6.3种群的基因组成变化与物种形成课件（共115张课件含3个视频） 2026-2027学年高一下学期生物人教版必修2

讨论：你同意哪位同学的观点？你的答案和理由是什么？情境引入经典悖论—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。这两种观点都有一定的道理，但都不全面。因为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。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，新物种形成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。先有鸡还是先有蛋（视频）必修二第六章第3节

种群基因组成的变化与物种的形成教材分析课标要求素养目标1.理解生物进化的关键是，在一个种群中，具有优势性状的个体会在群体中占据越来越大的比例2.掌握自然选择是驱动生物更好地适应特定生存环境的动力。3.理解并阐述变异（原材料）、自然选择（方向）以及隔离（必要条件）三者如何共同作用导致新物种的形成1.生命观念：理解种群是生物进化的基本单位，认同基因库和基因频率是种群遗传特征，形成进化与适应观。2.科学思维：能够运用数学方法计算基因频率，分析自然选择对基因频率的影响，培养模型构建和数据分析能力。3.科学探究：通过模拟桦尺蛾种群基因频率变化，体验科学探究过程，能够解释自然选择如何导致生物进化4.社会责任:理解生物进化理论在保护生物多样性，树立科学的进化世界观。难点重点知识目录01种群和种群基因库02种群基因频率的变化03自然选择对种群基因频率变化的影响04探究抗生素对细菌的选择作用05隔离在物种形成中的作用什么是物种？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？本节聚焦工业革命前工业革命后19世纪时，英国的曼彻斯特地区的树干上长满了了浅色的地衣。后来随着工业的发展，工厂排出的煤烟使地衣不能生存，树皮裸露被熏成黑褐色。这个地区有一种桦尺蛾，它们夜间活动，白天栖息在树干上。19世纪中叶以前，桦尺蛾几乎都是浅色的，黑色的很少。到了20世纪中叶，黑色型的桦尺蛾却成了常见的类型。讨论：1.导致桦尺蛾“黑化”现象的原因是什么？2.自然选择直接选择的是基因型还是表型？为什么？3.研究进化，仅研究个体和表型是否就可以？为什么？环境的变化起到了选择作用。表型。因为天敌在捕食桦尺蛾时，看到的是桦尺蛾的体色而不是控制体色的基因。不可以，还必须研究群体基因组成的变化。

因为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。因此，研究生物的进化，仅研究个体和表型是不够的，还必须研究

基因组成的变化。①导致桦尺蛾“黑化”现象的原因是什么？②自然选择直接选择的是基因型还是表型？为什么？③研究进化，仅研究个体和表型是否就可以？为什么？思考：环境的变化起到了选择作用。表型。因为天敌在捕食桦尺蛾时，看到的是桦尺蛾的体色而不是控制体色的基因。不可以。群体判断下列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鲤鱼一片草地上的全部草一片草地上的成年蝗虫一块稻田里的全部幼蚜、有翅、无翅的成蚜一个菜市场里所有的白菜否是否否否是（1）概念：种群是生活在一定区域的同种生物的全部个体。种群具有一定的时空限制，离开一定的空间和时间的种群是不存在的。否1.种群：(2)举例：一片树林中的全部猕猴一片草地上的所有蒲公英（3）种群的特点：②一个种群其实就是一个繁殖的单位，雌雄个体可以通过繁殖将各自的基因遗传给后代。①种群中的个体并不是机械地集合在一起。种群是生物_______和_______的基本单位繁殖进化种群在繁衍过程中，个体有新老交替，基因却代代相传。许多昆虫的寿命都不足一年(如蝗虫)，所有的蝗虫都会在秋风中死去，其中有些个体成功地完成生殖，死前在土壤中埋下受精卵。来年春夏之交，部分受精卵成功地发育成蝗虫。蝗虫繁殖时，新老种群在基因组成上有变化吗？1.种群：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。一、种群和种群基因库

(1)种群基因库概念：一个种群中全部个体所含有的全部基因。基因库大小与种群中基因总数呈正相关，与基因种类无关。(2)决定因素：一个种群所有个体各自有自己的基因，共同构成了种群的基因库。它们各自的基因都是基因库的一部分。个体间的差异越大，基因数越多，基因库也就越大。2.种群基因库：(1)基因频率：3.基因频率与基因型频率：在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比值。基因频率=某基因的数目该基因的等位基因的总数×100%

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?例方法一：概念法A基因频率为:a基因频率为：A基因数=2×30+60=120个a基因数=60+2×10=80个=60%

