2017-2018学年同步备课一体资料之生物人教必修2讲义：(20220311202513)

1、第 21 课时种群基因频率的改变与生物进化学习目标1掌握种群、基因库、基因频率的概念，学会用数学方法讨论基因频率的变化(重 难点)；2.理解突变和基因重组是生物进化的原材料(重点)；3.通过探究自然选择 对种群基因频率的影响，理解自然选择决定生物进化的方向(重点)。读教利丨自主梳理沙戦材如 E|基础知识|一、种群是生物进化的基本单位1种群的含义和特点(1)含义1范围：一定区域。2组成：同种生物的全部个体。特点1不是机械地集合在一起。2彼此可以交配，并通过繁殖将各自的基因传给后代。2.基因库与基因频率范围：一个种群中的全部个体、对象：所含有的全部基因范围：一个种群基因库基因频率计算公式：全咅某位

2、基因数X100%、突变和基因重组产生进化的原材料2.可遗传变异是生物进化原材料的原因(1)基因突变产生新的等位基因，基因重组产生新的基因型随机性(1)基因库1可遗传变异的来源基因重组 待变;基咛:第 21 课时种群基因频率的改变与生物进化(2)可遗传变异的两大特点不定向性（3）可遗传变异的结果：提供生物进化的原材料。三、自然选择决定生物进化的方向1选择的对象（1）表面对象：生物的变异性状。实质对象：控制性状的基因。2.选择的结果（1）生物性状上：朝着有利变异的方向不断进化。基因上：种群基因频率会发生定向改变。|自查自纠|1.一个池塘中所有的鱼是一个种群（）2.个种群中某个个体的所有的基因叫做这

3、个种群的基因库（）3.某个种群中某等位基因如A和a的频率之和等于1（）4.突变、 染色体变异和基因重组为生物进化提供原材料（）5.生物进化的方向是由自然选择决定的（）6.生物变异是不定向的，但生物进化是定向的（）答案1.X2.X3.V4.X56.V|图解图说|工。也 亍聊邮种群必须具备“三同”：同一时间、同一地点、同一物种2ni+ 七PA2(ni+n2+n3)2n3+n2Pa=2(ni+n2+n3)PA+Pa1PAA+PAa+Paa生物进化的实质是基因频率发生定向的改变，哪些因素会导致基因频率发生改变？提示：突变、基因重组、迁入和迁出以及选择等。研教冋I互劝搽究丨探究点一种群是生物进化的基本单

4、位、基因库及基因频率的计算1.为什么生物进化的基本单位是种群而不是个体？提示：因为个体的寿命是有限的，个体表现型会随着个体的死亡而消失。 决定生 物性状的基因可以通过生殖而世代延续，并且在群体中扩散，因此生物进化应该 研究群体的基因组成的变化。2.种群基因(型)频率的计算(1)已知基因型个体数，求基因频率已知各种基因型的个体数，计算基因频率该基因总数某基因频率-该基因及其等位基因总数X100%=PAA+qPAa=Paa+PAa突变的有害和有利不是绝对的，往往取决于生物的生存环境。2AA+AaA=2(AA+Aa+aa)Aa+2aa2(AA+Aa+aa)(A、a为基因，AA、Aa、aa为三种基因型

5、个体数)【典例1】 某小岛上原有果蝇20 000只，其中基因型MM、Mm和mm的果蝇 分别占15%、55%和30%。若从岛外入侵了2 000只基因型为MM的果蝇，且所 有果蝇均随机交配，则F1中m的基因频率约为( )A.43%B.48%C.52%D.57%尝试解答_解析 随机交配，基因频率保持不变，所以计算出22 000只果蝇中m的基因频答案C已知基因型频率，求基因频率设有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：2m+n2金11 n2)1PA二N+2xN二PAA+

6、2PAa2n3+nn31生1Pa=2N=N+2XN=Paa+2PAa由以上公式可以得出下列结论：某等位基因的频率二该等位基因纯合子的频率+1/2杂合子的频率。【典例2】蜗牛的有条纹(A)对无条纹(a)为显性。在一个地区的蜗牛种群内，有 条纹(AA)个体占55%，无条纹个体占15%，若蜗牛间进行自由交配得到F1,则F1中A基因的频率和Aa基因型的频率分别为()A.30%，21%B.30%，42%C.70%，21%D.70%，42%x100%x100%率就是F1中m的基因频率,即20 000 x30%x2+20 000 x55%52%。22 000X2尝试解答_解析 根据题意可知，Aa个体占30%

