6.3 种群基因组成的变化与物种的形成-第1课时课件高一下学期生物人教版（2019）必修2

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任务一

种群和种群基因库任务二

种群基因频率的变化任务三

探究·实践——探究自然选择对种群基因频率变化的影响任务四

探究·实践——探究抗生素对细菌的选择作用一、种群和种群基因库1.种群的概念生活在一定区域的__________________的集合。同种生物全部个体2.基因库:一个______中全部个体所含有的全部______。3.基因频率(1)概念:在一个种群基因库中,某个基因占________________的比值。种群基因

全部等位基因数二、种群基因频率的变化1.__________产生新的等位基因,这就可以使种群的基因频率发生变化。2.可遗传变异的来源基因突变突变染色体变异基因重组3.可遗传变异的形成、特点和作用(1)形成:基因突变产生的等位基因,通过有性生殖过程中的__________,可以形成多种多样的基因型。(2)特点:随机的、__________。(3)作用:只是提供生物进化的________。基因重组不定向的原材料4.变异的有利和有害是相对的,是由__________决定的。生存环境三、自然选择对种群基因频率变化的影响1.探究自然选择对种群基因频率变化的影响的方法：____________________。

创设数字化问题情境2.自然选择对种群基因频率变化的影响(1)原因: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__________;相反,具有__________的个体留下后代的机会少,种群中相应基因的频率会下降。不断提高不利变异(2)结果:在自然选择的作用下,________________会发生定向改变,导致生物朝着一定的方向不断进化。生物进化的实质是________________________。种群的基因频率

种群基因频率的定向改变(1)一个湖泊中的全部鱼是一个种群。(

)

×[解析]

鱼包含多个物种,所以一个湖泊中的全部鱼不是一个种群。(2)种群中每个个体都含有种群基因库的全部基因。(

)

×[解析]

种群基因库含有该种群全部个体的全部基因,但是每个个体不一定含有种群基因库的全部基因。(3)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。(

)

×[解析]

在环境条件保持稳定的前提条件下，种群的基因频率也会发生变化，如发生突变等。(4)生物性状的改变一定引起生物的进化。(

)

×[解析]

生物的性状受基因和外界环境的共同作用,性状改变,基因不一定改变,所以基因频率不一定改变,也不一定引起生物进化。(5)自然选择的直接选择对象是个体的基因型,本质是基因频率的定向改变。(

)

×[解析]

自然选择的直接选择对象是个体的表型。(6)只有基因突变和基因重组才能产生生物进化的原材料。(

)

×[解析]

突变和基因重组产生生物进化的原材料,突变包括基因突变和染色体变异。(7)生物的变异是不定向的,但生物进化的方向是定向的,自然选择决定生物进化的方向。(

)

√任务一

种群和种群基因库【情境】

阅读教材P110、P111及“思考·讨论”用数学方法讨论基因频率的变化。［分析］(1)请计算子一代、子二代的基因频率和基因型频率，填写在下表中。亲代基因型频率

配子的比值A(____

)A(____

)(____

)(____

)子一代基因型频率(____

)(____

)(____

)基因频率A(____

)(____

)303030103648166040子二代基因型频率(____

)(____

)(____

)基因频率A(____

)(____

)（续表）3648166040(2)分析计算结果可知，子三代以及若干代以后，种群的基因频率与子一代______(填“相同”或“不同”)。相同(3)上述计算结果是建立在五个假设条件基础之上的，这五个条件是______________________________________________________________________________________________________________________________

。

种群非常大，所有的雌雄个体间都能自由交配并产生后代，没有迁入和迁出，不同基因型的个体生存和繁殖的机会是均等的，没有突变产生(4)对自然界的种群来说,这五个条件不可能同时都成立。如：①昆虫的某种翅色与环境色彩较一致,被天敌发现的机会就少,生存和繁殖的机会就变大了,对应的基因频率就会变____。

大会

√

基因型

人数781487030

√任务二

种群基因频率的变化

［分析］(1)该果蝇种群中每一代出现的突变基因数为________个。(2)该果蝇种群每一代出现的基因突变________(填“一定”或“不一定”)对果蝇的性状产生影响，这些突变有利还是有害取决于______。(3)基因突变产生______________，可以使基因频率发生变化。

不一定环境新的等位基因(4)可遗传变异的来源还有____________和__________，__________和____________统称为突变。可遗传变异为生物的进化提供了________。染色体变异基因重组基因突变染色体变异

原材料(5)突变和基因重组能决定生物进化的方向吗？为什么？如果不能，生物进化的方向是由什么决定的？[答案]

不能，因为突变和基因重组是随机的、不定向的。

自然选择决定生物进化的方向。例3

下列关于基因突变和生物进化的叙述，不正确的是(

)

