5.3种群基因组成的变化与物种的形成第1课时课件高一下学期生物人教版必修2

1.自然选择直接作用的对象是什么？

直接作用对象：个体表型没有不会不够的，还必须研究群体基因组成的变化达尔文自然选择学说对长颈鹿形成的解释：→间接作用对象：表型相关基因型→根本作用对象：控制表型的基因→种群是生物进化的基本单位2.这个颈长的个体会永远存活吗？3.个体死亡，表型消失，自然选择的作用消失了吗？为什么？4.研究生物的进化，仅研究个体和表型够吗？第3节

种群基因组成的变化与物种的形成1.种群:生活在一定区域的同种生物全部个体的集合叫作种群。一片树林中的全部猕猴一片草地上的所有蒲公英一个培养皿中大肠杆菌判断下列情况是否属于种群：一个池塘中的全部鱼（）

一个池塘中的全部鲤鱼（）两个池塘内的全部草鱼（）

一片草地上的成年梅花鹿（）一个学校的所有人（）

一个菜市场中的全部鲤鱼()×√××××种群是物种繁衍、进化的基本单位。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。一、种群问题:

种群在繁衍过程中，个体有新老交替，基因却代代相传。

如同前一年的蝗虫种群相比，新形成的蝗虫种群在基因组成上会有什么变化吗？一、种群一个种群中全部个体所含有的全部基因。AAAaaaaaaaAaaAaa某昆虫决定翅色的基因频率种群中基因总数越多，基因库越大，与基因种类无关。1.基因库：其中每个个体所含的基因只是基因库的一部分二、种群基因库和基因频率二、种群基因库和基因频率一个种群中全部个体所含有的全部基因，叫作这个种群的基因库。在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比值。公式：=某基因的数目该基因的等位基因的总数×100%在一个种群基因库中，某个基因型的个体占个体总数的比值。公式：=特定基因型的个体数该种群个体总数×100%1.基因库：2.基因频率：3.基因型频率：

例：某昆虫种群中决定翅色为绿色的基因为A，决定翅色为褐色的基因为a，从种群中随机抽出100个个体，测知基因型为AA、Aa和aa的个体分别是30、60和10个。那么A和a的基因频率是多少？方法一：概念法A基因频率为:a基因频率为：=40%A%=×100%2×AA＋Aa2(AA＋Aa＋aa)a%==60%2×aa＋Aa2(AA＋Aa＋aa)×100%二、种群基因库和基因频率基因频率——计算二、种群基因库和基因频率一个种群中全部个体所含有的全部基因，叫作这个种群的基因库。在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比值。公式：=某基因的数目该基因的等位基因的总数×100%在一个种群基因库中，某个基因型的个体占个体总数的比值。=纯合子频率+1/2杂合子频率公式：=特定基因型的个体数该种群个体总数×100%1.基因库：2.基因频率：3.基因型频率：方法二：通过基因型频率计算A基因频率

=AA的基因型频率+1/2Aa基因型频率A基因频率=30%+1/2×60%=60%a基因频率=10%+1/2×60%=40%AA基因型频率为:

30%Aa基因型频率为:60%aa基因型频率为:

10%a基因频率=

aa的基因型频率+1/2Aa基因型频率

例：某昆虫种群中决定翅色为绿色的基因为A，决定翅色为褐色的基因为a，从种群中随机抽出100个个体，测知基因型为AA、Aa和aa的个体分别是30、60和10个。那么A和a的基因频率是多少？

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。二、种群基因库和基因频率——用数学方法讨论基因频率的改变前提二、种群基因库和基因频率——用数学方法讨论基因频率的改变亲代基因型比值AA(30%)Aa(60%)aa(10%)配子的比值A()A()a()a()子一代基因型频率AA()Aa()aa()子一代基因频率A()a()30%30%30%10%36%48%16%60%40%(1)根据孟德尔分离定律，完成下表。二、种群基因库和基因频率(4)想一想，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？

亲代子一代

子二代

子三代基因型频率AA30%Aa60%aa10%基因频率A

a

36%48%16%60%40%36%16%48%60%40%60%40%36%48%16%60%40%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——温伯格定律，也叫遗传平衡定律。二、种群基因库和基因频率（哈代-温伯格定律）

当群体满足以下五个条件：

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④自然选择对性状没有作用

⑤基因A和a都不产生突变设A的基因频率为p，a的基因频率为q；则有p+q=1，那么种群的基因频率将不会改变A(p)a(q)A(p)AA(p2)Aa(pq)a(q)Aa(pq)aa(q2)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+q2二、种群基因库和基因频率4.遗传平衡：遗传平衡定律（哈代-温伯格定律）1.已知苯丙酮尿症是位于常染色体上的隐性遗传病。据调查，该病的发病率为1/10000。请问，在人群中苯丙酮尿症致病基因的基因频率和携带此隐性基因的杂合基因型频率各是多少？由题意可知基因型aa的频率为1/10000，计算得基因a的频率为1%，所以基因A的频率＝1－1%＝99%，基因型Aa的频率为2×99%×1%＝1.98%答案1%、1.98%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%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男性中的XB和Xb基因频率与女性相同吗？男色盲和女色盲的基因频率相同吗？探究一.基因位于性染色上的基因频率计算注意：不能按基因频率=该基因纯合体频率+1/2杂合子频率计算将百分号去掉，当个体数，按公式