7、,蜗牛间进行自由交配时，产生A配子的基因频率=55%+30%X1/2=70%,a配子的基因频率=15%+30%X1/2=30%,自由交配得到Fi各基因型的频率比例为AA:Aa:aa=49%:42%:9%,统计得到A基因的频率为49%+42%X1/2=70%。答案D(3)与伴性遗传有关的基因频率计算【典例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%解析伴性遗传的基因频率计算，只计数等位基因所存在的染

8、色体，即男性只统 计一个基因，女性中统计两个基因，所以该校学生中Xb的基因频率为_ 7.36%+0.32%X2+4%_42.32%X2+7.36%X2+0.32%X2+46%+4%为92%。答案BO 技法提炼伴性遗传中基因频率的计算_2NXAXA+ NxAXa+ NXAY_P=2(NXAXA+NxAXa+NxaXa) +NXAY+NxaYX100%_2NXaXa+NxAXa+NxaY_q2(NxaXa+NxAXa+NxAXA) +NxaY+NxAYX100% (p为XA频率，q为Xa频率)(4)利用遗传平衡公式，求基因型频率【典例4】 如图表示环境条件发生变化后某个种群中A和a基因频率的变化情

9、况，下列说法错误的是()X100%=8%,贝UXB的基因频率A.环境条件发生变化后，生物产生适应性的变异B. P点时两曲线相交，此时A和a的基因频率均为50%C. Q点时环境发生了变化，A控制的性状更加适应环境D.在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变尝试解答_解析 变异的产生是随机的、不定向的。变异发生后，在自然（环境条件）选择的作用下，适应性的变异被选择性地保留下来，导致种群的基因频率发生定向改变。P点时两曲线相交，此时A和a的基因频率相等，均为50%。Q点时A的基因 频率增大，表示环境发生了变化，A控制的性状更加适应环境。答案AO技巧方法利用遗传平衡定律计算基因型频率（1）前提

10、条件：a.种群非常大；b.所有雌雄个体之间自由交配；c.没有迁入和迁出；d.没有自然选择；e.没有基因突变。（2）计算公式：当等位基因只有两个时（A、a），设p表示A的基因频率，q表示a的基因频率，贝基因型AA的频率=p2基因型Aa的频率=2pq基因型aa的频率=q2【跟踪训练】1.某植物种群中，r基因纯合的个体不能存活。已知该种群的基因型分别为YYRR、YyRR、yyRR、YYRr、YyRr、yyRr，它们的基因型频率依次为30%、20%、10%、10%，10%、20%。计算Y和y的基因频率依次为（）A.55%和45%B.45%和55%C.27.5%和22.5%D.22.5%和27.5%AC

11、D解析 基因频率是该基因占所有等位基因数的比率， 而与非等位基因无关，由题 中数据可知，丫丫占40%,Yy占30%,yy占30%,所以丫的基因频率为40%+30%X（1/2）=55%,y的基因频率为45%。答案A探究点二 自然选择和生物变异在生物进化中的作用1突变具有低频性，能为生物进化提供原材料吗？提示：突变的频率虽然很低，但一个种群往往由许多个体组成， 而且每一个个体 的每一个细胞内都有成千上万个基因，所以在种群中每一代都会产生大量的突 变。2.突变大多数对生物体是不利的，能为进化提供原材料吗？提示：生物变异是否有利，取决于它们的生存环境，微小有利的变异不断积累也 能导致生物进化。3.生物

12、变异和自然选择哪个能决定生物进化的方向？为什么？提示：自然选择决定生物进化的方向。因为生物进化的方向是定向的，生物变异 是不定向的，而自然选择是定向的，所以生物进化的方向是由定向的自然选择所 决定的。O归纳总结自然选择决定生物进化方向的原理【典例5】如果基因型为Aa的个体自交产生的后代在某一环境中的生存能力或 竞争能力是AA=Aaaa,贝恠长期的自然选择过程中，下列能正确地表示A基因和a基因之间的比例变化的曲线是（）不定向自然选择； 廿住 通过生存 变并斗争实现有利变幷寥次选择和孤（基J两）累，通过遗传殘递种群的基因频率定向改变尝试解答_解析AA和Aa个体生存能力较强， 而aa被淘汰的可能性最