A.基因突变为生物进化提供原材料，但不一定都能改变生物的表型B.基因突变后种群的基因频率发生改变，会导致生物进化C.发生在体细胞中的基因突变也有可能遗传给下一代D.基因突变的方向与环境的诱导及环境的选择作用均有关√

例4

[2024·江苏南京期中]

下列关于生物进化的叙述，错误的是(

)

A.生物进化离不开可遗传变异，可遗传变异为生物进化提供原材料B.自然选择决定了生物进化的方向，但不能决定生物变异的方向C.种群基因频率的改变，是通过环境对生物基因型的直接选择来实现的D.突变和基因重组是随机的和不定向的√[解析]

可遗传变异包括突变和基因重组，能为生物进化提供原材料，故生物进化离不开可遗传变异，A正确;生物进化的实质是种群基因频率的改变，自然选择决定了生物进化的方向，但不能决定生物变异的方向，生物变异是不定向的，B正确；种群基因频率的改变，是通过环境对生物表型的直接选择来实现的，C错误；突变和基因重组是随机的和不定向的，D正确。［总结］自然选择决定生物进化的方向任务三

探究·实践——探究自然选择对种群基因频率变化的影响1.实验目的(1)阐明自然选择对种群基因频率变化的影响。(2)运用数学方法讨论种群基因频率的变化。2.实验原理(1)自然选择能够提高种群的适应度,它既可以对隐性基因起到选择作用,也可以对显性基因起到选择作用,即自然选择可以使__________产生改变。基因频率(2)本探究所用的基本方法是____________________。创设数字化问题情境

(4)计算,将计算结果填入表中(如下表):第1年第2年第3年基因型频率

_____

_____

_____基因频率

_____

_____

第1年第2年第3年基因型频率

_______

_______

_______基因频率

________

________

4.实验思考(1)在自然选择过程中,

直接受选择的是______。(2)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___________________________________________________。(3)本实验可以说明：生物进化的实质是____________________，__________决定生物进化的方向。表型许多浅色个体可能在没有交配或产卵前就已被天敌捕食种群基因频率的变化自然选择［拓展］遗传平衡状态下，自交和自由交配时基因频率和基因型频率的变化规律交配方式基因频率基因型频率自交不改变改变，且纯合子增多，杂合子减少自由交配不改变不改变例5

桦尺蛾体色有两种表型：野生型是灰色的，突变型是黑色的。在工业区森林中，树干和岩石呈现深暗色，黑色桦尺蛾占有生存优势，逐渐取代了原先占优势的灰色桦尺蛾。下列相关叙述错误的是(

)

A.灰色桦尺蛾突变为黑色桦尺蛾是生物进化的结果B.推测森林污染后，自然选择的方向发生了变化C.黑色桦尺蛾个体在工业区森林中具有繁殖的优势D.黑色桦尺蛾对环境的适应是自然选择的结果√[解析]

灰色桦尺蛾突变为黑色桦尺蛾是变异的结果，A错误；在森林污染前，自然选择更倾向于灰色桦尺蛾占优势，在森林污染后，自然选择的优势个体从灰色桦尺蛾变成了黑色桦尺蛾，自然选择的方向发生了变化，B正确；据题意可知，在工业区森林中，黑色桦尺蛾占有生存优势，即黑色桦尺蛾个体具有繁殖的优势，C正确；在工业区森林中，树干和岩石呈现深暗色，黑色桦尺蛾占有生存优势，黑色桦尺蛾对环境的适应是自然选择的结果，D正确。

基因型/表型旱灾后存活的中地雀/只旱灾中死亡的中地雀/只存活率/%

喙较大61430.0

喙居中171553.1

喙较小14573.7

√基因型/表型旱灾后存活的中地雀/只旱灾中死亡的中地雀/只存活率/%

喙较大61430.0

喙居中171553.1

喙较小14573.7

任务四

探究·实践——探究抗生素对细菌的选择作用1.实验目的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。2.实验原理一般情况下，一定浓度的抗生素会杀死细菌，但变异的细菌可能产生________。在实验室连续培养细菌时，如果向培养基中添加________，耐药菌有可能存活下来。耐药性

抗生素3.材料用具经高温灭菌的牛肉膏蛋白胨液体培养基及固体培养基平板，细菌菌株(如大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等),含有抗生素(如青霉素、卡那霉素等)的圆形滤纸片(以下简称“抗生素纸片”),不含抗生素的纸片，镊子，涂布器，无菌棉签，酒精灯，记号笔，直尺等。4.方法步骤步骤操作方法1用记号笔在培养皿的底部画2条相互______的直线，将培养皿分为4个区域，分别标记为①～④2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用无菌的镊子先夹取1张不含抗生素的纸片放在①号区域的中央，再分别夹取1张抗生素纸片放在②～④号区域的中央，盖上皿盖4将培养皿倒置于____的恒温箱中培养

