高中生物 第7章 第2节 第1课时种群基因频率的改变与生物进化名师课件 新人教版必修2 .ppt

第2节现代生物进化理论的主要内容第1课时种群基因频率的改变与生物进化 一 种群是生物进化的基本单位1 种群 1 概念 三个要素 举例 一片树林中的全部猕猴 一定区域 同种生物 全部 2 特点 种群中的个体彼此间通过 将各自的基因传给后代 繁殖 2 种群基因库与基因频率 全部个体 全部基因 基因库 全部等位基因 二 突变和基因重组产生进化的原材料1 变异类型 可遗传变异的来源 基因突变 染色体变异 2 可遗传变异的形成 特点和作用 1 形成 产生等位基因 通过有性生殖过程中的基因重组 可以形成多种多样的 2 特点 随机的 3 作用 只是提供生物进化的 不能决定生物进化的 基因突变 基因型 不定向的 原材料 方向 三 自然选择决定生物进化的方向1 原因 不断淘汰发生 的个体 选择积累发生 的个体 2 实质 种群的基因频率发生 不利变异 有利变异 定向改变 思考辨析 1 判断正误 1 一个池塘中的全部鱼是一个种群 分析 种群是生活在一定区域的同种生物的全部个体 鱼不是一个物种 不能构成一个种群 2 因个体的死亡 所含有的基因也会随之消失 分析 个体可以通过繁殖将基因传给后代 所含基因不一定消失 3 变异不仅为生物进化提供了原材料 而且决定了生物进化的方向 分析 变异只能为生物进化提供原材料 而自然选择决定生物进化的方向 4 种群的基因频率不变时 则生物没有发生进化 2 问题思考 1 当没有自然选择存在时 种群的基因频率就不会发生改变 这种说法对吗 为什么 提示 不对 除自然选择外 还有基因突变 迁入和迁出等因素都会使种群基因频率发生变化 2 在自然选择过程中 直接受选择的是基因型还是表现型 简要说明原因 提示 直接受选择的是表现型 例如天敌看到的是性状 而不是控制性状的基因 一 基因型频率和基因频率的关系1 相关概念的比较 2 基因频率的相关计算 1 已知基因型的数量或各基因型频率 计算基因频率 以一对等位基因为例 有以下两种方法 已知基因型个体数计算基因频率 某基因频率 纯合子个数 2 杂合子个数 总个数 2 已知基因型频率计算基因频率 一个等位基因频率 该等位基因纯合子的基因型频率 杂合子的基因型频率 实例 已知基因型频率计算基因频率 设有n个个体的种群 aa aa aa的个体数分别为n1 n2 n3 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 2 根据遗传平衡定律计算基因频率和基因型频率 遗传平衡定律 在一个有性生殖的自然种群中 在符合以下5个条件的情况下 各等位基因的频率和基因型频率在一代一代的遗传中是稳定不变的 或者说是保持着基因平衡的 这5个条件是 a 种群是极大的 b 种群中个体间的交配是随机的 c 没有突变发生 d 没有新基因加入 e 没有自然选择 基因频率与基因型频率的计算公式 设a频率为p a频率为q 则p q 1 即 aa p2 aa 2pq aa q2 实例 若已知aa的基因型频率为m 则a的基因频率为 警示钟 基因型频率与基因频率的不对应性 1 基因频率相同的两个种群 它们的基因型频率不一定相同 2 当基因型频率发生改变时 基因频率不一定发生改变 学而后思 1 所有的变异都能导致种群基因频率的改变吗 为什么 提示 不是 只有可遗传的变异才能影响种群基因的组成 才能改变基因频率 2 若基因存在于x染色体上 在y染色体上无等位基因 如何计算基因的频率 提示 该基因的数量除以所有x染色体的数量 一定不要将y染色体计算在内 因为y染色体上无等位基因 如x染色体上a基因的频率计算 典例训练1 2013 海南高考 果蝇长翅 v 和残翅 v 由一对常染色体上的等位基因控制 假定某果蝇种群有20000只果蝇 其中残翅果蝇个体数量长期维持在4 若再向该种群中引入20000只纯合长翅果蝇 在不考虑其他因素影响的前提下 关于纯合长翅果蝇引入后种群的叙述 错误的是 a v基因频率降低了50 b v基因频率增加了50 