人教版高中生物必修二 种群基因组成的变化与物种的形成 生物的进化(第1课时种群基因组成的变化)

第6章第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

1.解释种群、基因库和基因频率的概念。2.阐明生物进化的实质。1.生命观念：利用遗传知识，认同生物进化的实质。2.科学思维：运用数学方法讨论种群基因频率的变化。课标要求素养要求内容索引一、种群和种群基因库二、种群基因频率的变化及自然选择对种群基因

频率变化的影响随堂演练知识落实01一、种群和种群基因库ZHONGQUNHEZHONGQUNJIYINKU基础梳理

·夯实教材基础1.种群的概念及特点(1)概念：生活在一定区域的

生物

的集合。如一片树林中的全部猕猴或一片草地上的所有蒲公英都可以看作一个种群。(2)特点：种群是生物进化的

，种群中的雌雄个体可以通过繁殖将________

传给后代。种群也是生物繁殖的基本单位。2.基因库一个种群中

个体所含有的

基因，叫作这个种群的基因库。同种全部个体基本单位各自的基因全部全部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。全部等位基因数(2)计算：基因频率＝(3)影响因素：突变、选择、迁移等。(1)一个种群中某基因占所有基因数的比值叫作基因频率(

)×正误判断

·矫正易混易错解析基因频率是指一个种群中某基因占全部等位基因数的比值。(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发生变化(

)×解析影响基因频率的因素不只是环境，还有基因突变、生物的迁移等。(3)若亲子代间基因频率不变，基因型频率也一定不变(

)×解析如杂合子Aa自交后代，基因频率不变，而基因型频率改变。(4)种群是生物进化的基本单位，自然选择的直接选择对象是个体的表型(

)√深化探究

·解决问题疑难某桦尺蛾种群中，黑色体色的基因为S，浅色体色的基因为s，抽样调查100个个体，测得基因型为SS、Ss、ss的个体数分别为10、20、70个。假设该桦尺蛾种群非常大；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；不同体色的个体生存和繁殖的机会是均等的；基因S和s都不产生突变。根据孟德尔的分离定律计算并回答问题：1.该种群产生的S配子和s配子的比值各是多少？子一代基因型频率是多少？提示S配子占20%，s配子占80%。子一代基因型频率：SS占4%，Ss占32%，ss占64%。2.子一代种群的基因频率各是多少？提示子一代种群的基因频率S占20%，s占80%。提示子二代、子三代以及若干代以后，种群的基因频率与子一代一样。3.子二代、子三代以及若干代以后，种群的基因频率会同子一代一样吗？请完成下表：亲代基因型的比值SS(10%)Ss(20%)ss(70%)配子的比值S(10%)S(10%)s(10%)s(70%)子一代基因型频率SS(4%)Ss(32%)ss(64%)子一代基因频率S(20%)s(80%)子二代基因型频率SS(____)Ss(____)ss(____)子二代基因频率S(____)s(____)4%32%64%20%80%02二、种群基因频率的变化及自然选择对种群基因频率变化的影响ZHONGQUNJIYINPINLVDEBIANHUAJIZIRANXUANZEDUIZHONGQUNJIYINPINLVBIANHUADEYINGXIANG基础梳理

·夯实教材基础1.种群基因频率的变化(1)可遗传的变异的来源可遗传的变异来源突变基因突变染色体变异

基因重组(2)可遗传变异的形成、特点和作用①形成：a.

产生新的等位基因；b.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

。(3)变异的有利和有害是相对的，是由

决定的。基因突变基因型不定向的原材料方向生存环境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，具有不利变异的个体留下后代的机会少，种群中相应基因的频率会

。(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。不断提高下降种群的基因频率(1)从根本上讲，没有突变，就没有生物的进化(

)(2)突变具有低频性，不能为生物进化提供原材料(

)正误判断

·矫正易混易错√×解析生物进化的基本单位是种群，虽然生物发生突变的频率很低，但种群由许多个体组成，而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。(3)有害突变不能成为生物进化的原材料(

