6.3种群基因组成的变化课件高一下学期生物人教版必修2

第6章生物的进化第3节种群基因组成的变化这两种观点都有一定的道理，但都不全面。因为它们忽视了鸡和蛋在基因组成上的一致性，也忽视了生物的进化是以种群为单位，而不是以个体为单位这一重要观点。生物进化的过程是种群基因库在环境的选择作用下定向改变的过程，以新种群与祖先种群形成生殖隔离为标志，并不是在某一时刻突然有一个个体或一个生殖细胞成为一个新物种。问题探讨Ｐ１１０1.生活在一定区域的_______生物的_____________的集合叫做种群。全部个体同种种群中的个体是机械的集合在一起的吗？（一）种群和种群基因库《书本》P1142

1.种群概念？(4)判断是否属于种群？所以,种群是________和____的基本单位。不是机械集合.雌雄个体可以交配,通过繁殖将各自的基因遗传给后代。生物进化繁殖同时同地同种(2)种群的特点(3)种群的实例一片树林中的全部猕猴一片草地上的所有蒲公英同一区域（区域可大可小，大到地球，小的可以是一个池塘）同一物种的生物全部个体(4)判断种群的三个要素判断下列是否属于种群：是否否否（1）一个池塘中的全部鱼（2）一个池塘中的全部鲤鱼（3）两个池塘中的全部鲤鱼（4）一片草地上的全部植物（5）一片草地上的成年梅花鹿（6）一座山上的按树苗否否《书本》P1142

习题巩固2．种群是物种在自然界的存在形式，也是一个繁殖单位。下列生物群体

中属于种群的是（

）A．一个湖泊中的全部鱼B．一片森林中的全部蛇C．一间屋中的全部蟑螂D．卧龙自然保护区中的全部大熊猫D2.基因库：一个种群中________所含有的___________,3.基因频率：在一个种群基因库中，某个基因占______________

的比值。该基因的总数/该基因及其等位基因的总数x100%4.基因型频率＝全部等位基因数全部个体全部基因3.基因频率＝该基因型个体数/该种群个体总数《书本》P1143（1）定义法：通过基因型个体数计算基因频率

A%=A/(A+a)x100%a%=a/(A+a)x100%

（2）比例法：通过基因型频率计算基因频率（简便法）

(此方法只适用常染色体上的基因)基因频率=纯合体基因型频率+杂合子基因型频率的一半如：A=AA%+（Aa%x½）a=aa%+（Aa%x½）

（一）种群和种群基因库一、种群和种群基因库(1)基因型频率AA==60%10%总结：在种群中，①一对等位基因的基因频率之和等于1，基因型频率之和也等于1。②一个基因的频率=该基因纯合子基因型频率+1/2杂合子的基因型频率的A+a=1AA+Aa+aa=1例：某昆虫种群中决定翅色为绿色的基因为A，决定翅色为褐色的基因为a，从种群中随机抽出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。那么AA、Aa、aa的基因型频率是多少呢？那么A和a的基因频率是多少？=30%Aa=aa=共100个个体，每个个体含2个基因（A或ａ），那么控制此性状的等位基因总数为：100ｘ２＝200个基因。(2)基因频率30×２＋60=120个10×2＋60=80个A基因数=ａ基因数=A基因频率=ａ频率==60%=40%

A=AA%+Aa%x

½例：某昆虫种群中决定翅色为绿色的基因为A，决定翅色为褐色的基因为a，从种群中随机抽出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。那么A和a的基因频率是多少？一、种群和种群基因库A基因数=2×30+60=120个a基因数=10×2+60=80个A基因的频率==60%

a基因的频率==40%

已知：共100个个体，每个个体含2个基因（A或ａ），那么控制此性状的等位基因总数共100ｘ２＝200个。习题巩固3．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（

）A．18%、82%

B．36%、64%C．57%、43%

D．92%、8%CB=18%+1/2x78%=57%b=4%+1/2x78%=43%例4（伴性）对某校学生进行色盲调查研究后发现：780名女生中有患者23人，携带者52人；820名男生中有患者65人。则该群体中色盲基因频率（Xb）是多少？＝6.8%《书本》P1143

