6.3種群基因組成的變化與物種的形成第六章生物的進化學習目標1、清楚種群、種群基因庫、基因頻率等概念。2、運用數(shù)學方法討論種群基因頻率的變化。3、闡明自然選擇對種群基因頻率變化的影響。4、說明隔離在物種形成中的作用問題探討2.超猴使其所在的群體強大起來，但他卻沒有合適伴侶孤獨一生，其死后獼猴群體又恢復到原來的樣子，這能不能說獼猴群體進化了？3.假如超猴降低一點擇偶標準，與普通雌性交配生小猴子。當超猴死去，多年之后，超猴的表型（基因）能不能在群體中擴散開來？假定獼猴群體中有一只雄性個體發(fā)生了變異（超猴），變異使其在生存斗爭中獲得了優(yōu)勢。

是生物進化的基本單位種群生活在

的

全部個體的集合1、種群：☆種群特點：是可進行基因交流的群體，是生物繁殖與進化的基本單位。一.種群和種群基因庫同種生物一定區(qū)域一片草地上的成年梅花鹿（）一個草地上的所有蒲公英（）一個湖泊中的全部魚（）菜市場上所有大白菜（）判斷一片水田上的所有水稻一片樹林中的全部獼猴×√××一.種群和種群基因庫種群在繁衍過程中，個體有新老交替，基因卻代代相傳。2.基因庫：一個種群中全部個體所含有的全部基因。一.種群和種群基因庫每個個體所含的基因只是基因庫的一部分個體數(shù)目越多、個體間差異越大，該種群基因庫

。越大3.基因頻率：在一個種群基因庫中，某個基因占

數(shù)的比值。一.種群和種群基因庫全部等位基因A基因頻率=×100%2×AA＋Aa2(AA＋Aa＋aa)=60%=40%a基因頻率方法一：已知基因型個體數(shù)求基因頻率基因頻率＝該基因的總數(shù)該等位基因的總數(shù)×100%例：從種群中隨機抽出100個個體，測知基因型為AA、Aa和aa的個體分別是30、60和10個。那么A和a的基因頻率是多少?例1已知人的褐眼(A)對藍眼(a)是顯性。在一個有30000人的群體中，藍眼的有3600人，褐眼的有26400人(其中純合子有12000人)。那么，在這個人群中A、a的基因頻率分別是A.64%和36%

B.36%和64%

C.50%和50%

D.82%和18%A習題鞏固大本P88方法二：已知基因型頻率求基因頻率基因頻率：在一個種群基因庫中，某個基因占全部等位基因總數(shù)的比值。一.種群和種群基因庫

基因頻率＝純合子頻率+1/2雜合子頻率【練】AA、Aa、aa的個體分別占24%、72%、4%、那么A、a的基因頻率是多少？（）

A.36%和64%B.57%和43%C.24%和72%D.60%和40%D方法二：已知基因型頻率求基因頻率一.種群和種群基因庫

基因頻率＝純合子頻率+1/2雜合子頻率例3

某小麥種群中TT個體占20%，Tt個體占60%，tt個體占20%，由于某種病害導致tt個體全部死亡，則病害發(fā)生前后該種群中T的基因頻率分別是A.50%、50%

B.50%、62.5%

C.62.5%、50%

D.50%、100%B7．金霉素（一種抗生素）可抑制tRNA

與

mRNA

的結合，該作用直接影響的過程是（）A.DNA

復制

B．轉錄

C、翻譯

D.

逆轉錄8．兔的脂肪白色（F）對淡黃色（f為顯性，由常染色體上一對等位基因控制。某兔群由500

只純合白色脂肪兔和

1500

只淡黃色脂肪兔組成，F(xiàn)、f的基因頻率分別是（）

A.15%、85%

B.25%、75%

C.35%、65%

D.45%、55%

BC10．孔雀魚雄魚的魚身具有艷麗的斑點，斑點數(shù)量多的雄魚有更多機會繁殖后代，但也容易受到天敵的捕食，關于種群中雄魚的平均斑點數(shù)量，下列推測錯誤的是（）A.

