【市级公开课】6.3种群基因组成的变化与物种的形成课件高一下学期生物人教版（2019）必修2

1、先有鸡还是先有蛋先有鸡还是先有蛋这些个体一定将这一性状传递给下一代吗？五月斯螽动股，六月莎鸡振羽，达尔文局限：性状水平，以个体为单位研究群体基因组成的变化研究群体基因组成的变化过度繁殖、生存斗争、遗传变异、适者生存 个体的表型会随着个体的死亡而消失，决定表型的基因却可以随着生殖而世代延续，并且在群体中扩散。 一、种群是生物繁殖、进化的基本单位1. 1. 相关相关概念：概念： 下列属于种群的是（下列属于种群的是（ ） A. A.本学校所有的学生本学校所有的学生 B. B.一块棉田里的全部蚜虫一块棉田里的全部蚜虫 C. C.一片树林中的全部蛇一片树林中的全部蛇 D. D. 两个池塘中的全鲤鱼两个池

2、塘中的全鲤鱼B种群：种群： 自然区域 如果这两个鱼塘的鱼都是鲤鱼，如果这两个鱼塘的鱼都是鲤鱼，它们属于一个种群还是两个种群？它们属于一个种群还是两个种群？ 属于两个种群。因为它们不能发生属于两个种群。因为它们不能发生基因交流基因交流 种群中的个体并不是机械地集合在一起，而是彼此可以交配实现基因交流，并通过繁殖将各自的基因传给后代。 生物繁殖的基本单位是什么生物繁殖的基本单位是什么？种群在繁衍过程中，个体有新老交替，基因却代代相传。种群在繁衍过程中，个体有新老交替，基因却代代相传。 一、种群是生物繁殖、进化的基本单位基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因。基因频率：在一个种群基因库中，某个基

3、因占全部等位基因数的比率。基因型频率：某基因型个体数占群体内全部个体数的比率。种群基因组成的变化在某昆虫种群中，决定翅色为绿色的基因是A，褐色的基因是a，从这个种群中随机抽取100个个体，测得基因型为AA、Aa和aa的个体分别是30、60和10个。A基因的数量：a基因的数量：A基因的频率：a基因的频率：基因频率=_某种基因的数目控制同种性状的等位基因的总数100%230+60=120个210+60=80个120200=60%80200=40%种群基因组成的变化在某昆虫种群中，决定翅色为绿色的基因是A，褐色的基因是a，从这个种群中随机抽取100个个体，测得基因型为AA、Aa和aa的个体分别是30

4、、60和10个。AA基因型的频率：Aa基因型的频率：aa基因的频率：基因型频率=_该基因型个体数该种群个体总数100%30100=30%60100=60%10100=10%种群基因频率基因型频率的相关计算1、通过基因型个体数量计算基因频率 此种基因的个数此种基因的个数 种群中该对等位基因的总数种群中该对等位基因的总数某种基因的某种基因的基因频率基因频率= 某昆虫种群中，绿色翅的基因为某昆虫种群中，绿色翅的基因为A, A, 褐色翅的基因位褐色翅的基因位a a，随随机抽取机抽取100100个个体，测得个个体，测得AAAA、AaAa、aaaa个体分别是个体分别是3030、6060、1010个个, ,

5、计算计算A A、a a的基因频率。的基因频率。A = A = 30302+602+60200200 100% 100% = 60%= 60%a = a = 60+1060+102 2200200 100% 100% = 40%= 40%种群基因频率基因型频率的相关计算课堂练习 某一瓢虫种群中有黑色和红色两种体色的个体，这一性状由一对等位基因控制，黑色(B)对红色(b)为显性。如果基因型为BB的个体占18%，基因型为Bb的个体占78%，基因型为bb的个体占4%。基因B和b的频率分别为（ ）A18%、82% B36%、64%C57%、43% D92%、8%C 某工厂有男女职工各200名，对他们进行

6、调查时发现，女性色盲基因的携带者为15人，患者5人，男性患者11人。那么这个群体中色盲基因的频率是多少？15 + 515 + 52 + 112 + 112002002 + 2002 + 200100% 100% X Xb b = =94%94%X XB B = 1-6% = = 1-6% = 6%= 6%课堂练习假设某种群满足以下假设某种群满足以下五个五个条件条件：昆虫昆虫群体数量群体数量足够足够大大全部的全部的雌雄个体间雌雄个体间都能都能自由交配并自由交配并能产生后代能产生后代没有没有迁入迁入与与迁出迁出AAAA、AaAa、aaaa三种基因型昆虫的三种基因型昆虫的生存能力完全相同生存能力完全