Xb＝亲代基因型频率AA______Aa________aa______亲代配子比值A_______A_____a____a_______亲代基因频率A________a________F1基因型频率AA______Aa_________aa______F1的配子比值A_______A_____a______a____F1基因频率A_________a________F2基因型频率AA____Aa______aa______0.30.10.30.30.30.10.360.480.160.60.40.6问题：若干代以后，该种群的基因频率会不会发生改变？该种群是否发生进化？遗传平衡时，种群配子比值=种群基因频率0.60.40.360.240.240.160.360.480.16基因频率不改变，不进化A=0.36+0.24=0.6A=0.3+0.3=0.6a=0.3+0.1=0.4《书本》P111思考,表格

假设某种群满足以下五个条件：①种群非常大.②全部的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代，③没有迁入与迁出，④AA、Aa、aa三种基因型个体的生存和繁殖机会均等（即：自然选择对这一相对性状没有起作用）⑤没有基因突变和染色体变异遗传平衡（哈代温伯格定律）上述5个假设成立的条件下，种群基因频率在世代繁衍过程中______发生变化，我们称为遗传平衡。但是任一条件改变，都会使种群基因频率发生改变，也就是说该种群的生物会发生进化。不会对于自然界的种群来说，这五个条件都能成立吗？《书本》P111思考与讨论不能同时成立遗传平衡：自交或自由交配后，基因频率不改变，不进化。但自交后基因型频率会改变。自由交配后基因型频率可能改变（也可能不变）。（两不一改）亲代基因型频率AA______Aa________aa______亲代配子比值A_______A_____a____a_______亲代基因频率A________a________F1基因型频率AA______Aa_________aa______F1的配子比值A_______A_____a______a____F1基因频率A_________a________F2基因型频率AA____Aa______aa______0.30.11/31/31/304/94/91/9(不育)3/41/40.6问题：若aa个体无生育能力（或死亡），若干代以后，该种群基因频率是否发生改变？该种群是否进化？若aa个体无生育能力（或死亡），该种群基因频率会发生改变；种群会进化。2/31/31/21/41/409/166/161/16（不育）1/32/304/84/80（死）遗传不平衡（自然选择起作用，如有致死等）：无论自交或自由交配后，基因频率会改变，会进化。基因型频率会改变。（三会改）（二）种群基因频率的变化可遗传的变异变异不可遗传的变异基因突变染色体变异基因重组突变思考：什么情况下会改变种群的基因频率？总结：影响基因频率的因素（1）基因突变、染色体变异（2）自然选择起作用。（生存，繁殖机会不均等）（3）部分不能交配（4）大量迁入或迁出等遗传平衡定律又称：哈代——温伯格定律 哈代——温伯格定律是指在一个巨大的、随机交配和没有干扰基因平稳因素的种群中，基因频率将世代保持稳定不变。在一个有性生殖的自然种群中，当等位基因只有两个(A和a)时，设p代表A的基因频率，q代表a的基因频率，则

(p＋q)2＝p2＋2pq＋q2＝1，其中p2是AA的基因型频率，2pq是杂合子Aa的基因型频率，q2是aa的基因型频率。【特别提示】上述计算方法在理想条件下才能成立，理想条件是指：①种群非常大；②所有的雌雄个体间都能自由交配并产生后代；③没有迁出和迁入；④自然选择对A、a没有作用；⑤基因A和a都不产生突变。总之存在于遗传平衡的种群中。

在自然条件下，同时满足上述条件的种群是不存在的，这也从反面说明了自然界中种群的基因频率迟早要发生变化，即：种群的进化是必然的。

已知基因型频率求基因频率(1)设二倍体生物个体的某一基因库上有一对等位基因A和a，假如种群中共有N个个体，而AA、Aa、aa三种基因型的个体数分别是n1、n2、n3，那么种群中A基因的频率和a基因型的频率分别是：①A基因的频率＝②a基因的频率＝(2)在以上关系中，设A、a的基因频率分别用PA、Pa表示，AA、Aa、aa的基因型频率分别用PAA、PAa、Paa表示，则例1：在一个种群中随机抽出一定数量的个体，其中，基因型为AA、Aa、aa的个体分别占14％、80％、6％。基因A和a的频率分别是：