计算B92%b8%基因型XBXBXBXbXbXbXBYXbY比例(%)42.327.360.32464男性中的XB和Xb基因频率与女性相同吗？男色盲和女色盲的基因频率相同吗？男性中色盲的比例=色盲基因频率男色盲在人群中的比例=1/2色盲基因频率女性中色盲的比例=色盲基因频率2女色盲在人群中的比例=1/2色盲基因频率2在遗传平衡体系中人群中的色盲基因频率=男性色盲基因频率=女性色盲基因频率男性中红绿色盲占8%男性中XbY占8%女性中红绿色盲占0.64%女性中Xb

Xb占0.64%男性中Xb占8%女性中Xb占8%不存在。自然界种群的基因频率一定发生改变。无法进化先打破平衡种群较小不自由交配有迁入、迁出有自然选择有基因突变遗传平衡生物怎么进化？基因频率发生改变进化生物进化的实质：种群基因频率发生改变(4)同时具备以上条件的种群存在吗？这说明了什么？二、种群基因库和基因频率三、种群基因频率的变化问题:

导致基因频率变化的原因可能有哪些？

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。基因突变染色体变异基因重组变异可遗传变异不可遗传变异突变生物进化的原材料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。生物自发突变的频率很低，且大多数突变对生物体是有害的，它为何还能作为生物进化的原材料呢？三、种群基因频率的变化生物自发突变的频率很低，且大多数突变对生物体是有害的，它为何还能作为生物进化的原材料呢？如：果蝇约有104对基因，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），那么每一代出现基因突变数是多少呢？2×104×10-5个体×108种群=2×107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。突变的多害少利是绝对的吗？三、种群基因频率的变化突变的多害少利是绝对的吗？长翅残翅更适应风小环境更适应大风环境不是绝对的，“利”和“害”都是相对于环境而言的。某海岛上残翅和无翅的昆虫在正常情况下很难生存，在刮大风的海岛上却因为不能飞行而避免了被海风吹到海里淹死。基因重组基因突变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突变和基因重组是随机的、不定向的产生有性生殖过程中形成促使小结：三、种群基因频率的变化可遗传变异形成了进化的原材料,但不能决定基因频率改变方向种群基因频率的改变是否也是不定向的？三、种群基因频率的变化

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。长满地衣的树干上的桦尺蠖黑色树干上的桦尺蠖基因类型黑色（S）浅色（s）

工业革命前（19世纪中叶）5%95%

工业革命后（20世纪中叶）95%5%①现象自然选择可以使种群的基因频率定向改变桦尺蠖种群中的S基因为什么越来越高？②提出问题③作出假设假设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④创设情境示例631122三、种群基因频率的变化59.0412.6525.1954.8114.4128.6任务二：探究自然选择对种群基因频率变化的影响根据教材P112～113“探究·实践”提供的资料，回答下列问题：(1)树干变黑会影响桦尺蛾种群中浅色个体的出生率吗？为什么？会影响。因为树干变黑后，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。(2)在自然选择过程中，直接受选择的是基因型还是表型？为什么？直接受选择的是表型。因为天敌看到的是桦尺蛾的体色(表型)，而不是基因(3)根据表格中的数据分析，桦尺蛾种群发生进化了吗？判断的依据是什么？发生了进化。依据是桦尺蛾种群的基因频率发生了改变。(4)根据资料分析，决定桦尺蛾进化方向的是什么？为什么？自然选择决定生物进化的方向三、种群基因频率的变化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。三、种群基因频率的变化生物进化的一定的方向是指

。适应环境的方向小结生物进化的基本单位生物进化的原材料决定生物进化的方向生物进化的实质种群突变和基因重组自然选择种群基因频率的定向改变——探究抗生素对细菌的选择作用一般情况下，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。实验原理目的要求

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。抑菌圈（直径越大，抗生素的作用越强）自变量：因变量：有无抗生素细菌是否被杀死（有无抑菌圈）材料用具：

经高温灭菌的牛肉膏蛋白胨液体培养基及固体培养基平板，细菌菌株(如大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等)，含有抗生素(如青霉素、卡那霉素等)的圆形滤纸片(以下简称”抗生素纸片”)，不含抗生素的纸片，镊子，涂布器，无菌棉签，酒精灯，记号笔，直尺等。——探究抗生素对细菌的选择作用加入凝固剂

如琼脂液体培养基固体培养基一种应用最广泛和最普遍的细菌培养基，又称普通培养基用于扩大培养用于观察菌落、分离、保存菌种等——探究抗生素对细菌的选择作用实验步骤1.将培养基分为四个区，标号2.将细菌涂布在培养基平板上①②③④——探究抗生素对细菌的选择作用实验步骤3、每个区域分别放置不含抗生素（①区域）和含有抗生素的纸片（②③④区域）4、37℃倒置培养培养12~16h对照组、实验组分别是？②③④完全一样的目的是什么？——探究抗生素对细菌的选择作用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2~5。5、观察有无抑菌圈

测量抑菌圈直径→判断是否抑菌→判断抑菌强弱有无抑菌圈和抑菌圈直径分别可反映什么？5、观察有无抑菌圈

测量抑菌圈直径6、从抑菌圈边缘的菌落挑取细菌，液体培养

重复步骤2-5

记录每代的抑菌圈直径——探究抗生素对细菌的选择作用→判断是否抑菌→判断抑菌强弱有无抑菌圈和抑菌圈直径分别可反映什么？为什么要从抑菌圈边缘菌落挑取细菌？抑菌圈边缘抗生素浓度较低，可能存在具有耐药性的细菌实验步骤四、探究抗生素对细菌的选择作用注意：实验结束后，应将耐药菌、培养基、纸片等进行高温灭菌处理。——探究抗生素对细菌的选择作用实