导学讲练通高一生物精品课件721

1、一 种群基因频率的改变与生物进化 “ “中弱不胜触，外坚聊自郛中弱不胜触，外坚聊自郛”，这是，这是北宋著名诗人苏东坡对蜗牛的描述，蜗牛北宋著名诗人苏东坡对蜗牛的描述，蜗牛最致命的天敌是萤火虫。如果在蜗牛壳为最致命的天敌是萤火虫。如果在蜗牛壳为黄色黄色( (基因型为基因型为aa)aa)的群体中偶然出现一只的群体中偶然出现一只棕色蜗牛壳棕色蜗牛壳(aa)(aa)的变异个体，则棕色比黄色更不容易被敌害发现。的变异个体，则棕色比黄色更不容易被敌害发现。 请思考：请思考： 1.1.蜗牛的这种变异有利于生物进化吗？蜗牛的这种变异有利于生物进化吗？ 2.2.若棕色个体能很好地生存下来，它体内的若棕色个体能很

2、好地生存下来，它体内的a a基因如何才能传基因如何才能传递给子代呢？递给子代呢？ 课课 时时 目目 标标 探探 究究 点点 理理解解 1.1.理解种群是生物理解种群是生物进化的基本单位进化的基本单位 分析生物进化的基本单位分析生物进化的基本单位计算种群的基因频率计算种群的基因频率探讨影响种群基因库改变的因素探讨影响种群基因库改变的因素 2.2.说明现代生物进说明现代生物进化理论的主要内容化理论的主要内容 探究变异对种群遗传组成的影响探究变异对种群遗传组成的影响探究自然选择的作用探究自然选择的作用主题一主题一 种群是生物进化的基本单位种群是生物进化的基本单位1.1.种群的含义和特点种群的含义和特

3、点(1)(1)含义：生活在一定区域的含义：生活在一定区域的_。(2)(2)特点：特点：是是_的基本单位。的基本单位。彼此可以交配，并通过繁殖将彼此可以交配，并通过繁殖将_传给后代。传给后代。同种生物的全部个体同种生物的全部个体生物进化生物进化各自的基因各自的基因2.2.基因库与基因频率基因库与基因频率(1)(1)基因库：一个种群中基因库：一个种群中_所含有的所含有的_。(2)(2)基因频率：在一个种群基因库中，基因频率：在一个种群基因库中，_的比率。的比率。 全部个体全部个体全部基因全部基因某个基因占全部等位基某个基因占全部等位基因数因数【想一想】【想一想】种群中每个个体都含有基因库的全部基因

4、吗？种群中每个个体都含有基因库的全部基因吗？提示：提示：不是。基因库是指一个种群中全部个体所含有的全部基不是。基因库是指一个种群中全部个体所含有的全部基因，一个个体只含有基因库的一部分基因。因，一个个体只含有基因库的一部分基因。 1.1.分析生物进化的基本单位分析生物进化的基本单位(1)(1)判断下列实例是否是种群，并说明理由。判断下列实例是否是种群，并说明理由。 实例实例判断判断( (是或否是或否) )理由理由一片森林中所一片森林中所有的鸟类有的鸟类_一个池塘中所一个池塘中所有的青蛙有的青蛙_微山湖中所有微山湖中所有的鲤鱼的鲤鱼_ _ 否否鸟类包括多个物种，与种群中鸟类包括多个物种，与种群中

5、“同种同种生物生物”的条件不符的条件不符否否没有包括这个物种的全部个体，青蛙没有包括这个物种的全部个体，青蛙只是这个物种的成体，没有幼体蝌蚪只是这个物种的成体，没有幼体蝌蚪是是微山湖是一个地点，鲤鱼为一个物微山湖是一个地点，鲤鱼为一个物种，包括了所有的个体种，包括了所有的个体(2)(2)为什么说生物进化的基本单位是种群而不是个体？为什么说生物进化的基本单位是种群而不是个体？提示：提示：个体的基因型是终身不变的，无论它在自然选择中具有个体的基因型是终身不变的，无论它在自然选择中具有多大优势，其基因型也不可能一成不变地遗传给下一代个体。多大优势，其基因型也不可能一成不变地遗传给下一代个体。种群中个

