种群基因组成的变化与物种的形成【知识精讲+导图框架+对点专练】高一生物下学期（人教版2019必修2）

第6章生物的进化第3节

种群基因组成的变化与物种的形成

先有鸡还是先有蛋？甲同学说：当然是先有鸡蛋了，因为只有生殖细胞产生的基因突变才能遗传给后代，体细胞即使发生了基因突变，也不能影响后代的性状。乙同学说：不对，人们在养鸡过程中，是根据鸡的性状来选择的，只让符合人类需求的鸡繁殖后代，因此是先有鸡后有蛋。你同意哪位同学的观点？你的答案和理由是什么？这两种观点都有一定的道理，但都不全面。因为他们忽视了鸡和蛋在基因组成上的一致性，也忽视了生物的进化是以种群为单位而不是以个体为单位这一重要观点。问题探讨01种群基因组成的变化一、种群基因组成的变化（1）种群定义：生活在一定区域的同种生物的全部个体叫做种群。①一个池塘中的全部鱼②一个池塘中的全部鲤鱼③两个池塘内的全部青蛙④一片草地上的全部植物⑤一片草地上的成年梅花鹿×√×××特点：①种群中的个体并不是机械地集合在一起，而是彼此可以交配，并通过繁殖将各自的基因传给后代。种群在繁衍过程中，个体有新老交替，基因却代代相传。②种群是物种繁衍、进化的基本单位。（2）基因库一个种群中全部个体所含有的全部基因。（3）基因频率在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率。（4）基因型频率在一个种群中，某基因型个体占种群内全部个体的比率。基因频率＝该基因的总数全部等位基因的总数×100%一、种群基因组成的变化某昆虫种群中，绿色翅的基因为A,褐色翅的基因为a，调查发现AA、Aa、aa的个体分别有30、60、10个。AA、Aa、aa的基因型频率是多少？那么A、a的基因频率是多少？A%=×100%2×AA＋Aa2(AA＋Aa＋aa)=30×2+60200=60%200a%=10×2+60=40%2×aa＋Aa2(AA＋Aa＋aa)×100%=Aa%=60%aa%=10%AA%=30%①在种群中，一对等位基因的基因频率之和等于1，基因型频率之和等于1。②基因的频率=该基因纯合子的基因型频率+1/2杂合子的基因型频率。一、种群基因组成的变化假设某种群满足以下五个条件P111：①昆虫群体数量足够大②全部的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代③没有迁入与迁出④AA、Aa、aa三种基因型昆虫的生存能力完全相同（也就是说自然选择对A、a控制的翅型性状没有作用）⑤A和a都不产生突变,即没有基因突变和染色体变异一个种群繁殖若干代后，其基因频率会不会发生变化？一、种群基因组成的变化思考·讨论

用数学方法讨论基因频率的变化亲代基因型的比值AA（30%）Aa（60%）aa（10%）配子的比率A（）A()a()a()子一代基因型频率AA（）Aa()aa()子一代基因频率A（）a()子二代基因型频率AA（）Aa()aa()子二代基因频率A（）a()30%30%30%10%36%48%16%60%在满足上述5个前提条件下，根据孟德尔的分离定律计算。

40%36%48%16%60%40%一、种群基因组成的变化思考·讨论

用数学方法讨论基因频率的变化P表示基因A的频率，q表示基因a的频率AA%=p2

Aa%=2pqaa%=q2(p+q)2=p2+2pq+q2=1p+q=1亲代基因型的比值AA（30%）Aa（60%）aa（10%）配子的比率A（）A()a()a()子一代基因型频率AA（）Aa()aa()子一代基因频率A（）a()子二代基因型频率AA（）Aa()aa()子二代基因频率A（）a()30%30%30%10%36%48%16%60%在满足上述5个前提条件下，根据孟德尔的分离定律计算。

40%36%48%16%60%40%一、种群基因组成的变化思考·讨论

用数学方法讨论基因频率的变化由此可见，如果满足上述五个条件，则亲代和子代每一种基因频率都不变，到再下一代也是如此，也就是说基因频率可以代代保持稳定不变。这就是哈代－温伯格平衡，也叫遗传平衡定律。总结：种群基因频率计算一、种群基因组成的变化方法一：定义法基因频率＝该基因的总数全部等位基因的总数×100%方法二：通过基因型频率计算A的基因频率=AA的基因型频率+1/2Aa基因型频率方法三：利用哈代-温伯格平衡定律计算(p+q)2=p2+2pq+q2=1（理想条件）练习：

1.某种群中基因型BB有10个，基因型Bb有40个，计算下列基因频率和基因型频率：（1）基因型频率：BB_______Bb_______bb_______1（2）基因频率：B______b_______20%80%0%BB基因型频率=BB个体数/所有个体=10/（10+40）=20%Bb基因型频率=Bb个体数/所有个体=40/（10+40）=80%B基因频率=B基因数/（B基因数+b基因数）=（20+40）/（20+40+40）=60%60%40%一、种群基因组成的变化B基因频率=AA的基因型频率+1/2Aa基因型频率=20%+1/2x80%=60%