=40%

一、种群和种群基因库

2、种群基因库和基因频率（1）基因库：（2）基因频率：一个种群中全部个体所含有的全部基因。在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比值。（3）基因型频率：在一个种群基因库中，某种基因型的个体占种群总数的比值。基因频率=某基因的总数该基因及其等位基因的总数×100%基因型频率=该基因型个体数该种群个体总数×100%例1

已知人的褐眼(A)对蓝眼(a)是显性。在一个有30000人的群体中，蓝眼的有3600人，褐眼的有26400人(其中纯合子有12000人)。那么，在这个人群中A、a的基因频率分别是A.64%和36% B.36%和64%C.50%和50% D.82%和18%√基因频率和基因型频率的常用计算方法

基因频率和基因型频率的常用计算方法

例3

某小麦种群中TT个体占20%，Tt个体占60%，tt个体占20%，由于某种病害导致tt个体全部死亡，则病害发生前后该种群中T的基因频率分别是A.50%、50% B.50%、62.5%C.62.5%、50% D.50%、100%√基因频率和基因型频率的常用计算方法

根据病害发生前的各种基因型频率可知，病害发生前T的基因频率＝20%＋1/2×60%＝50%；病害发生后，tt个体全部死亡，TT的基因型频率为20%÷(20%＋60%)＝25%，Tt的基因型频率为60%÷(20%＋60%)＝75%，所以病害发生后T的基因频率＝25%＋1/2×75%＝62.5%。基因频率和基因型频率的常用计算方法

1.某岩羊种群有1000头，已知该岩羊种群中基因型为AA的岩羊有500头，基因型为aa的岩羊有100头。该岩羊种群中A基因频率为A.70%B.60%

C.40%D.30%跟踪训练√某种群中共1000头个体，含有基因型为AA的个体500头，aa的个体100头，则Aa的个体400头，则此种群中A的基因频率为(500×2＋400)÷(1000×2)＝70%，A符合题意。基因频率和基因型频率的常用计算方法

习题检测1.斑马的染色体数为22对，驴的染色体数为31对，斑马和驴杂交产生的后代兼具斑马和驴的特征，称为斑驴兽或驴斑兽，俗称“斑驴”。斑马和驴

杂交产生的后代是可育的吗？你能从染色体组的角度作出解释吗？斑马和驴杂交产生的后代是不育的。由题中所给斑马和驴的染色体数可知，其杂交后代的染色体数为53条（不是偶数），杂交后代无法通过减数分裂产生正常的配子。练习与应用3.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牛刀小试2.某一瓢虫种群中有黑色和红色两种体色的个体，这一体色性状由一对等位基因控制，黑色(B)对红色(b)为显性。若基因型为BB的个体占20%，基因型为Bb的个体占68%，基因型为bb的个体占12%，则B和b的基因频率分别是A.54%、46% B.36%、64%C.20%、80% D.88%、12%跟踪训练√基因频率和基因型频率的常用计算方法

跟踪训练由题干信息可知，该种群中，基因型为BB的个体占20%，基因型为bb的个体占12%，基因型为Bb的个体占68%，该种群中B的基因频率＝BB的基因型频率＋1/2Bb的基因型频率＝20%＋68%×1/2＝54%，则b的基因频率为1－54%＝46%。基因频率和基因型频率的常用计算方法

A.甲种群中D基因的频率为45%B.两个种群所处环境都有利于含D基因的个体延续后代C.乙种群的A基因频率始终大于a基因频率D.在Y1～Y3年间，乙种群发生了进化跟踪训练√基因频率和基因型频率的常用计算方法

5.(2024·青岛高一检测)某自然人群中，红绿色盲致病基因a的基因频率为p，则下列有关分析正确的是①男性和女性中，a的基因频率均为p②人群中，色盲男性占p/2，色盲女性占p2/2③男性中，a的基因频率>p，女性中，a的基因频率<p④男性中色盲患者占p/2，女性中色盲患者占p2/2A.①②

B.③④

C.①④

D.②③跟踪训练√基因频率和基因型频率的常用计算方法

3.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%C4.一种果蝇的突变体在21℃的气温下，生存能力很差，但是，当气温上升到255℃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练习与应用X染色体的非同源区段上的基因频率计算知识拓展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％CXb的基因频率=XbXB+Xb×100%30×1+10×2+22×1400×2+400×1=×100%例2

在一次红绿色盲的调查中，共调查男女各200名，调查发现，女性红绿色盲基因的携带者有15人，患者有5人，男性患者有11人。这个群体中红绿色盲基因的频率是A.4.5%B.6%C.9%D.7.8%√基因频率和基因型频率的常用计算方法