)×解析生物变异是否有利，取决于它们的生存环境。(4)所有变异都不能决定生物进化的方向，但都能提供进化的原材料(

)×解析可遗传的变异为生物进化提供原材料，自然选择决定生物进化的方向。深化探究

·解决问题疑难上述讨论的桦尺蛾种群，在树干变黑这一环境条件下，种群中浅色个体每年减少10%，黑色个体每年增加10%。第2年、第3年，该种群每年的基因频率是多少？根据基因型频率计算每年基因频率，将结果写在下表中。计算项目第1年第2年第3年基因型频率

个数占比存活个数占比存活个数占比SS1010%1111.5%1213%Ss2020%2222.9%2426%ss7070%6365.6%5761%基因频率S20%

s80%

结论：自然选择会使种群基因频率发生_____改变。23%77%26%74%定向学习小结03随堂演练知识落实SUITANGYANLIANZHISHILUOSHI1.下列属于种群的是A.一块水田里的全部青蛙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；一块棉田中的全部棉蚜虫属于种群，B正确；一块朽木上的全部真菌包括许多菌种，则既不属于种群，也不属于群落，C错误；一个池塘中的全部鱼不是一个物种，既不属于种群，也不属于群落，D错误。123456解析基因库是一个种群中全部个体所含有的全部基因，A正确；种群是生物繁殖的基本单位，所以基因库不会因个体死亡而消失，应代代相传，B正确；由于不同个体之间在基因上具有差异，所以每个个体不可能含有种群基因库中的全部基因，C错误；可遗传的变异均可能改变基因库的组成，D正确。2.下列关于基因库的描述，错误的是A.基因库是一个种群的全部个体所含的全部基因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.种群中每个个体都含有种群基因库中的全部基因D.基因突变可改变基因库的组成√1234563.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A基因的频率和F1中Aa基因型的频率分别是A.30%,21% B.30%,42% C.70%,21% D.70%,42%√解析亲本中AA占55%，aa占15%，所以Aa占30%，因此在亲本中A的基因频率为(55＋30/2)/100×100%＝70%，故a的基因频率为100%－70%＝30%。则自由交配得到的子代中出现Aa的基因型频率为2×0.7×0.3×100%＝42%，故选D。123456解析只有可遗传的变异才能为生物进化提供原材料，A错误；自然选择的结果是让适应环境的变异保留，不适应环境的变异被淘汰，故自然选择决定了生物进化的方向，B正确；基因突变、染色体变异、基因重组和自然选择等都能使种群基因频率发生改变，C错误；抗生素起选择作用，而不是使病原体产生适应性的变异，D错误。4.下列关于生物变异和生物进化的叙述中，正确的是A.变异都能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C.只有基因突变才能导致种群基因频率发生改变D.抗生素的使用使病原体产生了适应性的变异√1234565.腕足类动物海豆芽，从4亿年前出现至今面貌基本没变，也没有灭绝，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。1234566.杂交实验表明，桦尺蛾体色受一对等位基因S和s控制，黑色(S)对浅色(s)为显性。在19世纪中叶以前，桦尺蛾种群中S基因的频率很低，在5%以下，到了20世纪则上升到95%以上。请根据以上资料，回答下列问题：(1)在19世纪时，桦尺蛾的栖息地曼彻斯特地区的树干上长满了浅色的地衣，在此环境条件下，种群s基因频率高的原因是______________________________________________________________________________。(2)随着英国工业的发展，工业炼铜使地衣不能生存，树皮暴露，并被煤烟熏成黑褐色，在此环境条件下，种群S基因频率升高的原因是__________________________________________________________________________。123456浅色型桦尺蛾与环境色彩一致，不易被鸟类所食，后代繁殖个体多，导致s基因频率高黑色型桦尺蛾的黑色成了一种保护色，黑色型个体逐渐增多，导致S基因频率升高(3)上述事例说明，种群中产生的变异是_________，经过长期的_________，其中不利的变异被不断_____，有利的变异则逐渐_____，从而使种群的_________发生定向改变，导致生物朝着一定方向缓慢地进化。因此生物进化的方向是由__________决定的。123456不定向的自然选择淘汰积累基因频率自然选择第6章第3节种群基因组成的变化与物种的形成第2课时