缺少天敵，斑點數(shù)量可能會增多B.

引入天敵，斑點數(shù)量可能會減少C.

天敵存在與否決定斑點數(shù)量相關基因的變異方向D.

自然環(huán)境中，斑點數(shù)量增減對雄魚既有利也有弊C11．白菜型油菜（2n=20）的種子可以榨取食用油（菜籽油）。為了培育高產新品種，科學家誘導該油菜未受精的卵細胞發(fā)育形成完整植株

Bc。下列敘述錯誤的是（）A.Bc

成熟葉肉細胞中含有兩個染色體組B.

將

Bc

作為育種材料，能縮短育種年限

C.

秋水仙素處理

Bc幼苗可以培育出純合植株D.

自然狀態(tài)下

Bc因配子發(fā)育異常而高度不育A習題鞏固方法三：若某基因只位于X染色體上某基因的數(shù)目雌性個體數(shù)×2+雄性個體數(shù)×100%基因頻率=例2在一次紅綠色盲的調查中，共調查男女各200名，調查發(fā)現(xiàn)，女性紅綠色盲基因的攜帶者有15人，患者有5人，男性患者有11人。那么這個群體中紅綠色盲基因的頻率是A.4.5%

B.6%

C.9%

D.7.8%√大本p88習題鞏固變式3.在男女學生比例均等的某校學生中，有紅綠色盲患者占4.5%，且全為男性，紅綠色盲基因攜帶者占7%，在該校學生中的色盲基因頻率是A.11.5%

B.7.7%

C.8%

D.4.54%√大本p87在對某工廠職工進行遺傳學調查時發(fā)現(xiàn)，在男女各400名職工中，女性色盲基因的攜帶者為30人，患者為10人，男性患者為22人。那么這個群體中色盲基因的頻率為()A.4.5％B.5.9％C.6％D.9％2.C

1.假設的昆蟲群體滿足以下五個條件：①昆蟲群體數(shù)量足夠大②全部的雌雄個體間都能自由交配并能產生后代③沒有遷入與遷出④AA、Aa、aa三種基因型昆蟲的生存和繁殖能力均等（自然選擇對A、a控制的翅型性狀沒作用）⑤A和a都不產生突變,即沒有基因突變和染色體變異思考·討論——用數(shù)學方法討論基因頻率的變化根據(jù)孟德爾的分離定律計算。(1)該種群產生的A配子和a配子的比值各是多少？(2)子代基因型的頻率各是多少？

(3)子代種群的基因頻率各是多少？親代基因型比值AA(30%)Aa(60%)aa(10%)配子的比值A()A()a()a()A()a()子代基因型頻率AA()Aa()aa()子代基因頻率A()a()36%16%48%60%40%30%10%30%30%60%40%思考·討論——用數(shù)學方法討論基因頻率的變化親代子一代子二代子三代基因型頻率AA30%Aa60%aa10%基因頻率A60%a40%36%48%16%60%40%60%60%40%40%36%36%48%48%16%16%種群的基因頻率會同子一代一樣

這樣的種群：①自由交配時，基因頻率

，基因型頻率

。②若為自交，基因頻率

，基因型頻率

。不變

不變（4）子二代、子三代以及若干代以后，種群的基因頻率會同子一代一樣嗎？不變

改變純合子增多雜合子減少

3.遺傳平衡定律（哈代—溫伯格定律）：一.種群和種群基因庫當群體滿足以下五個條件：種群的基因頻率將不會改變。設A

的基因頻率為

p，a的基因頻率為q；則

p+q=1

，且：(p+q)2=p2+2pq+q2AA基因型頻率Aa基因型頻率

aa基因型的頻率①種群數(shù)量足夠大；②所有雌雄個體間都能自由交配并產生后代；③沒有遷入與遷出；④沒有自然選擇

不發(fā)生突變遺傳平衡定律（哈代-溫伯格定律）：雌配子雄配子A(p)a(q)A(p)a(q)AA(p2)Aa(pq)Aa(pq)aa(q2)方法四：利用遺傳平衡定律計算基因頻率