垂直37步骤操作方法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________6从____________的菌落上挑取细菌，接种到已灭菌的液体培养基中培养，然后重复步骤

。如此重复几代，记录每一代培养物抑菌圈的______（续表）平均值抑菌圈边缘直径注意事项：(1)接种过程中不要让菌液污染实验者或其他人及物品；注意不要将平板划破。(2)接种过程中，注意皿盖不能完全打开，接种后，培养皿倒置。(3)测量抑菌圈直径过程中，要防止接触菌落。(4)重复培养时，从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌。(5)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.实验思考(1)实验过程中，要从抑菌圈边缘挑取细菌的原因是_____________________________________________________。(2)变异的有利还是有害取决于__________，在本实验的培养条件下，耐药菌所产生的变异是______(填“有利”或“有害”)的。

经过抗生素选择后，抑菌圈边缘生长的细菌可能是耐药菌环境条件有利(3)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：这些做法都会促进耐药菌的产生，甚至会导致抗生素不能杀死的“超级细菌”出现。例7

[2024·湖北武汉期中]

为探究某种抗生素对细菌的选择作用，实验人员在接种了大肠杆菌的培养基中放置了含某种抗生素的圆形滤纸片和不含抗生素的圆形滤纸片，一段时间后测量滤纸片周围抑菌圈的直径。然后从相应位置挑取菌落，并重复上述步骤培养多代，结果如图所示。下列有关叙述正确的是(

)

A.培养基①号区域的滤纸片是用无菌水处理后的滤纸片B.应从上一代抑菌圈的中央挑取菌落用于培养下一代细菌C.一定浓度的抗生素会诱导细菌产生耐药性变异D.抑菌圈的直径越大，说明细菌的耐药性越强√[解析]

分析题意，①号区域滤纸片周围未出现抑菌圈，故培养基①号区域的滤纸片应是用无菌水处理后的滤纸片，作为对照组，A正确；进行传代培养时，要从抑菌圈边缘的菌落挑取细菌，原因是抑菌圈边缘生长的细菌可能是耐药菌，B错误；基因突变是自发的，是在抗生素使用之前就已存在的，不是抗生素诱导的结果，C错误；抑菌圈的直径越小，说明细菌对抗生素的抗性越强，D错误。例8

[2024·河南郑州月考]

某生物兴趣小组为探究链霉素对大肠杆菌的选择作用进行了相关实验，发现随着大肠杆菌培养代数的增加，抑菌圈的直径逐渐缩小。下列叙述正确的是(

)

A.大肠杆菌对链霉素的抗药性变异最可能来源于基因重组B.在用链霉素进行多代选择培养的过程中大肠杆菌未发生进化C.随着培养代数的增加，大肠杆菌对链霉素的耐药性逐渐增强D.长期使用某种抗生素治疗细菌感染会使细菌产生抗药性变异√[解析]

大肠杆菌属于原核生物，没有染色体结构，可遗传变异的来源一般是基因突变，A错误；链霉素会对大肠杆菌的耐药性变异进行选择，因此随着培养代数的增加，大肠杆菌对链霉素的耐药性逐代增强，即抗药性基因频率增大，种群基因频率改变，说明种群发生了进化，B错误，C正确；变异是不定向的，细菌中具有抗药性变异个体本身就存在，抗生素只是起到选择作用，不会诱导细菌产生抗药性变异，D错误。1.下列属于种群的是 (

)A.一块稻田里的全部青蛙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√[解析]一块稻田里的全部青蛙还有蝌蚪才能构成一个种群,A错误;一块棉田中的全部蚜虫属于一个种群,B正确;一块朽木上的全部真菌包括许多菌种,不属于一个种群,C错误;一个池塘中的全部鱼不是一个物种,不属于一个种群,D错误。2.下列关于生物进化的说法中，正确的是（

）A．种群是生物进化的基本单位，也是自然选择的对象B．在一个种群基因库中，某个基因占全部基因数的比值，叫做基因频率C．生物进化的实质是生物种群基因型频率的改变D．现代生物进化理论认为自然选择决定生物进化的方向√[解析]种群是生物进化的基本单位，自然选择直接作用的是生物的个体，而且是个体的表型，A错误；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，B错误；生物进化的实质是生物种群基因频率的改变，C错误；现代生物进化理论认为种群是生物进化的基本单位，自然选择决定生物进化的方向，D正确。3.

某植物种群中,AA基因型个体占40%,aa基因型个体占20%。已知aa基因型个体在开花前死亡。若该种群中植物之间能自由传粉,则下一代中Aa基因型个体出现的频率以及A、a的基因频率分别为 (

)A.

37.5%

75%

25%B.

12.5%

75%

25%C.

25%

75%

25%