2.某种群中基因型XBXB有20个，XBY有5个，XBXb有20个，XbY有5个，计算下列基因频率和基因型频率：（1）基因型频率：XBXB_______XbY_______（2）基因频率：XB______Xb_______40%10%XBXB基因型频率=XBXB个体数/所有个体=20/（20+5+20+5）=40%XbY基因型频率=XbY个体数/所有个体=5/（20+5+20+5）=10%XB基因频率=XB基因数/（XB基因数+Xb基因数）1XBXB含有2个XB，1XBY含有1XB，XBXb含有1XB和1Xb，XbY含有1Xb

XB基因频率=（40+5+20）/（40+5+40+5）=56/90=72.2%72.2%27.8%一、种群基因组成的变化提示：X染色体上基因频率计算(XBXb)XBXb基因型=XBXb的总数个体总数×100%XB基因=Xb基因=一、种群基因组成的变化总结：种群基因频率计算3．某植物种群中，AA个体占16%，aa个体占36%，该种群随机交配产生的后代中AA个体百分比、A基因频率和自交产生的后代中AA个体百分比、A基因频率的变化依次为（）

A．不变，不变；增大，不变

B．增大，不变；不变，不变

C．不变，增大；增大，不变

D．不变，不变；不变，增大A一、种群基因组成的变化自交和自由交配与基因频率核基因型频率的关系①自交：纯合子增多，杂合子减少，不改变基因频率②自由交配：在无基因突变的理想状态下，处于遗传平衡的种群自由交配，基因频率和基因型频率都不会改变！一、种群基因组成的变化总结：种群基因频率计算一、种群基因组成的变化思考·讨论

用数学方法讨论基因频率的变化2.对自然界的种群来说，这五个条件都能成立吗？在自然条件下，哈代-温伯格定律所需的五个条件是难以满足的，因而基因频率总是要发生改变，也就是说进化在任何种群中都是必然要发生的。基因突变在自然界是普遍存在的，基因突变产生新的等位基因，这就可以使种群的基因频率发生变化。生物的变异不可遗传变异可遗传变异基因突变基因重组染色体变异突变进化的原材料一、种群基因组成的变化【例如】果蝇1组染色体上约有1.3×104个基因，假定每个基因的突变频率都为10-5，对一个约有108个个体的果蝇种群来说，每一代出现的基因突变数是：

生物自发突变的频率很低，而且许多突变是有害的，那么，它为什么能够作为生物进化的原材料呢？（教材P112）①突变：种群是由许多个体组成，每个个体的细胞中都有成千上万个基因，每一代就会产生大量的突变。2×1.3×104×10-5×108=2.6×107（个）一、种群基因组成的变化影响种群基因频率变化的因素②

基因重组：基因突变产生的等位基因，通过有性生殖过程中的基因重组，可以形成多种多样的基因型，从而使种群中出现多种多样可遗传的变异类型。一、种群基因组成的变化影响种群基因频率变化的因素影响种群基因频率变化的因素③生物的生存环境：突变的有害和有利也不是绝对的，这往往取决于生物的生存环境。某海岛上残翅和无翅的昆虫一、种群基因组成的变化影响种群基因频率变化的因素突变基因重组新的等位基因多种多样的基因型种群中出现大量可遗传的变异形成了进化的原材料（不能决定生物进化的方向）突变和基因重组都是随机的、不定向的一、种群基因组成的变化

思考：突变和基因重组都是随机的、不定向的，

种群基因频率的改变是否也是不定项的呢？一、种群基因组成的变化探究·实践

探究自然选择对种群基因频率变化的影响英国曼彻斯特地区的桦尺蛾，体色受一对等位基因S和s控制，黑色(S),浅色(s)19世纪中叶以前20世纪中叶桦尺蛾种群中S基因的频率为什么越来越低？自然选择可以使种群的基因频率定向改变。提出问题：作出假设：S>95%s<5%工业污染探究自然选择对种群基因频率变化的影响

制定并实施研究方案1、创设数字化的问题情境2、计算，将计算结果填入下表中第1年第2年第3年第4年……基因型频率SS10%Ss20%ss70%基因频率S20%s80%

1870年，桦尺蛾种群的基因型频率为SS10%，Ss20%，ss70%。在树干变黑这一环境条件下，假如树干变黑不利于浅色桦尺蛾的生存，使得种群中浅色个体每年减少10%，黑色个体每年增加10%。

假设：第1年桦尺蛾种群个体数为100只，则第1年SS有10只，Ss有20，ss有70只。浅色每年减少10%，黑色每年增加10%。第一年第二年第三年第四年…….基因型频率SS10%11.5%Ss20%22.9%ss70%65.6%基因频率S20%23%S80%77%12.9%25.8%61.3%26%74%14.3%29.7%56.0%29%71%探究自然选择对种群基因频率变化的影响分析结果，得出结论升高升高降低升高降低环境的选择作用使s基因频率越来越低。即自然选择使种群基因频率发生定向改变。(1)根据数据分析，树干变黑对桦尺蛾浅色个体的出生率有影响吗？(2)在自然选择中，直接受选择的是基因型还是表型？影响，树干变黑后，许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天敌捕食，导致其个体数减少，影响出生率.