13、大， 所以a的基因 频率会降低，由于Aa的存在，a的基因频率不可能降至0。答案A【跟踪训练】2.有性生殖的出现直接推动了生物的进化，其原因是（）A.有性生殖是高等生物所存在的生殖方式B.有性生殖经过了两性生殖细胞的结合C.有性生殖细胞是由减数分裂形成的D.通过有性生殖，实现了基因重组，增强了生物的变异性解析 有性生殖细胞的形成是通过减数分裂产生的， 减数分裂产生配子时，由于 等位基因的分离和非等位基因的自由组合， 或同源染色体上非姐妹染色单体的交 叉互换，发生了基因重组，产生了多种类型的生殖细胞，再通过受精作用可以产 生多种类型的合子，合子发育成为多种多样的新个体。这就增强了生物变异的多 样性

14、，为进化提供了丰富的原材料，加快了生物进化的速度。答案D构建知识？把握脑络要点晨背1种群指的是某个区域内同种生物的全 部个体。2.个种群中全部个体所含有的全部基 因，叫做这个种群的基因库。3在一个种群的基因库中，某个基因占 全部等位基因的比率叫做基因频率。4突变包括基因突变和染色体变异。世蜃足叫務逬化的KSWSBS&产牛进比的股师料|然嵐托决1河i!L化的府向知识脉络谀-r和址化5.生物变异是不定向的，但生物进化和 自然选择是定向的。1对种群概念的正确叙述是（）A.不同空间中同种生物个体的总和B.生活在同一地点的同种生物的一群个体C.一片水田中的所有鱼的总和D.一个生态环境中有相互关系

15、的动植物的总和解析 种群是指生活在同一地点的同种生物的一群个体。其中的“种”是生物分类的基本单位。例如：一个池塘中全部的鲤鱼是一个种群，包括所有的大鲤鱼、 小鲤鱼和鱼苗。这里必须具体到“鲤鱼”，而不能是“鱼”，因为后者还包括其 他种类的鱼。答案B2.在一个种群中随机抽出100个个体，其中基因型为AA的个体占24个，基因 型为Aa的个体占72个，基因型为aa的个体占4个，那么基因A和基因a的频 率分别是（）A.28%、72%B.36%、64%C.57%、43%D.60%、40%解析 在100个个体中，AA占24个，Aa占72个，aa占4个，则AA%=24%，Aa%=72%，aa%=4%。根据公式

16、得A%=AA%+1/2Aa%=24%+36%=60%，a%=aa%+1/2Aa%=4%+36%=40%。答案D3.水稻非糯性（Y）对糯性（y）为显性，抗病（R）对不抗病（r）为显性。用非糯性抗病和 糯性不抗病的两纯种水稻杂交，让F1自交三代，在自然情况下，基因频率的变 化是（）A. Y逐渐增大，R逐渐增大B. Y逐渐减小，R逐渐减小C. Y基本不变，R基本不变D. Y基本不变，R逐渐增大解析非糯性抗病和糯性不抗病的两纯种水稻的基因型分别为YYRR和yyrr，杂交得F1（YyRr）。F1自交三代，由于自然选择的作用，后代中抗病个体增加，不抗病个体逐渐被淘汰，即R的基因频率逐渐增大；而非糯性与糯性

17、性状基本不 受环境影响，后代中丫的基因频率基本不变。答案D4.下列关于基因频率、基因型频率与生物进化的叙述，正确的是()A.个种群中，控制一对相对性状的各种基因型频率的改变一定导致基因频率的 改变B.个种群中，控制一对相对性状的基因频率之和为1C.基因型为Aa的个体自交后代所形成的种群中，A基因的频率大于a基因的频 率D.因色盲患者中男性数量大于女性，所以男性群体中色盲的基因频率大于女性群 体解析 基因频率是指在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率， 基因型频率的改变不一定导致基因频率的改变。控制一对相对性状的基因频率之和为1。适应环境的个体得到保留，它可以是隐性基因控制的性状，也

18、可以是显 性基因控制的性状，所以无法判断是A还是a的基因频率高。由于男性中只有 一条X染色体，色盲为伴X隐性遗传病，故男性患色盲的几率大于女性，但是 色盲基因在男性群体和女性群体中基因频率是相同的。答案B5.某植物种群中，AA基因型个体占30%,aa基因型个体占20%,则：(1)植物种群中的A、a基因频率分别是_、_ 。(2)若该植物自交，后代中AA、aa基因型个体分别占 _ 、_ 这时，A、a的基因频率分别是_、_ 。依据现代生物进化理论，这种植物在两年中是否发生了进化？原因是_ _(4)进化的基本单位是 _ 进化的原材料是由_ 供的，是否发生进化取决于 _ 进化的实质一1解析(1)由题意可