物种的形成、协同进化和生物多样性

1.举例说明隔离与物种形成的关系。2.举例说明协同进化和生物多样性形成的关系。3.举例说明生物进化理论的发展。1.生命观念：形成进化与环境相适应的观念。2.科学思维：分析归纳隔离在物种形成中的作用。课标要求素养要求内容索引一、隔离与物种的形成二、协同进化与生物多样性的形成随堂演练知识落实01一、隔离与物种的形成GELIYUWUZHONGDEXINGCHENG基础梳理

·夯实教材基础1.物种的概念：能够在自然状态下相互交配并且产生

后代的一群生物。2.隔离(1)概念：不同种群间的个体，在自然条件下

不能自由交流的现象。(2)常见类型项目类型发生范围结果生殖隔离不同物种间①不能相互_____②即使交配成功，也不能产生_________地理隔离

生物使种群间不能发生_________可育基因交配可育后代基因交流同种3.隔离在物种形成中的作用(1)新物种的形成过程地理隔离①不同种群出现不同的

和_________②不同种群间不能发生基因交流↓自然选择①

和

互不相同②自然选择对不同种群

的改变所起的作用有差别↓生殖隔离

形成明显的差异并逐步出现生殖隔离，从而形成不

同的物种突变基因重组食物栖息条件基因频率基因库(2)结论：

是物种形成的必要条件。隔离(1)二倍体西瓜和四倍体西瓜通过杂交可产生三倍体西瓜，因此二倍体西瓜和四倍体西瓜是同一物种(

)×正误判断

·矫正易混易错解析三倍体西瓜不可育，所以二倍体西瓜和四倍体西瓜不是同一物种。(2)生物进化一定会形成新物种(

)×解析物种形成的标志是产生生殖隔离，生物进化只能说明种群基因频率改变，不一定产生生殖隔离(3)不同种群间的个体不能进行基因交流说明两种群存在生殖隔离(

)×解析不能进行基因交流说明种群间存在隔离，包括地理隔离和生殖隔离。深化探究

·解决问题疑难结合教材117页“思考·讨论”，回答下列问题：(1)13种地雀的喙差别很大与什么因素有直接关系？提示不同岛屿的环境不同，地雀的食物不同。(2)它们的共同祖先刚迁徙到13个岛屿上的时候所需食物是否相同？什么原因使得后来发生很大差异？提示所需食物相同。外因：地理隔离、突变和基因重组、自然选择。内因：种群基因频率发生改变。(3)仙人掌地雀和树栖的地雀是同一物种吗？是什么阻碍它们的基因交流？提示不是。生殖隔离和地理隔离。(4)总结物种形成的三个环节：______、________________、_________。请归纳结论：_________是物种形成的标志。隔离突变和基因重组自然选择生殖隔离(5)物种的形成必须经过长期的地理隔离吗？能否在短时间内就形成生殖隔离？请举例说明。提示不是必须的；如用低温或秋水仙素处理萌发的二倍体西瓜幼苗即可获得四倍体西瓜，四倍体西瓜是新物种，没有经过长期的地理隔离。

进化和物种形成的判断方法归纳总结(1)进化取决于种群基因频率是否发生改变。只要种群的基因频率发生改变，生物就一定发生了进化。(2)物种形成取决于是否形成生殖隔离。①进化是量变，进化不一定形成新物种。②物种形成是质变，新物种形成一定发生了进化。(3)新物种形成不一定经过地理隔离，但不管哪种方式都需要达到生殖隔离才能完成新物种的形成。02二、协同进化与生物多样性的形成XIETONGJINHUAYUSHENGWUDUOYANGXINGDEXINGCHENG基础梳理

·夯实教材基础1.协同进化(1)含义：指生物的

之间、

之间在相互影响中不断进化和发展。(2)生物与生物之间的协同进化①某种兰花具有细长的花距————→某种蛾类具有细长的吸管似的口器。②羚羊的奔跑速度加快————→猎豹的奔跑速度加快。(3)生物与环境之间的协同进化地球上原始大气中没有氧气，所以那时生物的呼吸类型只能是