天敌看到的是桦尺蛾的体色（表型）而不是控制体色的基因，自然选择中直接受选择的是表型。探究自然选择对种群基因频率变化的影响讨论：种群基因频率发生定向改变不利变异被淘汰，有利变异逐渐积累变异自然选择生物朝一定方向缓慢进化生物进化的实质是种群基因频率在自然选择作用下的定向改变。（不定向）（定向）在自然选择的作用下，有利变异的基因频率不断增大，有害变异的基因频率逐渐减小。一、种群基因组成的变化

总结1.种群是生物进化和繁殖的基本单位。2.“自然选择”中的自然是指环境。3.突变和基因重组产生生物进化的原材料(突变的有害还是有利也不是绝对的，这往往取决于生物的生存环境）4.生物进化的实质是种群基因频率在自然选择的作用下会发生定向改变。5.种群基因频率的改变，标志着生物的进化。6.突变是不定向的，自然选择是定向的。导致生物朝着一定的方向不断进化，自然选择决定生物进化的方向。生物进化的方向是指适应环境的方向。基因突变染色体变异基因重组突变生物多样性自然选择种群基因频率定向改变生物进化实验原理一般情况下，一定浓度的抗生素会杀死细菌，但变异的细菌可能产生耐药性。在实验室连续培养细菌时，如果向培养基中添加抗生素，耐药菌有可能存活下来。目的要求通过观察细菌在含有抗生素的培养基上的生长状况，探究抗生素对细菌的选择作用。探究抗生素对细菌的选择作用1.记号笔将培养基分为四个区并标号2.将细菌涂布在培养基平板上探究抗生素对细菌的选择作用①②③④3.将含抗生素的制片和不含抗生素的纸片置于不同的分区，盖上皿盖。4.将培养皿倒置于37℃的恒温箱中培养12~16h探究抗生素对细菌的选择作用5.观察并测量抑菌圈直径,并取平均值实验过程：6.从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌培养，并重复以上步骤，记录每一代抑菌圈的直径。探究抗生素对细菌的选择作用思考1：在连续培养几代后，抑菌圈的直径发生了什么变化？这说明抗生素对细菌产生了什么作用？

抑菌圈的直径随着培养代数的增加而逐渐缩小;说明在细菌在抗生素的选择作用下，细菌的抗药性逐渐增强。思考2：为什么要从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌？

因为抑菌圈边缘的菌落接触一定量的抗生素，并能够在这样的环境下生存，说明这些菌落中的细菌具有一定的抗药性。思考3：在本实验的培养条件下，耐药菌所产生的变异是有利还是有害的？你怎么理解变异是有利还是有害？有利于生物在特定环境中生存和繁殖的变异在此环境中就是有利变异。探究抗生素对细菌的选择作用思考4：滥用抗生素的现象十分普遍。你认为这些做法会有什么后果？探究抗生素对细菌的选择作用02隔离在物种形成中的作用二、隔离在物种形成中的作用同种生物的不同种群，由于突变和选择因素的不同，其基因组成可能会朝不同的方向改变，导致种群间出现形态和生理上的差异。它们是同一个物种吗？1.物种概念：能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物。物种与种群的区别：

一个物种可以包括生活在不同地理区域的多个种群。只要各个种群相互交配仍能产生可育的后代，则是同一物种。二、隔离在物种形成中的作用⑴全世界的人是一个物种吗？为什么？都是一个物种，无论白人黑人、黄种人结婚，都能产生可育的后代。⑵马跟驴是一个物种吗？为什么？马（2n=64）驴（2n=62）骡（2n=63）不可育+二、隔离在物种形成中的作用练习：（3）骡是一个物种吗？为什么？不是，因为它不能繁殖后代。（4）两个池塘的鲤鱼是一个物种吗？它们是属于一个种群还是两个种群？

是一个物种，属于两个种群。二、隔离在物种形成中的作用（5）二倍体西瓜和四倍体西瓜是不是一个物种？为什么？不是因为后代三倍体西瓜不可育。（6）三倍体西瓜是一个新物种吗？

