【生物】种群基因组成的变化与物种的形成-2023-2024学年高一生物 人教版2019必修2

1.拉马克认为生物的适应性特征的形成是用进废退和获得性遗传的结果()2达尔文的自然选择学说正确地解释了生物的多样性、适应性以及遗传和变异的本质()3.抗生素的滥用会使细菌产生抗药性的原因是抗生素诱发细菌产生基因突变，使细菌中出现抗药性强的个体()4.达尔文的自然选择学说认为生物的多样性、适应性是进化的结果()复习回顾：√××√预习自测1.一个种群中某基因占所有基因数的比值叫作基因频率。(

)2．在环境条件保持稳定的前提条件下，种群的基因频率不会发生变化。(

)3．若亲子代间基因频率不变，基因型频率也一定不变。(

)4．种群是生物进化的基本单位，自然选择的直接选择对象是个体的表型。(

)5.从根本上讲，没有突变，就没有生物的进化。(

)6．突变具有低频性，不能为生物进化提供原材料。(

)7．有害突变不能成为生物进化的原材料。(

)8．所有变异都不能决定生物进化的方向，但都能提供进化的原材料。(

)9.细菌在抗生素的诱导作用下产生了抗药性基因。(

)10．本实验所使用的涂布器、培养皿等都要进行灭菌处理。(

)×××√√××××√情境导入第6章生物的进化

第3节种群基因组成的变化第一课时学习目标：1.解释种群、基因库和基因频率的概念。2.阐明生物进化的实质。aa表型自然选择的直接作用对象是基因型还是表型？A探究一.种群和种群基因库判断以下例子是否属于种群，并且说出判断依据（1）两个池塘内的全部鲤鱼（2）一个池塘中的全部鱼（3）一个池塘里的全部青蛙1、种群:生活在一定区域的同种生物全部个体的集合叫作种群。一片树林中的全部猕猴一片草地上的所有蒲公英一个培养皿中大肠杆菌否否否否同种生物全部个体同一区域自由交配（4）一个菜市场中的全部鲤鱼☆种群是可进行基因交流的群体，是生物繁殖与进化的基本单位。探究一.种群和种群基因库2、种群的基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因注意范围是种群不是物种。基因库包含了种群中全部个体的全部基因，无论“优劣”。

在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比值，叫做基因频率。基因频率＝该基因的总数该等位基因的总数×100%基因型频率＝特定基因型个体数该种群个体总数×100%3、基因频率：这100个个体共有_____个基因，其中：A基因的数量=___________________个a基因的数量=____________________个A基因的频率=____________________%a基因的频率=____________________%探究一.种群和种群基因库例1：在某昆虫种群中，决定体色为黑色的基因是A，决定体色为褐色的基因是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。①在种群中，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=该基因纯合子的基因型频率+1/2杂合子的基因型频率AA基因型频率为：Aa基因型频率为：aa基因型频率为：A基因的频率=____________________a基因的频率=____________________30/100=30%60/100=60%10/100=10%2002×30+60=1202×10+60=80120÷200=6080÷200=40

30%+30%=

60%

10%+30%=

40%探究一.种群和种群基因库例2：某学校男女各有100人，其中XBXB占50人，XBXb占30人，XbXb占20人，XBY占80人，XbY占20人，那么XB、Xb的基因频率是多少？XB%=Xb%×100%2×50＋30＋802×女性人数＋男性人数=70%=30%例3：在某地区的人群中XBXB=44%、XBXb=5%、XbXb=1%、XBY=43%、XbY=7%。那么Xb的基因频率是多少？Xb=9.3%XB=90.7%将百分号去掉，当个体数，按公式

计算注意：不能按基因频率=该基因纯合体频率+1/2杂合子频率计算探究一.种群和种群基因库探究任务一：在某昆虫种群中基因型为AA、Aa和aa的个体分别是30、60和10个。假设上述昆虫种群非常大，所有的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代，没有迁入和迁出，不同翅色的个体生存和繁殖的机会是均等的，基因A和a都不产生突变，根据孟德尔的分离定律计算。(1)亲代基因型的频率AA（30%）Aa（60%）aa（10%）配子的比率A（

