人教版高中生物必修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种群基因组成的变化 课件

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一种群基因组成的变化素养目标：1.生命观念：通过理解关键词的方法，把握种群、种群基因库、基因频率

等核心概念的内涵和外延。2.科学思维：利用数学方法，探讨自然选择会导致种群基

因频率发生定向改变。3.社会责任：通过探究抗生素对细菌的选择作用，理解耐药菌

的出现是可遗传变异的结果，耐药菌比例的增大是抗生素选择的结果，初步建立合理

使用抗生素的科学观念。第3页研习任务一种群和种群基因库梳理

教材[自查自纠]（1）一个种群中某基因占所有基因数的比值叫作基因频率。（

×

）（2）（2021·江苏卷）种群中个体的迁入与迁出会影响种群的基因频率。

（

√

）（3）（2022·浙江6月选考）甲、乙两种耧斗菜的全部基因构成了一个基因库。

（

×

）（4）（2019·江苏卷）种群是生物进化的基本单位，种群内出现个体变异是普遍现

象。

（

√

）×

√×√互动

探究1.

为什么进化的基本单位是种群而不是个体？提示：因为在生物繁衍过程中，个体有新老交替，基因却代代相传，因此，研

究生物的进化时仅仅研究个体是否与环境相适应是不够的，还必须研究种群基

因组成的变化。2.

一个果蝇种群中，由于环境的变化，基因型为aa的个体不能存活，随机交配繁殖多

代后，a的基因频率将如何变化？提示：基因型为aa的个体不断被淘汰，但a基因随着杂合子保存下来，所以a基因的基

因频率将越来越小，但不会为0。重点

理解1.

基因频率的计算（1）某基因

（2）已知基因型频率计算基因频率①常染色体上基因频率的计算一对等位基因中某基因的频率＝该基因纯合子的基因型频率＋1/2杂合子的基因

型频率。

（3）自由交配时基因频率与基因型频率的计算公式①设A的基因频率为p，a的基因频率为q，则p＋q＝1。

雄配子雌配子A（p）a（q）A（p）AA（p2）Aa（pq）a（q）Aa（pq）aa（q2）

2.

自交和自由交配时基因频率和基因型频率的变化规律交配方式基因频率基因型频率自交不改变改变，且纯合子增多，杂合子减少自由交配处于遗传平衡不改变不改变处于遗传平衡改变改变

（1）在种群中，一对等位基因的频率之和等于1，基因型频率之和也等于1。（2）一个等位基因的频率＝该等位基因纯合子的频率＋1/2杂合子的频率。

随堂

练习现有两个非常大的某昆虫种群（两种群个体数量相近），个体间随机交配，没有迁入

和迁出，无突变，自然选择对A和a基因控制的性状没有作用。种群1的A基因频率为

80％，a基因频率为20％；种群2的A基因频率为60％，a基因频率为40％。假设这两个

种群大小相等，地理隔离不再存在，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（

C

）A.75％B.50％C.42％D.21％解析：根据题意可知，合并后的种群中A基因频率为（80％＋60％）÷2＝70％，a基

因频率为（20％＋40％）÷2＝30％，根据“两个种群完全合并为一个可随机交配的

种群”可知，下一代中Aa的基因型频率是2×70％×30％＝42％，故C项正确。C第13页研习任务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梳理

教材1.

可遗传变异为生物进化提供原材料注意：突变的有害和有利不是绝对的，这往往取决于生物生存的环境。2.

自然选择对种群基因频率变化的影响[自查自纠]（1）（2021·福建卷）甲种群基因频率的改变说明甲发生了进化。

（

√

）（2）（2018·江苏卷）有害突变不能成为生物进化的原材料。

（

×

）（3）（2021·浙江1月选考）经自然选择，同一物种的不同种群的基因库发生相同的

变化。

（

×

）（4）（2021·广东卷）天敌存在与否决定斑点数量基因的变异方向。

（

×

）√×××互动

探究1.

决定生物进化方向的是可遗传变异还是自然选择？为什么？提示：自然选择。可遗传变异是不定向的，不能决定生物进化的方向，只能为生物进

化提供原材料；自然选择是定向的，决定着生物进化的方向。2.

变异的有利和有害是绝对的吗？为什么？提示：不是。变异的有利或者有害取决于生物的生存环境，是相对的而非绝对的。重点

理解1.

进化中的“定向”与“不定向”（1）变异是不定向的。（2）自然选择是定向的。（3）种群基因频率的变化是定向的。（4）生物进化是定向的。2.

影响种群基因频率变化的因素（1）外因：自然选择。（2）内因：基因突变和部分染色体变异（如缺失和重复等）能直接引起基因频率的

变化，基因重组只改变了基因型频率，在自然选择的作用下淘汰部分个体后可引起基

因频率的变化。3.