四、伴X染色体遗传病患病率与基因频率的关系(以红绿色盲为例)红绿色盲为伴X染色体隐性遗传病，色盲基因b位于X染色体上，男性中色盲占x%，则此地区Xb(男性中的＝女性中的＝人群中的)的基因频率也为x%，此地区女性中色盲率则为(x%)2。基因频率和基因型频率的常用计算方法

例5

(2023·连云港高一期末)在某一地区的遗传学调查中发现，该地区男性红绿色盲人口占该地区男性总人口的7%，且男性群体与女性群体的致病基因频率相等，则推测该地区Xb的基因频率、女性红绿色盲患者的基因型频率分别为A.93%

49% B.7%

49%C.7%

0.49% D.93%

7%√基因频率和基因型频率的常用计算方法

红绿色盲为伴X染色体隐性遗传病，男性群体中红绿色盲患者的比例为7%，则该男性群体中红绿色盲致病基因的频率为7%，即该地区Xb的基因频率也为7%；又因为男性群体和女性群体的该致病基因频率相等，则女性群体中红绿色盲致病基因的频率为7%，女性红绿色盲患者的基因型频率为7%×7%＝0.49%。基因频率和基因型频率的常用计算方法

跟踪训练红绿色盲致病基因a的基因频率为p，在男性和女性中，a的基因频率均为p，①正确，③错误；色盲基因仅位于X染色体上，男性含有色盲基因即患病，男性中色盲患者占p，理论上人群中男女比例为1∶1，色盲男性占p/2，女性两条X染色体上均出现色盲基因才患病，女性中色盲患者占p2，人群中色盲女性占p2/2，②正确，④错误。基因频率和基因型频率的常用计算方法

某基因频率=某基因的总数雌性个体数×2+雄性个体数×100%XY型性别决定的生物，某些基因仅在X染色体上，Y染色体上无等位基因，计算时只计算X染色体上的基因数，不考虑Y染色体。ZW型性别决定也是这样（只计算Z染色体上的基因数）。X染色体的非同源区段上的基因频率计算知识拓展一个种群基因库中的基因频率，在传代中会不会发生变化?一、根据定义直接计算(以人为例)1.若某基因在常染色体上或X、Y染色体同源区段上，则：基因频率和基因型频率的常用计算方法

二、根据基因型频率计算基因频率的方法(针对位于常染色体上或X、Y染色体同源区段上的基因)基因频率和基因型频率的常用计算方法

用数学方法讨论基因频率的变化例：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。思考.讨论(1)该种群产生的A配子和a配子的比值各是多少？(2)子代基因型的频率各是多少？(3)子代种群基因频率各是多少？亲代基因型的比值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%40%60%16%48%36%讨论：3.(2024·丹东高一质检)剧烈的地质变化使某种蛙生活的水体分开，蛙被地理障碍分隔为甲、乙两个种群。多年之后统计两个蛙种群中D和d基因的基因型频率(如表)，并记录乙种群进化过程中另一个基因A的频率变化(如图)。根据下列数据信息得出的结论正确的是跟踪训练基因型XDXDXDXdXdXdXDYXdY甲种群/个20050100180170乙种群/个01602002270基因频率和基因型频率的常用计算方法

跟踪训练D基因在甲种群中的基因频率＝(200×2＋50＋180)÷(200×2＋50×2＋100×2＋180＋170)×100%＝60%，A错误；乙种群中没有基因型为XDXD的个体，最可能原因是XDXD的个体显性纯合致死，乙种群所处环境不利于含D基因的个体延续后代，B错误；在0～Y1年间，A基因频率小于a基因频率，C错误；在Y1～Y3年间，A基因频率发生了变化，说明乙种群发生了进化，D正确。基因频率和基因型频率的常用计算方法

(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%36%Aa60%48%aa10%16%基因频率A60%60%a40%40%36%48%40%16%60%36%48%40%16%60%36%48%40%16%60%

理想状态下，种群中各等位基因的基因频率和等位基因的基因型频率在一代一代的遗传中是稳定不变的，或者说是保持着基因平衡的这就是哈代——温伯格定律，也叫遗传平衡定律。用数学方法讨论基因频率的变化思考.讨论三、根据遗传平衡定律计算基因频率和基因型频率在理想状态下，种群中各等位基因的频率和等位基因的基因型频率在一代一代的遗传中是稳定不变的，或者说是保持着基因平衡的，又称为哈迪—温伯格定律。1.前提：在理想种群中。(1)种群足够大。(2)所有雌、雄个体之间自由交配并产生后代。(3)没有迁入和迁出。(4)没有自然选择。(5)没有基因突变。基因频率和基因型频率的常用计算方法