A．54％、46％B．47％、53％

C．88％、12％D．47％、43％（1）通过基因型个体数计算基因频率A%=A/(A+a)x100%

（2）通过基因型频率计算基因频率基因频率=纯合体基因型频率

+

杂合子基因型频率的一半(此方法只适用常染色体上的基因)如：A=AA%+Aa%x½a=aa%+Aa%x½《创》P14233、某校学生中某一对相对的各基因型比例为XBXB：XBXb：XBY：XbY=44%：6%：42%：8%，则该校学生中Xb的基因频率为A、13.2%B、5%C、4%D、9.3%D有关基因频率的计算1（常染色体）、某种群中AA的个体占24%，Aa的个体占72%，aa的个体占4%。则A和a的频率分别是

A、24%、72%B、36%、64%C、60%、40%D、57%、43%C2（伴性）对某校学生进行色盲调查研究后发现：780名女生中有患者23人，携带者52人；820名男生中有患者65人。则该群体中色盲基因频率是多少？6.8%3（伴性）某工厂有男女职工各200人，对他们进行调查时发现，女色盲5人，女性携带15人。男性色盲11人，求XB,Xb的频率？Xb=6%，

XB=94%4.（通过遗传平衡公式）一个随机交配的群体，控制一对相对性状的基因位于常染色体上，已知显性性状表现型的频率是0.19，则杂合子Aa的频率是()A．0.1B．0.6C．0.9D．0.18D4（自由交配）、人为组成一个种群，其中80%为BB的个体，20%为bb的个体，群体随机交配，其子代中Bb的比例是（）

A、25%B、32%C、50%D、64%B5（自交）、已知某种群中，AA基因型频率为25%，aa基因型频率为39%，则该种群个体自交一代后，基因型AA的频率为（）34%6、某植物种群中，AA基因型频率为16%，aa基因型频率为36%，该种群随机交配产生的子一代中AA基因型频率、A基因频率分别为_____、_____

；该种群___（是或否）发生了进化。为什么？若该种群自交产生的子一代中，AA基因型频率、A基因频率分别为____、_____；该种群___（是或否）发生了进化。为什么？16%

40%

28%

40%

否否1.基因突变在自然界是普遍存在的。基因突变产生＿＿＿＿＿，这就可以使种群的＿＿＿＿发生变化。2.达尔文指出，＿＿＿＿＿＿提供生物进化的原材料．现代遗传学研究表面，可遗传的变异来源于_________________________其中___________________统称为突变。所以可遗传的变异来源于______和________。

基因突变、基因重组、染色体变异基因突变、染色体变异（２）突变的有利或有害不是绝对的，它是由__________________决定的。５.突变和重组都是

的、的，那么种群基因频率的改变是否也是不定向的？谁决定生物进化的方向？

生物的生存环境（二）种群基因频率的变化新的等位基因基因频率可遗传的变异突变基因重组3.思考？生物自发突变的频率很低，且多数是有害的，它为何还能作为生物进化的原材料呢？（对生物的进化有意义吗？）（１）每一代就会产生大量的突变个体。4.基因突变产生的＿＿＿，通过＿＿＿＿过程中的＿＿＿＿，可以形成多种多样的＿＿＿，从而使种群中出现多种多样＿＿＿＿＿＿类型。等位基因有性生殖基因重组基因型可遗传的变异随机不定向定向自然选择