变异先于环境选择（1）变异在环境变化之前已经产生，环境只是起选择作用，不能定向诱发基因

突变。（2）变异是不定向的，而自然选择能定向改变种群基因频率，从而使种群发生定向

进化。（3）生物体内产生的变异是不定向的，经过长期的自然选择和种群繁衍，控制有利

变异的基因不断积累，控制不利变异的基因逐渐被淘汰，种群的基因频率发生定向改

变，从而导致生物沿着一定方向缓慢进化。因此，生物进化的方向是由自然选择决定

的。如下图所示：随堂

练习下列关于基因频率和基因型频率的叙述，不正确的是（

C

）A.

现代生物进化理论是以达尔文的自然选择学说为核心形成的B.

自然选择会使种群的基因频率发生定向改变，所以自然选择决定生物进化的方向C.

在环境条件保持稳定的前提下，种群的基因频率不会发生变化D.

突变和基因重组只是提供了生物进化的原材料，不能决定生物进化的方向C解析：自然选择学说是现代生物进化理论的核心内容，A正确；自然选择通过定向改

变种群基因频率而使生物朝着一定的方向进化，B正确；引起基因频率变化的因素有

突变、自然选择、迁入和迁出、遗传漂变等，环境条件保持稳定的前提下，也会由于

基因突变，迁入、迁出等因素引起种群基因频率的变化，C错误；突变和基因重组提

供生物进化的原材料，不能决定生物进化的方向，生物进化的方向是由自然选择决定

的，D正确。第22页研习任务三探究抗生素对细菌的选择作用梳理

教材1.

实验原理一般情况下，一定浓度的

会杀死细菌，但变异的细菌可能产生

⁠

。在实验室连续培养细菌时，如果向培养基中添加

，

⁠有可能存活下来。抗生素耐药性

抗生素耐药菌2.

实验步骤步骤1分组、编号用记号笔在培养皿的

画两条相互

的直线，

将培养皿分为4个区域，分别标记为①～④步骤2接种取少量细菌的培养液，用

（或无菌棉签）

均匀地涂抹在

⁠上步骤3自变量控制用无菌的镊子先夹取1张

的纸片放在①号区域

的中央，再分别夹取1张

纸片放在②～④号区域

的中央，盖上皿盖步骤4培养将培养皿倒置于37

℃的恒温箱中培养12～16

h步骤5因变量观测观察培养基上纸片附近是否出现

，并测量、记录

每个实验组中

的直径，并取平均值步骤6重复实验从

的菌落上挑取细菌，接种到已灭菌的

⁠

中培养，重复步骤2～5。如此重复几代，记录每

一代培养物抑菌圈的直径底部垂直无菌的涂布器培养基平板不含抗生素含抗生素抑菌圈抑菌圈抑菌圈边缘液

体培养基3.

实验现象与区域①相比，区域②③④纸片周围会出现抑菌圈；区域②③④抑菌圈的平均直径逐

代变小。4.

实验结论①细菌耐药性的出现是发生了可遗传的变异。②抗生素的选择作用导致耐药菌比例逐代升高。5.

注意事项实验结束后，应将耐药菌、培养基、纸片等进行高温灭菌处理，防止对环境造

成污染。[自查自纠]（1）抗生素诱导细菌产生了耐药性的变异。

（

×

）（2）一般情况下，一定浓度的抗生素会杀死细菌。

（

√

）（3）在实验室连续培养细菌时，如果向培养基中添加抗生素，所有的细菌都将被杀

死。

（

×

）×√×互动

探究1.

细菌耐药性变异的产生与抗生素有关吗？为什么？提示：无关。因为抗生素并非诱变因子。2.

细菌产生耐药性变异的过程是定向的吗？为什么？提示：不是。因为细菌产生耐药性变异的过程属于基因突变，而基因突变具有

不定向性。3.

抗生素滤纸片周围的抑菌圈的直径为什么会逐代变小？提示：因为经过抗生素的持续多代筛选，细菌中的耐药个体越来越多，种群的耐药性

越来越强。重点

理解（1）抗生素不是诱变因子，因此细菌耐药性变异的产生与抗生素无关。（2）细菌产生耐药性变异的过程属于基因突变，而基因突变具有不定向性。（3）滤纸片上的抗生素杀死了其周围的细菌，使其不能形成菌落而出现抑菌圈。随堂

练习（2024·北京平谷一模）为了探究抗生素对细菌的选择作用，某小组进行了图1所示实

验，将大肠杆菌的培养液均匀涂抹在培养基上，再放4片含氨苄青霉素（Amp）的圆

形滤纸片，培养一段时间后，挑取抑菌圈边缘的菌落，重复以上步骤，培养至第Ⅲ

代，每代均测量并记录抑菌圈直径，结果如图2所示。下面说法正确的是（

C

）CA.

细菌的抗性出现在接触氨苄青霉素后B.

抑菌圈直径越大说明细菌抗药性越强C.

抗生素的选择作用使细菌抗药基因的基因频率升高D.