（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4.遗传平衡定律：雌配子雄配子A(p)a(q)A(p)a(q)AA(p2)Aa(pq)Aa(pq)aa(q2)

AA=p2

Aa=2pq

aa=q2

(p+q)2=p2+2pq+q2=1—理想种群,

种群无法进化种群较小不完全自由交配有迁入、迁出有自然选择基因突变普遍存在现实基因频率发生改变进化对自然界的种群来说，不能满足遗传平衡状态的五个条件种群基因频率会发生变化吗？生物该如何进化呢？遗传平衡群体无法进化怎样进化?先打破平衡种群较小不自由交配有突变有选择有迁入、迁出基因频率发生改变二、种群基因频率的变化

在某一个种群中，已调查得知，隐性性状者（等位基因用A、a表示）占16%，那么该种群的AA、Aa基因型个体出现的概率分别为：A.0.36、0.48B.0.36、0.24C.0.16、0.48D.0.48、0.36A例2：人类的苯丙酮尿症是代谢疾病，由隐性基因控制。如果群体的发病率是1/100，表现型正常的夫妇，妻子为该病携带者，生出患苯丙酮尿症小孩的概率是？1/22牛刀小试运用遗传平衡公式计算基因频率2.计算公式：当等位基因只有两个(设为A、a)时，设p表示A的基因频率，q表示a的基因频率，则：基因型AA的频率＝p2；基因型Aa的频率＝2pq；基因型aa的频率＝q2；(p＋q)2＝p2＋2pq＋q2＝1。若已知某种纯合子的基因型频率，即可直接开方求出相应基因的频率。如在进行有性生殖的理想种群中，某种群隐性性状(aa)的频率为1%，则a的基因频率为10%。基因频率和基因型频率的常用计算方法

例4

一个随机交配的足够大的种群中，某一相对性状(由基因A、a控制)中显性性状的基因型的频率是36%，则下列说法错误的是A.该种群繁殖一代后杂合子(Aa)的基因型频率是32%B.显性基因的基因频率小于隐性基因的基因频率C.若该种群基因库中的基因频率发生变化，说明一定发生了基因突变D.若该种群中A基因的频率为40%，则表现为A基因所控制的性状的个体

在种群中占64%√基因频率和基因型频率的常用计算方法

根据题意可知，aa的基因型频率为1－36%＝64%，根据遗传平衡定律，a的基因频率为80%，A的基因频率为20%，该种群繁殖一代后杂合子(Aa)的基因型频率是32%，A、B正确；种群的基因频率发生变化，说明生物发生了进化，但不一定发生了基因突变，C错误；若A的基因频率为40%，则a的基因频率为60%，表现为A基因所控制的性状的个体(AA、Aa)在种群中所占的比例为(40%)2＋2×40%×60%＝64%，D正确。基因频率和基因型频率的常用计算方法

1.变异的类型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：由环境因素导致，未改变遗传物质突变生物进化的原材料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，它为什么还能够作为生物进化的原材料呢？原因：种群是由许多个体组成的，每个个体的每一个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。【任务2】阅读课本p112，

完成下列问题：(1)种群基因频率发生改变的条件为？(2)可遗传变异包括？(3)生物自发突变的频率很低，而且许多突变是有害的，那么，它为什么还能够作为生物进化的原材料呢？阐明自然选择对种群基因频率变化的影响(4)突变的有害和有利主要取决于什么因素？并举例说明。二、种群基因频率的变化

阐明自然选择对种群基因频率变化的影响【任务2】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。实例:

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，对一个中等大小的果蝇种群（约有108个个体）来说，每一代出现的基因突变数将是：

。2×1.3×104×10-5×108=2.6×107（个）二、种群基因频率的变化

基因突变新的等位基因多种多样的基因型基因重组种群中出现大量随机的、不定向的可遗传变异形成生物进化丰富的材料突变（基因突变和染色体变异）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】阐明自然选择对种群基因频率变化的影响【任务2】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?二、种群基因频率的变化

