2021年高中生物新人教版必修2 6.3.1 种群基因组成的变化 学案

1、第3节种群基因组成的变化与物种的形成第1课时种群基因组成的变化课堂互动探究案课程标准举例说明种群内的可遗传变异将赋予某些个体在特定环境中的生存和繁殖优势阐明具有优势性状的个体在种群中所占比例将会增加说明自然选择促进生物更好地适应特定的生存环境素养达成1分析、认同种群是生物进化的基本单位。（生命观念）2运用归纳与概括、批判性思维阐释生物进化的原因。（科学思维）3运用统计与概率的相关知识，解释并预测某一性状的分布及变化。（科学探究）4引导人们关注不正确使用抗生素带来的危害，关注人体健康。（社会责任）。互动口探究智涂探究点一种群基因组成的变化师问导学】1为什么生物进化的基本单位是种群而不是个体？2突

2、变具有低频性，能为生物进化提供原材料吗？3突变大多数对生物体是不利的，能为进化提供原材料吗？4生物变异和自然选择哪个能决定生物进化的方向？为什么？5所有的变异都能导致种群基因频率的改变吗？为什么？6基因突变和基因重组对种群遗传组成的影响一样吗？试分析原因。7有人认为“发生在体细胞中的基因突变不能传递给后代，因此不能为生物进化提供原材料”，这种说法正确吗？分析原因。8个果蝇种群中，由于环境的变化，基因型为aa的个体不能存活，随机交配繁殖多代后,a的基因频率将如何变化？9如果树干变黑，是否影响浅色桦尺蛾的出生率？【智涂笔记】微点拨：进化中的“定向”与“不定向”变异是不定向的。自然选择是定向的。种群

3、基因频率的变化是定向的。生物进化是定向的。理解“可遗传的变异”的含义来源：基因突变、基因重组以及染色体变异，其中基因突变和染色体变异统称为突变，都能产生新的基因型，但只有基因突变能产生新的基因。数量大突变数大：突变的频率虽然很低，但一个种群往往由许多个体组成，而且每一个个体的每一个细胞都含有成千上万个基因，所以在种群中每一代都会产生大量的突变。基因重组：基因突变产生的等位基因，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，从而使种群出现大量的可遗传变异。意义：为生物进化提供原材料，但不能决定生物进化的方向。方法规律：变异与选择之间的关系变异是不定向的，生物朝着一定的方向不断进化。自然

4、选择的过程十分缓慢，其结果符合优胜劣汰、适者生存的原则。【师说核心】1判断种群的“三要素”生活在一定区域。(2)同种生物。全部个体的集合。2影响基因频率变化的因素基因突变，由于基因突变可以产生新的基因，从而使基因的种类发生变化，进而导致基因频率的改变。基因重组，通过基因重组可以产生新的基因型，从而出现新的表现型，不同表现型的个体对环境的适应能力不同，因此可通过自然选择导致基因频率的改变。变异是不定向的，自然选择是定向的，通过自然选择，不适应环境的个体被淘汰，适应环境的个体生存下来并繁殖后代，使某些基因频率增加，另一些基因频率减少。迁移：迁移必然导致基因的流动，若迁入群体较大，且迁入群体与原群体

5、的某些基因的频率存在较大差异，则对原群体的基因频率有较大影响。3生物进化的实质实例分析：以桦尺蛾的体色进化为例。由上图可以看出，生物进化的实质是种群基因频率发生改变，即在生物进化过程中某基因的频率如果逐渐增大，说明该基因控制的性状对环境的适应能力较强。4突变和基因重组产生进化的原材料突变和基因重组使种群的基因频率发生不定向的改变。由于突变和基因重组都是随机的、不定向的，因此它们只是提供了生物进化的原材料，不能决定生物进化的方向。5自然选择决定生物进化方向的原理分析在自然选择的作用下，具有有利变异的个体有更多的机会产生后代，种群中相应基因的频率会逐渐提高。具体过程是：自然选择种群中产生变异(不定