可通过提高抗生素浓度避免“超级细菌”的产生解析：细菌的抗性出现在接触氨苄青霉素之前，A错误；抑菌圈直径的大小可以反映

细菌的抗药性，抑菌圈直径越大，说明其抗药性越弱，B错误；抗生素的存在对细菌

的抗药性变异起到了选择作用，使细菌抗药基因的基因频率升高，C正确；提高抗生

素浓度，会加强对细菌抗药性变异的选择作用，导致“超级细菌”的产生，D错误。[知识结构][主题要点]1.

生活在一定区域的同种生物全部个体的集合叫作种群。2.

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，叫作基因频率。3.

基因突变产生新的等位基因，可以使种群的基因频率发生变化。4.

可遗传的变异提供了生物进化的原材料。可遗传的变异来源于基因突变、基因重

组和染色体变异。其中，基因突变和染色体变异统称为突变。5.

突变和重组都是随机的、不定向的。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。6.

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。第33页课堂小测试1.

下列关于种群基因库的叙述不正确的是（

C

）A.

同一物种不同种群的基因库可能有所差异B.

自然状态下，一个生物个体的死亡一般不会导致种群基因库的变化C.

种群中每个个体含有该种群基因库的全部基因D.

基因突变可改变种群基因库的组成解析：同一物种不同种群生活的环境不同，其基因库可能存在差异，A正确；自然状

态下一个种群含有许多个体，基因库一般不会因某个个体死亡而变化，而是在代代相

传中保持和发展，B正确；种群中的每个个体含有种群基因库中的部分基因，C错

误；可遗传的变异均可能改变种群基因库的组成，可遗传的变异包括基因突变、基因

重组和染色体变异，D正确。C1234567891011121314151617181920212223242.

关于“现代生物进化理论”观点的阐述，下列错误的是（

B

）A.

种群是生物进化的基本单位B.

基因库在代代相传的过程中保持稳定不变C.

生物进化实质上是种群基因频率发生变化的过程D.

自然选择决定生物进化的方向解析：生物进化以种群为基本单位，A正确；基因库可在代代相传的过程中保持和发

展，B错误；进化的实质是种群的基因频率的改变，C正确；自然选择决定生物进化

的方向，D正确。B3.

镰状细胞贫血由基因突变引起，其致病基因为隐性基因（用a表示）。只有隐性纯

合子才会发病，携带者不发病，且对疟疾的抵抗力高于正常人。在非洲某些疟疾流行

的地区，携带者比例在20％左右；现在美洲黑人中携带者的比例已降到了8％。下列

叙述错误的是（

A

）A.

非洲疟疾流行地区a基因的频率大约为30％B.

美洲黑人中a基因频率的下降是环境选择的结果C.

非洲疟疾流行地区，镰状细胞贫血携带者的比例可能会增加D.

在一定外界条件下，有害的突变基因可转变为有利的基因A解析：根据题干信息无法计算出非洲疟疾流行地区a基因的频率，A错误；基因突变

能够改变基因频率，而基因频率的改变是自然选择的结果，B正确；非洲疟疾流行地

区，镰状细胞贫血携带者不发病，且对疟疾的抵抗力更高，更适应环境，所以其所占

比例可能会增加，C正确；在一定外界条件下，有害的突变基因可转变为有利的基

因，D正确。4.

（2024·浙江绍兴高二期末）草甘磷是一种除草剂，通过抑制E酶的活性最终导致

植物死亡。某地在连续15年使用草甘磷后发现，当地黑麦草种群草甘磷抗性提高了10

倍。下列相关分析错误的是（

A

）A.

使用草甘磷导致E酶基因突变是植物产生抗性的根本原因B.

草甘磷抗性基因频率的升高意味着种群发生了进化C.

黑麦草种群草甘磷抗性提高是草甘磷定向选择的结果D.

轮换使用不同作用机理的除草剂有助于减缓抗性发展A解析：基因突变不是由于草甘磷的使用导致的，而是草甘磷发挥了选择作用，A错

误；进化的实质是基因频率的改变，草甘磷抗性基因频率的升高意味着生物进化，B

正确；草甘磷具有选择作用，黑麦草种群草甘磷抗性提高是草甘磷定向选择的结果，

C正确；轮换使用不同的除草剂，选择也不同，故轮换使用不同作用机理的除草剂有

助于减缓抗性发展，D正确。5.

研究小组对某公园的金鱼草种群进行调查及基因鉴定，得知红花（CC）金鱼草35

株、粉红花（Cc）金鱼草40株、白花（cc）金鱼草25株。下列叙述正确的是

（

D

）A.

金鱼草种群中全部C和c的总和构成其基因库B.

不同花色数量的差异是由适应环境的变异造成的C.

基因重组产生的粉红花为自然选择提供选择材料D.

种群中C的基因频率为55％，Cc的基因型频率为40％解析：金鱼草种群中全部个体所含的全部基因构成基因库，不仅仅是C、c这对等位基

因，A错误；不同花色数量的差异是自然选择的结果，B错误；产生粉红花不属于基

因重组，C错误；种群中C的基因频率为（3