2.可遗传变异的特点和作用例果蝇1组染色体上约有1.3×104基因，假定每个基因的突变率都为10-5，对一个中等大小的果蝇种群（约有108个个体）来说，那么每一代出现的基因突变数将是多少呢？2×1.3×104×10-5×108=2.6×107（个）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。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。3.利害性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。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？①特点：随机性，不定向性。②作用：突变和基因重组提供生物进化的原材料，但不能决定生物进化的方向2.可遗传变异的特点和作用例：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。突变的有害和有利也不是绝对的，这往往取决生物的生存环境。实例:有翅的昆虫中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下去。但是在经常刮大风的海岛上，这类昆虫却因为不能飞行而避免了被海风吹到海里淹死。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？思考：突变产生的变异有利或有害是绝对的吗？阐明自然选择对种群基因频率变化的影响【任务2】二、种群基因频率的变化

探究•实践英国的曼彻斯特地区有一种桦尺蛾。它们夜间活动，白天休息在树干上。杂交实验表明，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。探究自然选择对种群基因频率变化的影响

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蛾黑色树干上的桦尺蛾基因类型黑色（S）浅色（s）

工业革命前（19世纪中叶以前）5%以下95%以上

工业革命后（20世纪中叶）95%以上5%以下1.提出问题：桦尺蛾种群中s基因（决定浅色性状）的频率为什么越来越低呢?2.作出假设：黑褐色的生活环境，不利于浅色桦尺蛾的生存，对黑色桦尺蛾生存有利，这种环境的选择作用使该种群的s基因的频率越来越低，即自然选择使桦尺蛾种群的基因频率发生了定向改变。3.创设数字化问题情境：

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？提示：不同年份该种群个体总数可能有所变化。探究•实践探究自然选择对种群基因频率变化的影响

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%4.制定并实施研究方案假设该种群共有100个个体，则在第一年中SS：10个Ss：20个ss:70个第二年时，由于浅色个体每年减少10%，黑色个体每年增加10%SS：10x（1+10%）=11个

Ss：20x（1+10%）=22个

ss:70x（1-10%）=63个SS+Ss+ss=96个SS：11/96=11.5%

Ss：22/96=22.9%

ss:63/96=65.6%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%S=SS+1/2Sss=ss+1/2Ss4.制定并实施研究方案假设该种群共有100个个体，则在第一年中SS：10个Ss：20个ss:70个第二年时，由于浅色个体每年减少10%，黑色个体每年增加10%SS：10x（1+10%）=11个

Ss：20x（1+10%）=22个

ss:70x（1-10%）=63个SS+Ss+ss=96个SS：11/96=11.5%

Ss：22/96=22.9%

ss:63/96=65.6%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%S=SS+1/2Sss=ss+1/2Ss13.0%26%61.0%26.0%74.0%探究自然选择对种群基因频率变化的影响探究.实践4.制定并实施研究方案：1.创设数字化的问题情境。2.计算，将计算结果填入表中。

3.根据计算结果，对环境的选择作用的大小进行适当调整，比如，把浅色个体每年减少的数量百分比定高些，重新计算种群基因型频率和基因频率的变化，与步骤2中所得数据进行比较。假如树干变黑使得浅色个体每年减少10%，黑色个体每年增加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S（黑）20%23%S（浅）80%77%升高降低13.1%26%60.9%26.1%73.9%14.7%29.2%56.1%29.3%70.7%5.分析结果，得出结论：计算结果支持上述假设，在自然环境的选择作用下，该种群的S基因的频率逐年上升，控制浅色的s基因频率逐年下降，这说明自然选择可以使种群的基因频率发生定向改变。探究•实践探究自然选择对种群基因频率变化的影响S（深色）基因的频率逐渐上升，s（浅色）基因的频率逐渐下降；在黑色背景下，浅色桦尺蛾被天敌发现和捕食的几率大于黑色的桦尺蛾，但不影响桦尺蛾的生存和繁殖，直接受选择的是表型。在自然选择的作用下，可以使基因频率发生定向改变，决定生物进化的方向。5.分析结果6.得出结论探究自然选择对种群基因频率变化的影响探究.实践根据教材P112～113“探究·实践”提供的资料，回答下列问题：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)而不是控制体色的基因。(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？(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。探究•实践探究自然选择对种群基因频率变化的影响

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？三、自然选择对种群基因频率变化的影响

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不断提高；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下降。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：种群基因频率在自然选择作用下的定向改变。归纳总结探究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%26.0%29.3%14.6%56.1%60.9%26.1%73.9%29.3%13.1%4.制定并实施研究方案升高降低根据资料分析，决定桦尺蛾种群基因频率定向改变是什么？为什么？自然选择。因为在自然选择的作用下，具有有利变异的个体有更多机会产生后代，种群中相应基因的频率会不断提高；相反，具有不利变异的个体保留下来的机会少，相应基因的频率会下降。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（作用于个体表型）突变和基因重组（不定向）自然选择（定向）种群基因频率的定向改变（非基因型频率）易错易混1.举例说明什么是种群、种群基因库、基因频率。2.阐明种群是生物繁殖和进化的基本单位。3.用数学方法计算种群的基因频率和基因型频率，构建遗传平衡定律的数学模型。4.阐述突变和基因重组是生物进化的原材料。本节聚焦

