6.3種群基因組成的變化與物種的形成課件-高一下學期生物人教版必修2

1、第3節(jié) 種群基因組成的變化與物種的形成第6章 生物的進化問題探討甲同學說：當然是先有雞蛋了，因為只有生殖細胞產(chǎn)生的基因突變才能遺傳的后代，體細胞即使發(fā)生了基因突變，也不能影響后代的性狀。乙同學說：不對，人們在養(yǎng)雞過程中，是根據(jù)雞的性狀來選擇的，只讓符合人類需求的雞繁殖后代，因此是先有雞后有蛋。你同意哪位同學的觀點？你的答案和理由是什么？一 種群基因組成的變化自然選擇直接作用的是生物的 ，而且是個體的 。在自然界，沒有哪個個體是長生不死的，個體的表型也會隨著個體的死亡而消失，決定表型的基因卻可以隨著生殖而世代延續(xù)，并且在群體中擴散 研究生物的進化，僅研究個體和表型是不夠的， 還必須研究 的變化個

2、體表型群體基因組成種群和種群基因庫種群生活在 的 生物 個體的集合如：一片樹林中的全部獼猴是一個種群一片草地上的所有蒲公英也是一個種群一定區(qū)域同種全部一個獼猴種群的部分個體一片草地的蒲公英部分個體種群的特點種群中的個體并不是機械地集合在一起，一個種群其實就是一個繁殖單位，雌雄個體可以通過繁殖將各自的基因遺傳個后代種群是生物 的基本單位繁殖種群在繁衍過程中，個體有新老交替，基因卻代代相傳許多昆蟲的壽命都不足一年（如蝗蟲），所有的蝗蟲都會在秋風中死去，其中有些個體成功地完成生殖，死前在土壤中埋下受精卵來年春夏之交，部分受精卵成功地發(fā)育成蝗蟲。同前一年的蝗蟲種群相比，新形成的蝗蟲種群在基因組成上會有

3、什么變化嗎？種群是生物 的基本單位進化請問臺城鎮(zhèn)內(nèi)全部的狗是一個種群嗎？（ ）一個菜市場上所有的鯉魚是一個種群嗎?為什么?不是。它們是機械地集合在一起,彼此不能夠通過交配將基因傳遞給后代。X吉娃娃藏獒基因庫一個種群中 所含有的 ?；蝾l率在一個種群基因庫中,某個基因占全部 的比值在某昆蟲種群中，決定翅色為綠色的基因為A，決定翅色為褐色的基因為a，從這個種群中隨機抽取100個個體，測得基因型為AA、Aa和aa的個體分別是30、60和10個，求A和a的基因頻率100個個體共有 個基因A基因的數(shù)量是：2X30+60=120a基因的數(shù)量是：2X10+60=80A= 120200=60%a= 80200

4、=40%全部個體全部基因等位基因數(shù)200思考討論用數(shù)學方法討論基因頻率的變化1.假設上述昆蟲.種群非常大.所有的雌雄個體間都能自由交配并產(chǎn)生后代.沒有遷入和遷出.不同翅色的個體生存和繁殖的機會是均等的.基因A和a都不產(chǎn)生突變基因型頻率= X100%該基因型個體該種群個體總數(shù)親代基因型的頻率AA（30%）Aa（60%）aa（10%）配子的比例A（ ）A（ ）a（ ）a（ ）a（ ）子代基因型頻率AA（ ）Aa（ ）aa（ ）子代基因頻率 A（ ）a（ ）30%30%30%10%36%48%16%60%40%（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？種群的基因頻率會同子一

5、代一樣2.上述計算結果是建立在五個假設條件基礎上的。對自然界的種群來說，這五個條件都成立嗎？你能舉出哪些實例？不能都成立,如翅色與環(huán)境色彩較一致的，被天敵發(fā)現(xiàn)的機會就少些3.如果該種群出現(xiàn)新的突變型（基因型為A2a或A2A2），也就是產(chǎn)生新的等位基因A2，種群的基因頻率會變化嗎？基因A2的頻率可能會怎樣變化？產(chǎn)生新基因會使種群的基因頻率發(fā)生變化。基因A2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種群基因頻率的變化基因突變在自然界是 存在的?；蛲蛔儺a(chǎn)生新的 ，這就可能使種群的基因頻率發(fā)生變化。普遍等位基因可遺傳變異生物進化提供原材料來源基因重組基因突變?nèi)旧w變異突變生物自發(fā)突變的