c 杂合果蝇比例降低了50 d 残翅果蝇比例降低了50 解题关键 解答本题时需关注以下两点 1 种群基因频率 基因型频率的计算方法 2 用遗传平衡定律公式计算基因频率和基因型频率 解析 选b 本题考查基因频率及基因型频率的计算 因该果蝇种群vv的基因型频率为4 由遗传平衡定律公式算出v 0 2 v 0 8 进而计算出引入纯种长翅果蝇前 vv有0 04 20000 800 vv有2 0 2 0 8 20000 6400 vv有0 8 0 8 20000 12800 引入后 基因频率v 800 2 6400 40000 2 0 1 v 1 0 1 0 9 故a项正确 b项错误 因vv vv的数目不变 而该种群的总数增加一倍 所以vv vv的基因型频率降低50 c d正确 变式备选1 一种蛾中控制浅颜色的等位基因是隐性的 控制深颜色的等位基因是显性的 假设有640只浅色的蛾和360只深色的蛾 群体符合遗传平衡定律 那么有多少只蛾是杂合子 a 210b 50c 240d 320 解析 选d 由于该种群符合遗传平衡定律 其中隐性纯合子为640只 占总数的64 所以隐性基因的频率为80 显性基因的频率为20 所以杂合子的基因型频率为2 80 20 32 杂合子有 640 360 32 320只 二 生物进化的实质及与可遗传变异和自然选择的关系1 生物进化的实质 实例分析 以桦尺蠖的体色进化为例 由以上可以看出 生物进化实质上是种群基因频率发生变化 即在生物进化过程中某基因的频率如果逐渐增大 反映该基因控制的性状对环境的适应能力较强 2 可遗传的变异为生物进化提供原材料 1 突变和基因重组使种群的基因频率发生不定向的改变 2 由于突变和基因重组都是随机的 不定向的 因此它们只是提供了生物进化的原材料 不能决定生物进化的方向 3 自然选择决定生物进化的方向 自然选择使种群基因频率发生定向改变 使生物朝着适应环境的方向进化 如图所示 警示钟 定向 与 不定向 1 变异是不定向的 2 自然选择是定向的 3 种群基因频率的变化是定向的 4 生物进化是定向的 学而后思 1 自然界中存在基因频率一直不变的种群吗 为什么 提示 没有 种群基因频率的改变是由自然选择决定的 由于自然环境是不断变化的 所以会导致基因频率的改变 2 所有类型的变异均能为生物进化提供原材料吗 为什么 提示 不一定 可遗传的变异能为生物进化提供原材料 而不可遗传的变异不能为生物进化提供原材料 因为不可遗传的变异不能引起种群基因频率的改变 典例训练2 2013 威海高一检测 不同基因型的褐鼠对灭鼠灵药物的抗性及对维生素k的依赖性 即需要从外界环境中获取维生素k才能维持正常的生命活动 的表现型如下表 若对维生素k含量不足环境中的褐鼠种群长期连续使用灭鼠灵进行处理 则褐鼠种群 a 基因r的频率最终下降至0b 抗性个体rr rr 1 1c rr个体数量增加 rr个体数量减少d 绝大多数抗性个体的基因型为rr 解题关键 需要明确自然选择决定生物进化的方向 而表现出对环境的适应 解析 选d 由于环境是维生素k含量不足的环境 所以依赖度较高的rr个体数量减少 长期使用灭鼠灵rr个体数量大量减少 所以rr个体的数量最多 所以两种基因频率都不为0 变式备选2 根据现代生物进化理论 下列说法正确的是 a 自然选择决定了生物变异和进化的方向b 生物进化的实质是种群基因型频率的改变c 种群内基因频率的改变在世代间具有连续性d 种群内基因频率改变的偶然性随种群数量下降而减小 解析 选c 生物的变异具有不定向性 所以a选项错误 生物进化的实质是种群基因频率的改变 所以b选项错误 种群基因库在世代之间传递 所以c选项正确 种群内基因频率改变的偶然性随种群数量下降而增大 所以d选项错误 课题 基因频率和基因型频率计算类题目 案例 某动物种群中aa aa和aa的基因型频率分别为0 3 0 4和0 3 请回答 1 该种群中a的基因频率为 2 如果该种群满足4个基本条件 即种群 不发生 不发生 没有迁入迁出 且种群中个体间随机交配 则理论上该种群的子一代中aa的基因型频率为 