6.3种群基因组成的变化与物种的形成（第一课时）（教学课件）高一生物下册课件（人教版2019必修2）

第六章生物的进化第3节种群基因组成的变化与物种的形成第一课时种群基因组成的变化——赵沐溪种群和种群基因库自然选择对种群基因频率变化的影响随堂练习种群基因频率的变化种群基因组成的变化与物种的形成目录种群和种群基因库生活在一定区域的同种生物全部个体的集合叫做种群。种群：种群是可进行基因交流的群体，是生物繁殖与进化的基本单位。自然选择直接作用的是生物的个体，而且是个体的表型。但是个体寿命是一定的，因此，研究生物的进化仅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。基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因。注意范围是种群不是物种。基因库包含了种群中全部个体的全部基因，无论“优劣”。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值，叫做基因频率。基因频率＝该基因的总数该等位基因的总数×100%基因型频率＝特定基因型个体数该种群个体总数×100%例如：在某昆虫种群中，决定翅色为绿色的基因是A，决定翅色为褐色的基因是a，从这个种群中随机抽取100个个体，测得基因型为AA、Aa和aa的个体分别是30、60和10个，求A和a的基因频率。

遗传平衡定律（哈代——温伯格定律）：当群体满足以下五个条件：①种群数量足够大；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；④自然选择对体色性状没有作用；⑤基因A和a都不产生突变时，种群的基因频率将不会改变。设A的基因频率为p，a的基因频率为q；则p+q=1，且：aa基因型的频率AA基因型的频率Aa基因型的频率

(p+q)2=p2+2pq+q2D随堂练习某昆虫种群中，绿色翅(A)对褐色翅(a)显性。如果基因型为AA的个体占22%，基因型为Aa的个体占64%，则a的基因频率是（

）A．14%B．23%C．32%D．46%根据题意可知，基因型为AA的个体占22%，基因型为Aa的个体占64%，则基因型为aa的个体占14%，则a的基因频率=14%+1/2×64%=46%。综上所述，D正确，ABC错误。B随堂练习某昆虫的翅，绿色和褐色是一对相对性状，绿色由A基因决定，褐色由a基因决定，种群中基因型AA的个体占30%，Aa的个体占60%，aa的个体占10%，那么基因A和a的频率分别是（）A．30%、20%B．60%、40%C．90%、10%D．45%、5%根据某基因频率=纯合子的基因型频率+1/2×杂合子的基因型频率可知，A的基因频率=30%+1/2×60%=60%，a的基因频率=10%+1/2×60%=40%。B正确，ACD错误。A随堂练习菠菜属于XY型性别决定的植物，种子的形态无翅对有翅为显性，由只位于X染色体上的一对等位基因（B、b）控制，某同学对2000棵菠菜植株（雌雄各半）进行统计，发现有翅雄株有70棵。对这2000棵菠菜植物的B和b基因进行PCR扩增、凝胶电泳，统计结果如图所示。该种群中b基因的频率是（

