6.3 種群基因組成的變化與物種的形成-第1課時(shí)課件高一下學(xué)期生物人教版（2019）必修2

第3節(jié)

種群基因組成的變化與物種的形成第1課時(shí)

種群基因組成的變化任務(wù)一

種群和種群基因庫任務(wù)二

種群基因頻率的變化任務(wù)三

探究·實(shí)踐——探究自然選擇對(duì)種群基因頻率變化的影響任務(wù)四

探究·實(shí)踐——探究抗生素對(duì)細(xì)菌的選擇作用一、種群和種群基因庫1.種群的概念生活在一定區(qū)域的__________________的集合。同種生物全部個(gè)體2.基因庫:一個(gè)______中全部個(gè)體所含有的全部______。3.基因頻率(1)概念:在一個(gè)種群基因庫中,某個(gè)基因占________________的比值。種群基因

全部等位基因數(shù)二、種群基因頻率的變化1.__________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。2.可遺傳變異的來源基因突變突變?nèi)旧w變異基因重組3.可遺傳變異的形成、特點(diǎn)和作用(1)形成:基因突變產(chǎn)生的等位基因,通過有性生殖過程中的__________,可以形成多種多樣的基因型。(2)特點(diǎn):隨機(jī)的、__________。(3)作用:只是提供生物進(jìn)化的________?；蛑亟M不定向的原材料4.變異的有利和有害是相對(duì)的,是由__________決定的。生存環(huán)境三、自然選擇對(duì)種群基因頻率變化的影響1.探究自然選擇對(duì)種群基因頻率變化的影響的方法：____________________。

創(chuàng)設(shè)數(shù)字化問題情境2.自然選擇對(duì)種群基因頻率變化的影響(1)原因: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)__________;相反,具有__________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。不斷提高不利變異(2)結(jié)果:在自然選擇的作用下,________________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。生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是________________________。種群的基因頻率

種群基因頻率的定向改變(1)一個(gè)湖泊中的全部魚是一個(gè)種群。(

)

×[解析]

魚包含多個(gè)物種,所以一個(gè)湖泊中的全部魚不是一個(gè)種群。(2)種群中每個(gè)個(gè)體都含有種群基因庫的全部基因。(

)

×[解析]

種群基因庫含有該種群全部個(gè)體的全部基因,但是每個(gè)個(gè)體不一定含有種群基因庫的全部基因。(3)在環(huán)境條件保持穩(wěn)定的前提條件下種群的基因頻率不會(huì)發(fā)生變化。(

)

×[解析]

在環(huán)境條件保持穩(wěn)定的前提條件下，種群的基因頻率也會(huì)發(fā)生變化，如發(fā)生突變等。(4)生物性狀的改變一定引起生物的進(jìn)化。(

)

×[解析]

生物的性狀受基因和外界環(huán)境的共同作用,性狀改變,基因不一定改變,所以基因頻率不一定改變,也不一定引起生物進(jìn)化。(5)自然選擇的直接選擇對(duì)象是個(gè)體的基因型,本質(zhì)是基因頻率的定向改變。(

)

×[解析]

自然選擇的直接選擇對(duì)象是個(gè)體的表型。(6)只有基因突變和基因重組才能產(chǎn)生生物進(jìn)化的原材料。(

)

×[解析]

突變和基因重組產(chǎn)生生物進(jìn)化的原材料,突變包括基因突變和染色體變異。(7)生物的變異是不定向的,但生物進(jìn)化的方向是定向的,自然選擇決定生物進(jìn)化的方向。(

)

√任務(wù)一

種群和種群基因庫【情境】

閱讀教材P110、P111及“思考·討論”用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的變化。［分析］(1)請(qǐng)計(jì)算子一代、子二代的基因頻率和基因型頻率，填寫在下表中。親代基因型頻率