）A()a()a()亲代基因频率A()a()子一代基因型频率AA(

)Aa()aa()子一代基因频率A（）a()子二代基因型频率AA（）Aa()aa()子二代基因频率A（）a()30%30%30%10%36%48%16%60%40%36%48%16%60%40%60%40%探究一.种群和种群基因库(2)子三代以及若干代以后，种群的基因频率会同子一代一样吗？(3)要使种群的基因频率不发生改变，此种群应具备哪些条件？子二代、子三代以及若干代以后，种群的基因频率与子一代一样。①种群足够大；

②雌雄个体间都能自由交配并产生后代；

③没有迁入与迁出；

④所有个体生存和繁殖的机会相同（无自然选择

）

⑤不发生突变。

——理想种群遗传平衡定律（哈代—温伯格定律）：

AA=p2

Aa=2pq

aa=q2

例1：设A的基因频率为p，a的基因频率为q；则p+q=1

(p+q)2=p2+2pq+q2=1雌配子雄配子A(p)a(q)A(p)a(q)AA(p2)Aa(pq)Aa(pq)aa(q2)探究一.种群和种群基因库(4)同时具备(3)题条件的种群存在吗？这说明了什么？(5)由遗传平衡定律可知，理想种群中，从F1开始往后，基因频率和基因型频率都不变；若将其中的自由交配改成连续自交，那后代的基因频率和基因型频率依然不变吗？不存在。自然界种群的基因频率一定发生改变。进化的实质：种群基因频率的改变。交配方式基因频率基因型频率自交无自然选择自由交配处于遗传平衡改变纯合子增多杂合子减少不改变不改变不改变【典例1】下列关于基因库的描述，错误的是()A．基因库是一个种群的全部个体所含的全部基因B．生物个体总是要死亡的，但基因库却因种群个体的繁殖而代代相传C．种群中每个个体都含有种群基因库中的全部基因D．基因突变可能改变基因库的组成【针对训练1】现有一个由AA、Aa、aa三种基因型个体组成的动物种群，已知该种群中具有繁殖能力的个体之间通过随机交配进行繁殖，而aa个体不具有繁殖能力。该种群繁殖一代，若子代中AA∶Aa∶aa＝9∶6∶1，则亲代中AA、Aa和aa的数量比可能为()A．4∶3∶4 B．5∶5∶1C．6∶2∶3 D．4∶1∶4CB探究二.种群基因频率的变化及自然选择的影响产生等位基因，使种群基因频率发生变化。1、生物进化的原材料：可遗传变异基因突变：染色体变异基因重组突变探究任务二：1.生物自发突变的频率很低，而且大多数突变对生物体是有害的，那么，它为何还能够作为生物进化的原材料呢？种群是由许多个体组成的，每个个体的细胞中都有成千上万个基因，每一代就会产生大量的突变。突变的有利和有害也不是绝对的，往往取决于生物的生存环境。探究二.种群基因频率的变化及自然选择的影响探究任务二：2．达尔文考察了格克伦岛，这个岛屿上经常刮大风，岛上的少数昆虫翅特别发达，大多数昆虫翅退化。请思考下列问题：(1)在这个海岛上昆虫翅长差异的根本来源是什么？(2)在这个岛屿上，为什么无翅的昆虫特别多？3.为什么突变和重组只是提供生物进化原材料而不能决定进化的方向？生物朝着哪个方向进行进化到底是由谁决定的？基因突变由于这个岛屿上经常刮大风，有翅能飞但翅不够强大的昆虫，就常常被大风吹到海里，因而生存和繁殖后代的机会较少，而无翅或残翅的昆虫，由于不能飞翔，就不容易被风吹到海里，因而生存和繁殖后代的机会就多。经过自然选择之后，海岛上无翅或残翅的昆虫就特别多。变异是随机的、不定向的探究二.种群基因频率的变化及自然选择的影响探究任务二：4.桦尺蛾的体色受一对等位基因S和s控制，黑色(S)对浅色是显性的。桦尺蛾种群的基因型频率分别为SS10%，Ss20%，ss70%。S基因的频率为20%。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蛾的生存)，使得种群中浅色个体每年减少，黑色个体每年增加。(1)请分析S、s基因产生的原因，并分析可遗传变异在生物进化中的意义。(2)根据上面的数据分析，树干变黑的环境对桦尺蛾浅色个体的出生率有影响吗？树干变黑的环境对桦尺蛾体色基因频率产生了什么影响？基因突变；可遗传变异产生了大量的不定向的变异，为生物的进化提供了原材料。有影响。许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天敌捕食。树干变黑的环境使控制浅色的s基因频率逐渐下降，S基因频率逐渐提高。探究二.种群基因频率的变化及自然选择的影响探究任务二：(3)自然选择在基因频率改变的过程中有什么作用？(4)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？(5)桦尺蛾种群发生进化了吗？判断的依据是什么？自然选择使种群的基因频率发生定向改变，自然选择决定了生物的进化方向。自然选择作用的对象：直接对象：

