漸增多,抗藥性不斷增強(qiáng)D.藥量用得過(guò)少,病毒產(chǎn)生了抗藥性變異3.下圖為某哺乳動(dòng)物種群因河道改變而發(fā)生的變化。下列與之相關(guān)的說(shuō)法,正確的是(

)。A.河道的改變使同一種群的生物變成了不同的物種B.河道的改變使兩個(gè)種群失去了基因交流的機(jī)會(huì)C.b種群和c種群基因頻率的不同僅與環(huán)境的變化有關(guān)D.地理隔離必然導(dǎo)致生殖隔離,生殖隔離必然源于地理隔離4．圖是某海島上蜥蜴形成新物種的過(guò)程，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是（）A．圖示是通過(guò)長(zhǎng)期地理隔離達(dá)到生殖隔離的過(guò)程B．島上蜥蜴產(chǎn)生了適應(yīng)環(huán)境的定向變異C．自然選擇過(guò)程中直接受選擇的是基因型D．蜥蜴新物種的形成不影響島上其他生物種群的進(jìn)化1、下列哪項(xiàng)對(duì)種群的基因頻率沒(méi)影響(

)A

自然選擇

B

基因突變

C

隨機(jī)交配D

染色體變異2、生態(tài)系統(tǒng)多樣性形成的原因可概括為(

)A基因突變和基因重組B自然選擇C協(xié)同進(jìn)化D地理隔離CC3．某種蘭花有細(xì)長(zhǎng)的花矩（如下圖），花矩頂端貯存著花蜜，這種蘭花的傳粉需借助