6.3種群基因組成的變化與物種的形成課件高一下學(xué)期生物人教版必修2(3)2

問(wèn)題探討（P110)先有雞還是先有蛋？

甲同學(xué)說(shuō)：當(dāng)然是先有雞蛋了，因?yàn)橹挥猩臣?xì)胞產(chǎn)生的基因突變才能遺傳給后代，體細(xì)胞即使發(fā)生了基因突變，也不影響后代的性狀。

乙同學(xué)說(shuō)：不對(duì)，人們?cè)陴B(yǎng)雞過(guò)程中，是根據(jù)雞的性狀來(lái)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。討論

你同意哪位同學(xué)的觀點(diǎn)？你的答案和理由是什么？

第6章第3節(jié)

種群基因組成的變化與物種的形成這兩種觀點(diǎn)都有一定的道理，但都不全面，因?yàn)樗麄兒鲆暳穗u和蛋在基因組成上的一致性，也忽視了生物的進(jìn)化是以種群為單位而不是以個(gè)體為單位這一重要觀點(diǎn)。生物進(jìn)化的過(guò)程是種群基因庫(kù)在環(huán)境的選擇作用下定向改變的過(guò)程，以新種群與祖先種群形成生殖隔離為標(biāo)志，并不是在某一時(shí)刻突然有一個(gè)個(gè)體或生殖細(xì)胞成為一個(gè)新物種。一、種群基因組成的變化（一）、種群和種群基因庫(kù)1.種群的概念：P110生活在一定區(qū)域的同種生物全部個(gè)體的集合。一片樹林中的全部獼猴是一個(gè)種群一片草地上的所有蒲公英是一個(gè)種群注意：種群中的個(gè)體并不是機(jī)械地集合在一起。一個(gè)種群其實(shí)就是一個(gè)繁殖單位，雌雄個(gè)體可以通過(guò)繁殖將各自的基因遺傳給后代。課后分層檢測(cè)案19:P60種群基因組成的變化

〔合格考全員做〕（學(xué)業(yè)水平一、二）1.下列屬于種群的是（）A.一塊水田里的全部水草

B.一塊棉田里的全部蚜蟲

C.一塊朽木上的全部真菌D.一個(gè)池塘中的全部魚B一、種群基因組成的變化（一）、種群和種群基因庫(kù)2.基因庫(kù)的概念：P111一個(gè)種群中全部個(gè)體所含有的全部基因。3.基因頻率（1）概念：P111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。基因頻率=某種基因的數(shù)目控制同種性狀的等位基因的總數(shù)×100%________________________________注意區(qū)分：基因型頻率:P111某基因型個(gè)體數(shù)占群體內(nèi)全部個(gè)體數(shù)的比值?；蛐皖l率=該基因型個(gè)體數(shù)該種群個(gè)體總數(shù)×100%____________________________例如：在某昆蟲種群中，決定翅色為綠色的基因是A，褐色的基因是a，從這個(gè)種群中隨機(jī)抽取100個(gè)個(gè)體，測(cè)得基因型為AA、Aa和aa的個(gè)體分別是30、60和10個(gè)。3.基因頻率（2）計(jì)算例題：P111A基因的數(shù)量：2×30+60=120個(gè)a基因的數(shù)量：2×10+60=80個(gè)A基因的頻率：120÷200=60%a基因的頻率：80÷200=40%（注意：基因位于常染色體上，每1個(gè)個(gè)體含2個(gè)基因）學(xué)業(yè)水平測(cè)試:P104頁(yè)

模擬測(cè)試2.某昆蟲種群中隨機(jī)抽取500只個(gè)體，若基因型為AA、Aa、aa的比例分別為40%，50%和10%。則A、a的基因頻率分別是（）A.65%、35%B.62%、38%