种群基因组成的变化(1)种群和种群基因库种群(2)种群基因频率的变化种群基因库概念:生活在一定区域的同种生物全部个体的集合实例:一片树林中的全部猕猴，一片草地上的所有蒲公英.概念:一个种群中全部个体所含有的全部基因基因频率:在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比值.决定因素:基因库大小与种群中基因总数呈正相关，与基因种类无关。(3)自然选择对种群基因频率变化的影响➡可遗传的变异来源②基因突变①基因重组③染色体变异突变➡生物进化的实质：种群基因频率在自然选择作用下的定向改变。4.大熊猫(性别决定类型为XY型)属于食肉目动物，但在进化过程中食性发生了很大变化，现在主要以竹子为食。若一个处于遗传平衡中的野生大熊猫种群中雌雄比例为1∶1，D的基因频率为80%，d的基因频率为20%。下列相关叙述错误的是A.该大熊猫种群内所有个体含有的全部基因，构成了该种群的基因库B.若等位基因D/d位于常染色体上，则该大熊猫种群中Dd个体占16%C.大熊猫在进化过程中食性发生了很大变化与自然选择导致种群基因频率发生

定向改变有关D.若等位基因D/d位于X染色体上，则该大熊猫种群中基因型为XdY的个体占10%跟踪训练√基因频率和基因型频率的常用计算方法

①外因:

。②内因:

。

，

。自然选择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(2)自然选择决定生物进化的方向(1)影响种群基因频率变化的因素不定向变异自然选择通过生存斗争实现不利变异(基因)有利变异(基因)被淘汰多次选择和积累，通过遗传种群的基因频率定向改变生物定向进化(3)进化的实质是种群基因频率的改变。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生物进化的方向是定向的。(4)进化中的定向与不定向二、种群基因频率的变化

1.从基因水平看，生物进化的过程就是种群基因频率发生定向改变的过程。判断下列相关表述是否正确。(1)某地区红绿色盲患者在男性中约占8%，在女性中约占0.64%，由此可知，红绿色盲基因Xb的基因频率约为8%。（）(2)基因频率变化是由基因突变和基因重组引起的，不受环境的影响。（）(3)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。（）×√√2.种群是物种在自然界的存在形式，也是一个繁殖单位。下列生物群体中属于种群的是（）A.一个湖泊中的全部鱼B.一片森林中的全部蛇C.一间屋中的全部蟑螂D.卧龙自然保护区中的全部大熊猫D跟踪训练若等位基因D/d位于常染色体上，根据遗传平衡定律可知，则该大熊猫种群中基因型为Dd的个体占20%×80%×2＝32%，B错误；生物进化的实质是种群基因频率的改变，据此可推测大熊猫在进化过程中食性发生了很大变化与自然选择导致种群基因频率发生定向改变有关，C正确；若等位基因D/d位于X染色体上，则雄性中XdY所占比例等于d的基因频率，为20%，由于雌雄比例为1∶1，则该大熊猫种群中基因型为XdY的个体占20%×1/2＝10%，D正确。基因频率和基因型频率的常用计算方法