遺傳平衡所指的種群是理想種群，在自然條件下，這樣的種群是不存在的。這說明在自然界中，種群的基因頻率遲早要發(fā)生變化，也就是說種群的進化是必然的?！揪殹吭谀骋环N群中，經過調查得知，隱性性狀（等位基因用A、a表示）約占9％，那么該性狀的AA、Aa基因型個體出現(xiàn)的頻率分別約為（）A.0.9、0.82B.0.36、0.55C.0.49、0.42D.0.18、0.73C

3.遺傳平衡定律的應用一.種群和種群基因庫(p+q)2=p2+2pq+q2某人群中某常染色體顯性遺傳病的發(fā)病率為19%，一對夫婦中妻子患病，丈夫正常，他們所生的子女患該病的概率是（）A.9/19B.10/19C.1/19D.1/21.B3.某常染色體隱性遺傳病在人群中的發(fā)病率為1%，色盲在男性中的發(fā)病率為7%?，F(xiàn)有一對表現(xiàn)正常的夫婦，妻子為該常染色體遺傳病致病基因和色盲致病基因攜帶者。那么，他們所生孩子同時患上述兩種遺傳病的概率是√例5

在某植物種群中，AA個體占16%，aa個體占36%，該種群隨機交配產生的后代中AA個體百分比、A基因頻率和自交產生的后代中AA個體百分比、A基因頻率的變化依次為A.增大，不變；不變，不變B.不變，增大；增大，不變C.不變，不變；增大，不變D.不變，不變；不變，增大√4.某植物種群中，AA基因型個體占30%，aa基因型個體占20%，若該種群植物自交，后代中AA、aa基因型個體出現(xiàn)的頻率以及A、a的基因頻率分別是A.55%、45%、45%、55%B.42.5%、32.5%、45%、55%C.55%、45%、55%、45%D.42.5%、32.5%、55%、45%√123456思考·討論——用數(shù)學方法討論基因頻率的變化2.對于自然界的種群來說，這5個條件都成立嗎？原因是什么？3.如果該種群出現(xiàn)新的等位基因A2（A/a的等位基因），種群的基因頻率會發(fā)生變化嗎？基因A2的頻率可能會怎樣變化？提示：突變產生的新基因會使種群的基因頻率發(fā)生變化?；駻2的頻率是增加還是減少，要看這一突變對生物體是有益還是有害的，這取決于生物生存的環(huán)境。殘翅：正常環(huán)境下：不利變異大風環(huán)境下：有利變異四、運用男性基因型頻率計算該地區(qū)X染色體上基因頻率(以紅綠色盲為例)紅綠色盲為伴X染色體隱性遺傳病，色盲基因b位于X染色體上，男性中色盲占x%，則此地區(qū)Xb(男性中的＝女性中的＝人群中的)的基因頻率也為x%，此地區(qū)女性中色盲率則為(x%)2。例6與外界隔離的某島嶼上，經調查該地區(qū)居民中白化病的致病基因頻率為a，紅綠色盲的致病基因頻率為b，抗維生素D佝僂病的致病基因頻率為c，下列有關敘述不正確的是解析女性個體中同時患紅綠色盲和抗維生素D佝僂病的占b2(2c－c2)，D錯誤?！虩o法進化先打破平衡遺傳平衡生物怎么進化？種群較小不自由交配有突變有選擇有遷入、遷出基因頻率發(fā)生改變生物進化標志：種群基因頻率發(fā)生改變。基因突變（新的等位基因）染色體變異基因重組不能遺傳的變異可遺傳的變異變異二.種群基因頻率的變化思考：基因重組和染色體變異能不能引起種群基因頻率的變化？都可以引起種群基因頻率的改變突變生物進化的原材料生物自發(fā)突變的頻率很低，且大多數(shù)突變對生物體是有害的，它為何還能作為生物進化的原材料呢？【例如】果蠅1組染色體上約有1.3×104個基因，假定每個基因的突變頻率都為10-5，對一個約有108個個體的果蠅種群來說，每一代出現(xiàn)的基因突變數(shù)是：每個果蠅的基因數(shù)：_______2x1.3x104x10-5x1082x1.3x104每個果蠅的突變基因數(shù)：___________2x1.3x104x10-51個果蠅種群的突變基因數(shù)：___________=2.6x107（個）突變的多害少利是絕對的嗎？不是，利和害是相對于環(huán)境而言的種群基因頻率的改變是否也是不定向的？自然選擇對種群基因頻率變化的影響三.自然選擇對種群基因頻率變化的影響英19世紀曼徹斯特英20世紀曼徹斯特樺尺蠖樺尺蠖探究·實踐5%以下