配子的比值A(chǔ)(____

)A(____

)(____

)(____

)子一代基因型頻率(____

)(____

)(____

)基因頻率A(____

)(____

)303030103648166040子二代基因型頻率(____

)(____

)(____

)基因頻率A(____

)(____

)（續(xù)表）3648166040(2)分析計(jì)算結(jié)果可知，子三代以及若干代以后，種群的基因頻率與子一代______(填“相同”或“不同”)。相同(3)上述計(jì)算結(jié)果是建立在五個(gè)假設(shè)條件基礎(chǔ)之上的，這五個(gè)條件是______________________________________________________________________________________________________________________________

。

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，不同基因型的個(gè)體生存和繁殖的機(jī)會(huì)是均等的，沒有突變產(chǎn)生(4)對(duì)自然界的種群來說,這五個(gè)條件不可能同時(shí)都成立。如：①昆蟲的某種翅色與環(huán)境色彩較一致,被天敵發(fā)現(xiàn)的機(jī)會(huì)就少,生存和繁殖的機(jī)會(huì)就變大了,對(duì)應(yīng)的基因頻率就會(huì)變____。

大會(huì)

√

基因型

人數(shù)781487030

√任務(wù)二

種群基因頻率的變化

［分析］(1)該果蠅種群中每一代出現(xiàn)的突變基因數(shù)為________個(gè)。(2)該果蠅種群每一代出現(xiàn)的基因突變________(填“一定”或“不一定”)對(duì)果蠅的性狀產(chǎn)生影響，這些突變有利還是有害取決于______。(3)基因突變產(chǎn)生______________，可以使基因頻率發(fā)生變化。

不一定環(huán)境新的等位基因(4)可遺傳變異的來源還有____________和__________，__________和____________統(tǒng)稱為突變?？蛇z傳變異為生物的進(jìn)化提供了________。染色體變異基因重組基因突變?nèi)旧w變異

原材料(5)突變和基因重組能決定生物進(jìn)化的方向嗎？為什么？如果不能，生物進(jìn)化的方向是由什么決定的？[答案]

不能，因?yàn)橥蛔兒突蛑亟M是隨機(jī)的、不定向的。

自然選擇決定生物進(jìn)化的方向。例3

下列關(guān)于基因突變和生物進(jìn)化的敘述，不正確的是(

)

A.基因突變?yōu)樯镞M(jìn)化提供原材料，但不一定都能改變生物的表型B.基因突變后種群的基因頻率發(fā)生改變，會(huì)導(dǎo)致生物進(jìn)化C.發(fā)生在體細(xì)胞中的基因突變也有可能遺傳給下一代D.基因突變的方向與環(huán)境的誘導(dǎo)及環(huán)境的選擇作用均有關(guān)√

例4

[2024·江蘇南京期中]

下列關(guān)于生物進(jìn)化的敘述，錯(cuò)誤的是(

)

A.生物進(jìn)化離不開可遺傳變異，可遺傳變異為生物進(jìn)化提供原材料B.自然選擇決定了生物進(jìn)化的方向，但不能決定生物變異的方向C.種群基因頻率的改變，是通過環(huán)境對(duì)生物基因型的直接選擇來實(shí)現(xiàn)的D.突變和基因重組是隨機(jī)的和不定向的√[解析]

可遺傳變異包括突變和基因重組，能為生物進(jìn)化提供原材料，故生物進(jìn)化離不開可遺傳變異，A正確;生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變，自然選擇決定了生物進(jìn)化的方向，但不能決定生物變異的方向，生物變異是不定向的，B正確；種群基因頻率的改變，是通過環(huán)境對(duì)生物表型的直接選擇來實(shí)現(xiàn)的，C錯(cuò)誤；突變和基因重組是隨機(jī)的和不定向的，D正確。［總結(jié)］自然選擇決定生物進(jìn)化的方向任務(wù)三

探究·實(shí)踐——探究自然選擇對(duì)種群基因頻率變化的影響1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)闡明自然選擇對(duì)種群基因頻率變化的影響。(2)運(yùn)用數(shù)學(xué)方法討論種群基因頻率的變化。2.實(shí)驗(yàn)原理(1)自然選擇能夠提高種群的適應(yīng)度,它既可以對(duì)隱性基因起到選擇作用,也可以對(duì)顯性基因起到選擇作用,即自然選擇可以使__________產(chǎn)生改變。基因頻率(2)本探究所用的基本方法是____________________。創(chuàng)設(shè)數(shù)字化問題情境