；当地球上出现了进行光合作用的生物以后，才使大气中有了氧气，这就为

生物的出现创造了前提条件。(4)协同进化的原因：生物与生物之间的相互选择和生物与无机环境之间的相互影响。不同物种生物与无机环境

共同进化

共同进化无氧呼吸好氧2.生物多样性的形成(1)内容：

多样性、物种多样性、

多样性。(2)形成原因：生物的

。(3)研究生物进化历程的主要依据：

。3.生物进化历程中的几个关键事件(1)有性生殖的出现，实现了

，增强了生物变异的多样性，生物进化的速度明显加快，多细胞植物和动物的种类不断增多。(2)生态系统第三极——

的出现，使生态系统具有更加复杂的结构。(3)生物的登陆改变着陆地环境，陆地上复杂的环境又为生物的进化提供了广阔的舞台。遗传生态系统进化化石基因重组消费者4.生物进化理论在发展(1)现代生物进化理论：适应是

的结果；

是生物进化的基本单位；____

提供进化的原材料，

导致种群基因频率的定向改变，进而通过

形成新的物种；生物进化的过程实际上是

、

协同进化的过程；

是协同进化的结果。(2)中性突变学说：大量的基因突变是

，决定生物进化方向的是

的逐渐积累，而不是

。(3)间断平衡学说：物种形成并不都是渐变的过程，而是物种

与__________

交替出现的过程。自然选择种群突变和基因重组自然选择隔离生物与生物生物与无机环境生物多样性中性的中性突变自然选择长期稳定迅速形成新种(1)捕食者的存在有利于增加物种多样性(

)(2)协同进化都是通过物种之间的生存斗争实现的(

)×正误判断

·矫正易混易错√解析协同进化是通过物种之间或生物与无机环境之间的相互影响实现的，其中物种之间的协同进化主要通过生存斗争实现，也可以在互利的条件下相互选择，协同进化。(3)生物多样性包括遗传多样性、种群多样性和生态系统多样性三个层次(

)×解析生物多样性的内容包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次。深化探究

·解决问题疑难1.“精明的捕食者”策略对人类利用生物资源有什么启示？提示地球上的生物资源是有限的，人类不应掠夺式地开发和利用生物资源，而应合理有度地利用生物资源，做一个“精明的捕食者”。2.生物多样性形成的根本原因和直接原因分别是什么？提示根本原因：基因(DNA分子结构)的多样性。直接原因：蛋白质的多样性。3.通过学习，你能从多个角度归纳下生物进化的趋势吗？提示简单→复杂，低等→高等，水生→陆生，异养→自养，厌氧→需氧，原核生物→真核单细胞生物→多细胞生物，无性生殖→有性生殖。学习小结03随堂演练知识落实SUITANGYANLIANZHISHILUOSHI1.(2019·天津南开中学高一质检)下列关于隔离的叙述，错误的是A.隔离包括地理隔离和生殖隔离B.地理隔离阻止了种群间的基因交流C.种群基因库间的差异是产生生殖隔离的根本原因D.不同的种群之间必然存在着生殖隔离√解析隔离包括地理隔离和生殖隔离，不同物种间一定存在着生殖隔离，地理隔离可以阻止种群间的基因交流，A、B正确，D错误。1234562.(2019·河北邯郸一中高一月考)下列关于新物种形成的叙述，正确的是A.生物进化的结果就是形成新物种B.生殖隔离是地理隔离的必然结果C.产生生殖隔离是形成新物种的必要条件D.基因突变一定能导致新物种的产生√解析生物进化的实质是种群基因频率的改变，但不一定形成新物种，A错误；地理隔离不一定导致生殖隔离，如东北虎和华南虎，二者打破地理隔离可以产生可育后代，B错误；基因突变可以产生新基因，但不一定形成新物种，D错误。1234563.(2018·黑龙江鹤岗一中高一月考)协同进化就是“生态的舞台，共同的表演”，下列关于协同进化的说法，错误的是A.协同进化可发生在不同物种之间B.协同进化可发生在生物与无机环境之