人教版2019生物必修23种群基因组成的变化与物种的形成学案

1、种群基因组成的变化与物种的形成【学习目标】1 .举例说明种群、基因库、基因频率的概念，学会用数学方法讨论基因频率的变化。2 .结合教材阐明突变和基因重组是生物进化的原材料。3.探究自然选择对种群基因频率的影响。【学习重点】举例说明种群、基因库、基因频率的概念，学会用数学方法讨论基因频率的变化。【学习难点】结合教材阐明突变和基因重组是生物进化的原材料。3.探究自然选择对种群基因频率的影响。【学习过程】知识点一：种群和种群基因库知识梳理1 .种群是生物进化的基本单位自然选择直接作用的是生物个体，而且是个体的表型,但个体表型会随着个体的死亡而消失，决定表型的基因却可以通过生理匝世代延续，并且在群体中

2、扩散，因此生物进化应该研究群体的基因组成的变化。2 .种群和种群基因库(1)种群概念：生活在一定区域的同种生物的全部个体的集合。(2)种群特点中群中的个体并不是机械地集合在一起。一个种群其实就是一个繁殖的单位，雌雄个体可以通过繁殖将各自的基因遗传给后代。中群在繁衍过程中，个住有新老交替，基因却代代相传。(3)基因库和基因频率基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因，叫作这个种群的基因库。基因频率a.概念：在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比俏。甘_某种基因数目b.计HA式.基因频十一控制同种性状的等位基因的总数思维空间问题探究：种群的基因库是一直不变的吗？试分析原因。提示：不是。

3、基因突变、染色体变异、自然选择、种群个体的迁入、迁出等都会使种群的基因库发生改变。典例精析例1德国小赚（二倍体）是常见的室内昆虫。随机取样的德国小赚个体中，ss个体数为6,SS个体数为26,Ss个体数为18。则s的基因频率为（）A.0.26B.0.3C.0.46D.0.58在缶s#因总数6X2+18斛独刀析：s的基因"中=S基因总数+4因总数=6+26+18X2X100好30%°答案：B例2蜗牛的有条纹（A）对无条纹（a）为显性。在一个地区的蜗牛种群内，有条纹（AA）个体占55%,无条纹个体占15%,若蜗牛间进行自由交配得到Fi,则A基因的频率是（）A.30%B.62%C.

4、 60%D.70%解题分析：根据题意可知，Aa个体占30%,则A的基因频率为55%+30%<1/2=70%,a的基因概率为15%+30%<1/2=30%,D正确。答案：D例3在一次红绿色盲的调查中共调查男女各200名，调查发现，女性红绿色盲基因的携带者15人，女性色盲5人，男性色盲11人。那么这个群体中红绿色盲基因的频率是（）C.9%A.4.5%B.6%D. 7.8%解题分析：XBXb15人，XbXb5人，XbY11人，所以基因b的数目=15X&5X从11XU36个，因此，红绿色盲基因的频率=36200X2200X100%=6%。答案：B例4在某一遵循遗传平衡定律的人群中，

5、经调查得知，隐性性状者为16%,则该性状不同类型的基因型频率分别是（按AA、Aa、aa顺序排列）（）A.0.36、0.48、0.16B.0.48、0.36、0.16C.0.16、0.48、0.36D,0.16、0.36、0.38解题分析：由题干可知，该人群中隐性性状者为16%,即aa=16%,根据遗传平衡公式aNXaXa+NXAXa+NXAXA+NXaY+NXAY（N表示基因型的个体数）（3）遗传平衡状态下基因频率的计算遗传平衡状态的条件：a.种群非常大。b.种群中所有的雌雄个体间都能自由交配并产生后代。c.没有基因突变的发生。d.没有迁入和迁出。e.没有自然选择（不同个体生存和繁殖的机会是相

6、等的）=aa基因型频率可得，a的基因频率是，16%即40%,A的基因频率是140%=60%,因此该人群中AA的基因型频率=（A的基因频率）2=60%<60%=0.36,Aa的基因型频率=2X（A的基因频率）X（田勺基因频率）=2X40%<60%f0.48,A正确。答案：A技法提升有关基因频率计算题的解法（1）常染色体上基因频率的计算已知各基因型及其个体的数量，求基因频率。此类题型可用定义公式计算，即某基因的频率=（该基因纯合子个体数X计杂合子个体数）+恿个体数X2）X100%已知基因型频率，求基因频率。此类题型可以将百分号去掉，按定义公式计算或直接用“某基因的基因频率=该基因纯合子