(4)計(jì)算,將計(jì)算結(jié)果填入表中(如下表):第1年第2年第3年基因型頻率

_____

_____

_____基因頻率

_____

_____

第1年第2年第3年基因型頻率

_______

_______

_______基因頻率

________

________

4.實(shí)驗(yàn)思考(1)在自然選擇過程中,

直接受選擇的是______。(2)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)開__________________________________________________。(3)本實(shí)驗(yàn)可以說明：生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是____________________，__________決定生物進(jìn)化的方向。表型許多淺色個(gè)體可能在沒有交配或產(chǎn)卵前就已被天敵捕食種群基因頻率的變化自然選擇［拓展］遺傳平衡狀態(tài)下，自交和自由交配時(shí)基因頻率和基因型頻率的變化規(guī)律交配方式基因頻率基因型頻率自交不改變改變，且純合子增多，雜合子減少自由交配不改變不改變例5

樺尺蛾體色有兩種表型：野生型是灰色的，突變型是黑色的。在工業(yè)區(qū)森林中，樹干和巖石呈現(xiàn)深暗色，黑色樺尺蛾占有生存優(yōu)勢(shì)，逐漸取代了原先占優(yōu)勢(shì)的灰色樺尺蛾。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(

)

A.灰色樺尺蛾突變?yōu)楹谏珮宄叨晔巧镞M(jìn)化的結(jié)果B.推測(cè)森林污染后，自然選擇的方向發(fā)生了變化C.黑色樺尺蛾個(gè)體在工業(yè)區(qū)森林中具有繁殖的優(yōu)勢(shì)D.黑色樺尺蛾對(duì)環(huán)境的適應(yīng)是自然選擇的結(jié)果√[解析]

灰色樺尺蛾突變?yōu)楹谏珮宄叨晔亲儺惖慕Y(jié)果，A錯(cuò)誤；在森林污染前，自然選擇更傾向于灰色樺尺蛾占優(yōu)勢(shì)，在森林污染后，自然選擇的優(yōu)勢(shì)個(gè)體從灰色樺尺蛾變成了黑色樺尺蛾，自然選擇的方向發(fā)生了變化，B正確；據(jù)題意可知，在工業(yè)區(qū)森林中，黑色樺尺蛾占有生存優(yōu)勢(shì)，即黑色樺尺蛾個(gè)體具有繁殖的優(yōu)勢(shì)，C正確；在工業(yè)區(qū)森林中，樹干和巖石呈現(xiàn)深暗色，黑色樺尺蛾占有生存優(yōu)勢(shì)，黑色樺尺蛾對(duì)環(huán)境的適應(yīng)是自然選擇的結(jié)果，D正確。

基因型/表型旱災(zāi)后存活的中地雀/只旱災(zāi)中死亡的中地雀/只存活率/%

喙較大61430.0

喙居中171553.1

喙較小14573.7

√基因型/表型旱災(zāi)后存活的中地雀/只旱災(zāi)中死亡的中地雀/只存活率/%

喙較大61430.0

喙居中171553.1

喙較小14573.7

任務(wù)四

探究·實(shí)踐——探究抗生素對(duì)細(xì)菌的選擇作用1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^觀察細(xì)菌在含有抗生素的培養(yǎng)基上的生長狀況，探究抗生素對(duì)細(xì)菌的選擇作用。2.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________。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________，耐藥菌有可能存活下來。耐藥性

