《2020-2021學(xué)年新教材高中生物 第6章 生物的進(jìn)化 第3節(jié) 第1課時(shí) 種群基因組成的變化課件 新人教版必修第二冊(cè).pptx-匯文網(wǎng)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2020-2021學(xué)年新教材高中生物 第6章 生物的進(jìn)化 第3節(jié) 第1課時(shí) 種群基因組成的變化課件 新人教版必修第二冊(cè).pptx-匯文網(wǎng)（58頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)趨R文網(wǎng)上搜索。

1、第3節(jié)種群基因組成的變化與物種的形成第1課時(shí)種群基因組成的變化,自主預(yù)習(xí)新知導(dǎo)學(xué),一、種群和種群基因庫(kù)1.種群的含義和特點(diǎn)(1)含義范圍:一定區(qū)域。組成:同種生物的全部個(gè)體。(2)特點(diǎn)種群中的個(gè)體不是機(jī)械地集合在一起。是繁殖的單位,雌雄個(gè)體可以通過(guò)繁殖將各自的基因遺傳給后代。,二、種群基因頻率的變化,2.可遺傳的變異提供生物進(jìn)化的原材料(1)基因突變產(chǎn)生新的等位基因,基因重組產(chǎn)生多種多樣的基因型。(2)突變和重組都是隨機(jī)的、不定向的。(3)可遺傳變異的結(jié)果:提供生物進(jìn)化的原材料。,【思考】 生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是基因頻率發(fā)生定向改變,哪些因素會(huì)導(dǎo)致基因頻率發(fā)生改變?提示:突變、基因重組、遷入和遷出以

2、及選擇等。,三、自然選擇對(duì)種群基因頻率變化的影響1.選擇的對(duì)象(1)表面對(duì)象:生物的表型。(2)實(shí)質(zhì)對(duì)象:控制性狀的基因。2.選擇的結(jié)果(1)生物性狀:朝著有利變異的方向不斷進(jìn)化。(2)基因:種群基因頻率會(huì)發(fā)生定向改變。,【預(yù)習(xí)檢測(cè)】 1.判斷正誤。(1)一片森林中的所有鳥是一個(gè)種群。()(2)一個(gè)種群中某個(gè)個(gè)體的所有的基因叫作這個(gè)種群的基因庫(kù)。()(3)變異不僅為生物進(jìn)化提供了原材料,而且決定了生物進(jìn)化的方向。()(4)種群的基因頻率不變時(shí),生物沒(méi)有發(fā)生進(jìn)化。()(5)自然選擇通過(guò)作用于個(gè)體而影響種群的基因頻率。(),2.某豌豆植株的基因型為Aa,讓其連續(xù)自交三代,其后代中a基因的頻率是()

3、A.12.5%B.25%C.50%D.75%答案:C,合作探究釋疑解惑,知識(shí)點(diǎn)一,知識(shí)點(diǎn)二,知識(shí)點(diǎn)三,種群和種群基因庫(kù),問(wèn)題引領(lǐng)1.判斷下列生物是否為一個(gè)種群,并說(shuō)明判斷理由。(1)一個(gè)池塘中所有的魚。(2)甲池塘和乙池塘中的鯽魚。(3)一片森林中所有成年的喜鵲。提示:(1)不是一個(gè)種群,不是同種生物。(2)不是一個(gè)種群,不在同一區(qū)域。(3)不是一個(gè)種群,不是同種生物的所有個(gè)體。,2.在某昆蟲種群中,決定翅色為綠色的基因?yàn)锳,決定翅色為褐色的基因?yàn)閍。從這個(gè)種群中隨機(jī)抽取100個(gè)個(gè)體,其中基因型為AA、Aa和aa的個(gè)體分別是30,60和10個(gè),就這對(duì)等位基因來(lái)說(shuō),每個(gè)個(gè)體可以看作含有2個(gè)基因。

4、假設(shè)該昆蟲種群非常大,所有的雌雄個(gè)體間都能自由交配并產(chǎn)生后代,沒(méi)有遷入和遷出,自然選擇對(duì)翅色這一對(duì)相對(duì)性狀沒(méi)有作用,基因A和a都不產(chǎn)生突變?；卮鹣铝袉?wèn)題。,(1)如何理解生物進(jìn)化的基本單位是種群而不是個(gè)體?提示:個(gè)體的壽命是有限的,個(gè)體的表型會(huì)隨著個(gè)體的死亡而消失。而決定生物性狀的基因可以通過(guò)生殖而世代延續(xù),并且在種群中擴(kuò)散,因此生物進(jìn)化應(yīng)該研究種群的基因組成的變化。(2)根據(jù)基因分離定律計(jì)算,該種群產(chǎn)生的A配子和a配子的比率各是多少?提示:A配子的比率為(302+60)/200100%=60%,則a配子的比率為1-60%=40%。,(3)子一代中各基因的頻率是多少?各基因型的頻率是多少?提示