S(黑色)基因頻率：

95%以上提出問題：樺尺蛾種群中S基因的頻率為什么越來越高？做出假設：根據(jù)所學知識做出假設：__________________________________________________________________討論探究思路：創(chuàng)設數(shù)字化情境：1870年，樺尺蛾種群基因型頻率為SS10%，Ss20%，ss70%。假定樹干變黑不利于淺色樺尺蛾的生存，使得淺色個體每年減少10%，黑色個體每年增加10%。探究·實踐由于環(huán)境改變，樺尺蠖的灰色（ss）不適應環(huán)境而被淘汰，將計算結果填入下表：第1年第2年第3年第4年……基因型頻率SS10%11.5%Ss20%22.9%ss70%65.6%基因頻率S20%23%s80%77%探究·實踐26%60.9%26.1%73.9%13.1%70.7%29.2%14.7%56.1%29.3%升高降低樺尺蠖的灰色（ss）不適應環(huán)境而被淘汰，導致基因s頻率不斷降低，基因S的頻率升高。結論：1.樹干變黑會影響樺尺蛾種群中淺色個體的出生率嗎？為什么？2.在自然選擇過程中，直接受選擇的是基因型還是表型？為什么？會。因為樹干變黑后，淺色個體容易被發(fā)現(xiàn)，被捕食的概率增加，許多淺色個體可能在沒有交配，產卵前就已被天敵捕食，導致其個體數(shù)減少，影響出生率。直接受選擇的是表型（體色），而不是基因型，基因型并不能在自然選擇中起直接作用，因為天敵在捕食樺尺蛾時，看到的是樺尺蛾的體色而不是控制體色的基因。淘汰不利變異基因，積累有利變異基因。探究·實踐不利變異被淘汰，有利變異逐漸積累自然選擇種群基因頻率發(fā)生定向改變生物朝一定方向緩慢進化變異（不定向）（定向）生物進化的實質是種群基因頻率的定向改變。三.自然選擇對種群基因頻率變化的影響自然選擇決定生物進化的方向課堂總結生物進化的基本單位生物進化的實質生物進化的原材料決定生物進化的方向種群基因頻率的改變突變和基因重組自然選擇4.下列關于生物變異和生物進化的敘述中，正確的是A.變異都能為生物進化提供原材料B.自然選擇決定了生物進化的方向C.只有基因突變才能導致種群基因頻率發(fā)生改變D.抗生素的使用使病原體產生了適應性的變異123456√1.某海島上因為經常有大風天氣，某種昆蟲中無翅的或翅特別發(fā)達的個體比翅普通（中間型）的更易生存，長此以往形成了現(xiàn)在的無翅或翅特別發(fā)達的表型占絕對優(yōu)勢的昆蟲種群。下列分析正確的是（）A.大風導致昆蟲出現(xiàn)無翅和翅特別發(fā)達的變異 B.昆蟲翅的全部基因構成了該種群的基因庫C.大風在昆蟲翅的進化過程中起選擇作用 D.無翅昆蟲與翅特別發(fā)達的昆蟲組成了兩個種群C鞏固練習2．一只果蠅的突變體在21℃的氣溫下，生存能力很差，但是，當氣溫上升到25.5℃時，突變體的生存能力大大提高。這說明（）A．突變是不定向的B．突變是隨機發(fā)生的C．突變的有害或有利取決于環(huán)境條件D．環(huán)境條件的變化對突變體都是有害的C6.3種群基因組成的變化與物種的形成-【新教材】人教版（2019）高中生物必修二課件(共35張PPT)6.3種群基因組成的變化與物種的形成-【新教材】人教版（2019）高中生物必修二課件(共35張PPT)鞏固練習實驗原理：一般情況下，一定濃度的抗生素會殺死細菌，但變異的細菌可能產生耐藥性。探究·實踐—探究抗生素對細菌的選擇作用1.用記號筆將培養(yǎng)皿分區(qū)。2.將大腸桿菌均勻涂布在培養(yǎng)基上。3.將含抗生素的紙片和不含抗生素的紙片置于不同的分區(qū)，蓋上皿蓋。4.培養(yǎng)皿倒置，37℃培養(yǎng)12h。觀察培養(yǎng)基上大腸桿菌生長情況。5.挑起抑菌圈邊緣的菌落，重復幾代，測定抑菌圈的直徑方法步驟：實驗結果和結論：抑菌圈的直徑逐代縮小說明通過抗生素的選擇作用，細菌中的耐藥性類型越來越多。組別抑菌圈直徑/cm第一代第二代第三代12.261.891.6222.411.911.6732.421.871.69平均值2.361.891.66探究·實踐—探究抗生素對細菌的選擇作用3、超級細菌是指對多數(shù)抗生素耐藥的細菌，能讓抗生素失效造成人體嚴重感染。下列關于超級細菌的敘述不符合達爾文進化觀點的是（）A．超級細菌對多數(shù)抗生素具有耐藥性，是抗生素不斷選擇的結果B．細菌中原來就存在對抗生素具有耐藥性的個體C．抗生素的選擇和細菌的變異都是定向的D．新品種抗生素的使用會影響超級細菌的進化