C.80%、20%D.40%、60%A500只個(gè)體,AA、Aa、aa個(gè)體分別是200、250和50個(gè)，則A基因的數(shù)量=2×200+250=650個(gè)；a基因的數(shù)量=2×50+250=350個(gè)。A基因的頻率：650÷1000=65%；a基因的頻率：350÷1000=35%思考·討論P(yáng)111用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的變化1.假設(shè)上述昆蟲種群非常大，所有的雌雄個(gè)體間都能自由交配并產(chǎn)生后代，沒(méi)有遷入和遷出，不同翅色的個(gè)體生存和繁殖的機(jī)會(huì)是均等的，基因A和a都不產(chǎn)生突變,根據(jù)孟德?tīng)柕姆蛛x定律計(jì)算：(1)該種群產(chǎn)生的A配子和a配子的比率是多少(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)果填入右表，想一想，子二代、子三代以及若干代以后，種群基因頻率是否不變親代基因型的比值A(chǔ)A（30%）Aa（60%）aa（10%）配子的比值A(chǔ)（）A（）a（）a（）子代基因型頻率AA（）Aa（）aa（）子代基因型頻率A（）a（）30%36%60%30%30%10%48%16%40%A配子占60%，a配子占40%。AA占36%，Aa占48%，aa占16%。A占60%，a占40%。不變。結(jié)論：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(méi)有遷入和遷出；④不同翅色的個(gè)體生存和繁殖的機(jī)會(huì)是均等的，即自然選擇對(duì)性狀沒(méi)有作用；⑤基因A和a都不產(chǎn)生突變,如果滿足以上5個(gè)條件，基因頻率就可以代代保持穩(wěn)定不變，這就是哈代---溫伯格平衡，也稱為遺傳平衡定律。思考·討論P(yáng)111用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的變化2、上述計(jì)算結(jié)果是建立在5個(gè)假設(shè)條件基礎(chǔ)上的。對(duì)自然界的種群來(lái)說(shuō)，這5個(gè)條件都成立嗎？你能舉出哪些實(shí)例？3、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(huì)發(fā)生變化嗎？基因A2的頻率可能會(huì)怎樣變化？這5個(gè)條件不可能同時(shí)成立;例如，翅色與環(huán)境色彩較一致的，被天敵發(fā)現(xiàn)的機(jī)會(huì)就少些。突變產(chǎn)生的新基因會(huì)使種群的基因頻率發(fā)生變化。基因A2的頻率是上升還是下降，要看這一突變對(duì)生物體是有益的還是有害的。學(xué)業(yè)水平測(cè)試:P104頁(yè)

模擬測(cè)試1.假設(shè)某昆蟲種群非常大，對(duì)該種群基因頻率沒(méi)有影響的是（）A.自然選擇

B.遷入或遷出

C.隨機(jī)交配D.基因突變C影響種群基因頻率變化的因素有：自然選擇、遷入和遷出、突變（包括基因突變和染色體變異）、遺傳漂變（是小的群體中，由于自然災(zāi)害或種群遷移等原因，不同基因型個(gè)體生育的子代個(gè)體數(shù)有所變動(dòng)而導(dǎo)致基因頻率的隨機(jī)波動(dòng)）等。總結(jié)：種群基因頻率和基因型頻率的相關(guān)計(jì)算1.通過(guò)基因型頻率計(jì)算基因頻率①在種群中,一對(duì)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(gè)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。2.用哈代-溫伯格平衡（遺傳平衡定律）計(jì)算基因頻率和基因型頻率在一個(gè)有性生殖的自然種群中，當(dāng)?shù)任换蛑挥幸粚?duì)（Aa）時(shí)，設(shè)A基因的頻率=p，a基因的頻率=q，則有p+q=1,那么(p+q)2=p2+2pq+q2=1，因此：AA基因型的頻率=p2，Aa基因型的頻率=2pq，aa基因型的頻率=q2。那么，當(dāng)基因只位于X染色體上時(shí)又如何計(jì)算呢？課后分層檢測(cè)案19:P60種群基因組成的變化

〔合格考全員做〕（學(xué)業(yè)水平一、二）7.調(diào)查某校學(xué)生中某種性狀的各種基因型及比例如表所示，則該校學(xué)生中XB和Xb的基因頻率分別是（）A.88%、12%B.76%、24%

C.85.2%、14.8%D.12%、88%C基因型XBXBXBXbXbXbXBYXbY比例（%）41201362假設(shè)調(diào)查的學(xué)生人數(shù)為100人，則XB基因=〔（41×2+20+36）÷（40+20+1×2+36+2）〕×100%；Xb基因=〔（20+1×2+2）÷（40+20+1×2+36+2）〕×100%，或Xb基因==1-XB基因頻率。（1）X染色體基因頻率的計(jì)算XBXb基因型=XBXb的總數(shù)個(gè)體總數(shù)×100%XB基因=Xb基因=總結(jié)：種群基因頻率和基因型頻率的相關(guān)計(jì)算（2）X染色體基因型頻率的計(jì)算(例如：求XBXb基因型頻率)3.自交和自由交配與基因頻率和基因型頻率的關(guān)系①自交：純合子增多，雜合子減少，不改變基因頻率②自由交配：在無(wú)基因突變等的理想狀態(tài)下，處于哈代--溫伯格平衡（遺傳平衡定律）的種群，自由交配不會(huì)改變基因頻率和基因型頻率！如果一個(gè)種群沒(méi)有遺傳平衡，自由交配不改變基因頻率，但會(huì)改變基因型頻率?？偨Y(jié)：種群基因頻率和基因型頻率的相關(guān)計(jì)算

