6.3.1种群基因组成的变化与物种的形成高一生物课件（人教版2019必修2）

6.3种群基因组成的变化与物种的形成

（第一课时）自然选择与种群基因频率的变化有什么关系？为什么说种群是生物进化的基本单位？种群基因频率为什么会发生变化？0201本节聚焦03温故知新寒武纪物种大爆发①神创造了生物：女娲、上帝物种不变论——各种生物都是自古以来就如此的。）②拉马克

当今所有生物都是由更古老的生物进化而来的。适应的形成都是由于用进废退和获得性遗传。证据化石比较解剖学胚胎学细胞和分子生物学地球上的生物由原始的共同祖先进化而来。③达尔文

共同由来学说：生物有共同的祖先。进化的机制：自然选择。自然选择学说：过度繁殖、生存斗争、遗传变异、适者生存。适应是自然选择的结果桦尺蛾变异选择判断：生活在英国曼彻斯特地区一片桦树林中的全部桦尺蛾，

称为一个种群。概念1:生活在一定区域的同种生物全部个体的集合,称为一个种群。包括：卵、幼虫（蠖）、蛹、成虫（蛾）

选择题：1.下列属于种群的是（）一块水田里的全部青蛙

B.一块棉田里的全部蚜虫C.一块朽木上的全部真菌

D.一个池塘中的全部鱼B还有蝌蚪有许多菌种有各种鱼思考：随着工业的发展，桦尺蛾浅色个体由于不适应环境逐步被淘汰，那么该种群后代是否再也没有浅色个体出现了呢？资料1：杂交实验表明，桦尺蛾的体色受一对等位基因S和s控制且位于常染色体上，黑色（S）对浅色（s）为显性。

结论：①一些浅色个体在被淘汰前可能将相应基因传给后代。

②携带浅色基因的黑色桦尺蛾不面临淘汰高风险，种群中个体之间

相互交配，浅色基因被保留下来，其后代中还将会有浅色表型出现。一个种群就是一个繁殖的单位。个体基因种群中全部基因概念2：

种群是生物进化和繁殖的基本单位。归还来源概念3：种群的基因库（教材P111）小组讨论活动1：怎样量化体现桦尺蛾种群基因库中控制体色的基因组成的变化？一、种群基因组成的变化

概念3：在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比值，叫作基因频率。基因频率

＝×100%该基因的总数该等位基因的总数①基因位于常染色体上②X染色体的非同源区段上基因频率=某基因的总数雌性个体数×2+雄性个体数×100%Y染色体上没有等位基因！基因型频率

＝

×100%该特定基因型个体数种群个体总数

概念4：在一个种群基因库中，某个基因型的个体占个体总数的比值，叫作基因型频率。定义法计算基因频率和基因型频率：果蝇是常用的遗传学研究的实验材料，据资料显示，果蝇约有104对基因，现有一果蝇种群，约有107个个体。请回答下列问题：(1)随机从该种群中抽出100只果蝇，测得基因型AA(灰身)35只，Aa(灰身)60只，aa(黑身)5只，则A基因的频率为________，aa个体的基因型频率为________。(2)已知果蝇红眼与白眼为一对相对性状，由一对位于X染色体上的等位基因控制，白眼受隐性基因(b)控制，随机抽取雌雄果蝇各100只，其中测得雌果蝇中XBXB(红眼)30只，XBXb(红眼)60只，XbXb(白眼)10只，雄果蝇中XBY(红眼)60只，XbY(白眼)40只，则B基因的频率为________，XbXb个体在雌性中的基因型频率为________。65%5%60%10%根据基因型频率计算基因频率2.某遗传病是常染色体上的隐性遗传病(基因用B、b表示)，在一个种群中随机抽出一定数量的个体，其中，基因型为BB的个体占60%，基因型为Bb的个体占30%，基因型为bb的个体占10%，则基因B和b的频率分别是(

)A.90%，10% B.75%，25%C.50%，50%D.35%，65%3.调查某校学生中关于某种性状的各种基因型及比例为：基因型XBXBXBXbXbXbXBYXbY比例(%)42.327.360.32464则该校学生中XB和Xb的基因频率分别是(

)A.6%、8% B.92%、8%C.78%、92% D.8%、92%接续思考：曼彻斯特地区的黑色桦尺蛾所占比例激增到接近98%,尝试推测桦尺蛾群体中控制体色的基因型频率及基因频率的变化?