间接对象：

根本对象：表型基因型基因表型。因为天敌看到的是桦尺蛾的体色(表型)而不是控制体色的基因。发生了进化。依据是桦尺蛾种群的基因频率发生了改变。【典例2】下列关于基因频率与生物进化关系的叙述，正确的是()A．种群基因频率的改变不一定引起生物的进化B．生物进化的实质是种群基因频率的改变C．只有在新物种形成时，才发生基因频率的改变D．生物性状的改变一定引起生物的进化、【针对训练2】在19世纪中叶以前，英国曼彻斯特地区的桦尺蛾几乎都是浅色型(ss)的，随着工业的发展，工厂排出的煤烟逐渐将树皮熏成黑褐色，到了20世纪中叶，黑色型(S_)的桦尺蛾成了常见类型。下列与此相关的叙述正确的是()A．自然选择的方向发生了改变，所以自然选择是不定向的B．桦尺蛾种群进化过程中接受选择的是各种基因型的个体C．该地区桦尺蛾种群进化过程中Ss的基因型频率不会改变D．长时间的环境污染导致s基因定向突变成S基因BB探究三.探究抗生素对细菌的选择作用1.实验原理2.目的要求一定浓度的抗生素会杀死细菌，变异的细菌可能产生耐药性。向培养基中添加抗生素，耐药菌有可能存活下来。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.材料用具培养基、细菌菌株、含抗生素及不含抗生素的纸片、酒精灯、涂布器等4.方法步骤（1）分组：将培养基分区、标号（2）涂布：用无菌涂布器将菌种均匀涂布在培养基上。探究三.探究抗生素对细菌的选择作用（3）控制变量：将不含抗生素的纸片和含抗生素纸片分别放在平板的不同位置。（4）培养：培养皿倒置，37℃培养12-16h。

（5）观察：是否出现抑菌圈

测量记录抑菌圈直径。→判断是否抑菌→判断抑菌强弱（6）重复：从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌，接种到已灭菌的液体培养基中培养。重复步骤2~5，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。5.实验结果与结论结果：抗生素纸片周围出现抑菌圈，连续培养几代后，抑菌圈直径越来越小。结论：说明抗生素对细菌产生了选择作用。探究三.探究抗生素对细菌的选择作用探究任务三：1.为什么要从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌？抑菌圈边缘生长的细菌可能是耐药菌。2.你的数据结果是否支持“耐药菌是普遍存在的”这一说法？支持。抗生素只有筛选的作用，不会影响变异的发生。抑菌圈边缘生长的可能是耐药菌3.在本实验条件下，耐药菌所产生的变异是有利的还是有害的？在本实验条件下，一般来说是有利的，有利于生物在特定环境中生存和繁殖的变异在此环境中就是有利变异。4.滥用抗生素有什么后果？促进耐药菌的产生。【典例3】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。下列关于“探究抗生素对细菌的选择作用”实验的说法中，错误的是()A．放置不