一、種群基因組成的變化

（二）、種群基因頻率的變化1.可遺傳變異的來(lái)源：P112

基因突變、基因重組和染色體變異。

（基因突變+染色體變異=突變）2.可遺傳的變異提供了生物進(jìn)化的原材料：P112（1）基因突變產(chǎn)生新的等位基因，可以使種群基因頻率發(fā)生變化；（2）基因產(chǎn)生的等位基因，通過(guò)有性生殖過(guò)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。

生物自發(fā)突變的頻率很低，而且許多突變是有害的，那么，它為什么還能夠作為生物進(jìn)化的原材料呢？（P112）

因?yàn)榉N群是由許多個(gè)體組成的，每個(gè)個(gè)體的細(xì)胞中都有成千上萬(wàn)個(gè)基因，這樣，每一代就會(huì)產(chǎn)生大量的突變。

例如，果蠅1組染色體上約有1.3×104個(gè)基因，假定每個(gè)基因的突變頻率都為10-5，對(duì)一個(gè)中等大小的果蠅種群（約有108個(gè)個(gè)體）來(lái)說(shuō)，每一代出現(xiàn)的基因突變數(shù)將是：2×1.3×104×10-5×108=2.6×107（個(gè)）突變的有害和有利也不是絕對(duì)的，這往往取決于生物的生存環(huán)境。

一、種群基因組成的變化

（三）、自然選擇對(duì)種群基因基因頻率變化的影響探究·實(shí)踐：P112探究自然選擇對(duì)種群基因頻率變化的影響

英國(guó)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，樺尺蛾的體色受一對(duì)等位基因S和s控制，黑色(S)對(duì)淺色(s)是顯性的。在19世紀(jì)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(jì)中葉，黑色型的樺尺蛾卻成了常見(jiàn)的類型，S基因的頻率上升到95%以上。提出問(wèn)題：樺尺蛾種群中s基因（決定淺色性狀）的頻率為什么越來(lái)越低呢？作出假設(shè)：——————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————。

黑褐色的生存環(huán)境不利于淺色樺尺蛾的生存，對(duì)黑色樺尺蛾生存有利，這種環(huán)境的選擇作用使該種群的s基因的頻率越來(lái)越低，即自然選擇可以使種群的基因頻率發(fā)生定向改變。探究·實(shí)踐：P113探究自然選擇對(duì)種群基因頻率變化的影響探究思路：創(chuàng)設(shè)數(shù)字化問(wèn)題情景的方法來(lái)探究

創(chuàng)設(shè)情境事例（其中數(shù)字是假設(shè)的）：

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%。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，使得淺色個(gè)體每年減少10％，黑色個(gè)體每年增加10％。

第一年第二年第三年第四年…….基因型頻率SS10%11.5%Ss20%22.9%ss70%65.6%基因頻率S20%23%s80%77%12.9%25.8%61.3%26%74%14.3%29.7%56.0%29%71%探究·實(shí)踐：P113探究自然選擇對(duì)種群基因頻率變化的影響

討論

1.樹干變黑會(huì)影響樺尺蛾種群中淺色個(gè)體的出生率嗎？為什么？2.在自然選擇過(guò)程中，直接受選擇的是基因型還是表型？為什么？

樹干變黑會(huì)影響樺尺蛾種群中淺色個(gè)體的出生率，這是因?yàn)闃涓勺兒诤螅瑴\色個(gè)體容易被天敵發(fā)現(xiàn)，被捕食的概率增加，許多淺色個(gè)體可能在沒(méi)有交配、產(chǎn)卵前就已經(jīng)被天敵捕食，導(dǎo)致個(gè)體數(shù)減少，進(jìn)而影響出生率。

直接受選擇的是表型（體色），而不是基因型?；蛐筒⒉荒茉谧匀贿x擇中起直接作用，因?yàn)樘鞌吃诓妒硶r(shí)樺尺蛾時(shí)，看到的是樺尺蛾的體色而不是控制體色的基因。