1.举出人为因素导致种群基因频率定向改变的实例。如选择育种和杂交育种。2.如果将一个濒临灭绝的生物种群释放到一个新的环境中，那里有充足的食物，没有天敌，这个种群将发生怎样的变化？请根据所学知识作出预测。如果气候条件等其他条件也合适，并且这个种群具有一定的繁殖能力，该种群的个体总数会迅速增加。否则，也可能仍然处于濒危状态甚至灭绝。3.碳青霉烯类抗生素是治疗重度感染的一类药物。下表为2005-2008年，该类抗生素在某医院住院患者中的人均使用量，以及从患者体内分离得到的某种细菌对该类抗生素的耐药率变化。据表回答下列问题。(1)这种细菌耐药率的变化与抗生素的使用量之间是否存在关联？依据是什么?二者存在正相关的关系。依据是调查数据。(2)试从进化的角度解释耐药率升高的原因。随着抗生素人均使用量的增加，不耐药的细菌生存和繁殖的机会减少，耐药菌生存和繁殖的机会增加，耐药性基因在细菌种群中的基因频率逐年上升。(3)我国卫生部门建立了全国抗菌药物临床应用监测网和细菌耐药监测网，并要求医疗机构开展细菌耐药监测工作，建立细菌耐药预警机制。例如，当某抗菌药物的主要目标细菌耐药率超过30%时，医疗机构应及时将这一预警信息进行通报。请分析这一要求的合理性。由于细菌繁殖很快，耐药率的上升速度也较快，因此需要加强监控。我国卫生部门建立了相关检测机制，说明党和政府关注民生。医疗机构及时通报预警信息，有利于全国各医院机构共同及时采取措施，如更换新的抗生素类药物将细菌耐药率控制在低水平。(4)人类不断研发和使用新的抗生素，细菌对新药的耐药性也在不断提高，二者之间仿佛发生了一场竞赛。作为这场竞赛的参与者，你可以做些什么呢?合理使用抗生素，防止滥用抗生素。为什么滥用抗生素会形成超级细菌？1.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。2.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。3.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•实践三、自然选择对种群基因频率变化的影响

4.方法步骤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）对照组、实验组分别是？②③④完全一样的目的是什么？自变量：因变量：有无抗生素细菌是否被杀死（有无抑菌圈）探究抗生素对细菌的选择作用(视频)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。三、自然选择对种群基因频率变化的影响

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？为什么要从抑菌圈边缘菌落挑取细菌？抑菌圈边缘生长的细菌可能是耐药菌。（直径越大，抗生素的作用越

）强4.37℃倒置培养培养12~16h4.方法步骤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②~⑤三、自然选择对种群基因频率变化的影响

5.结果和结论结果：在培养基上是否有细菌生长?在放有抗生素纸片的区域呢?有无结论：在连续培养几代后：（1）抑菌圈的直径发生了什么变化？越来越小抗生素对细菌抑制作用越来越弱，抗生素对细菌有选择作用（2）这说明抗生素对细菌产生了什么作用？1.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代三、自然选择对种群基因频率变化的影响

讨论2.你的数据结果是否支持“耐药菌是普遍存在的”这一说法？支持。抗生素只有筛选的作用，不会影响变异的发生。3.在本实验条件下，耐药菌所产生的变异是有利的还是有害的？有利，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。4.滥用抗生素有什么后果？促进耐药菌的产生。1.为什么要从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌？抑菌圈边缘生长的细菌可能是耐药菌。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。三、自然选择对种群基因频率变化的影响

情境引入骡的由来骡子与它们的父母是同一物种吗？骡子是否是一个物种？什么是物种？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。思考：(1)骡子是一个新物种吗？为什么？(2)全世界的人是一个物种吗？为什么？(3)二倍体西瓜和四倍体西瓜是不是同一物种？为什么？(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。结婚能产生可育的后代。不是，因为它不能繁殖后代。是一个物种，属于两个种群。不是因为后代三倍体西瓜不可育。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+一、隔离在物种形成中的作用

（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一、隔离在物种形成中的作用

项目种群物种范围判断标准联系由分布在不同区域内的同种生物的许多种群组成。一定区域内的同种生物的所有个体。种群必须具备“三同”，即同一时间、同一地点、同一物种主要是具有一定的形态结构、生理功能和在自然条件下能自由交配并且产生可育后代（无生殖隔离）。(1)一个物种可以包括许多种群；(2)同一个物种的多个种群之间存在着地理隔离，长期发展下去可成为不同的亚种，进而可能形成多个新物种。归纳比较种群和物种的区别与联系2.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。不同物种之间一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能产生可育的后代，这种现象叫做生殖隔离。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，叫做地理隔离。生殖隔离地理隔离隔离概念：类型：2.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。一、隔离在物种形成中的作用

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）+不可育一、隔离在物种形成中的作用

地理隔离导致产生两个鼠种群的示意图

在一个山谷中，生活着一个鼠种群。雌鼠和雄鼠之间可以自由交配，繁衍后代。后来一条大河出现。思考并回答如下问题：（1）当这群鼠被大河分开后它们是一个种群还是两个种群呢？（2）如果大河很快干涸，两群老鼠还能交配吗？两个可以（3）若是几千年后，大河才干涸，它们发现彼此大不相同。它们之间还能繁殖后代吗?这说明什么？（4）是什么原因造成同一物种分化成不同类型的新种？有可能产生了生殖隔离不能产生后代。说明地理隔离可能导致生殖隔离。隔离使同种但不同种群间的个体在自然条件下不能发生基因交流。实例分析：习题检测2.在自然界，狮和虎是不可能相遇的。在动物园里，一般也将这两种动物