不是，三倍体西瓜不可育。生殖隔离：不同物种之间一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能产生可育后代的现象。虎狮虎兽狮二、隔离在物种形成中的作用地理隔离：同种生物由于地理障碍而分成不同的种群，使得种群间不能发生基因交流的现象。东北虎华南虎隔离：不同群体间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。包括生殖隔离和地理隔离。二、隔离在物种形成中的作用思考：地理隔离和生殖隔离之间有什么联系呢？思考：两个鼠种群还能自由交配吗？

两个鼠种群间可能不能自由交配，也可能能自由交配。如果不能自由交配或交配后不能产生可育后代，说明长期的地理隔离导致生殖隔离，形成了两个新物种；如果能自由交配并产生了可育后代，说明还是同一物种。二、隔离在物种形成中的作用在加拉帕戈斯群岛上生活着13种地雀。这些地雀的喙差别很大，不同种之间存在生殖隔离。而在辽阔的南美洲大陆上，却看不到这13种地雀的踪影。不同岛屿的环境有较大差别，比如岛的低洼地带，布满棘刺状的灌丛；而在只有大岛上才有的高地，则生长着茂密的森林。

达尔文在环球考察中观察到一个奇怪的现象。加拉帕戈斯群岛位于南美洲附近的太平洋中，由13个主要岛屿组成，这些岛屿与南美洲大陆的距离为160~950km。加拉帕戈斯群岛的地雀二、隔离在物种形成中的作用思考·讨论2．不同岛屿上的地雀种群，产生突变的情况一样吗？不一样。因为突变是随机发生的。3．对不同岛屿上的地雀种群来说，环境的作用有没有差别？这对种群基因频率的变化会产生什么影响？

不同岛屿的地形和植被条件不一样，因此环境的作用会有差别，导致种群基因频率朝不同的方向改变。4．如果这片海域只有一个小岛，还会形成这么多种地雀吗？不会。因为个体间有基因的交流。1．设想美洲大陆的一种地雀来到加拉帕戈斯群岛后，先在两个岛屿上形成两个初始种群。这两个初始种群的个体数量都不多。它们的基因频率一样吗？由于这两个种群的个体数量都不够的多，基因频率可能不一样。思考·讨论地雀甲岛地雀乙岛地雀丙岛地雀丁岛地雀……突变和基因重组不定向

环境不同，自然选择不同甲岛地雀1乙岛地雀2丙岛地雀3丁岛地雀4出现生殖隔离种群基因库形成明显差别，……隔离是物种形成的必要条件地理隔离新物种形成的标志：出现生殖隔离人教版新教材必修二6.3种群基因组成的变化与物种的形成（共54张PPT）（含课后题答案）人教版新教材必修二6.3种群基因组成的变化与物种的形成（共54张PPT）（含课后题答案）二、隔离在物种形成中的作用练习1.物种形成的必要条件是什么？隔离2.地理隔离在物种形成过程中起到什么作用？3.地理隔离必然产生出新的物种吗？4.新物种形成的标志是什么？5.产生生殖隔离的根本原因是什么？阻断种群间的基因交流不是出现生殖隔离。6.新物种形成的过程是怎样的？种群基因库间形成明显的差异。二、隔离在物种形成中的作用

是物种形成的标志。地理隔离阻断基因交流

基因频率向不同方向发生改变种群的

出现差异差异进一步加大生殖隔离新物种形成标

志总结：加拉帕戈斯群岛的地雀的形成方式物种形成的三个基本环节:（1）

提供原材料（2）

使基因频率定向改变（3）

是物种形成的必要条件突变和基因重组自然选择隔离生殖隔离在突变、基因重组和自然选择下基因库二、隔离在物种形成中的作用爆发式：思考：新物种的形成是否必须经过地理隔离？二倍体四倍体不需要地理隔离就在很短的时间内出现生殖隔离，从而形成新的物种。主要是通过异源多倍体的染色体变异等方式形成新物种，一出现可以很快形成生殖隔离。二、隔离在物种形成中的作用物种A杂种植物异源多倍体杂交染色体加倍物种B物种形成和生物进化的比较物种形成生物进化标志生殖隔离出现基因频率改变变化后生物与原生物的关系属于不同物种可能属于同一物种；也可能属于不同物种二者联系只有不同种群的基因库产生了明显的差异，出现生殖隔离才形成新物种；进化不一定产生新物种，但新物种产生的过程中一定存在进化二、隔离在物种形成中的作用6.3种群基因组成的变化与物种的形成第六章生物的进化第1课时+第2课时为什么说种群是生物进化的基本单位？种群的基因频率为什么会发生变化？自然选择与种群基因频率的变化有什么变化？本节聚焦先有鸡还是先有蛋？甲：当然是先有鸡蛋了，因为只有生殖细胞产生的基因突变才能遗传给后代，体细胞即使发生了基因突变，也不能影响后代的性状。乙：不对，人们在养鸡过程中，是根据鸡的性状来选择的，只让符合人类需求的鸡繁殖后代，因此是先有鸡后有蛋。你同意哪位同学的观点？你的答案和理由是什么？问题探讨问题探讨先有鸡还是先有蛋？