6、体的基因来自种群基因库，个体死亡后又通过其后代种群中个体的基因来自种群基因库，个体死亡后又通过其后代把基因延续下去。如果一个个体不能与种群中其他个体交配产把基因延续下去。如果一个个体不能与种群中其他个体交配产生后代，这个个体在进化上就没有意义。生后代，这个个体在进化上就没有意义。 2.2.计算种群的基因频率计算种群的基因频率若一个种群中含有若一个种群中含有a a和和a a一对等位基因，根据下列条件，计算种一对等位基因，根据下列条件，计算种群的基因频率。群的基因频率。(1)(1)若已知种群中基因型为若已知种群中基因型为aaaa、aaaa和和aaaa的个体数目分别为的个体数目分别为a a1 1、a

7、 a2 2、a a3 3，如何计算种群中，如何计算种群中a a的基因频率？的基因频率？提示：提示：121232aaaa100%100%aa2 aaa的数目的基因频率的总数目(2)(2)若已知若已知aaaa、aaaa和和aaaa的基因型频率分别为的基因型频率分别为p p1 1、p p2 2、p p3 3，如何计，如何计算算a a的基因频率？的基因频率？提示：提示： (3)(3)若已知基因型为若已知基因型为x xb bx xb b、x xb bx xb b、x xb bx xb b、x xb by y和和x xb by y的个体数分别为的个体数分别为a a1 1、a a2 2、a a3 3、a a

8、4 4、a a5 5，试求，试求x xb b的基因频率。的基因频率。提示：提示：1211aaaaapp22的基因频率的基因型频率的基因型频率bbbbxx100%xx的数目的基因频率的总数目124123452aaa100%2 aaaaa3.3.影响种群基因库改变的因素影响种群基因库改变的因素种群的基因库是一直不变的吗？试分析原因。种群的基因库是一直不变的吗？试分析原因。提示：提示：不是。基因突变、染色体变异、自然选择、种群个体的不是。基因突变、染色体变异、自然选择、种群个体的迁入迁出等都会使种群的基因库发生改变。迁入迁出等都会使种群的基因库发生改变。1.1.判断种群的判断种群的“三要素三要素”(

9、1)(1)生活在一定的自然区域内；生活在一定的自然区域内；(2)(2)同一种生物；同一种生物；(3)(3)全部个体的总和。全部个体的总和。2.2.遗传平衡定律及其适用条件遗传平衡定律及其适用条件(1)(1)定律内容：定律内容：若种群中，一对等位基因为若种群中，一对等位基因为a a和和a a，设，设a a的基因频率为的基因频率为p p，a a的基的基因频率为因频率为q q，则，则p+q=a%+a%=1p+q=a%+a%=1。如果这个种群达到了遗传平衡，。如果这个种群达到了遗传平衡，那么遗传平衡定律可以表示为：那么遗传平衡定律可以表示为：(p+q)(p+q)2 2=p=p2 2+2pq+q+2pq

10、+q2 2=aa%+aa%+aa%=1=aa%+aa%+aa%=1。p p2 2代表纯合子代表纯合子aaaa的基因型频率；的基因型频率；2pq2pq代表杂合子代表杂合子aaaa的基因型频率；的基因型频率；q q2 2代表纯合子代表纯合子aaaa的基因型频率。的基因型频率。即：即：aa%=paa%=p2 2；aa%=2pqaa%=2pq；aa%=qaa%=q2 2。 (2)(2)适用条件：保证种群基因频率稳定不变的适用条件：保证种群基因频率稳定不变的5 5种因素：种因素：该种群非常大；该种群非常大；所有的雌雄个体都能自由交配；所有的雌雄个体都能自由交配；没有迁入和迁出；没有迁入和迁出；自然选择对