19、知，Aa基因型个体占50%，则A的基因频率二30%+50%X?=55%,a的基因频率二1-55%=45%。（2）若该植物自交，自交后代产生的基因1 1 1型比例为：AA=30%+4X50%=42.5%;aa=20%+4X50%=32.5%;Aa=空1X50%=25%。同法可求出：A、a的基因频率分别为A=42.5%+25%X空=55%,a=45%。通过计算可以发现前后代的基因频率没有发生改变，说明生物没有发 生进化。（3）种群是生物进化的基本单位，突变和基因重组为自然选择提供了原 材料，生物进化的实质是种群基因频率的改变。答案（1）55% 45%（2）42.5% 32.5% 55%45%（3）

20、没有发生进化基因频率没有发生改变种群 突变和基因重组自然选择 基因频率的改变课后跟踪分层训练（时间：30分钟）基础理固 A 臻基础，学业达标1.下列有关种群的叙述中，不正确的是（）A.种群是生物进化的基本单位B.种群内的个体彼此可以交配C.种群是同种个体的机械集合D.种群是生物繁殖的基本单位解析 同一种群的不同个体相互联系，并通过交配保持一个共同的基因库，因此， 种群不是个体的机械集合。答案C2.关于基因库的相关描述，错误的是（）A.基因库是指一个种群所含有的全部基因B.生物个体总是要死亡的，但基因库却因种群个体的繁殖而代代相传C.种群中每个个体含有种群基因库的全部基因D.基因突变可改变基因库

21、的组成解析 基因库是指种群中所含有的全部基因，由于个体之间存在着差异，所以每 个个体中不可能含有种群基因库的全部基因。基因库中只要有一个基因发生变 化，则基因库组成一定会发生变化。 种群是繁殖的基本单位， 基因库随繁殖的进 行而不断延续。答案C3.下列哪项不是生物进化的原材料( )A.基因突变B.基因重组C.不遗传的变异D.染色体变异解析 突变和基因重组为生物进化提供了原材料， 其中突变又包括基因突变和染 色体变异。答案C4.有关现代生物进化理论的叙述，错误的是()A.种群是生物进化的基本单位B.自然选择学说是现代生物进化理论的核心C.生物进化过程的实质是种群基因频率的改变D.生物进化过程的实

22、质在于有利变异的保存解析 种群是生物进化的基本单位， 生物进化的实质是种群基因频率的改变， 在 这个过程中有利变异保存而不利变异被淘汰，从而改变了基因频率。答案D5.腕足类动物海豆芽，从4亿年前出现至今面貌基本没变，又没有灭绝，对此现象的合理解释是()A.自然选择对其不发生作用B.海豆芽在漫长的年代中基因频率发生了较大变化C.海豆芽很少变异，适应性强D.海豆芽的生活环境基本没有改变解析 自然选择决定了生物进化的方向， 该生物的 “面貌基本没变 ”，说明其生 存环境基本没变，基因频率也基本没变，所以性状基本没变。答案D6.有关基因频率和生物进化的关系，以下说法正确的是()A.生物只要发生进化，基

23、因频率一定发生了改变B.基因频率的改变不一定引起生物的进化C.生物在进化过程中不一定有基因频率的改变D.自然选择是影响基因频率的唯一因素解析 生物进化的实质是基因频率的改变。 生物只要发生进化， 基因频率一定发 生了改变；基因频率只要发生变化， 说明生物一定发生了进化。 自然选择是影响 基因频率的因素，但不是唯一的因素。答案A7.下列与生物进化相关的叙述，正确的是()A.进化总是由突变引起的B.进化时基因频率总是变化的C.变异个体总是适应环境的D.进化改变的是个体而不是群体解析 生物进化中发生改变的是种群的基因频率， 单位是种群，故改变的是种群 的特征，而非个体；自然选择、迁入和迁出等只要改变

24、种群的基因频率就能引起 生物进化；变异是不定向的， 并具有多害少利特征， 此处的“害”与“利”即指 能否适应所生存的环境。答案B8.某小麦种群中TT个体占20%,Tt个体占60%,tt个体占20%，由于某种病害导致tt个体全部死亡，则病害发生前后该种群中T的基因频率分别是()A.50%、50%B.50%、62.5%C.62.5%、50%D.50%、100%解析 由题意可知，病害发生前T的基因频率为(20X2+60) -200=50%;由于 某种病害导致tt个体全部死亡，病害发生后T的基因频率为(20X2+60)-20020X2)=62.5%。答案B9.现代生物进化理论对达尔文自然选择学说进行了