7、相同（也就是说自然（也就是说自然选择对选择对A A、a a控制的翅型性状没有作用）控制的翅型性状没有作用）A A和和a a都都不产生突变不产生突变, ,即没有基因突变和染色体变异。即没有基因突变和染色体变异。一个种群繁殖若干代后，其基因频率会不会发生变化？一个种群繁殖若干代后，其基因频率会不会发生变化？P111 思考讨论亲代基因型的频率亲代基因型的频率AA(30%)AA(30%)Aa(60%)Aa(60%)aa(10%)aa(10%)配子的比率配子的比率A( ) A( )a( )a( )子一代基因型频率子一代基因型频率AA( )Aa( )aa( )子一代基因频率子一代基因频率A ( )a( )

8、30%30%30%10%36%48%16%60%40% A 60%a 40%卵子A 60%a 40%精子36%AA24%Aa24%Aa16%aa种群中所有个体种群中所有个体自由交配自由交配时，运时，运用用棋盘法棋盘法解答：解答： 亲代亲代子一代子一代 子二代子二代 子三代子三代基因基因型频型频率率AA30%Aa60%aa10%基因基因频率频率A60%a40%36%48%16%60%40%36%16%48%60%40%60%40%36%48%16% 题中的群体满足五个条件的情况下,计算子二代、子三代的基因频率与基因型频率 ; 分析一下各代基因频率与基因型频率相同吗？基因频率和基因型频率的关系转换

9、 设一对等位基因为A和a，其频率分别为p与q（p+q=1）。亲代AA和aa自然交配后F1代具有AA、Aa、aa三种基因型，其频率如下列公式：(p(A)+q(a)2=p2(AA)+2pq(Aa)+q2(aa)， 即AAAA的基因型频率为：p p2 2， Aa Aa的基因型频率为：2pq2pq， aaaa的基因型频率为：q q2 2， 产生A A配子频率为：A=pA=p2 2+1/2+1/22pq=p2pq=p2 2+pq=p(p+q)=p+pq=p(p+q)=p 产生a a配子频率为：a=qa=q2 2+1/2+1/22pq=q2pq=q2 2+pq=q(q+p)=q+pq=q(q+p)=q 可

10、知F F1 1的基因型频率没有改变课堂练习1. 一种蛾中控制浅颜色的等位基因是隐性的，控制深颜色的等位基因是显性的。假设有640只浅色的蛾和360只深色的蛾，群体是哈代-温伯格平衡，那么杂合子蛾的频率为多少？设显性基因频率为p,隐性基因频率为q。根据 哈迪-温伯格定律 （p+q)2=P2+2pq+q2=1 因为 q2=640/(640+360)=0.64所以 q=0.8又因为 P+q=1所以 p=1q=10.8=0.2根据定律，杂合子在群体的频率应为 2pq=2*0.8*0.2=0.32课堂练习2某植物种群中，AA个体占16%，aa个体占36%，该种群随机交配产生的后代中AA个体百分比、A基因

11、频率和自交产生的后代中AA个体百分比、A基因频率的变化依次为（ ） A不变，不变；增大，不变 B增大，不变；不变，不变 C不变，增大；增大，不变 D不变，不变；不变，增大 A某小岛上，白化病的发病率是1%,一个白化女性与一正常男子结婚，生出白化孩子的概率是多少？ 设白化病基因a的概率为q ，正常基因A的概率为p，则aa=qaa=q2 2=1% =1% AA=p AA=p2 2=81% =81% ， Aa=2pq=18% Aa=2pq=18%aaAA=AA=81%81%81%+1881%+18%= 9/11= 9/11Aa=Aa=18%18%81%+18%81%+18%= 2/11= 2/11生

12、出白化孩子的概率生出白化孩子的概率= =q=1/10q=1/10，p p=9/10=9/102/112/111/2=1/2=1/111/11课堂练习假设某种群满足以下假设某种群满足以下五个五个条件条件：昆虫昆虫群体数量群体数量足够足够大大全部的全部的雌雄个体间雌雄个体间都能都能自由交配并自由交配并能产生后代能产生后代没有没有迁入迁入与与迁出迁出AAAA、AaAa、aaaa三种基因型昆虫的三种基因型昆虫的生存能力完全相同生存能力完全相同（也就是说自然（也就是说自然选择对选择对A A、a a控制的翅型性状没有作用）控制的翅型性状没有作用）A A和和a a都都不产生突变不产生突变, ,即没有基因突变