果蝇1组染色体上约有1.3×104个基因，假定每个基因的突变率都是10-5，一个大约有108个果蝇种群，每一代出现的基因突变数是

A、2.6×109B、2.6×108

C、2.6×107D、1.3×108C基因突变数的计算为何乘2？2×１．３×104×10-5×108＝2.6×107

（2组染色体）自然选择的作用下，具有有利变异的个体更有机会产生后代，种群中相应基因的频率会不断______；相反，具有不利变异的个体留下后代的机会少，种群中相应基因的频率会_______。在＿＿＿＿的作用下，种群的基因频率发生__________，导致生物朝着_______不断进化。定向改变一定方向提高下降（三）自然选择对种群基因频率变化的影响①生物的变异是______的②自然选择是______的③种群基因频率的改变是_____的④生物进化的方向是____的。不定向定向定向定向（四）生物进化的实质：种群基因频率的改变（三）＿＿＿＿＿决定生物进化的方向自然选择自然选择总结：淘汰不利变异基因、积累有利变异基因英19世纪曼彻斯特英20世纪曼彻斯特桦尺蛾（黑S，浅ｓ）补充：1.自然选择作用的对象(1)直接作用的是生物的变异性状(表型)，不是基因型。(2)间接作用的是相关的基因型。(3)根本作用（决定）的是与表型对应的基因。 即自然选择的实质是环境对变异性状所对应的基因的选择，因而可以改变种群的基因频率。2．自然选择的因素：对生物的变异起选择作用的是个体所处的自然环境。变异是不定向的自然选择是定向的不利变异被淘汰,有利变异逐渐积累二、种群基因频率的变化种群的基因频率发生定向的改变生物朝着一定方向缓慢进化生物进化的实质是种群基因频率的定向改变。

在自然界，由于基因突变、基因重组、染色体变异、自然选择等因素，种群的基因频率和基因型频率总是在不断变化的。因此，生物进化的过程实质就是___________________________________。种群基因频率的变化过程某种群中，AA的个体占25%，Aa的个体占50%，aa的个体占25%。（1）请问基因A的基因频率是_________；（2）若aa的个体无繁殖能力，则种群个体间自由交配一代后，子一代中，基因型AA的频率是______；A基因频率是______。自由交配一代后,该种群进化了吗？为什么？____；___________________________。（3）若aa的个体无繁殖能力，则种群个体自交一代后，子一代中，基因型AA的频率是______；A基因频率是______。自交一代后,该种群进化了吗？为什么？_______；_____________________________。6.自由交配或自交，与基因频率及进化的关系1／24／92／3进化该种群的基因频率发生改变1／22／3进化该种群的基因频率发生改变遗传平衡：自交或自由交配后，基因频率不改变，不进化。但自交后基因型频率会改变。自由交配后基因型频率可能不改变（也可能变）。（两不一改）遗传不平衡（自然选择起作用，如有致死等）：无论自交或自由交配后，基因频率会改变，会进化。基因型频率会改变。（三会改）例：每年的4、5月间，大理蝴蝶泉一带有数量庞大的大丽王蝴蝶种群，它们的翅色有黄翅黑斑和橙黄黑斑两种．研究得知，黄翅黑斑（A）对橙黄黑斑（a）是显性，且亲代基因型比例是AA（16%）、aa（36%）．请据基因的分离定律计算并回答问题：（1）该种群产生a基因的频率为_____。该种群随机交配产生后代Aa的基因型频率是_____。若要使蝴蝶后代的基因频率维持在这一理想状态下，应具备哪些条件？（写出两点）______________。在这过程中，该种群是否发生了进化？______,理由是__________。（2）近年发现该种群出现了突变的白翅蝶，专家分析该种群的基因频率将会发生改变．请分析白翅的基因频率可能会怎样变化？___________。（2）没有迁入和迁出、自然选择对翅色这一性状没有作用、没有基因突变和染色体变异

60%

48%

没有

因为该种群的基因频率没有发生改变

（3）如果该性状适应环境，则基因频率会增大；如果该性状不适应环境，则基因频率会减小

习题巩固1．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向改变。

（）√X√习题巩固4．一只果蝇的突变体在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拓展应用3.碳青霉烯类抗生素是治疗重度感染的一类药物。右表为2005—2008年，