7、的百分比十杂合子百分比的1/2”来代替。如基因A的频率=人人的频率+1/2Aa的频率，基因a的频率=1基因A的频率。（2）位于性染色体上基因频率的计算A的基因频率=2NXAXA+NxAXa+Nxayc一,一,一'r,一x100%2NxAXA+NXAXa+NXaXa+NXAY+NXaYa的基因频率=X100%2NXaXa+NXAXa+NXaY基因频率与基因型频率的计算公式设A的基因频率为p,a的基因频率为q,则p+q=1雄配子雌配子A(p)a(q)A(p)AA(p2)Aa(pq)a(q)Aa(pq)aa(q2)即：AA的基因型频率=p2,Aa的基因型频率=2pq,aa的基因型频率=q2若

8、已知AA的基因型频率为m,则A的基因频率为质。知识点二：种群基因频率的变化和自然选择对种群基因频率的影响知识梳理1 .种群基因频率的变化Jm/回基因突变突变fU)可遗传变异的来源彳I物染色体变异基因重组(2)可遗传变异的形成基因突变产生新的等位基因,通过有性生殖过程中的基因重组，可以形成多种多样的基因型，从而使种群中出现多种多样可遗传的变异类型。(3)变异的有利和有害是相对的，是由环境决定的。2 .自然选择对种群基因频率的影响(1)实例分析(桦尺蟆体色进化)11九八不定臼交异也/-通过大。用(2)原理分析不利变异的个体留卜宁代的机会侬.肿前中相应通因的腕串布卜降种蚱中相右一利变蚌的个悻右更热的

9、机空用X席代.应塘因的频率会不断同题(3)生物进化的实质：在自然选择的作用下,种群的基因频率会发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化。典例精析例1根据现代生物进化理论，下列说法正确的是()A.突变、重组和自然选择都是定向的B.生物进化的实质是种群基因型频率的改变C.种群内基因频率的改变在世代间具有连续性D.种群内基因频率改变的偶然性随种群数量下降而减小解题分析：突变和重组是不定向的，自然选择是定向的，A错误；生物进化的实质是种群基因频率的改变，B错误；种群中基因频率的改变在世代间具有连续性，导致生物不断进化，C正确；种群中基因频率改变的偶然性随种群数量下降而增大，D错误。答案：C例2下列

10、有关基因频率与生物进化的描述，正确的是()A.生物在进化的过程中不一定有基因频率的改变B.生物只要发生进化，基因频率就会改变C.变异使基因频率定向改变D,只有基因突变，才导致基因频率发生改变解题分析：生物进化的实质是种群基因频率的改变，只要生物进化了，基因频率一定发生了改变，A错误，B正确；变异是不定向的，自然选择可使基因频率发生定向改变，C错误;基因频率的改变与突变、迁入和迁出、自然选择等多种因素有关，D错误。答案：B知识点三：探究抗生素对细菌的选择作用知识梳理1 .原理：一般情况下，一定浓度的抗生素会杀死细菌，但变异的细菌可能产生耐药性。在实验室连续培养细菌时，如果向培养基中添加抗生素.耐

11、药菌有可能存活下来。2 .目的要求：通过观察细菌在含有抗生素的培养基上的生长状况，探究抗生素对细菌的选择作用。3 .方法步骤(1)用记号笔在培养皿的底部画2条相互垂直的直线、将培养皿分为4个区域，分别标记为。(2)取少量细菌的培养液，用无菌的涂布器(或无菌棉签)均匀地涂抹在培养基平板上。(3)用无菌的银子先夹取1张不含抗生素的纸片放在号区域的中央，再分别夹取1张抗生素纸片放在号区域的中央，盖上皿盖。(4)将培养皿倒置于37的恒温箱中培养1216h0(5)观察培养基上细菌的生长状况。纸片附近是否出现了抑菌圈？如果有，测量和记录每个实验组中抑菌圈的直径，并取平均值。(6)从抑菌圈边缘的菌落上挑取细

12、菌,接种到已灭菌的液体培养基中培养,然后重复步骤(2)(5)。如此重复几代，记录每一代培养物抑菌圈的直径。注意：实验结束后，应将耐药菌、培养基、纸片等进行高温灭菌处理。4 .结果在培养基上生(填“有”或“无”)细菌生长，在放有抗生素纸片的区域无_(填“有”或“无”)细菌生长。连续培养几代后，抑菌圈的直径会变小。5 .结论抗生素对细菌具有定向选择作用。思维空间问题探究：。为什么要从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌？提示：抗生素能够杀死细菌，在抑菌圈边缘抗生素浓度较低，可能存在具有耐药性的细菌，因此要从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌。问题探究：在本实验的培养条件下，耐药菌所产生的变异是有利还是有害的？你怎么