6、頻率很低，而且突變大多是有害它為什么還能夠作為生物進化的原材料呢？種群是由許多個體組成的，每個個體的每一個細胞內(nèi)都有成千上萬個基因，這樣，每一代就會產(chǎn)生大量的突變果蠅1組染色體上約有1.3 X 104個基因，假定每個基因的突變率都是10-5，對于一個中等大小的果蠅種群（約有108個個體）來說，每一代出現(xiàn)的基因突變數(shù)將是：2 X 1.3 X 104 X 10-5 X 108 = 2.6 X 107（個）突變的有害和有利也不是絕對的，這往往取決于生物的生存環(huán)境有翅的昆蟲中有時會出現(xiàn)殘翅和無翅的突變類型，這類昆蟲在正常情況下很難生存下去。但是在經(jīng)常刮大風的海島上，這類昆蟲卻因為不能飛行而避免被風吹到

7、海里淹死?；蛲蛔儺a(chǎn)生的 ，通過 過程中的基因重組，可以形成多種多樣的 ,從而使種群中出現(xiàn)多種多樣可遺傳的變異類型等位基因有性生殖基因型 突變和重組都是隨機的、不定向的，那么，種群 基因頻率的改變是否也是不定向的呢？自然選擇對種群基因頻率變化的影響探究實踐探究自然選擇對種群基因頻率變化的影響英國的曼徹斯特地區(qū)的樺尺蛾（幼蟲叫樺尺蠖）。它們夜間活動，白天棲息在樹干上雜交實驗表明，樺尺蛾的體色受一對等位基因S和s控制，黑色（S）對淺色（s）是顯性在19世紀中葉以前，樹干上長滿了淺色的地衣，樺尺蛾幾乎都是淺色型的，該種群中S基因的頻率很低，在5%以下到了20世紀中葉，隨著工業(yè)的發(fā)展，工廠排出的煤煙使

8、地衣不能生存，結果樹皮裸露并被熏成黑褐色，黑色型的樺尺蛾卻成了常見的類型，S基因的頻率上升到95%以上提出問題樺尺蛾種群中s基因（決定淺色性狀）的頻率為什么越來越低呢？作出假設：討論探究思路1870年，樺尺蛾種群的基因型頻率如下，SS10%，Ss20%，ss70%，S基因的頻率為20%。在樹干變黑這一環(huán)境條件下，假如樹干變黑不利于淺色樺尺蛾的生存，使得種群中淺色個體每年減少10%，黑色個體每年增加10%。第210年間，該種群每年的基因型頻率各是多少？每年的基因頻率是多少？提示：不同年份該種群的個體總數(shù)可能有所變化制定并實施研究方案1.創(chuàng)設數(shù)字化的問題情境2.計算，將計算結果填入表中第1年第2年

9、第3年第4年基因型頻率SS10%11.5%13%14.6%Ss20%22.9%26%29.2%ss70%65.6%61%56.1%基因頻率S20%23%26%29.3%s80%77%74%70.7%3.根據(jù)計算結果，對環(huán)境的選擇作用的大小進行適當?shù)恼{(diào)整，比如，把淺色個體每年減少的數(shù)量百分比定高些，重新計算種群基因型頻率和基因頻率的變化，與步驟2中所得的數(shù)據(jù)進行比較分析結果，得出結論分析計算結果是否支持你作出的假設，得出結論第1年第2年第3年第4年基因型頻率SS10%11.5%13%14.6%Ss20%22.9%26%29.2%ss70%65.6%61%56.1%基因頻率S20%23%26%29

10、.3%s80%77%74%70.7%討論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？樹干變黑會影響樺尺蛾種群中淺色個體的出生率，這是因為樹干變黑后，淺色個體容易被天敵發(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(chǎn)卵前就已被天敵捕食，導致其個體數(shù)減少，進而影響出生率討論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？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具有有利變異的個體具有有利變異的個體自然選擇有更多的機會產(chǎn)生后代留下后代的機會少種群中相應基因的頻率會不斷提

11、高種群中相應基因的頻率會不斷下降在 的作用下，種群的基因頻率會發(fā)生 改變，導致生物朝著 不斷進化自然選擇定向一定的方向練習與應用一、概念檢測1.從基因水平看，生物進化的過程就是種群基因頻率發(fā)生定向改變的過程。判斷下列相關表述是否正確。（1）某地區(qū)紅綠色盲患者在男性中約占8%，在女性中約占0.64%，由此可知，紅綠色盲基因Xb的基因頻率約為8%。 （ ）（2）基因頻率變化是由基因突變和基因重組引起的，不受環(huán)境的影響。 （ ）（3）生物進化的實質(zhì)是種群基因頻率在自然選擇作用下的定向改變 （ ）2.種群是物種在自然界的存在形式，也是一個繁殖單位。下列生物群體中屬于種群的是 A.一個湖泊中的全部魚B.