）A．23％B．17.25％C．19％D．7％由题干可知，2000棵菠菜植株中XbY有70棵。结合图可知，XbXb应有80-70=10棵，XBY有1000-70=930棵，XBXB应有1320-930=390棵，XBXb有600棵。Xb基因的频率为（10×2+600×1+70×1）÷（1000×2+1000×1）=0.23，A正确，BCD错误。随堂练习某人群中某常染色体显性遗传病的发病率为19%，一对夫妇中妻子患病，丈夫正常，他们所生的子女患该病的概率是（）A.9/19B.10/19C.1/19D.1/2B显性病（A_）发病率为19%，则正常个体(aa)概率为81%，P（aa）=P（a）×P（a），即P（a）=90%=9/10，则P（A）=10%=1/10。丈夫正常，即丈夫基因型为aa，妻子患病，则妻子基因型为AA[P（AA）=P(A)×P(A)=1/100]或Aa[P（Aa）=P(A)×P(a)×2=18/100].综上：妻子基因型为AA的概率为1/19；为Aa的概率为18/19当妻子基因型为AA时，生出患病孩子的概率为：1/19当妻子基因型为Aa时，生出患病孩子的概率为：18/19*1/2=9/19故生出患病子女的概率为1/19+9/19=10/19.在对某工厂职工进行遗传学调查时发现，在男女各400名职工中，女性色盲基因的携带者为30人，患者为10人，男性患者为22人。那么这个群体中色盲基因的频率为()A.4.5％B.5.9％C.6％D.9％色盲基因只为于X染色体。女性性染色体组成XX，共有400*2=800个X染色体男性性染色体组成XY，共有400*1=400个X染色体女性携带者30人，共含色盲基因30个，患者10人，共含色盲基因20个男性患者22人，共含色盲基因22个。因此在这个群体中共有色盲基因30+20+22=72个频率为72/1200=6%C随堂练习种群基因频率的变化可遗传变异提供了生物进化的原材料。其来源分为突变和基因重组。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突变包括基因突变和染色体变异。甲种自然选择甲种自然选择乙种自然选择各种类型的变异（原材料）（第一次选择）（第二次选择）（第三次选择）环境改变生物自发突变的频率很低，而且许多突变是有害的，那么，它为什么还能作为生物进化的原材料呢？这是因为种群是由许多个体组成的，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2×1.3×104×10-5×108=2.6×107由此可见，虽然基因突变频率很低，但放到种群中每一代都会有可观的变异量，虽然大多数都是有害的，但是总会出现一些更适应环境的变异，在自然选择过程中被保留下来并逐代积累。种群基因频率的变化例如：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率都是10-5，若有一个中等数量的果蝇种群（约有108个个体）来说，每一代出现的基因突变数将是：长翅更适应风小环境残翅更适应大风环境思考:突变的多害少利是绝对的吗？突变的有害和有利不是绝对的，这往往取决于生物的生存环境。例如，有翅的昆虫有时会出现残翅和无翅的突变类型，这类昆虫在正常情况下很难生存。但是在经常刮大风的海岛上，这类昆虫因为不能飞行反而避免了被海风吹到海里淹死的情况。突变和重组都是随机的、不定向的，那么种群基因频率的改变是否也是不定向的呢？种群基因频率的变化自然选择对种群基因频率变化的影响自然选择对种群基因频率变化的影响英国的曼彻斯特地区有一种桦尺蛾（幼虫叫桦尺蠖）。它们夜间活动，白天栖息在树干上。杂交实验表明，桦尺蛾的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。在19世纪中叶以前，桦尺蛾几乎都是浅色型的，该种群中S基因的频率很低，在5%以下。到了20世纪中叶，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。19世纪时，曼彻斯特地区的树干上长满了浅色的地衣。后来，随着工业的发展，工厂排出的煤烟使地衣不能生存，结果树皮裸露并被熏成黑褐色。探究·实践假设1870年，桦尺蛾种群的基因型频率为SS10%,Ss20%,ss70%,S基因的频率为20%。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%。第2~10年间，该种群每年的基因型频率各是多少？每年的基因频率是多少？（计算结果填入下表）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%70.7%26%29.2%14.7%56.1%60.9%26.1%73.9%29.3%13.1%升高降低自然选择对种群基因频率变化的影响自然选择对种群基因频率变化的影响探究·实践从表中可以看出：在自然选择过程中，直接受选择的是生物的表现型；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不断提高。相反，不利相关基因频率会下降。自然选择对种群基因频率变化的影响自然选择对种群基因频率变化的影响探究·实践第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%70.7%26%29.2%14.7%56.1%60.9%26.1%73.9%29.3%13.1%升高降低在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化。生物进化的实质是种群基因频率的定向改变。B随堂练习果蝇灰身（B）和黑身（b）由一对常染色体上的等位基因控制。假定某果蝇种群有10000只果蝇，其中黑身果蝇个体数量长期维持在9%，若再向该种群中引入10000只黑身果蝇，在不考虑其他因素影响的前提下，关于黑身果蝇引入后种群的叙述，错误的是（）A．B基因频率由70%降为35%B．b基因频率由30%升为75%C．杂合子果蝇比例降低了50%D．黑身果蝇比例增加了45.5%A随堂练习下列有关基因频率的说法，正确的是（

）A．个体的迁入、迁出会使种群的基因频率发生改变B．基因频率是指某对等位基因占整个种群基因库的比值C．自然选择直接作用的是个体的表型，对种群的基因库无影响D．基因突变和基因重组可以改变个体的表型，对种群的基因库无影响A、迁入和迁出均能使种群中不同基因型的个体数量发生改变，因此可能使种群的基因频率发生改变，A正确；B、基因频率是在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率，B错误；C、自然选择直接作用于生物的表现型，会影响基因频率，从而对种群的基因库产生影响，C错误；D、基因突变可以产生新的等位基因，可以改变个体的表现型，从而对种群的基因库产生影响，D错误。C随堂练习根据现代生物进化理论，判断下面关于种群基因频率的叙述，正确的是（）A．环境变化一定导致种群基因频率变化B．若进化过程中种群数量长期保持稳定，则基因频率不变C．环境条件适宜时，种群的基因频率也可能发生改变D．有性生殖下的基因重组通过改变基因频率而加快了进化的进程A、环境发生的变化如果影响种群中某些基因