这两种观点都有一定的道理，但都不全面。因为它们忽视了鸡和蛋在基因组成上的一致性，也忽视了生物的进化是以种群为单位而不是以个体为单位这一重要观点。生物进化的过程是种群基因库在环境的选择作用下定向改变的过程，以新种群与祖先种群形成生殖隔离为标志，并不是在某一时刻突然有一个个体或一个生殖细胞成为一个新物种。表现型

自然选择的直接作用对象是基因型还是表现型？

自然选择直接作用的是生物的个体，而且是个体的表型。但是，在自然界，没有哪个个体是长生不死的，个体的表型会随着个体的死亡而消失，决定表型的基因却可以随着生殖而世代延续，并且在群体中扩散。

研究生物的进化，仅研究个体和表型是不够的，还必须研究群体基因组成的变化。一、种群基因组成的变化1、种群和种群基因库（1）种群定义：生活在一定区域的同种生物的全部个体叫做种群。①一个池塘中的全部鱼②一个池塘中的全部鲤鱼③两个池塘内的全部青蛙④一片草地上的全部植物⑤一片草地上的成年梅花鹿×√×××特点：①种群中的个体并不是机械地集合在一起，而是彼此可以交配，并通过繁殖将各自的基因传给后代。②种群是物种繁衍、进化的基本单位。种群在繁衍过程中，个体有新老交替，基因却代代相传。（2）基因库一个种群中全部个体所含有的全部基因。（3）基因频率在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率。（4）基因型频率在一个种群中，某基因型个体占种群内全部个体的比率。基因频率＝该基因的总数全部等位基因的总数×100%二、种群和种群基因库A基因频率=AA+aX100%如：专题基因频率与基因型频率的计算一、基因频率和基因型频率的常用计算方法1.当等位基因位于常染色体上时(以A、a为基因、AA、Aa、aa为三种基因型。)某昆虫种群中，绿色翅的基因为A,褐色翅的基因为a，调查发现AA、Aa、aa的个体分别有30、60、10个，AA、Aa、aa的基因型频率是多少？那么A、a的基因频率是多少？思考讨论A%=×100%2×AA＋Aa2(AA＋Aa＋aa)=30×2+60200=60%200a%=10×2+60=40%2×aa＋Aa2(AA＋Aa＋aa)×100%=Aa%=60%aa%=10%AA%=30%A%=60%a%=40%①在种群中，一对等位基因的基因频率之和等于1，基因型频率之和也等于1。②一个基因的频率=该基因纯合子的基因型频率+1/2杂合子的基因型频率1、某自花传粉植物种群中，亲代中BB基因型个体占20%，bb基因型个体占10%，则B和b的基因频率分别是（）A．55%和45%B．55%和42.5% C．45%和42.5% D．45%和32.5%练一练A2.当等位基因位于X染色体上时(以XB、Xb为例)【典例1】

(2022·河北衡水金卷，改编)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104对基因，现有一果蝇种群，约有107个个体。请回答下列问题： (1)该种群的全部个体所含有的全部基因统称为种群的_________。 (2)随机从该种群中抽出100只果蝇，测得基因型AA(灰身)35只，Aa(灰身)60只，aa(黑身)5只，则A基因的频率为________，aa个体的基因型频率为________。基因库65%5%(3)已知果蝇红眼与白眼为一对相对性状，由一对位于X染色体上的等位基因控制，白眼受隐性基因(b)控制，随机抽取雌雄果蝇各100只，其中测得雌果蝇中XBXB(红眼)30只，XBXb(红眼)60只，XbXb(白眼)10只，雄果蝇中XBY(红眼)60只，XbY(白眼)40只，则B基因的频率为________，XbXb个体在雌性中的基因型频率为________。60%10%【典例2】

(2022·广州市质检)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%B思考讨论用数学方法讨论基因频率的变化1.假设上述昆虫种群非常大，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，不同翅色的个体生存和繁殖的机会是均等的，基因A和a都不产生突变，根据孟德尔的分离定律计算填入下表。亲代基因型的比值AA（30%）Aa（60%）aa（10%）配子的比值A（