该类抗生素在某医院住院患者中的人均使用量，以及从患者体内分离得

到的某种细菌对该类抗生素的耐药率变化。据表回答下列问题。年份2005200620072008住院患者该类抗生素的人均使用量/g0.0740.120.140.19某种细菌对该类抗生素的耐药率/%2.66.1110.925.5（1）？？？？

（1）二者存在正相关的关系。依据是调查数据。滥用的各种抗生素促使某种细菌产生了抗药性变异（）×（2）试从进化的角度解释耐药率升高的原因。随着抗生素人均使用量的增加，不耐药的细菌生存和繁殖的机会减少，耐药菌生存和繁殖的机会增加，耐药性基因在细菌种群中的基因频率逐年上升。拓展应用3.碳青霉烯类抗生素是治疗重度感染的一类药物。右表为2005—2008年，

该类抗生素在某医院住院患者中的人均使用量，以及从患者体内分离得

到的某种细菌对该类抗生素的耐药率变化。据表回答下列问题。年份2005200620072008住院患者该类抗生素的人均使用量/g0.0740.120.140.19某种细菌对该类抗生素的耐药率/%2.66.1110.925.5（3）？？（4）？？（3）由于细菌繁殖很快，耐药率的上升速度也较快，因此需要加强监控。我国卫生部门建立了相关检测机制，说明党和政府关注民生。医疗机构及时通报预警信息，有利于全国各医院机构共同及时采取措施，如更换新的抗生素类药物将细菌耐药率控制在低水平。（4）合理使用抗生素，防止滥用抗生素。34(1)这是什么？含抗生素吗？滤纸片（1号不含抗生素，含抗生素）(2)这又是什么？抑菌圈（透明圈，号含抗生素，细菌无法生长）(4)耐药菌可能在哪个位置？耐药菌在抑菌圈的边缘。(3)抑菌圈直径越大，说明？抑菌圈直径越大，抑菌效果越好。P115探究：探究抗生素对细菌的选择作用P115探究

实践1．因为抑菌圈边缘生长的细菌可能是耐药菌。2．提示:根据实验结果回答。3．提示:在本实验的培养条件下，耐药菌产生的耐药变异对它是有利的。有利于生物在特定环境中生存和繁殖的变异就是有利变异。4．提示:将自己实验获得的数据和结论与其他同学的进行比较，根据实际情况来回答。5．这些做法都会促进耐药菌的产生。3．长期滥用抗生素的病人体内可能会产生具有超级抗药性的细菌，即“超级细菌”，例如在美国发现的抗药性金黄色葡萄球菌可以抵抗最强力的抗生素，并引发各种感染。下列有关“超级细菌”及其抗药性形成的叙述，正确的是（）A．“超级细菌”通过无丝分裂的方式增殖时，也要进行DNA的复制B．金黄色葡萄球菌通过基因突变、基因重组或染色体变异产生抗药性C．滥用的各种抗生素促使金黄色葡萄球菌产生了抗药性变异D．抗药性的形成的实质是菌群中抗药性基因频率的增加D长期使用某种农药，会发现灭虫效果越来越差，这是因为有些害虫产生了抗药性。害虫产生抗药性的原因是：（）

A、害虫对农药进行选择的结果；

B、定向变异的结果；

C、遗传的结果；

D、农药对害虫的抗药变异进行选择的结果。D

二、隔离在物种形成中的作用（P116）思考：１.马与驴是同种生物吗？2.二倍体西瓜和四倍体西瓜是同一物种吗？3.全世界的人都是一个物种吗？4.东北虎与华南虎是一个物种吗？5.狮子与老虎是一个物种吗？6.种群和物种有什么区别？（一）物种的概念马（64条染色体）驴（62条染色体）骡（？条，可育吗？为什么？）＋不是，后代三倍体西瓜不可育，三倍体西瓜不是新物种，是生物

能够在自然状态下_________，并且产生出__________的一群生物称为一个物种。相互交配可育后代骡：63条，不可育，减数分裂时染色体联会紊乱，不能产生配子马驴不同种，骡不可育，马与驴存在生殖隔离同一物种同一物种，不同亚种不同物种