一、種群基因組成的變化

（三）、自然選擇對(duì)種群基因基因頻率變化的影響

在自然選擇的作用下，具有有利變異的個(gè)體有更多的機(jī)會(huì)產(chǎn)生后代，種群中相應(yīng)基因的頻率會(huì)不斷提高；相反，具有不利變異的個(gè)體留下后代的機(jī)會(huì)少，種群中相應(yīng)基因的頻率會(huì)下降。因此，在自然選擇的作用下，種群的基因頻率會(huì)發(fā)生定向改變，導(dǎo)致生物朝著一定的方向不斷進(jìn)化。（P114)突變是不定向的，而自然選擇是定向的?；仡櫯f知：6.3種群基因組成的變化與物種的形成一、種群基因組成的變化（一）、種群和種群基因庫(kù)

注意：3個(gè)名詞概念及基因頻率的計(jì)算（二）、種群基因頻率的變化→生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)

注意：可遺傳變異提供了生物進(jìn)化的原材料（三）、自然選擇對(duì)種群基因基因頻率變化的影響注意：突變是不定向的，而自然選擇是定向的。15班未講練習(xí)與應(yīng)用:書本P114頁(yè)

一、1.（1）（）（2）（）（3）（）2.（）3.（）4.（）√D×√CC

一、種群基因組成的變化

（三）、自然選擇對(duì)種群基因基因頻率變化的影響探究·實(shí)踐：P115探究抗生素對(duì)細(xì)菌的選擇作用實(shí)驗(yàn)原理：一般情況下，一定濃度的抗生素會(huì)殺死細(xì)菌,但變異的細(xì)菌可能產(chǎn)生耐藥性。在實(shí)驗(yàn)室連續(xù)培養(yǎng)細(xì)菌時(shí)，如果向培養(yǎng)基中添加抗生素，耐藥菌有可能存活下來(lái)。方法步驟：1.用記號(hào)筆將培養(yǎng)皿分區(qū)。2.將大腸桿菌均勻涂布在培養(yǎng)基上。3.將含抗生素的制片和不含抗生素的紙片置于不同的分區(qū)，蓋上皿蓋。4.培養(yǎng)皿倒置，37℃培養(yǎng)12h。觀察培養(yǎng)基上大腸桿菌生長(zhǎng)情況。

一、種群基因組成的變化

（三）、自然選擇對(duì)種群基因基因頻率變化的影響探究·實(shí)踐：P115探究抗生素對(duì)細(xì)菌的選擇作用討論1.為什么要從抑菌圈邊緣的菌落上挑取細(xì)菌？2.你的數(shù)據(jù)是否支持“耐藥菌是普遍存在的”這一說(shuō)法？說(shuō)說(shuō)你的理由。因?yàn)橐志吘壣L(zhǎng)的細(xì)菌可能是耐藥菌探究·實(shí)踐：P115探究抗生素對(duì)細(xì)菌的選擇作用討論3.在本實(shí)驗(yàn)的培養(yǎng)條件下，耐藥菌所產(chǎn)生的變異是有利還是有害的？你怎么理解？5.濫用抗生素的現(xiàn)象十分普遍。例如，有人生病時(shí)覺(jué)得去醫(yī)院很麻煩，就直接吃抗生素；有的禽畜養(yǎng)殖者將抗生素添加到動(dòng)物飼料中。你認(rèn)為這些做法會(huì)有什么后果？請(qǐng)你查閱資料，舉出更多濫用抗生素的實(shí)例。

在本實(shí)驗(yàn)的培養(yǎng)條件下，耐藥菌所產(chǎn)生的變異對(duì)它是有利的。有利于生物在特點(diǎn)環(huán)境中生存和繁殖的變異就是有利變異。這些做法都會(huì)促進(jìn)耐藥菌的產(chǎn)生。自行查閱資料，了解更多抗生素相關(guān)內(nèi)容。

二、隔離在物種形成中的作用

（一）、物種的概念：P116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。

注意1：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(nèi)的同一物種的全部個(gè)體；②種群是物種繁殖和進(jìn)化的基本單位。注意2：不同物種之間一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能生育不能產(chǎn)生可育的后代，這種現(xiàn)象叫做生殖隔離。馬驢騾子

二、隔離在物種形成中的作用

（二）、隔離及其在物種形成中的作用：P1161.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，也不能生育不能產(chǎn)生可育的后代的現(xiàn)象；2.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.隔離：地理隔離和生殖隔離都是指不同群體間的個(gè)體，在自然條件下基因不