）A（

）a（

）a（

）子代基因型频率AA（

）Aa（

）aa（

）子代基因频率A（

）a（

）30%30%30%10%60%40%36%48%16%P表示基因A的频率，q表示基因a的频率AA%=p2

Aa%=2pqaa%=q2(p+q)2=p2+2pq+q2=1p+q=1亲代子一代子二代子三代基因型频率AA30%Aa60%aa10%基因频率A60%a40%想一想，若干代后，种群的基因频率会同子一代一样吗？36%48%40%16%60%36%48%40%16%60%36%48%40%16%60%由此可见，如果满足上述五个条件，则亲代和子代每一种基因的频率都不会改变，到再下一代也是如此，也就是说基因频率可以代代保持稳定不变。这就是哈代－温伯格平衡，也叫遗传平衡定律。思考讨论用数学方法讨论基因频率的变化假设的种群满足以下五个条件：①种群足够大；②雌雄个体间都能自由交配并产生后代；③没有迁入与迁出；④AA、Aa、aa三种基因型昆虫的生存能力相同（自然选择对这一相对性状没有作用）⑤不发生突变。则种群基因频率在世代繁衍过程中不会发生变化，我们称为遗传平衡。对自然界的种群来说，这五个条件都能成立吗？遗传平衡状态说明：种群足够大也称“无遗传漂变”，满足5个条件的种群称为遗传平衡群体/种群思考讨论用数学方法讨论基因频率的变化2.内容

在一个有性生殖的自然种群中，假设有一对等位基因A、a，A基因的频率用p表示，a基因的频率用q表示，则遗传平衡公式为：【典例3】

(2021·湖南、江西十四校联考)红绿色盲是一种常见的伴X染色体隐性遗传病。假设在一个数量较大的群体中，男女比例相等，XB的基因频率为80%，Xb的基因频率为20%，下列说法正确的是(

) A.该群体男性中的Xb的基因频率高于20% B.一对表现正常的夫妇，不可能生出患色盲的孩子 C.在这一人群中，XbXb、XbY的基因型频率依次为2%、10% D.如果不采取遗传咨询、基因诊断等措施，该群体中色盲的发病率会越来越高C【典例4】

(2021·太原市质检)某常染色体隐性遗传病在人群中的发病率为1%，色盲在男性中的发病率为7%。现有一对表现正常的夫妇，妻子为该常染色体遗传病致病基因和色盲致病基因携带者。那么，他们所生小孩同时患上述两种遗传病的概率是(

) A.1/88 B.1/22 C.7/2200 D.3/800A三、自交与自由交配中基因频率的计算1.自交：杂合子自交，基因型频率发生变化，纯合子比例逐渐增大，杂合子比例逐渐下降，但基因频率不变。2.自由交配

在无突变、各种基因型的个体生活力相同时，处于遗传平衡的种群自由交配遵循遗传平衡定律，上下代之间种群的基因频率及基因型频率都保持不变。【典例5】

(2022·安徽六安质检)在理想条件下，两个田鼠的种群被一条河流隔开。种群1的A基因频率为60%，a基因频率为40%；种群2的A基因频率为20%，a基因频率为80%。假设种群1与种群2的个体数正好为3∶1，当地理隔离不再存在时，两个种群完全合并为一个可随机交配的种群，则下一代中Aa的基因型频率是(

) A.50% B.25% C.48% D.24%A无法进化先打破平衡种群较小不自由交配有突变有选择有迁入、迁出遗传平衡生物怎么进化？基因频率发生改变2、种群基因频率的变化①基因突变在自然界是普遍存在的。基因突变产生新的等位基因，这就可以使种群的基因频率发生变化。可遗传的变异变异不可遗传的变异基因突变染色体变异基因重组突变影响种群基因频率变化的因素：思考：生物自发突变的频率很低，而且大多数突变对生物体是有害的，那么，它为何还能够作为生物进化的原材料呢？

对每个基因来说突变率很低，但由于种群是由许多个体组成，每个个体的细胞中都有成千上万个基因，这样，每一代就会产生大量的突变。【例如】果蝇1组染色体上约有1.3×104个基因，假定每个基因的突变频率都为10-5，对一个约有108个个体的果蝇种群来说，每一代出现的基因突变数是：

2×1.3×104×10－5×108=2.6×107（个）个体（2.6×10-1）种群②

生物的生存环境某海岛上残翅和无翅的昆虫思考：突变产生的变异有利或有害是绝对的吗？

突变的有利与有害是相对的而不是绝对的，这往往取决于生物的

。在正常情况下，残翅和无翅很难生存下去；生存环境在经常刮大风的海岛上，因不能飞行而避免了淹死。

③

突变和基因重组产生进化的原材料【注意：突变≠基因突变，突变包括基因突变和染色体变异】【突变和重组是随机的，不定向的】突变基因重组新的等位基因多种多样的基因型种群中出现大量可遗传的变异变异是不定向的形成了进化的原材料,不能决定生物进化的方向