13、和染色体变异。即没有基因突变和染色体变异。P111 思考讨论对自然界的种群来说，这五个条件都能成立吗？对自然界的种群来说，这五个条件都能成立吗？不遗传的变异不遗传的变异 可遗传的变异可遗传的变异基因突变基因突变基因重组基因重组染色体变异染色体变异突变突变基因突变的特点：基因突变的特点：普遍性、随机性、普遍性、随机性、不定向性不定向性、低频性、多害少利性。、低频性、多害少利性。变异的变异的来源来源 二、突变和基因重组提供进化的原材料 自然界中生物的自然突变频率很低，而且一般对生自然界中生物的自然突变频率很低，而且一般对生物体是有害的。为什么还能够改变种群中的基因频率呢？物体是有害的。为什么还能够

14、改变种群中的基因频率呢？ 种群是由许多个体组成的，每个个体的每一种群是由许多个体组成的，每个个体的每一个细胞内都有成千上万个基因，这样，每一代就个细胞内都有成千上万个基因，这样，每一代就会产生大量的突变。会产生大量的突变。 此外，突变的有害此外，突变的有害还是有利也不是绝对的，还是有利也不是绝对的，这往往取决于生物的生这往往取决于生物的生存环境。存环境。 一个果蝇约有一个果蝇约有1.31.310104 4对基因，假定每个基因的突变率都是对基因，假定每个基因的突变率都是10105 5，对于一个中等大小的果蝇种群（约有，对于一个中等大小的果蝇种群（约有10108 8个个体）来说，个个体）来说，每一

15、代出现的基因突变数是多少？每一代出现的基因突变数是多少？ 2 21.31.3 10 104 4 10 105 5个体个体 10 108 8种群种群= 2= 2.6.6 10107 71 1种群中突变的特点：突变数很大、随机、不定向。种群中突变的特点：突变数很大、随机、不定向。2 2种群基因重组的结果：产生更多可遗传变异、种群基因重组的结果：产生更多可遗传变异、随机、随机、不定向。不定向。 结论：突变和基因重组产生进化的原材料。结论：突变和基因重组产生进化的原材料。1. 1. 根据前面所学的知识，你能做出假设吗？根据前面所学的知识，你能做出假设吗？自然选择可以使种群的基因频率发生定向改变。 三、

16、自然选择导致种群基因频率的定向改变P112 探究实践探究自然选择对种群基因频率变化的影响黑色树干上的桦尺蛾白色树干上的桦尺蛾2.18702.1870年桦尺蛾的基因型频率为年桦尺蛾的基因型频率为SS 10% SS 10% ； Ss 20%Ss 20%； ss 70%ss 70%，在树干变黑这一环境条件下，假如树干变黑不利于浅色桦尺在树干变黑这一环境条件下，假如树干变黑不利于浅色桦尺蠖的生存，使得种群中浅色个体每年减少蠖的生存，使得种群中浅色个体每年减少原来的原来的10%10%，黑色个，黑色个体每年增加体每年增加原来原来的的10%10%，以后的几年内，桦尺蠖种群每年的基，以后的几年内，桦尺蠖种群每

17、年的基因型频率与基因频率是多少呢？因型频率与基因频率是多少呢？第第1 1年年 第第2 2年年第第3 3年年第第4 4年年基因型基因型频率频率SSSS10%10%SsSs20%20%ssss70%70%基因频基因频率率S S20%20%s s80%80%22%63%11%11.5%11.5%22.9%22.9%65.6%65.6%23%23%77%77%2.18702.1870年桦尺蛾的基因型频率为年桦尺蛾的基因型频率为SS 10% SS 10% ； Ss 20%Ss 20%； ss 70%ss 70%，在树干变黑这一环境条件下，假如树干变黑不利于浅色桦尺在树干变黑这一环境条件下，假如树干变黑不

18、利于浅色桦尺蠖的生存，使得种群中浅色个体每年减少蠖的生存，使得种群中浅色个体每年减少原来的原来的10%10%，黑色个，黑色个体每年增加体每年增加原来原来的的10%10%，以后的几年内，桦尺蠖种群每年的基，以后的几年内，桦尺蠖种群每年的基因型频率与基因频率是多少呢？因型频率与基因频率是多少呢？第第1 1年年 第第2 2年年第第3 3年年第第4 4年年基因型基因型频率频率SSSS10%10%11.5%11.5%SsSs20%20%22.9%22.9%ssss70%70%65.6%65.6%基因频基因频率率S S20%20%23%23%s s80%80%77%77%71%26.0%29.3%14.6