黑色桦尺蛾↑浅色桦尺蛾↓S基因频率↑SS、Ss基因型频率↑s基因频率↓ss基因型频率↓

推测：生物进化的实质是种群基因频率的改变。小组活动2：分析种群基因频率在什么条件下会改变？P111：用数学方法讨论基因频率的改变

情境1:在一个桦尺蛾种群中，基因型为SS、Ss、ss各有100.200、700个，求该种群中SS、Ss、ss的基因型频率分别是多少?S和s的基因频率分别是多少?该种群中的个体自由交配一代后，子一代的基因频率和基因型频率是多少?亲代基因型频率SS（10%）Ss（20%）ss（70%）配子的比值S（

）S()s()s()亲代基因频率S（

）s()子一代基因型频率SS（

）Ss()ss()子一代基因频率S（

）s(

)10%10%10%70%20%80%4%32%64%20%80%结论：F1与亲代相比基因型频率发生了_____，但基因频率则_______。改变不变自由交配是不会改变种群的基因频率。以“”学说为核心的现代生物进化理论。自然选择①

种群是生物进化和繁殖的基本单位。个体基因种群中全部基因（基因库）归还来源

②生物进化的实质是种群基因频率的改变。XbXb的基因频率=

1/2XBXb的基因型频率+

XbXb的基因型频率+XbY的基因型频率

小组活动2：分析种群基因频率在什么条件下会改变？

情境2:在一个桦尺蛾种群中，基因型为SS、Ss、ss各有100.200、700个，即S和s的基因频率分别是20%和80%。若该种群发生以下3种情况，则种群中S和s的基因频率分别是多少?情况1：所有的SS个体失去了求偶和交配能力，且自由交配一代（

）。情况2：有10个SS个体突变为Ss（

）。情况3：由于工业污染使树皮变成黑色，致使浅色桦尺蛾中有20%被捕食，而黑色桦尺蛾中基本没有被捕食（

）。种群的基因频率改变的条件：②发生了突变。①不同表型的个体生存、繁殖机会不同。③有迁入和迁出。④雌雄个体间不能自由交配。S：11.11%，s：88.89%S：19.5%，s：80.5%S：23.25%，s：76.75%种群的基因频率维持稳定的条件：P111②没有突变。①不同表型的个体生存、繁殖机会相同。③没有迁入和迁出。④雌雄个体间能自由交配。⑤种群规模足够大。种群遗传平衡小组活动3：分析种群遗传平衡时，基因频率和基因型频率的关系？设S的基因频率为p，s的基因频率为q。则

②(p+q)2=p2+2pq+q2=4%+32%+64%=1①p+q=20%+80%=1(哈代－温伯格定律)q2=ss基因型的频率p2=SS基因型的频率2pq=Ss基因型的频率

♀♂P:20%(S)p:80%(s)P:20%(S)p:80%(s)P2:4%(SS)Pp:16%(Ss)Pp:16%(Ss)p2:64%(ss)某常染色体隐性遗传病在人群中的发病率为1%。一个表型正常的女性（携带者）与一个表型正常的男性结婚，则他们所生小孩患该种遗传病的概率是？已知某环境条件下某种动物的AA和Aa个体全部存活,aa个体在出生前全部死亡。现有该动物的一个大群体,只由AA、Aa两种遗传因子组成,其比例为1∶2。假设每对亲本只交配一次且成功受孕,均为单胎,在上述环境条件下,理论上该群体随机交配产生的第一代中AA和Aa的比例是(

)A.1∶1

B.1∶2

C.2∶1

D.3∶1Abb基因型频率=1%b基因频率=1/10,B基因频率=1-1/10=9/10Bb基因型频率=2*1/10*9/10=18/10BB基因型频率=(B基因频率)2=81/100所生小孩患病概率=1/4*18/(18+81)=1/22讨论：遗传平衡对于伴性遗传是否符合？

情境3:

加菲猫的性别决定方式为XY型，其尾的长短分别由等位基因A,a控制，位于X染色体非同源区。某雌雄个体数量相同的加菲猫种群中XA，Xa的基因频率在雌雄群体和整个种群中均分别为0.8，0.2，则种群中XAY,XAXA,XAXa的基因型频率分别是多少？♂：XAY基因型频率=XA基因频率=p=0.8

XaY基因型频率=Xa基因频率=q=0.2设XA的基因频率为p，Xa的基因频率为q。则①p+q=0.8+0.2=1♀：XAXA基因型频率=XA基因频率的平方=p2=0.64

XaXa基因型频率=Xa基因频率的平方=q2=0.04

XAXa基因型频率=2*XA*Xa基因频率=2*p*q=0.32

Y染色体上没有等位基因！雌雄比例=1：1种群：XAXA基因型频率=1/2*p2=0.32

XAY基因型频率=1/2*P=0.4

XAXa基因型频率=p*q=0.16

各基因型频率之和为1。思考：联系变异的特点，说说对于真实的自然界来说，真的存在满足以上5个条件的种群吗？普遍性低频性——种群基因库基数大不定向性基因重组可遗传的变异突变基因突变染色体变异特点