5、:A基因的頻率是60%,a基因的頻率是40%。則AA的基因型頻率為(0.6)2=36%,Aa的基因型頻率為20.60.4=48%,aa的基因型頻率為(0.4)2=16%。,(4)子二代、子三代以及若干代以后,種群的基因頻率與子一代相同嗎?提示:,由上表可知,子二代、子三代以及若干代以后,種群的基因頻率與子一代相同。,歸納提升1.基因頻率、基因型頻率與基因庫(kù)的比較,2.基因頻率和基因型頻率的計(jì)算方法 (1)“定義法”求解基因頻率某基因的頻率=該基因數(shù)/全部等位基因數(shù)100%若在常染色體上,某基因的頻率=該基因數(shù)/(種群個(gè)體數(shù)2)100%。若在X染色體上,某基因的頻率=該基因數(shù)/(2女性個(gè)體數(shù)+男

6、性個(gè)體數(shù))100%。,(2)“公式法”求解基因頻率(以常染色體上一對(duì)等位基因A和a為例)A基因的頻率=基因型AA的頻率+1/2基因型Aa的頻率a基因的頻率=基因型aa的頻率+1/2基因型Aa的頻率,(3)利用遺傳平衡定律計(jì)算基因型頻率前提條件:種群非常大;所有雌雄個(gè)體之間自由交配;沒(méi)有遷入和遷出;沒(méi)有自然選擇;沒(méi)有突變。計(jì)算公式:當(dāng)?shù)任换蛑挥袃蓚€(gè)時(shí)(A、a),設(shè)A基因的頻率為p,a基因的頻率為q,則p+q=1。,即基因型AA的頻率為p2,基因型Aa的頻率為2pq,基因型aa的頻率為q2 。,易錯(cuò)提醒關(guān)于基因頻率與基因型頻率變化的三個(gè)易混警示(1)雜合子連續(xù)自交時(shí),盡管基因頻率不變,但后代的基

7、因型頻率會(huì)發(fā)生改變,表現(xiàn)為純合子所占比例不斷增大,雜合子所占比例不斷減小。(2)在無(wú)基因突變、無(wú)遷入和遷出、各種基因型的個(gè)體生活力相同時(shí),自由交配遵循遺傳平衡定律,上下代之間種群的基因頻率及基因型頻率不變。(3)基因頻率相同的兩個(gè)種群,它們的基因型頻率不一定相同;當(dāng)基因型頻率發(fā)生改變時(shí),基因頻率不一定發(fā)生改變。,典型例題某小島上原有果蠅20 000只,其中基因型為MM、Mm和mm的果蠅分別占15%、55%和30%。若從島外入侵了2 000只基因型為MM的果蠅,且所有果蠅均隨機(jī)交配,則F1中m的基因頻率約為()A.43%B.48%C.52%D.57%答案:C,解析:隨機(jī)交配,基因頻率保持不變,所

8、以22 000只果蠅中m基因的頻率就是F1中m基因的頻率,即,【變式訓(xùn)練】 1.某動(dòng)物種群中AA、Aa和aa的基因型頻率分別為0.3、0.4和0.3,且種群數(shù)量足夠大、不發(fā)生基因突變、自然選擇不起作用、沒(méi)有遷入和遷出,則下列分析錯(cuò)誤的是()A.如果種群中個(gè)體間隨機(jī)交配,該種群的子一代中aa的基因型頻率為0.25B.如果該種群的子一代再隨機(jī)交配,其后代中aa的基因型頻率會(huì)發(fā)生改變C.如果該種群中個(gè)體只在相同基因型之間進(jìn)行交配,其子一代中AA的基因型頻率為0.4,D.如果子一代也同樣只發(fā)生相同基因型之間的交配,AA的基因型頻率會(huì)發(fā)生改變答案:B,解析:由分析可知,該動(dòng)物種群中A基因的頻率為0.3+