分开圈养。近年来才出现将它们的幼崽放在一起饲养的做法，目的是获得

有观赏价值的杂交后代——狮虎兽或虎狮兽，你对这种做法有什么看法？

从科学研究角度看，这样做可以帮助人们更多地了解生命的奥秘；从生命伦理角度看，狮虎杂交后代中容易出现免疫力低、天折的个体，这些个体会承受一定的痛苦，因此这种做法不宜提倡；从生物学角度看，狮和虎的自然分布区不同，狮分布在草原上，虎分布在森林里，动物园饲养狮和虎时，应尽量提供符合它们天然分布区和习性特点的生活环境，将二者分区域饲养，以体现对自然和生命的尊重。鼠种群的个体，一半在河这边，一半在河那边。就这样过了几千年。后来，河流干涸了，两个鼠种群又相遇了。它们发现彼此大不相同。它们之间还能繁殖后代吗在一个山谷中，有一个鼠种群“快乐”地生活着。雌鼠和雄鼠之间可以自由交配，繁衍后代。后来由于地质和气候的变化，山谷中形成一条汹涌的大河。地理隔离和生殖隔离有没有什么联系呢不能地理隔离生殖隔离长期

这是达尔文在环球考察中观察到的现象。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。

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。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。

这些岛屿是500万年前由海底的火山喷发后形成的，比南美洲大陆的形成晚得多。因此，可以推测这些地雀的共同祖先来自南美洲大陆，以后在各个岛屿上形成了不同的种群。3.隔离在物种形成中的作用3、隔离在物种形成中的作用加拉帕戈斯群岛是太平洋中靠近南美洲的一群火山岛，达尔文在环球考察时曾从这里发现有13种地雀，它们喙的差别很大，不同种之间存在生殖隔离。达尔文推测这些地雀最初来自南美大陆，以后在各个岛屿上形成了不同的种群。是什么原因导致每个岛上的地雀种类不同呢？一、隔离在物种形成中的作用

讨论：1.设想南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。这两个种群的个体数量都不多。它们的基因频率一样吗？2.不同岛屿上的地雀种群，产生突变的情况一样吗？由于这两个种群的个体数量都不够多，基因频率可能是不一样的。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着不同的方向改变。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。3.隔离在物种形成中的作用

结合加拉帕戈斯群岛上13种地雀的形成过程，试将以下词句进行合理的排序，找出新物种形成的基本规律。A.基因库出现差异B.地理隔离C.生殖隔离D.阻断基因交流E.新物种F.突变、基因重组H.自然选择I.基因频率发生定向改变地理隔离出现不同的突变和基因重组各个岛上的自然选择不同不同种群基因频率朝着不同方向发生改变不同种群的基因库形成明显的差异逐步出现生殖隔离新物种的形成阻断基因交流地理隔离是形成物种的量变阶段，长期地理隔离可能产生生殖隔离；生殖隔离是形成物种的质变阶段，是新物种形成的标志隔离是物种形成的必要条件。包括地理隔离和生殖隔离3.隔离在物种形成中的作用地雀祖先甲岛地雀乙岛地雀丙岛地雀丁岛地雀……甲岛地雀1乙岛地雀2丙岛地雀3丁岛地雀4……地理隔离不同不同有差异生殖隔离不同物种阻断基因交流基因频率向不同方向发生改变久而久之形成明显差异突变和基因重组

自然选择

种群基因库改变渐变式隔离是物种形成的必要条件长期的地理隔离会导致生殖隔离的出现。生殖隔离是物种形成的标志。出现一、隔离在物种形成中的作用

地理隔离和生殖隔离的比较◆地理隔离是物种形成的量变阶段，生殖隔离是物种形成的质变阶段。◆图中A属于地理隔离，一旦发生某种地质变化，两个分开的小种群若重新相遇，可以再融合在一起。◆图中B属于生殖隔离，一旦形成就保持物种间基因的不可交流性，从而保证了物种的相对稳定。一、隔离在物种形成中的作用

①_______________为生物的进化提供原材料。②_______________决定生物进化的方向。③_______________是物种形成的必要条件。突变和基因重组自然选择隔离4.物种形成的三个基本环节突变和基因重组自然选择改变种群基本因频率基因库的差别积累时间地理隔离导致种群间生殖隔离标志物种形成3.隔离在物种形成中的作用经过漫长的地理隔离,一定会形成生殖隔离吗?

新物种形成一定要经过地理隔离吗?任务：阅