6、向)一一T子代基因型频率AAG6%)A抚(48%)(16%)子代基因频率A(60%)班40%)若干代以后种群的基因频率会同子一代一样。2对于自然界的种群来说，这5个条件不可能同时都成立。例如，翅色与环境色彩较一致的个体，被天敌发现的机会就少些。3突变产生新的基因会使种群的基因频率发生变化。基因A2的频率是增加还是减少，要看这一突变对生物体是有益的还是有害的。匚口教材第112113页【探究实践】1树干变黑会影响桦尺蛾种群中浅色个体的出生率，这是因为许多浅色个体可能在交配、产卵前就已被天敌捕食。2在自然选择过程中，直接受选择的是表型。比如，天敌看到的是桦尺蛾的体色而不是控制体色的基因。匚口教材第1

7、14页【练习与应用】一、概念检测(1)Vx基因频率的变化受环境的影响。VD种群是指生活在一定区域的同种生物全部个体的集合。C在一对等位基因中，一个基因的频率=含该基因的纯合子的基因型频率+杂合子的基因型频率x(1/2)o故基因B的频率为18%+78%x(1/2)=57%；基因b的频率为157%=43%。C环境温度变化，突变体的生存能力发生变化，这说明突变的有害或有利取决于生存环境。二、拓展应用提示：如选择育种和杂交育种。提示：如果气候等其他条件也合适，并且这个种群具有一定的繁殖能力，该种群的个体数会迅速增加。否则，也可仍然处于濒危状态甚至绝灭。(1)有关联。由表格信息可知，随着抗生素人均使用量

8、的增加，细菌对该抗生素的耐药率逐渐升咼。首先细菌存在着耐药性变异。有的细菌耐药性强，有的细菌耐药性弱。使用抗生素时，耐药性弱的细菌被杀死，这叫不适者被淘汰；耐药性强的细菌活下来，这叫适者生存。活下来的耐药性强的细菌，繁殖的后代有的耐药性强，有的耐药性弱，在使用抗生素时，又把耐药性弱的细菌杀死，耐药性强的细菌活下来。这样经过抗生素的长期选择，细菌耐药性强的个体所占比例就逐渐升咼了。提示：医疗机构及时通报抗菌药物的耐药性，可以让人们及时更换抗菌药物。(答案合理即可。)提示：我们要合理使用抗生素。(答案合理即可。)温馨提示：请完成课后分层检测案19第3节种群基因组成的变化与物种的形成第1课时种群基因

9、组成的变化互动探究智涂探究点一【师问导学】1提示：因为个体的寿命是有限的，个体表现型会随着个体的死亡而消失。决定生物性状的基因可以通过生殖而世代延续，并且在群体中扩散，因此生物进化应该研究群体的基因组成的变化。2提示：突变的频率虽然很低，但一个种群往往由许多个体组成，而且每一个个体的每一个细胞内都有成千上万个基因，所以在种群中每一代都会产生大量的突变，可以为生物进化提供原材料。3提示：生物变异是否有利，取决于它们的生存环境，微小有利的变异不断积累也能导致生物进化。4提示：自然选择决定生物进化的方向。因为生物进化的方向是定向的，生物变异是不定向的，而自然选择是定向的，所以生物进化的方向是由定向的

10、自然选择所决定的。5提示：不能。只有可遗传的变异才能影响种群基因库的组成，才能改变基因频率。6提示：二者都对种群遗传组成产生影响，但影响角度不一样。只有基因突变才能出现新基因，才能丰富基因库，改变基因频率，从而影响种群的遗传组成；而基因重组不能产生新基因，只能增加基因型的种类，以此来影响种群的遗传组成。7提示：不正确。发生在体细胞中的突变，可以通过无性繁殖的方法传递给后代，如发生基因突变的花芽或叶芽，通过植物组织培养技术或者嫁接的方法可以传递给下一代，因此能为生物进化提供原材料。8提示：基因型为aa的个体不断被淘汰，但a基因随着杂合子保存下来，所以a基因的基因频率将越来越小。9提示：影响。因为