9、1/20.4=0.5,a基因的頻率為1-0.5=0.5。如果種群中個(gè)體間隨機(jī)交配,則該種群的子一代中aa的基因型頻率為0.50.5=0.25。由題意知,該種群數(shù)量足夠大、不發(fā)生基因突變、自然選擇不起作用、沒(méi)有遷入和遷出,可以認(rèn)為遵循遺傳平衡定律。根據(jù)遺傳平衡定律可知,該種群的子一代再隨機(jī)交配,其后代中aa的基因型頻率不會(huì)發(fā)生改變。如果該種群中個(gè)體只在相同基因型之間進(jìn)行交配,即發(fā)生自交,其子一代中AA的基因型頻率為0.3+0.41/4=0.4。如果子一代也同樣只發(fā)生相同基因型之間的交配,AA的基因型頻率會(huì)發(fā)生改變。,2.下列關(guān)于基因庫(kù)的敘述,錯(cuò)誤的是()A.基因庫(kù)是指一個(gè)種群中全部個(gè)體所含有的全

10、部基因B.生物個(gè)體總是要死亡的,但基因庫(kù)卻因種群中個(gè)體的繁殖而代代相傳C.種群中每個(gè)個(gè)體含有種群基因庫(kù)的全部基因D.基因突變可改變基因庫(kù)的組成答案:C,解析:基因庫(kù)是指一個(gè)種群中全部個(gè)體所含有的全部基因,由于個(gè)體之間存在差異,所以每個(gè)個(gè)體中不可能含有種群基因庫(kù)的全部基因?；驇?kù)中只要有一個(gè)基因發(fā)生變化,基因庫(kù)的組成就一定會(huì)發(fā)生變化。,種群基因頻率的變化及其影響因素,問(wèn)題引領(lǐng)1.突變具有低頻性,為什么能為生物進(jìn)化提供原材料?提示:突變的頻率雖然很低,但一個(gè)種群往往由許多個(gè)體組成,而且每個(gè)個(gè)體的細(xì)胞內(nèi)都含有成千上萬(wàn)個(gè)基因,所以在種群中每一代都會(huì)產(chǎn)生大量的突變,從而為生物進(jìn)化提供原材料。,2.基因重

11、組不能產(chǎn)生新基因,為什么也能為生物進(jìn)化提供原材料?提示:基因重組可以形成多種多樣的基因型,使種群中出現(xiàn)多種多樣可遺傳的變異類型。3.生物變異和自然選擇哪個(gè)能決定生物進(jìn)化的方向?為什么?提示:自然選擇決定生物進(jìn)化的方向。因?yàn)樯镞M(jìn)化的方向是定向的,生物變異是不定向的,而自然選擇是定向的,所以生物進(jìn)化的方向是由定向的自然選擇決定的。,4.從一個(gè)種群中隨機(jī)抽出一定數(shù)量的個(gè)體,其中基因型為AA的個(gè)體占24%,基因型為Aa的個(gè)體占72%。一年后,種群中基因型為AA的個(gè)體占48%,基因型為Aa的個(gè)體占24%。該種群是否發(fā)生了進(jìn)化?提示:該種群中A基因的頻率為24%+72%(1/2)=60%,a基因的頻率為

12、1-60%=40%。一年后,A基因的頻率為48%+24%(1/2)=60%,a基因的頻率為1-60%=40%。種群的基因頻率沒(méi)有發(fā)生變化,生物沒(méi)有進(jìn)化。,5.自然選擇的實(shí)質(zhì)是什么?自然選擇過(guò)程中,直接受選擇的是基因型還是表型?提示:種群基因頻率的定向改變。直接受選擇的是表型。,歸納提升1.影響基因頻率變化的因素(1)基因突變?；蛲蛔兛梢援a(chǎn)生新的基因,從而使基因的種類發(fā)生變化,進(jìn)而導(dǎo)致基因頻率的改變。(2)基因重組。基因重組可以形成多種多樣的基因型,從而出現(xiàn)多種多樣的表型,具有不同表型的個(gè)體對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力不同。通過(guò)自然選擇導(dǎo)致基因頻率的改變。,(3)自然選擇。變異是不定向的,自然選擇是定向的

13、。通過(guò)自然選擇,不適應(yīng)環(huán)境的個(gè)體被淘汰,適應(yīng)環(huán)境的個(gè)體生存下來(lái)并繁殖后代,使某些基因的頻率增加,另一些基因的頻率減少。(4)遷移。遷移必然導(dǎo)致基因的流動(dòng),若遷入群體較大,且遷入群體與原群體的某些基因的頻率存在較大差異,則對(duì)原群體的基因頻率有較大影響。,2.自然選擇決定生物進(jìn)化方向的原理,典型例題如果基因型為Aa的個(gè)體自交產(chǎn)生的后代在某一環(huán)境中的生存能力或競(jìng)爭(zhēng)能力是AA=Aaaa,則在長(zhǎng)期的自然選擇過(guò)程中,下列能正確表示A基因和a基因的比例變化的曲線是(),答案:A,解析:基因型為AA和Aa的個(gè)體生存能力較強(qiáng),而基因型為aa的個(gè)體被淘汰的可能性最大,所以a基因的頻率會(huì)降低;由于存在基因型為Aa的