突变和基因重组为生物的进化提供原材料。

生物进化的实质是种群基因频率的改变。结

果新的等位基因多种基因型多种变异类型改变种群的基因频率种群基因频率的改变是否也是不定向的呢？？探究.实践

自然选择对种群基因频率变化的影响P112长满地衣树干上的桦尺蛾黑褐色树干上的桦尺蛾适者适者不适者不适者基因类型黑色（S）浅色（s）

工业革命前（19世纪中叶）5%95%

工业革命后（20世纪中叶）95%5%栖息环境污染前栖息环境污染后浅色深色推测：种群的基因频率在自然选择的作用下发生定向改变。第1年第2年第3年第4年……基因型频率SS10%(10)Ss20%(20)ss70%(70)个体总数100只基因频率S20%s80%(11)(22)(63)11.5%23%65.6%22.9%77%(12.1)(24.2)(56.7)13.0%26%61.0%26.0%74%14.6%29.25%56.1%29.3%70.75%(13.3)(26.6)(51.0)升高降低96只93只90.9只探究.实践

自然选择对种群基因频率变化的影响P112浅色个体每年减少10%，黑色个体每年增加10%根据教材P112～113“探究·实践”提供的资料，回答下列问题：(1)树干变黑会影响桦尺蛾种群中浅色个体的出生率吗？为什么？因为树干变黑后，许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天敌捕食，导致其个体数减少，影响出生率。控制浅色的s基因频率↓，深色S基因频率↑。(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？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。自然选择使基因频率定向改变。结论：自然选择决定生物进化的方向在自然选择过程中，直接受选择的是生物的表现型。在自然选择作用下，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。可遗传变异原桦尺蛾种群同一性状多种表现类型不利变异有利变异基因频率减少基因频率增加生物进化⑴原因：不断淘汰具有

的个体，选择保留具有

的个体。不利变异有利变异⑵选择的对象：直接作用对象是个体的

，最终选择的对象是决定表型的

。表型基因⑶选择的结果：①基因方面：②生物性状方面：生物朝着一定的方向不断进化种群基因频率发生定向改变自然选择进化的实质总结归纳：依据现代生物进化理论用绘制概念图的方式解释桦尺蛾

“工业黑化”的现象。种群的基因频率定向改变01将细菌涂布在培养基平板上①号区域的中央放置不含抗生素纸片和②③④号区域的中央分别放置含有抗生素的纸片将培养皿倒置于37℃的恒温箱中培养12~16h用记号笔在培养皿的底部画线，将培养基分为四个区，标号020304探究抗生素对细菌的选择作用探究抗生素对细菌的选择作用0506观察并测量抑菌圈直径,并取平均值从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌培养，并重复以上步骤实验结果在培养基上有细菌生长，在放有抗生素纸片的区域无细菌生长。连续培养几代后，抑菌圈的直径会变小。说明抗生素对细菌有选择作用，抗生素对细菌抑制作用越来越弱。结果分析一代

二代

三代讨论：(1)为什么要从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌？(3)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？你怎么理解变异是有利还是有害的？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。在本实验条件下，耐药菌产生的变异一般来说是有利的。有利于该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。探究.实践探究抗生素对细菌的选择作用

P115(5)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？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。

练习与应用P114一、概念检测1.√×√2.D3.C4.C二、拓展应用1.如选择育种和杂交育种。2.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，该种群的个体总数会迅速增加。否则，也可能仍然处于濒危状态甚至灭绝。3.二者存在正相关的关系。依据是调查数据。(2)随着抗生素人均使用量的增大，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多，耐药基因在细菌种群中的基因频率逐年上升。(3)由于细菌繁殖很快，耐药率上升速度也较快，因此需要加强监控。我国卫生部门建立了相关监测机制，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。1．（2024·江西·高考真题）某水果的W基因（存在多种等位基因）影响果实甜度。研究人员收集到1000棵该水果的植株，它们的基因型及对应棵数如下表。据表分析，这1000棵植株中W1的基因频率是（

）A．16.25% B．32.50% C．50.00% D．67.50%2．（2024·湖北·高考真题）某二倍体动物的性别决定方式为ZW型，雌性和雄性个体数的比例为1∶1。该动物种群处于遗传平衡，雌性个体中有1/10患甲病（由Z染色体上h基因决定）。下列叙述正确的是（