如果该种群的子一代再随机交配 其后代中aa的基因型频率 会 不会 发生改变 3 假定该动物种群满足上述4个基本条件 但不发生随机交配 只在相同基因型个体之间进行交配 则理论上该种群的子一代中aa aa和aa的基因型频率分别为 和 如果子一代也同样只发生相同基因型个体之间的交配 其后代中aa aa和aa的基因型频率 会 不会 发生改变 审题 抓准信息 快速推断 答题 规范答案 警示失误 1 0 5 2 足够大突变选择0 25不会 3 0 40 20 4会错答 0 30 40 3错因 不能区分 自交 和 随机交配 对后代基因型频率产生的影响 忽略了 aa自交会产生3种基因型个体 1 基础理论辨析题 下列有关说法符合基因库的是 符合基因频率的是 a 种群中的所有基因b 某个基因占种群中所有等位基因的比例c 个体的死亡一定会引起它的改变d 它的改变一定会引起生物的进化e 基因突变会引起它的改变 解析 选a e b c d e 种群中所有的基因组成基因库 基因突变也会使基因库发生改变 基因库的改变不一定引起生物的进化 某个基因占种群中所有等位基因的比例称为基因频率 基因突变 个体死亡都会引起基因频率的改变 它的改变决定着生物的进化 2 2013 长春高一检测 某一种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的频率分别是 a 18 82 b 36 64 c 57 43 d 92 8 解析 选c 由基因型频率可计算基因频率 b的基因频率等于bb的基因型频率加上1 2bb的基因型频率 即18 39 57 由于b与b两者的基因频率之和为1 所以b的基因频率为43 3 某种有翅昆虫有时会出现残翅的突变类型 残翅昆虫在大陆上难以生存 但在常刮大风的海岛上 残翅昆虫在种群中的比例却上升 下列对该现象的有关叙述中 与现代生物进化理论观点不符的是 a 昆虫适应海岛环境而产生了残翅变异b 海岛上残翅昆虫具有更多的生存繁殖机会c 环境对昆虫的变异进行了定向选择d 昆虫种群的基因频率发生了定向改变 解析 选a 现代生物进化理论中变异是不定向的 而环境对变异进行定向的选择 使种群的基因频率发生定向的改变 4 2013 大连高一检测 下列叙述与现代生物进化理论相符的是 a 施用农药可使害虫种群的抗药基因频率提高b 生物体所发生的变异都可为进化提供原材料c 基因频率的改变一定会导致新物种的形成d 物种是生物进化和繁殖的基本单位 解析 选a 在施用农药后 通过其选择作用可使害虫种群的抗药基因频率提高 只有可遗传的变异为生物进化提供原材料 基因频率的改变可引起生物进化 但不一定会导致新物种的形成 种群是生物进化和繁殖的基本单位 5 2013 宁德高一检测 下表中b和b表示某地区某种生物的一对等位基因 表中数据说明 a 1970年杂合子的比例为18 b 1930年显性个体和隐性个体数目接近c 1970年后的较短时间内b的频率为0d 显性纯合子更能适应该地区变化的环境 解析 选a 通过表中数据可以看出b基因的频率不断减小 而b基因的频率不断增加 1970年杂合子的比例为2 0 1 0 9 18 1930年隐性个体比例为 0 51 2 26 所以显性个体多于隐性个体 1970年后较短的时间内b的基因频率不可能变为零 隐性个体更能适合本地的环境 6 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 只有在新物种形成时 才发生基因频率的改变c 生物进化的实质是种群基因频率的改变d 生物性状的改变一定引起生物的进化 解析 选c 生物进化的实质是种群基因频率的改变 只要基因频率发生变化 种群就在进化 但是环境引起的性状的变化是不会导致基因频率改变的 因而不能引起生物的进化 7 已知蜗牛壳上有条纹与无条纹的性状是由一对等位基因a和a控制的 研究人员调查了某地区的1000只蜗牛 对存活的个体数和被鸟捕食后剩下的蜗牛空壳数进行了统计 结果如下表所示 请分析回答 1 在这1000只蜗牛中 aa的基因