抗生素3.材料用具經(jīng)高溫滅菌的牛肉膏蛋白胨液體培養(yǎng)基及固體培養(yǎng)基平板，細(xì)菌菌株(如大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等),含有抗生素(如青霉素、卡那霉素等)的圓形濾紙片(以下簡稱“抗生素紙片”),不含抗生素的紙片，鑷子，涂布器，無菌棉簽，酒精燈，記號(hào)筆，直尺等。4.方法步驟步驟操作方法1用記號(hào)筆在培養(yǎng)皿的底部畫2條相互______的直線，將培養(yǎng)皿分為4個(gè)區(qū)域，分別標(biāo)記為①～④2取少量細(xì)菌的培養(yǎng)液，用無菌的涂布器(或無菌棉簽)均勻地涂抹在培養(yǎng)基平板上3用無菌的鑷子先夾取1張不含抗生素的紙片放在①號(hào)區(qū)域的中央，再分別夾取1張抗生素紙片放在②～④號(hào)區(qū)域的中央，蓋上皿蓋4將培養(yǎng)皿倒置于____的恒溫箱中培養(yǎng)

垂直37步驟操作方法5觀察培養(yǎng)基上細(xì)菌的生長狀況。紙片附近是否出現(xiàn)了抑菌圈？如果有，測(cè)量和記錄每個(gè)實(shí)驗(yàn)組中抑菌圈的直徑，并取________6從____________的菌落上挑取細(xì)菌，接種到已滅菌的液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)，然后重復(fù)步驟

。如此重復(fù)幾代，記錄每一代培養(yǎng)物抑菌圈的______（續(xù)表）平均值抑菌圈邊緣直徑注意事項(xiàng)：(1)接種過程中不要讓菌液污染實(shí)驗(yàn)者或其他人及物品；注意不要將平板劃破。(2)接種過程中，注意皿蓋不能完全打開，接種后，培養(yǎng)皿倒置。(3)測(cè)量抑菌圈直徑過程中，要防止接觸菌落。(4)重復(fù)培養(yǎng)時(shí)，從抑菌圈邊緣的菌落上挑取細(xì)菌。(5)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，應(yīng)將耐藥菌、培養(yǎng)基、紙片等進(jìn)行高溫滅菌處理。5.實(shí)驗(yàn)思考(1)實(shí)驗(yàn)過程中，要從抑菌圈邊緣挑取細(xì)菌的原因是_____________________________________________________。(2)變異的有利還是有害取決于__________，在本實(shí)驗(yàn)的培養(yǎng)條件下，耐藥菌所產(chǎn)生的變異是______(填“有利”或“有害”)的。

經(jīng)過抗生素選擇后，抑菌圈邊緣生長的細(xì)菌可能是耐藥菌環(huán)境條件有利(3)濫用抗生素的現(xiàn)象十分普遍。例如，有人生病時(shí)覺得去醫(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?提示：這些做法都會(huì)促進(jìn)耐藥菌的產(chǎn)生，甚至?xí)?dǎo)致抗生素不能殺死的“超級(jí)細(xì)菌”出現(xiàn)。例7

[2024·湖北武漢期中]

為探究某種抗生素對(duì)細(xì)菌的選擇作用，實(shí)驗(yàn)人員在接種了大腸桿菌的培養(yǎng)基中放置了含某種抗生素的圓形濾紙片和不含抗生素的圓形濾紙片，一段時(shí)間后測(cè)量濾紙片周圍抑菌圈的直徑。然后從相應(yīng)位置挑取菌落，并重復(fù)上述步驟培養(yǎng)多代，結(jié)果如圖所示。下列有關(guān)敘述正確的是(

)

A.培養(yǎng)基①號(hào)區(qū)域的濾紙片是用無菌水處理后的濾紙片B.應(yīng)從上一代抑菌圈的中央挑取菌落用于培養(yǎng)下一代細(xì)菌C.一定濃度的抗生素會(huì)誘導(dǎo)細(xì)菌產(chǎn)生耐藥性變異D.抑菌圈的直徑越大，說明細(xì)菌的耐藥性越強(qiáng)√[解析]