C鞏固練習2．農業(yè)生產中長期使用某種殺蟲劑后，害蟲的抗藥性增強，殺蟲效果下降，原因是(

)A．殺蟲劑誘發(fā)了害蟲抗藥性基因的產生B．殺蟲劑對害蟲具有選擇作用，使抗藥性害蟲的數(shù)量增加C．殺蟲劑能誘導害蟲分解藥物的基因大量表達D．抗藥性強的害蟲所產生的后代具有很強的抗藥性B鞏固練習(3)用上述最有效的抗生素對細菌進行處理，并測定細菌數(shù)量變化，如圖2所示。①向培養(yǎng)基中加抗生素的時刻為___點。②細菌種群進化是定向的，而變異是________，細菌的抗藥性產生于環(huán)境變化之___(填“前”“中”或“后”)，抗生素對細菌變異的作用不是“誘導”，而是________。

③盡管有抗藥性基因存在，但使用抗生素仍然能治療由細菌引起的感染，原因在于細菌種群中__________________________________。1．檢測細菌對各種抗生素的藥敏程度實驗方法如下：在固體培養(yǎng)基中培養(yǎng)著狀態(tài)相同的某種細菌，將含有一定濃度不同抗生素的濾紙片(大小相同)放置在不同固體培養(yǎng)基的表面，抗生素向周圍擴散，如果抑制該細菌生長，則在濾紙片周圍出現(xiàn)抑菌圈(圖1中里面的圈)，結果如下圖所示。

(1)衡量本實驗結果的指標是____________。(2)圖1中抑制細菌最有效的是___培養(yǎng)皿中的抗生素。

抑菌圈的大小BB不定向的前選擇有抗藥性基因的個體占極少數(shù)5.囊鼠的體毛深色(D)對淺色(d)為顯性，若毛色與環(huán)境差異大則易被天敵捕食。調查不同區(qū)域囊鼠深色表型概率，檢測并計算基因頻率，結果如圖。下列敘述錯誤的是A.深色囊鼠與淺色囊鼠在不同區(qū)

域的分布現(xiàn)狀受自然選擇影響B(tài).與淺色巖P區(qū)相比，深色熔巖床

區(qū)囊鼠的雜合子頻率低C.淺色巖Q區(qū)的深色囊鼠的基因型

為DD、DdD.與淺色巖Q區(qū)相比，淺色巖P區(qū)囊鼠的隱性純合子頻率高√123456題組二種群基因頻率的變化及