13、理解变异是有利还是有害的？提示：有利的，基因突变具有随机性和不定向性，有利或有害取决于所处的环境条件，在本实验的环境条件下，耐药性细菌的存活率高，故为有利变异。有利于细菌的变异对人类是有害的，面对不同的主体，应辩证地看待变异的有利有害性。问题探究：滥用抗生素的现象十分普遍。例如，有人生病时觉得去医院很麻烦，就直接吃抗生素；有的禽畜养殖者将抗生素添加到动物饲料中。你认为这些做法会有什么后果？提示：滥用抗生素会使病菌的抗药基因不断积累，抗药性不断增强，导致抗生素药物失效。典例精析例12015年4月14日楚天都市报报道：湖北爆发致命超级细菌，导致一名3岁男童死亡。超级细菌是指对多数抗生素耐药的细菌，

14、能让抗生素失效造成人体严重感染。下列关于超级细菌的叙述不符合达尔文进化观点的是()A.超级细菌对多数抗生素具有耐药性，是抗生素不断选择的结果B.细菌中原来就存在对抗生素具有耐药性的个体C.抗生素的选择和细菌的变异都是定向的D.新品种抗生素的使用会影响超级细菌的进化解题分析：抗生素的选择是人为条件下的选择，是定向的，但细菌的变异是非定向的，C项符合题意；细菌中本来就有对抗生素具有耐药性的和不具有耐药性的个体，在抗生素的使用过程中，具有耐药性的细菌存活下来，并将这种耐药性遗传给下一代，不具有耐药性的细菌死亡，所以超级细菌对多数抗生素具有耐药性是抗生素不断选择的结果，A项和B项均不符合题意；环境的定

15、向选择作用决定着生物进化的方向，当环境因素发生改变时，会影响生物进化的方向，所以新品种抗生素的使用会影响超级细菌的进化，D项不符合题意。答案：C例2医学上在治疗由细菌引起的感染性疾病时，通常要进行细菌的耐药性监测，实验方法如下：将含有一定浓度但抗生素种类不同的滤纸片，放置在已接种被检菌的固体培养基表面，抗生素向周围扩散，如果抑制细菌生长，则在滤纸片周围出现抑菌圈(图中里面的圈)，结果如图所示。(1)图中最有效的是培养皿中的抗生素，原因是(2)用上述最有效的抗生素对细菌进行处理，并测定细菌数量变化，实验结果如图所示，向培养基中加抗生素的时刻为b点，理由是抗生素使细菌中的个体大量死亡而数量下降。尽

16、管有抗药性基因存在，但使用抗生素仍然能治疗由细菌引起的感染，原因在于细菌种群中hhe时间如果长期使用同一种抗生素，细菌抗药性会增强的原因是解题分析：(1)抗生素抑制细菌生长的作用越强，抑菌圈的直径越大。(2)b点处细菌数量减小，虽然细菌中极少数具有抗药性，但大多数不具有抗药性的细菌能够被杀死。(3)抗生素不断对细菌进行选择，抗药性不断积累。答案：(1)BB的抑菌圈最大（2）不具抗药性有抗药性基因的个体占极少数（3）抗生素对细菌的抗药性变异进行了定向选择当堂检测1.对种群概念的正确叙述是（）A.不同空间中同种生物个体的总和B.生活在一定区域的同种生物的全部个体C. 一片水田中的所有鱼的总和D.

17、一个生态环境中有相互关系的动植物的总和答案：B2 .下列可作为一个基因库的是（）A. 一条染色体上的全部基因B. 一个个体所携带的全部基因C. 一个生物具有的全部基因D. 一个种群所含的全部基因答案：D3 .下列哪项不是生物进化的原材料（）A.基因突变B.基因重组C.不遗传的变异D.染色体变异答案：C解析：突变和基因重组为生物进化提供了原材料，其中突变又包括基因突变和染色体变异。4 .生物的变异可以为进化提供原材料。下列关于变异与进化的叙述，不正确的是（）A.自然选择直接选择的是个体的表型B.种群中控制某一性状的全部等位基因的总和称为基因库C.自然选择导致种群的基因频率发生定向改变D,桦尺蟆种群颜色的变化是一种适应性进化，这种适应性变化是自然选择所造成的答案：B解析：一个种群中全部个体所含有的全部基因，称为这个种群的基因库，B错误。5.某植物种群中，AA基因型个体占30%,aa基因型个体占20%,则：（1）植物种群中的A、a基因频率分别是?o若该植物自交，后代中AA、aa基因型个体分别占?。这时，A、a的基因频率分别是>。(3)依据现代生物进化理论，这种植物是否发生了进化？原因是Q进化的基本单位是,进化的原材料是由提供的，进化的实质是答案：(1)55%45%(2)42.5%32.5%55%45%(3)没有发生进化种群的基因频率没有发生改变(4)种群突变和基因重组