11、不同表现型的个体没有作用；自然选择对不同表现型的个体没有作用；这对基因不发生突变和携带这对基因的染色体不发生变异。这对基因不发生突变和携带这对基因的染色体不发生变异。 【典题训练】【典题训练】某动物种群中某动物种群中aaaa、aaaa和和aaaa的基因型频率分别为的基因型频率分别为0.30.3、0.40.4和和0.30.3，请回答：，请回答：(1)(1)该种群中该种群中a a基因的频率为基因的频率为_。(2)(2)如果该种群满足四个基本条件，即种群如果该种群满足四个基本条件，即种群_、不发生、不发生_、不发生、不发生_、没有迁入迁出，且种群中个、没有迁入迁出，且种群中个体间随机交配，则理论上该

12、种群的子一代中体间随机交配，则理论上该种群的子一代中aaaa的基因型频率为的基因型频率为_；如果该种群的子一代再随机交配，其后代中；如果该种群的子一代再随机交配，其后代中aaaa的基因型频率的基因型频率_(_(会、不会会、不会) )发生改变。发生改变。(3)(3)假定该动物种群满足上述四个基本条件，但不发生随机交假定该动物种群满足上述四个基本条件，但不发生随机交配，只在相同基因型之间进行交配，则理论上该种群的子一代配，只在相同基因型之间进行交配，则理论上该种群的子一代中中aaaa、aaaa和和aaaa的基因型频率分别为的基因型频率分别为_、_和和_；如果子一代也同样只发生相同基因型之间；如果子

13、一代也同样只发生相同基因型之间的交配，其后代中的交配，其后代中aaaa、aaaa和和aaaa的基因型频率的基因型频率_(_(会、会、不会不会) )发生改变。发生改变。 【解题指南】【解题指南】明确隐性基因的基因频率明确隐性基因的基因频率= =隐性纯合子的基因型隐性纯合子的基因型频率频率+1/2+1/2杂合子的基因型频率；在理想条件下，种群达到遗传杂合子的基因型频率；在理想条件下，种群达到遗传平衡，种群的基因频率和基因型频率都不变，否则种群的基因平衡，种群的基因频率和基因型频率都不变，否则种群的基因型频率可能改变。型频率可能改变。【解析】【解析】(1)aa=0.3(1)aa=0.3、aa=0.4

14、aa=0.4、aa=0.3aa=0.3，所以，所以a=0.4a=0.41/2+1/2+0.3=0.50.3=0.5。(2)(2)由由a=0.5a=0.5，可以计算出后代中，可以计算出后代中aaaa的基因型频率是的基因型频率是(0.5)(0.5)2 2=0.25=0.25，且该基因型的频率不会发生改变，但是该结论的，且该基因型的频率不会发生改变，但是该结论的前提条件是种群足够大、不发生基因突变、不发生选择、没有迁前提条件是种群足够大、不发生基因突变、不发生选择、没有迁入迁出，且种群中个体间随机交配；入迁出，且种群中个体间随机交配；(3)aa=0.3(3)aa=0.3，aa=0.4aa=0.4，a

15、a=0.3aa=0.3， 题目中叙述的情况相当于植物的自交，结果如下：题目中叙述的情况相当于植物的自交，结果如下：0.3 aa0.3 aaaaaa得到得到0.3aa, 0.4 aa0.3aa, 0.4 aaaaaa得到得到0.1aa0.1aa、0.2aa0.2aa、0.1aa0.1aa，0.3 aa0.3 aaaaaa得到得到0.3 aa0.3 aa，所以相同基因型之间进行交配，后代中，所以相同基因型之间进行交配，后代中aa=0.3+0.1=0.4aa=0.3+0.1=0.4、aa=0.2aa=0.2、 aa=0.3+0.1=0.4aa=0.3+0.1=0.4，同理可以计算该代相同基因型个体之

16、间的交配后代中同理可以计算该代相同基因型个体之间的交配后代中aa=0.45aa=0.45、aa=0.1aa=0.1、aa=0.45aa=0.45，所以基因型频率会发生改变。，所以基因型频率会发生改变。答案：答案：(1)0.5(1)0.5(2)(2)足够大足够大基因突变基因突变( (或突变或突变) )选选择择0.250.25不会不会(3)0.4(3)0.40.20.20.40.4会会【互动探究】【互动探究】(1)(1)当满足上述四个基本条件并随机交配时，当满足上述四个基本条件并随机交配时，a a和和a a的基因频率分别是多少？的基因频率分别是多少？提示：提示：满足上述四个基本条件，说明种群达到了