25、修改，下列哪项不是修改的内容()A.进化的基本单位是种群，而不是生物个体B.自然选择是因为生物存在过度繁殖而导致生存斗争来实现的C.生物进化的实质在于种群基因频率的改变D.现代生物进化理论将自然选择学说与遗传变异有关理论结合起来解析 达尔文的自然选择学说认为生物个体是生物进化的基本单位，而现代生物进化理论认为种群是生物进化的基本单位； 达尔文的自然选择学说没有阐明遗传 和变异的本质，而现代生物进化理论认为生物进化的实质是种群基因频率发生变 化的过程。答案B10.某豌豆的基因型为Aa，让其连续自交三代（遗传符合孟德尔遗传定律），其第4代中的基因频率和基因型频率变化情况是（）A.基因频率变化，基因

26、型频率不变B.基因频率不变，基因型频率变化C.两者都变化D.两者都不变解析 自交不会改变基因频率，但会改变基因型频率。答案B一態力-握#A 过施力，速烁堤升11.根据达尔文自然选择学说图解（如图），下列对现代生物进化理论的补充、 完善 等内容中，不正确的是（）4箱粧变掃 适总生有“ML遗传变并於腔靳物种A.现代生物进化理论是在研究种群中基因频率变化的基础上发展起来的B.种群是生物进化的基本单位C.生物进化的实质是种群基因频率的改变D.种群中每个个体都含有种群基因库的全部基因解析 种群是生物进化的基本单位。突变和基因重组为生物进化提供原材料。 从 实质上看生物进化是种群基因频率变化的结果， 种群

27、基因库是种群中全部生物个 体的全部基因的总小变异眦瀚种嘶爲和，每个个体只有种群基因库的一部分基因。答案D12.某种群中AA、Aa、aa的基因型频率如图1,图中斜线部分表示繁殖成功率低 的个体。则该种群经选择之后，下一代中三种基因型频率的结果最可能是图2中的（）频率12乡0A A Ail图n频-| 申n口n 1-睪nnAA A:iAA AaAAAA AaAaABCD图2解析如图1所示，AA的繁殖成功率较低，所以后代中A的基因频率将会逐渐 降低，a的基因频率将会升高，所以aa的基因型频率将会升高，AA的基因型频 率会比原来降低。答案B13.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1

28、02 3 4对基因，现 有一黑腹果蝇的野生种群，约有105个个体，请分析回答以下问题：该种群的全部个体所含有的全部基因统称为种群的 _，经观察，该种群中果蝇有多种多样的基因型，分析其产生原因，是在突变过程中产生 的， 通过有性生殖过程中的 _产生的，使种群中产生了大量的可遗传的_，其产生的方向是 _ ，它们都能为生物进化提供2假定该种群中每个基因的突变率都是105 *,那么在该种群中每一代出现的基因突变数约是_。3随机从该种群中抽出100只果蝇，测知基因型AA（灰身）35只，Aa（灰身）60只,aa（黑身）5只，则A基因的基因频率为 _ ，a基因的基因频率为 _ 。4通过对果蝇及其他生物的群体

29、遗传学的研究，可得出生物进化的基本单位是因重组会使生物产生多样性，但它们都是不定向的。（2）由于每个个体含有约2X105 6 7 8个基因，每个基因的突变率为10_9,而整个种群中含有的个体数约为1010,5 R基因的出现是_ 勺结果。6在RR基因型频率达到峰值时，RS、SS基因型频率分别为4%和1%,此时R基因的频率为_ 。7 1969年中期RR基因型几近消失，表明在 _ 勺环境条件下，RR基因型幼虫比SS基因型幼虫的生存适应能力 _ 。8该地区从此不再使用杀虫剂，预测未来种群中，最终频率最高的基因型是_ ，原因是_。解析(1)新基因的出现是基因突变的结果。(2)RS、SS基因型频率分别是4%和1%,贝U RR的基因型频率为95%，贝U R的基因频率为95%+4%2=97%。用杀虫剂后，RR基因型频率下降，SS基因型频率上升，说明在不使用杀虫剂的 环境条件下，RR基因型幼虫比SS基因型幼虫的生存适应能力低。 由分析 可知，不再使用杀虫剂，SS基因型幼虫更能适应环境，RR基因型幼虫不适应环 境， 从而使S基因频率上升，R基因频率下降，这样的持续选择作用导致SS基(5)_以上事实说明：突变的有利与有害_ 突变