英国的曼彻斯特地区有一种桦尺蛾，其体色受一对等位基因S和s控制，黑色（S）对浅色（s）是显性的。19世纪中叶以前，树干上长满了浅色的地衣，桦尺蛾几乎都是浅色的，该种群中S的基因频率很低，在5%以下20世纪中叶，工厂排放的煤烟使地衣不能生存，结果树皮裸露并被熏成黑褐色。黑色型的桦尺蛾却成了常见的类型，S基因的频率上升到95%以上。3、自然选择对种群基因频率变化的影响英国曼彻斯特地区的桦尺蛾，体色受一对等位基因S和s控制，黑色(S),浅色（s)。19世纪中叶以前20世纪中叶桦尺蛾种群中s基因的频率为什么越来越低？自然选择可以使种群的基因频率定向改变。提出问题：作出假设：s>95%s<5%2、计算，将计算结果填入下表中第1年第2年第3年第4年……基因型频率SS10%11.5%Ss20%22.9%ss70%65.6%基因频率S20%23%s80%77%13.1%26%60.9%26.1%73.9%14.7%29.2%56.1%29.3%70.7%升高升高降低升高降低(1)根据数据分析，树干变黑对桦尺蛾浅色个体的出生率有影响吗？(2)在自然选择中，直接受选择的是基因型还是表型？

影响，树干变黑后，许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天敌捕食，导致其个体数减少，影响出生率.

天敌看到的是桦尺蛾的体色（表型）而不是控制体色的基因，自然选择中直接受选择的是表型。种群基因频率发生定向改变不利变异被淘汰，有利变异逐渐积累变异自然选择生物朝一定方向缓慢进化生物进化的实质是种群基因频率在自然选择作用下的定向改变。（不定向）（定向）在自然选择的作用下，有利变异的基因频率不断增大，有害变异的基因频率逐渐减小。

在自然选择的作用下，种群的基因频率会_________________，导致生物___________________________。发生定向改变朝着一定的方向不断进化1、自然选择改变种群基因频率的过程：

在自然选择的作用下，具有__________的个体有更多的机会产生后代，种群中相应的基因的频率会不断_____；

相反，具有______________的个体留下后代的机会少，种群中相应基因的频率会__________；

种群基因频率的改变，标志着生物的进化。

有利变异提高不利变异下降3、生物进化的方向是指________________。适应环境的方向2、“自然选择”中的自然是指____。环境4、________是生物进化和繁殖的基本单位。种群课堂总结生物进化的基本单位生物进化的实质生物进化的原材料决定生物进化的方向种群基因频率的改变突变和基因重组自然选择一、种群基因组成的变化课堂练习某一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的频率分别为（）A．18%、82%B．36%、64%C．57%、43%D．92%、8%C一只果蝇的突变体在21℃的气温下，生存能力很差，但是，当气温上升到25.5℃时，突变体的生存能力大大提高。这说明（）A．突变是不定向的B．突变是随机发生的C．突变的有害或有利取决于环境条件D．环境条件的变化对突变体都是有害的C探究抗生素对细菌的选择作用探究抗生素对细菌的选择作用实验原理一般情况下，一定浓度的抗生素会杀死细菌，但变异的细菌可能产生耐药性。在实验室连续培养细菌时，如果向培养基中添加抗生素，耐药菌有可能存活下来。通过观察大肠杆菌在含有卡那霉素的培养基上的生长状况，探究抗生素对细菌的选择作用。实验目的探究•实践探究·实践探究抗生素对细菌的选择作用方法步骤：1.用记号笔将培养皿分区。2.将大肠杆菌均匀涂布在培养基上。3.将含抗生素的制片和不含抗生素的纸片置于不同的分区，盖上皿盖。4.培养皿倒置，37℃培养12h。观察培养基上大肠杆菌生长情况。5.观察细菌的生长状况。是否有抑菌圈？测量、记录。6.从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌，接种到已灭菌的液体培养基中培养。重复步骤②~⑤1.在培养基上是否有细菌生长？在放有抗生素纸片的区域呢？结果和结论:2.在连续培养几代后，抑菌圈的直径发生了什么变化？这说明抗生素对细菌产生了什么作用？有在放有抗生素纸片的周围区域没有细菌生长，形成了抑菌圈

抑菌圈的直径随着培养代数的增加而逐渐缩小;说明在抗生素对细菌的选择作用下，细菌的抗药性逐渐增强。第1代第2代第3代讨论：1、为什么要从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌？

因为抑菌圈边缘生长的细菌可能是耐药菌。抗生素能够杀死细菌，在抑菌圈边缘抗生素浓度较低，可能存在具有耐药性的细菌。2、你的数据是否支持“耐药菌是普遍存在的”这一说法？说说理由。支持。抑菌圈边缘生长的可能是耐药菌。3、在本实验的培养条件下，耐药菌所产生的变异是有利还是有害的？你怎么理解变异是有利还是有害的？

在本实验条件下，耐药菌产生的变异一般来说是有利的，有利于生物在特定环境中生存和繁殖的变异在此环境中就是有利变异。

将你的数据和结论与其他同学的进行比较，根据实际情况回答。

这些做法都会促进耐药菌的产生。5、滥用抗生素的现象十分普遍。例如，有人生病时觉得去医院很麻烦，就直接吃抗生素；有的禽畜养殖者将抗生素添加到动物饲料中。你认为这些做法会有什么后果？请你查阅资料，举出更多滥用抗生素的实例。4、你认为你的数据和结论是有效的吗？第6章生物的进化