分析題意，①號(hào)區(qū)域?yàn)V紙片周圍未出現(xiàn)抑菌圈，故培養(yǎng)基①號(hào)區(qū)域的濾紙片應(yīng)是用無菌水處理后的濾紙片，作為對(duì)照組，A正確；進(jìn)行傳代培養(yǎng)時(shí)，要從抑菌圈邊緣的菌落挑取細(xì)菌，原因是抑菌圈邊緣生長的細(xì)菌可能是耐藥菌，B錯(cuò)誤；基因突變是自發(fā)的，是在抗生素使用之前就已存在的，不是抗生素誘導(dǎo)的結(jié)果，C錯(cuò)誤；抑菌圈的直徑越小，說明細(xì)菌對(duì)抗生素的抗性越強(qiáng)，D錯(cuò)誤。例8

[2024·河南鄭州月考]

某生物興趣小組為探究鏈霉素對(duì)大腸桿菌的選擇作用進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)隨著大腸桿菌培養(yǎng)代數(shù)的增加，抑菌圈的直徑逐漸縮小。下列敘述正確的是(

)

A.大腸桿菌對(duì)鏈霉素的抗藥性變異最可能來源于基因重組B.在用鏈霉素進(jìn)行多代選擇培養(yǎng)的過程中大腸桿菌未發(fā)生進(jìn)化C.隨著培養(yǎng)代數(shù)的增加，大腸桿菌對(duì)鏈霉素的耐藥性逐漸增強(qiáng)D.長期使用某種抗生素治療細(xì)菌感染會(huì)使細(xì)菌產(chǎn)生抗藥性變異√[解析]

大腸桿菌屬于原核生物，沒有染色體結(jié)構(gòu)，可遺傳變異的來源一般是基因突變，A錯(cuò)誤；鏈霉素會(huì)對(duì)大腸桿菌的耐藥性變異進(jìn)行選擇，因此隨著培養(yǎng)代數(shù)的增加，大腸桿菌對(duì)鏈霉素的耐藥性逐代增強(qiáng)，即抗藥性基因頻率增大，種群基因頻率改變，說明種群發(fā)生了進(jìn)化，B錯(cuò)誤，C正確；變異是不定向的，細(xì)菌中具有抗藥性變異個(gè)體本身就存在，抗生素只是起到選擇作用，不會(huì)誘導(dǎo)細(xì)菌產(chǎn)生抗藥性變異，D錯(cuò)誤。1.下列屬于種群的是 (

)A.一塊稻田里的全部青蛙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√[解析]一塊稻田里的全部青蛙還有蝌蚪才能構(gòu)成一個(gè)種群,A錯(cuò)誤;一塊棉田中的全部蚜蟲屬于一個(gè)種群,B正確;一塊朽木上的全部真菌包括許多菌種,不屬于一個(gè)種群,C錯(cuò)誤;一個(gè)池塘中的全部魚不是一個(gè)物種,不屬于一個(gè)種群,D錯(cuò)誤。2.下列關(guān)于生物進(jìn)化的說法中，正確的是（

）A．種群是生物進(jìn)化的基本單位，也是自然選擇的對(duì)象B．在一個(gè)種群基因庫中，某個(gè)基因占全部基因數(shù)的比值，叫做基因頻率C．生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是生物種群基因型頻率的改變D．現(xiàn)代生物進(jìn)化理論認(rèn)為自然選擇決定生物進(jìn)化的方向√[解析]種群是生物進(jìn)化的基本單位，自然選擇直接作用的是生物的個(gè)體，而且是個(gè)體的表型，A錯(cuò)誤；在一個(gè)種群基因庫中，某個(gè)基因占全部等位基因數(shù)的比值，叫做基因頻率，B錯(cuò)誤；生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是生物種群基因頻率的改變，C錯(cuò)誤；現(xiàn)代生物進(jìn)化理論認(rèn)為種群是生物進(jìn)化的基本單位，自然選擇決定生物進(jìn)化的方向，D正確。3.

某植物種群中,AA基因型個(gè)體占40%,aa基因型個(gè)體占20%。已知aa基因型個(gè)體在開花前死亡。若該種群中植物之間能自由傳粉,則下一代中Aa基因型個(gè)體出現(xiàn)的頻率以及A、a的基因頻率分別為 (

)A.

37.5%

75%

25%B.

12.5%

75%

25%C.

25%

75%

25%