19、%56.1%61.0%26%74%29%13.0%升高降低P113/讨论：1.1.树干树干变黑会变黑会影响浅色影响浅色桦尺蛾个体的出生率吗？为什么？桦尺蛾个体的出生率吗？为什么？2.2.在自然选择过程中，直接受选择的是基因型还是表型？为什么？在自然选择过程中，直接受选择的是基因型还是表型？为什么？ 会。会。 天敌看到的是桦尺蛾的体色（表型），而不是控制体色的天敌看到的是桦尺蛾的体色（表型），而不是控制体色的基因。基因。 结论：结论：自然选择导致种群基因频率的定向改变。自然选择导致种群基因频率的定向改变。自然选择决定自然选择决定 生物进化的方向。生物进化的方向。 许多浅色个体可能在没有交配、产卵

20、前就已被天敌捕食。许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天敌捕食。 表型。表型。 三、自然选择导致种群基因频率的定向改变 生物进化的实质就是种群基因频率的（定向）改变。生物进化的实质就是种群基因频率的（定向）改变。生物进化的基本单位生物进化的基本单位生物进化的原材料生物进化的原材料决定生物进化的方向决定生物进化的方向生物进化的实质生物进化的实质种群种群突变和基因重组突变和基因重组自然选择自然选择种群基因频率的定向改变种群基因频率的定向改变课堂练习1.某植物种群，AA基因型个体占30%，aa基因型个体占20%，则：(1)植物的A、a基因频率分别_。(2)若该植物自交，后代中AA、aa基因型个体

21、分别占_、_。这时，A、a的基因频率分别为_、_。(3)依据现代生物进化理论，这种植物在两年中是否发生了进化_。原因是_。55% 45%55% 45%42.5%42.5%32.5%32.5%没有没有基因频率没有改变基因频率没有改变55% 45%55% 45%课堂练习2从基因水平看，生物进化的过程就是种群基因频率发生定向改变的过程。判断下列相关表述是否正确。（1）某地区红绿色盲患者在男性中约占8%，在女性中约占0.64%，由此可知，红绿色盲基因Xb的基因频率约为8%。（ ）（2）基因频率变化是由基因突变和基因重组引起的，不受环境的影响。（ ）（3）生物进化的实质是种群基因频率在自然选择作用下的定

22、向改变。（ ）X课堂练习3一只果蝇的突变体在21的气温下，生存能力很差，但是，当气温上升到25.5时，突变体的生存能力大大提高。这说明（ ）A突变是不定向的B突变是随机发生的C突变的有害或有利取决于环境条件D环境条件的变化对突变体都是有害的C课堂练习4某校共有学生1600人，红绿色盲遗传病调查研究后发现，该群体中色盲基因的频率是6.8%，780名女生中有患者23人，携带者52人，男生中色盲的人数约为 （ ）A.120人 B.119人 C.64人 D.56人C基因频率发生了很大地变化，有没有形成新物种？基因频率发生了很大地变化，有没有形成新物种？ 怎样判断两个种群是否属于一个物种？怎样判断两个种

23、群是否属于一个物种？ 黑褐色树干上的桦尺蛾二、隔离在物种形成中的作用1、物种的概念： 指能够在指能够在自然状态下相互交配自然状态下相互交配并且产生并且产生可育后代可育后代的一群生物的一群生物称为一个物种。称为一个物种。二、隔离在物种形成中的作用 马和驴不是一个物种，因为马与驴交配产生的后代骡没有生殖能力。2、马跟驴是一个物种吗？为什么？3、骡是一个物种吗？为什么？不是。因为它不能繁殖后代问题探讨：驴驴骡骡马马1、黑种人和白种人是不是同一个物种？ 无论白人黑人黄种人结婚，都能产生具有生殖能力的后代。不可育驴驴骡骡马马不同物种之间一般是不能相互交配的。即使交配成功，也不能产生可育后代。eg.牛-羊

24、eg.马-驴杂种不活、杂种不育生殖隔离：物种的判定标准，看是否存在 。生殖隔离物种 VS 种群同一个种群一定是同一个物种。不同种群不一定是不同物种。关系：生活在一定区域内的同种生物的全部个体。种群：例如：分布在不同池塘中的鲤鱼。 同种生物由于地理上的障碍而分成不同的种群，使得种群间不能发生基因交流。地理隔离：指能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物称为一个物种。物种： 隔离：不同种群间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象,包括生殖隔离和地理隔离。二、隔离在物种形成中的作用 生殖隔离：不同物种之间的个体不能自由交配或交配后不能产生可育的后代的现象。虎狮虎兽狮地理隔离和生殖隔离之