第3节种群基因组成的变化与物种形成第2课时什么是物种？怎样理解地理隔离和生殖隔离隔离在物种形成中起什么作用？本节聚焦二、隔离在物种形成中的作用1.物种的概念：能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物称为一个物种，简称“种”。指可以通过有性生殖繁殖后代物种与种群的区别：

一个物种可以包括生活在不同地理区域的多个种群。只要各个种群相互交配仍能产生可育的后代，则是同一物种。问题探讨⑴全世界的人是一个物种吗？为什么？

都是一个物种，无论白人黑人、黄种人结婚，都能产生可育的后代。⑵马跟驴是一个物种吗？为什么？马（2n=64）驴（2n=62）骡（2n=63）不可育+（3）骡是一个物种吗？为什么？不是。因为它不能繁殖后代。（4）两个池塘的鲤鱼是一个物种吗？它们是属于一个种群还是两个种群？

是一个物种，属于两个种群。（5）狮子和老虎是一个物种吗？是两个物种，虎狮兽是不育的，所以虎和狮是两个物种2.隔离及其在物种行程中的作用隔离：不同群体间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。包括生殖隔离和地理隔离。①地理隔离

同种生物由于地理障碍而分成不同的种群，使得种群间不能发生基因交流的现象。东北虎华南虎由于长期地理隔离而没有相互交配，没有基因交流形成了两个不同的亚种。②生殖隔离

不同物种之间一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能产生可育后代的现象。斑马（2n=44）驴（2n=62）斑驴（2n=53）+不可育地理隔离和生殖隔离有什么关系?阅读教材116页的图6-11所对应的资料进行思考发生范围结果生殖隔离不同物种间不能相互交配即使交配成功，也不能产生可育后代地理隔离同种生物间使种群间不能发生基因交流2.隔离及其在物种行程中的作用

在加拉帕戈斯群岛上生活着13种地雀。这些地雀的喙差别很大，不同种之间存在生殖隔离。而在辽阔的南美洲大陆上，却看不到这13种地雀的踪影。不同岛屿的环境有较大差别，比如岛的低洼地带，布满棘刺状的灌丛；而在只有大岛上才有的高地，则生长着茂密的森林。思考·讨论

达尔文在环球考察中观察到一个奇怪的现象。加拉帕戈斯群岛位于南美洲附近的太平洋中，由13个主要岛屿组成，这些岛屿与南美洲大陆的距离为160~950km。加拉帕戈斯群岛的地雀2．不同岛屿上的地雀种群，产生突变的情况一样吗？不一样。因为突变是随机发生的。3．对不同岛屿上的地雀种群来说，环境的作用有没有差别？这对种群基因频率的变化会产生什么影响？

不同岛屿的地形和植被条件不一样，因此环境的作用会有差别，导致种群基因频率朝不同的方向改变。4．如果这片海域只有一个小岛，还会形成这么多种地雀吗？不会。因为个体间有基因的交流。1．设想美洲大陆的一种地雀来到加拉帕戈斯群岛后，先在两个岛屿上形成两个初始种群。这两个初始种群的个体数量都不多。它们的基因频率一样吗？由于这两个种群的个体数量都不够的多，基因频率可能不一样。思考·讨论地雀甲岛地雀乙岛地雀丙岛地雀丁岛地雀……突变和基因重组不定向

环境不同，自然选择不同甲岛地雀1乙岛地雀2丙岛地雀3丁岛地雀4出现生殖隔离种群基因库形成明显差别，……隔离是物种形成的必要条件地理隔离新物种形成的标志：出现生殖隔离人教版新教材必修二6.3种群基因组成的变化与物种的形成（共54张PPT）（含课后题答案）人教版新教材必修二6.3种群基因组成的变化与物种的形成（共54张PPT）（含课后题答案）地理隔离阻断基因交流

基因频率向不同方向发生改变种群的

出现差异差异进一步加大生殖隔离新物种形成标

志总结：加拉帕戈斯群岛的地雀的形成方式在突变、基因重组和自然选择下基因库

是物种形成的标志。物种形成的三个基本环节:（1）

提供原材料（2）

使基因频率定向改变（3）

是物种形成的必要条件突变和基因重组自然选择隔离生殖隔离

是物种形成的标志。地理隔离阻断基因交流

基因频率向不同方向发生改变种群的

出现差异差异进一步加大生殖隔离新物种形成标

志总结：加拉帕戈斯群岛的地雀的形成方式物种形成的三个基本环节:（1）

提供原材料（2）

使基因频率定向改变（3）

是物种形成的必要条件突变和基因重组自然选择隔离生殖隔离在突变、基因重组和自然选择下基因库三者的关系地理