12、一片森林中的全部蛇C.一間屋中的全部蟑螂D.臥龍自然保護區(qū)中的全部大熊貓3.某一瓢蟲種群中有黑色和紅色兩種體色的個體，這一性狀由一對等位基因控制，黑色（B）對紅色（b）為顯性。如果基因型為BB的個體占18%，基因型為Bb的個體占78%，基因型為bb的個體占4%?；駼和b的頻率分別為 A.18%、82% B.36%、64%C.57%、43% D.92%、8%4.一種果蠅的突變體在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二、拓展應用1.舉

13、出人為因素導致種群基因頻率定向改變的實例。選擇育種和雜交育種2.如果將一個瀕臨滅絕的生物種群釋放到一個新的環(huán)境中，那里有充足的食物，沒有天敵，這個種群將發(fā)生怎樣的變化？請根據(jù)所學知識作出預測。如果氣候等其他條件也合適，并且這個種群具有一定的繁殖能力，該種群的個體總數(shù)會迅速增加。否則，也可能仍然處于瀕危狀態(tài)甚至滅絕3.碳青霉烯類抗生素是治療重度感染的一類藥物。下表為2005-2008年，該類抗生素在某醫(yī)院住院患者中的人均使用量，以及從患者體內(nèi)分離得到的某種細菌對該類抗生素的耐藥率變化。據(jù)表回答下列問題。（1）這種細菌耐藥率的變化與抗生素的使用量之間是否存在關聯(lián)？依據(jù)是什么？二者存在正相關的關系。

14、依據(jù)是調(diào)查數(shù)據(jù)（2）試從進化的角度解釋耐藥率升高的原因。隨著抗生素人均使用量的增大，不耐藥的細菌生存和繁殖的機會減少，耐藥菌生存和繁殖的機會增多，耐藥基因在細菌種群中的基因頻率逐年上升（3）我國衛(wèi)生部門建立了全國抗菌藥物臨床應用監(jiān)測網(wǎng)和細菌耐藥監(jiān)測網(wǎng)，并要求醫(yī)療機構開展細菌耐藥監(jiān)測工作，建立細菌耐藥預警機制。例如，當某抗菌藥物的主要目標細菌耐藥率超過30%時，醫(yī)療機構應及時將這一預警信息進行通報。請分析這一要求的合理性。由于細菌繁殖很快，耐藥率的上升速度也較快，因此需要加強監(jiān)控。我國衛(wèi)生部門建立了相關監(jiān)測機制，說明黨和政府關注民生。醫(yī)療機構及時通報預警信息，有利于全國各醫(yī)院機構共同及時采取措施

15、，如更換新的抗生素類藥物，將細菌耐藥率控制在低水平（4）人類不斷研發(fā)和使用新的抗生素，細菌對新藥的耐藥性也在不斷提高，二者之間仿佛發(fā)生了一場競賽。作為這場競賽的參與者，你可以做些什么呢？合理使用抗生素，防止濫用抗生素探究實踐探究抗生素對細菌的選擇作用一般情況下，一定濃度的抗生素會殺死細菌，但變異的細菌可能產(chǎn)生耐藥性。在實驗室連續(xù)培養(yǎng)細菌時，如果向培養(yǎng)基中添加抗生素，耐藥菌有可能存活下來目的要求通過觀察細菌在含有抗生素的培養(yǎng)基上的 ，探究抗生素對細菌的選擇作用材料用具經(jīng) 的牛肉膏蛋白胨液體培養(yǎng)基及固體培養(yǎng)基平板生長狀況高溫滅菌擴大培養(yǎng)篩選菌株方法步驟1.用記號筆在培養(yǎng)皿的 畫2條相互垂直的直線，

16、將培養(yǎng)皿分為4個區(qū)域，分別標記為 2.取少量細菌的培養(yǎng)液，用 的涂布器（或無菌棉簽） 地涂抹在培養(yǎng)基平板上3.用 的鑷子先夾取1張不含抗生素的紙片放在號區(qū)域的中央，再分別夾取1張抗生素紙片放在 號區(qū)域中央，蓋上 。底部無菌均勻無菌無抗抗抗皿蓋4.將培養(yǎng)皿 于37 的恒溫箱中培養(yǎng)12 16h5.觀察培養(yǎng)基上細菌的生長狀況。紙片附近是否出現(xiàn)了抑菌圈？如果有，測量和記錄每個實驗組中抑菌圈的直徑，并取 。倒置抑菌圈直徑平均值6.從抑菌圈 的菌落上挑取細菌，接種到已滅菌的 培養(yǎng)基中培養(yǎng)，然后重復步驟2 5。如此重復幾代，記錄每一代培養(yǎng)物抑菌圈的直徑 實驗結束后，應將耐藥菌、培養(yǎng)基 紙片等進行 處理結果和結論1.在培養(yǎng)基上是否有細菌生長？在放有抗生素紙片的區(qū)域呢？2.在連續(xù)培養(yǎng)幾代后，抑菌圈的直徑發(fā)生了什么變化？這說明抗生素對細菌產(chǎn)生了什么作用？邊緣液體高溫滅菌討論