25、间有什么联系呢地理隔离和生殖隔离之间有什么联系呢？ 在一个山谷中，生活着一个鼠种群。雌鼠和雄鼠之间可以自由交配，繁衍后代。后来一条大河出现。思考并回答如下问题：（1）当这群鼠被大河分开后它们是一个种群还是两个种群呢？（2）如果大河很快干涸，两群老鼠还能交配吗？ 二、隔离在物种形成中的作用（3）若是几千年后，大河才干涸，两群各自都发生了变化的老鼠会合在一起时，还能发生交配吗？这说明什么？（4）是什么原因造成同一物种分化成不同类型的新种？ 隔离使同种但不同种群间的个体，在自然条件下不能发生基因交流。二、隔离在物种形成中的作用资料分析：加拉帕戈斯群岛的地雀13种地雀13个岛屿共同祖先1.不同岛屿上的

26、地雀种群，产生突变的情况一样吗？2.对不同岛屿上的地雀种群来说，环境的作用有没有差别？这对种群基因频率的变化会产生什么影响？3.如果这片海域只有一个小岛，还会形成这么多种地雀吗？ 由于这两个种群的个体数量都不够的多，基因频率可能不一样； 不同岛屿的地形和植被条件不一样，环境的左右会有差别，导致种群基因频率朝不同方向改变；不会，个体间有基因交流。加拉帕戈斯群岛不同种地雀形成思考讨论，下列描述错误的有：思考讨论，下列描述错误的有：1 1、地雀为了适应环境，喙产生了变异；、地雀为了适应环境，喙产生了变异；2 2、地雀喙产生的变异能遗传给下一代；、地雀喙产生的变异能遗传给下一代；3 3、地雀的进化是自

27、然选择的结果；、地雀的进化是自然选择的结果；4 4、环境的差异使地雀发生了不定向的变异；、环境的差异使地雀发生了不定向的变异；5 5、不同小岛上的种群由于基因库改变逐渐出现生殖隔、不同小岛上的种群由于基因库改变逐渐出现生殖隔离；离；6 6、不同小岛在地理上的隔离直接导致了新物种的产生。、不同小岛在地理上的隔离直接导致了新物种的产生。二、隔离在物种形成中的作用1、4、6深入思考：深入思考：1. 1.物种形成的必要条件是什么？物种形成的必要条件是什么？隔离隔离2. 2.地理隔离在物种形成过程中起到什么作用？地理隔离在物种形成过程中起到什么作用？3 3、地理隔离必然产生出新的物种吗？、地理隔离必然产

28、生出新的物种吗？4 4、新物种形成的标志是什么？、新物种形成的标志是什么？5 5、产生生殖隔离的根本原因是什么？、产生生殖隔离的根本原因是什么？阻断种群间的基因交流阻断种群间的基因交流不是不是出现生殖隔离。出现生殖隔离。6 6、新物种形成的过程是怎样的？、新物种形成的过程是怎样的？种群基因库间形成明显的差异。种群基因库间形成明显的差异。二、隔离在物种形成中的作用地雀地雀祖先祖先甲岛地雀甲岛地雀乙岛地雀乙岛地雀丙岛地雀丙岛地雀丁岛地雀丁岛地雀突突变变和和基基因因重重组组 自自然然选选择择 甲岛地雀甲岛地雀1 1乙岛地雀乙岛地雀2 2丙岛地雀丙岛地雀3 3丁岛地雀丁岛地雀4 4种种群群基基因因库库改改变变地理隔离地理隔离不同不同 不同不同 有有差差异异 出现出现生殖隔离生殖隔离 不不同同物物种种阻断基因交流阻断基因交流 基因频率向不同基因频率向不同方向发生改变方向发生改变久久而而久久之之形成明显差异形成明显差异 地理隔离地理隔离生殖隔离（新物种形成）生殖隔离（新物种形成）加拉帕戈斯群岛上加拉帕戈斯群岛上1313种地雀形成的过程图解种地雀形成的过程图解物种形成的三个环节： 突变和基因重组、自然选择和隔离二倍体西瓜和四倍体西瓜是不是同一个物种？二倍体西瓜和四倍体西瓜是不是同一个物种？思考：是不是必须经过地理隔离，才能形成新物种呢？2n4n亲本：