17、遗传平衡，种满足上述四个基本条件，说明种群达到了遗传平衡，种群的基因频率不变，即群的基因频率不变，即a a和和a a的基因频率均为的基因频率均为0.50.5。(2)(2)第第(3)(3)问中，若只在相同基因型之间进行交配，问中，若只在相同基因型之间进行交配，a a和和a a的基因的基因频率分别是多少？种群进化了吗？频率分别是多少？种群进化了吗？提示：提示：a a的基因频率的基因频率=aa=aa的基因型频率的基因型频率+1/2aa+1/2aa的基因型频率的基因型频率=0.4+1/2=0.4+1/20.2=0.4+0.1=0.50.2=0.4+0.1=0.5，可得，可得a a的基因频率的基因频率=

18、1-0.5=0.5=1-0.5=0.5；由于种群的基因频率没有改变，因此种群没有进化。由于种群的基因频率没有改变，因此种群没有进化。 【规律方法】【规律方法】自交与自由交配引起的基因频率和基因型频率的自交与自由交配引起的基因频率和基因型频率的改变改变(1)(1)自由交配时，基因频率和基因型频率均不变。自由交配时，基因频率和基因型频率均不变。(2)(2)自交时，基因频率不变，基因型频率改变，纯合子越来越自交时，基因频率不变，基因型频率改变，纯合子越来越多，杂合子越来越少。多，杂合子越来越少。 专题二专题二 突变和基因重组产生进化的原材料突变和基因重组产生进化的原材料1.1.突变和基因重组产生生物

19、进化的原材料突变和基因重组产生生物进化的原材料 _(1)(1)可遗传变异的来源可遗传变异的来源 _ 染色体变异染色体变异统称为统称为_基因重组基因重组基因突变基因突变突变突变(2)(2)可遗传变异是生物进化原材料的原因可遗传变异是生物进化原材料的原因基因突变产生基因突变产生_(_(等位基因等位基因) )，基因重组产生，基因重组产生_。_可遗传变异的结果：提供可遗传变异的结果：提供_的原材料。的原材料。 新基因新基因新的基因型新的基因型可遗传变异的两大特点可遗传变异的两大特点随机性随机性不定向性不定向性生物进化生物进化2.2.变异的有利和有害是相对的变异的有利和有害是相对的, ,是由是由_决定的

20、决定的3.3.自然选择决定生物进化的方向自然选择决定生物进化的方向(1)(1)选择的对象：选择的对象：表面对象：生物的表面对象：生物的_。实质对象：控制性状的实质对象：控制性状的_。(2)(2)选择的结果：选择的结果：从生物性状上看，生物朝着一定的方向进化，形成生物的从生物性状上看，生物朝着一定的方向进化，形成生物的_；从实质上看，从实质上看，_发生改变。发生改变。 生存环境生存环境变异性状变异性状基因基因适应性适应性种群基因频率种群基因频率【判一判】【判一判】(1)(1)基因突变和基因重组使生物发生定向改变。基因突变和基因重组使生物发生定向改变。( )( )【分析】【分析】基因突变和基因重组

21、是不定向的，而自然选择才会使基因突变和基因重组是不定向的，而自然选择才会使生物发生定向改变。生物发生定向改变。(2)(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。发生变化。( )( )【分析】【分析】影响种群基因频率改变的因素：基因突变、基因重组、影响种群基因频率改变的因素：基因突变、基因重组、自然选择、迁入和迁出等，环境条件不发生改变，只是对生物自然选择、迁入和迁出等，环境条件不发生改变，只是对生物的自然选择压力减小，并不等于种群中不存在变异、迁入和迁的自然选择压力减小，并不等于种群中不存在变异、迁入和迁出对种群的基因频率