11、树干变黑后，浅色桦尺蛾易于被发现，导致其个体数减少，当然包括有生育能力的浅色桦尺蛾数量的减少，从而影响出生率。【针对检测】1解析：同一种群的不同个体相互联系，并通过交配保持一个共同的基因库，因此，种群不是个体的机械集合。答案：C2解析：基因库是指一个种群中全部个体所含有的全部基因，由于个体之间存在着差异，所以每个个体中不可能含有种群基因库的全部基因。基因库中只要有一个基因发生变化，则基因库的组成一定会发生变化。种群是繁殖的基本单位，基因库随繁殖的进行而不断延续。答案：C3解析：突变和基因重组为生物的进化提供原材料，不决定生物进化的方向，A错误；自然选择通过定向改变种群的基因频率决定生物进化的方

12、向，B正确；变异是不定向的，可能是有利的，也可能是有害的，利与害取决于生物所处环境，二者是相对而言的，C错误；变异是普遍存在的，产生有利变异的个体存活下来，产生不利变异的个体会被淘汰，D错误。答案：B4解析：变异本身是自发产生的，变异发生后，在自然（环境条件）选择下，适应性的变异被选择保留下来，导致种群的基因频率发生定向改变，A错误，D正确。P点时两曲线相交，此时A和a的基因频率相等，均为50%,B正确。Q点后A的基因频率增大，表示环境发生了变化，A基因控制的性状更适应环境，C正确。答案：BCD探究点二【师问导学】1.(1)提示：A的基因频率=A的数目A+a的总数目0%2al+a22al+a2

13、+a3x100%。提示：A的基因频率=AA的基因型频率+1/2Aa的基因型频率=P1+1/2P2。提示：XB的基因频率=XB+X的总数目x100%=2al+a2+a3+a4+a5x100%。XB的数目2al+a2+a4提示：基因突变；染色体变异；自然选择；种群个体数量过少；种群个体的迁入、迁出。提示：A%=AA%+l/2Aa%=60%；a%=aa%+1/2Aa%=40%。提示：据题意分析，XBXb有15人，XbXb有5人，XbY有11人，所以，Xb共有36个，女性有2条X染色体，男性只有1条X染色体，所以等位基因总数=200 x2+200=600，因此，Xb的基因频率是36/500 x100%

14、=6%。【针对检测】解析：B的基因频率=18%+1/2x78%=57%,b的基因频率=157%=43%。答案：C解析：因该果蝇种群vv的基因型频率为4%，由遗传平衡定律公式算出v=0.2,V=0.8，进而计算出引入纯种长翅果蝇前，基因型为vv的果蝇有0.04x20000=800(只)，基因型为Vv的果蝇有2x0.2x0.8x20000=6400(只)，VV有0.8x0.8x20000=12800(只)。引入20000只纯合长翅果蝇后，基因频率v=(800 x2+6400)/(40000 x2)=0.1，V=10.1=0.9，故A正确、B错误；因Vv、vv的数目不变，而该种群的总数增加一倍，所以

15、Vv、vv的基因型频率降低了50%，C、D正确。答案：B3解析：根据题干信息，亲代中，A的基因频率为20%+80%x(1/2)=60%，a基因的频率为80%x(1/2)=40%。随机交配得到的子一代的基因型及其比例为AA:Aa:aa=(60%x60%):(2x60%x40%):(40%x40%)=36%:48%:16%。又因aa基因型为致死型，故随机交配繁殖一代后，AA基因型的个体占36%/(36%+48%)=3/7。答案：C解析：随机交配的种群，基因频率和基因型频率稳定不变，保持平衡，符合遗传平衡定律。自交时，基因频率不变，杂合子所占比例会逐代减少，纯合子所占比例逐代增多，所以AA个体百分比会增大。答案：C归纳提升素养【网络建构】自然选择当堂即时反馈1解析：生物进化的实质就是基因频率的改变。所以基因频率改变生物就进化，基因频率不改变生物就没有进化。答案：A2解析：一个种群中，控制某一性状的基因频率增加，说明该基因控制的性状具有较强的适应性，能够传递给子代，A错误；控制某一性状的基因频率的增加并不一定导致该种群的全部个体都成为纯合体，B错误；控制某一性状的基因频率的增加对种群的繁殖速度的影响是不清楚的，C错误；控制某一性状的基因频率增加是自然选择的结果，说明该基因控制的性状对环境条件具有较强的适应性，D正确。答案：D解析：根据一对等位基因中某基因的频率=该基因纯合子