14、個(gè)體,a基因的頻率不可能降至0。,【變式訓(xùn)練】 1.一對(duì)等位基因(F、f)位于常染色體上。經(jīng)調(diào)查,兔群中雌兔的基因型頻率為FF 30%、Ff 60%、ff 10%;雄兔的基因型頻率為FF 20%、Ff 40%、ff 40%。假設(shè)隨機(jī)交配,且子代的生活力一致,則子代中()A.基因型頻率改變,該群體發(fā)生了進(jìn)化B.Ff的基因型頻率為52%C.F基因的頻率在雌兔中為60%,在雄兔中為40%D.雌兔、雄兔的基因型頻率不同,進(jìn)化方向相同答案:B,解析:生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變,該種群隨機(jī)交配,且子代的生活力一致,則基因頻率不會(huì)發(fā)生改變,即該種群沒(méi)有發(fā)生進(jìn)化。雌兔中F基因的頻率為30%+60%1/

15、2=60%, f基因的頻率為1-60%=40%,雄兔中F基因的頻率為20%+40%1/2=40%,f基因的頻率為1-40%=60%;隨機(jī)交配后,子代的基因頻率不變,根據(jù)遺傳平衡定律,子代中Ff的基因型頻率為60%60%+40%40%=52%,FF的基因型頻率為60%40%=24%,ff的基因型頻率為40%60%=24%。由上述分析可知,在子代中,F基因的頻率在雌兔、雄兔中均為50%,雌兔、雄兔的基因型頻率相同,說(shuō)明進(jìn)化方向不同。,2.腕足類動(dòng)物海豆芽,從4億年前出現(xiàn)至今面貌基本沒(méi)變,也沒(méi)有絕滅。對(duì)此現(xiàn)象的合理解釋是()A.自然選擇對(duì)其不發(fā)揮作用B.海豆芽在漫長(zhǎng)的年代中基因頻率發(fā)生了較大變化C.

16、海豆芽很少發(fā)生變異,適應(yīng)性強(qiáng)D.海豆芽的生存環(huán)境基本沒(méi)有改變答案:D解析:自然選擇決定生物進(jìn)化的方向,海豆芽的“面貌基本沒(méi)變”,說(shuō)明其生存環(huán)境基本沒(méi)變。,探究抗生素對(duì)細(xì)菌的選擇作用,問(wèn)題引領(lǐng)1.抗生素對(duì)細(xì)菌進(jìn)行選擇的原理是什么?提示:一定濃度的抗生素會(huì)殺死細(xì)菌,但變異的細(xì)菌可能產(chǎn)生耐藥性。如果向培養(yǎng)基中添加抗生素,耐藥菌有可能存活下來(lái)。,2.該實(shí)驗(yàn)是如何設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)的?實(shí)驗(yàn)組設(shè)置多組的目的是什么?提示:在培養(yǎng)皿的底部畫2條相互垂直的直線,將培養(yǎng)皿分為4個(gè)區(qū)域,接種后1個(gè)區(qū)域放置不含抗生素的紙片,另外3個(gè)區(qū)域放置含抗生素的紙片,觀察它們之間的差異。實(shí)驗(yàn)組設(shè)置多組的目的,一是減少誤差,二是由于突變頻率很低,只有一組實(shí)驗(yàn)組不一定分離出耐藥菌。,3.培養(yǎng)一段時(shí)間后,通過(guò)什么操作來(lái)選擇耐藥菌?提示:從紙片附近的抑菌圈邊緣的菌落上挑取細(xì)菌進(jìn)行培養(yǎng),再重復(fù)實(shí)驗(yàn)操作,通過(guò)比較抑菌圈直徑的大小,可判斷耐藥菌抗性的大小。,歸納提升實(shí)驗(yàn)操作的注意事項(xiàng)(1)無(wú)菌操作:培養(yǎng)皿、涂布器、紙片必須進(jìn)行滅菌處理;實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要防止雜菌的污染,如在培養(yǎng)過(guò)程中,將培養(yǎng)皿倒置,可防止皿蓋上的水珠落入培養(yǎng)基而造成雜菌污染;實(shí)驗(yàn)