种群和物种的区别

(1)物种是自然状态下能够交配并产生可育后代的一群生物，一个物种可能在不同地点和时间形成不同的种群。

(2)种群是同一种生物、同一地点、同一时间形成的一个群体。种群“小”，不同种群间有地理隔离；物种“大”，不同物种间有生殖隔离。

(3)判断生物是不是同一物种，如果来历不明，形态结构相似，可靠依据是是否存在生殖隔离。若出现生殖隔离，则不是同一物种。物种与种群的区别①同一物种可以分布在不同区域；种群是同一区域内的同一物种的全部个体。②种群是物种繁殖和进化的基本单位。3.隔离：指_____________的个体，在自然条件下__________________的现象。1.生殖隔离：_________之间一般是不能相互交配，即使交配成功，也____________________

。2.地理隔离：_________由于__________而分成不同种群，使得种群间不能发生__________的现象。什么是基因交流？不同种群间基因不能自由交流同种生物能交配，且能产生可育后代，后代也有后代不同物种不能产生可育后代（二）隔离及其在物种形成的作用（一）物种的概念（3）其他隔离：4.看图6－11思考：两个鼠种群，还能繁殖吗？同种吗？地理隔离：同一物种，不同地区生殖隔离：同一地区，不同物种地理障碍基因交流不一定。可能可以。也可能由于长期地理隔离而没有相互交配，没有基因交流，形成了生殖隔离，它们形成两个不同的物种。说明：经过长期的地理隔离，可能会导致生殖隔离。4.物种形成的方式（1）渐变式（大多数物种的形成）

地理隔离阻断基因交流不同的突变、基因重组基因频率向不同方向发生改变种群的基因库出现差异差异进一步加大生殖隔离新物种形成物种形成的方式有多种，经过长期地理隔离而达到生殖隔离是比较常见的方式（渐变式）。地理隔离是形成物种的_____阶段量变生殖隔离是形成物种的_____阶段质变5.新物种形成的标志是：_______形成生殖隔离自然选择作用下突变和基因重组自然选择地理隔离种群基因频率时间基因库的差别种群间生殖隔离物种形成改变积累标志着导致导致扩大《书本》P126二1（2）爆发式（骤变式）物种的形成主要是由异源多倍体的染色体畸变的方式形成新物种，一出现可以很快形成生殖隔离。(基因频率改变)六倍体的小麦与八倍体小黑麦是同一物种吗?二倍体的西瓜与四倍体西瓜是同一物种吗?6.物种形成的三个基本环节：突变和基因重组自然选择隔离是生物进化的原材料（内因）决定生物进化的方向（外因）是物种形成的必要条件（外因）思考：①物种的形成一定要经过地理隔离吗？

②进化与物种的形成有什么区别和联系？不一定P141考点23标题练习P1437P3161214891011物种的形成一定要经过地理隔离吗？答案：不一定。通常情况下，物种的形成需经地理隔离，最后产生生殖隔离。但在特殊情况下，不需地理隔离也能产生生殖隔离，导致新物种的形成，如人工诱导多倍体的形成，可不经过地理隔离而达到生殖隔离。（四）隔离导致物种形成物种、隔离、地理隔离、生殖隔离10．（上海）新物种形成的标志是A．具有新的生理

B．出现新的形态结构C．出现地理隔离

D．形成生殖隔离11.隔离在物种形成中的主要作用是：(）A.使种群间的个体互不相识B.使不同种群各适应于不同的地理环境C.使种群间雌雄个体失去交配机会D.使种群之间停止基因交流，并朝着不同的方向演变DD生物进化和物种形成的区别内容物种形成生物进化标志变化后生物与原生物关系二者联系生殖隔离出现基因频率改变新物种形成，生殖隔离，质变生物进化，基因频率改变，量变①只有不同种群的基因库产生了明显差异，出现生殖隔离才形成新物种；②进化不一定产生新物种，新物种产生一定存在进化14.(08