22、造成影响。出对种群的基因频率造成影响。 1.1.探究变异对种群遗传组成的影响探究变异对种群遗传组成的影响(1)(1)所有的变异都能导致种群基因频率的改变吗？为什么？所有的变异都能导致种群基因频率的改变吗？为什么？提示：提示：不是。只有可遗传的变异才能影响种群基因的组成，才不是。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。能改变基因频率。(2)(2)基因突变和基因重组对种群遗传组成的影响一样吗？试分基因突变和基因重组对种群遗传组成的影响一样吗？试分析原因。析原因。提示：提示：二者都对种群遗传组成产生影响，但影响角度不一样。二者都对种群遗传组成产生影响，但影响角度不一样。只有基因突变

23、才能出现新基因，才能丰富基因库，改变基因频只有基因突变才能出现新基因，才能丰富基因库，改变基因频率，从而影响种群的遗传组成；基因重组不能产生新基因，只率，从而影响种群的遗传组成；基因重组不能产生新基因，只能增加基因型的种类，以此来影响种群的遗传组成。能增加基因型的种类，以此来影响种群的遗传组成。 (3)(3)有人认为有人认为“发生在体细胞中的基因突变不能传递给后代，发生在体细胞中的基因突变不能传递给后代，因此不能为生物进化提供原材料因此不能为生物进化提供原材料”，这种说法正确吗？分析原，这种说法正确吗？分析原因。因。提示：提示：不正确。发生在体细胞中的基因突变，可以通过无性繁不正确。发生在体细

24、胞中的基因突变，可以通过无性繁殖的方法传递给后代，如发生基因突变的花芽或叶芽，通过植殖的方法传递给后代，如发生基因突变的花芽或叶芽，通过植物组织培养技术或者嫁接的方法可以传递给下一代，因此能为物组织培养技术或者嫁接的方法可以传递给下一代，因此能为生物进化提供原材料。生物进化提供原材料。 2.2.探究自然选择在生物进化中的作用探究自然选择在生物进化中的作用(1)(1)自然选择是如何使桦尺蠖种群中决定浅色性状的自然选择是如何使桦尺蠖种群中决定浅色性状的s s基因频率基因频率越来越低的？越来越低的？ 提示：提示：在树干变黑的环境下，浅色桦尺蠖易被天敌发现和捕食，在树干变黑的环境下，浅色桦尺蠖易被天敌

25、发现和捕食，使使ssss的个体越来越少，的个体越来越少，ssss和和ssss的个体越来越多，从而使决定黑的个体越来越多，从而使决定黑色性状的色性状的s s基因频率越来越高。基因频率越来越高。(2)(2)在自然选择过程中，直接受选择的是基因型还是表现型？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。简要说明原因。 提示：提示：直接受选择的是表现型，因为天敌看到的是性状，而不直接受选择的是表现型，因为天敌看到的是性状，而不是控制性状的基因。是控制性状的基因。1.1.理解理解“突变突变”的含义的含义(1)(1)广义的突变包括基因突变和染色体变异，并非仅指基因突广义的突变包括基因突变

26、和染色体变异，并非仅指基因突变，因为染色体变异必然涉及基因的改变。变，因为染色体变异必然涉及基因的改变。(2)(2)等位基因的产生是通过基因突变完成的。等位基因的产生是通过基因突变完成的。2.2.自然选择决定生物进化的方向自然选择决定生物进化的方向可遗传的变异是不定向的，经过长期的自然选择，其中的不利可遗传的变异是不定向的，经过长期的自然选择，其中的不利变异不断被淘汰，有利变异则逐渐积累，从而使种群的基因频变异不断被淘汰，有利变异则逐渐积累，从而使种群的基因频率发生定向改变，导致生物定向进化。率发生定向改变，导致生物定向进化。 【典题训练】【典题训练】根据现代生物进化理论，下列说法正确的是根据现代生物进化理论，下列说法正确的是( )( )a.a.自然选择决定了生物变异和进化的方向自然选择决定了生物变异和进化的方向b.b.生物进化的实质是种群基因型频率的改变生物进化的实质是种群基因型频率的改变c.c.种群内基因频率的改变在世代间具有连续性种群内基因频率的改变在世代间具有连续性d.d.种群内基因频率改变的偶然性随种群数量下降而减小种群内基因频