新人教版必修2種群基因組成的變化(46張)課件

1、第3節(jié)種群基因組成的變化與物種的形成第1課時種群基因組成的變化 基礎(chǔ)預(yù)習(xí)初探問題一:什么是種群?什么是種群的基因庫?1.下列實例屬于一個種群的是_。(填序號)一個池塘里的所有的鯽魚一片森林中的全部獼猴一片草地上所有的山羊一塊田里的老鼠一片池塘里所有的魚2.種群的基因庫:依據(jù)基因庫的概念,判斷下列說法的正誤:(1)控制果蠅眼色的全部基因構(gòu)成基因庫。( )提示:基因庫指一個種群的全部基因,而非某一對等位基因。(2)生活在同一地域的東北虎的全部基因構(gòu)成一個種群基因庫。( )(3)秦嶺地區(qū)所有金絲猴的全部基因構(gòu)成基因庫。( )3.基因頻率的計算公式:問題二:生物進化的原材料有哪些?自然選擇對種群基因頻

2、率變化有什么影響?1.可遺傳變異的來源2.可遺傳變異是生物進化原材料的原因:(1)基因突變產(chǎn)生_,基因重組產(chǎn)生_(2)可遺傳變異的兩大特點 (3)可遺傳變異的結(jié)果:提供_的原材料。新的等位基因新的基因型。生物進化3.自然選擇對種群基因頻率變化的影響:(1)原因:不斷淘汰具有_的個體,選擇保留具有_的個體。(2)選擇的對象。直接作用對象:個體的_最終選擇的對象:決定表型的_(3)選擇的結(jié)果。生物性狀方面:朝著_變異的方向不斷進化。基因方面:種群_會發(fā)生_改變。不利變異有利變異表型。有利基因頻率定向基因?！拘∷伎肌孔匀贿x擇如何決定生物進化的方向?提示:自然選擇可以使適應(yīng)環(huán)境的性狀保存下來,不適應(yīng)環(huán)

3、境的性狀被淘汰,這樣生物就朝著有利變異的方向定向進化。核心互動探究探究點一種群和種群基因庫1.種群的概念(生命觀念):【實例情境】一片草地上所有的蒲公英是一個種群;一片果園里所有的狗尾草也是一個種群。結(jié)合上述實例和種群概念分析,判斷是否屬于種群時,有哪些必備的要素?提示:三個要素:一定區(qū)域(一片草地、一片果園)、同種生物(蒲公英、狗尾草)、全部個體(所有)。2.種群基因頻率的計算分析(科學(xué)思維):(1)根據(jù)概念計算。若已知種群中基因型為AA、Aa和aa的個體數(shù)目分別為a1、a2、a3,如何計算種群中A的基因頻率?提示:A的基因頻率=若已知基因型為XBXB、XBXb、XbXb、XBY和XbY的個

4、體數(shù)分別為a1、a2、a3、a4、a5,試求XB的基因頻率。提示:XB的基因頻率= (2)根據(jù)基因型頻率計算。若已知AA、Aa和aa的基因型頻率分別為P1、P2、P3,如何計算A的基因頻率?提示:A的基因頻率=AA的基因型頻率+ Aa的基因型頻率=P1+ P2(3)應(yīng)用。在對某廠職工進行遺傳學(xué)調(diào)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頻率為多少?提示:色盲基因頻率=100%= 100%=6%。【探究總結(jié)】常染色體上基因頻率與基因型頻率的計算設(shè)有N個個體的種群,AA、Aa、aa的個體數(shù)分別是n1、n2、n3,A、a的基

5、因頻率分別用PA、Pa表示,AA、Aa、aa的基因型頻率分別用PAA、PAa、Paa表示,則:由以上公式可得出下列結(jié)論:(1)在種群中一對等位基因的頻率之和等于1,基因型頻率之和也等于1。(2)一個等位基因的頻率=該等位基因純合子的基因型頻率+ 雜合子的基因型頻率?！径ㄏ蛴?xùn)練】1.下列有關(guān)種群的敘述中,不正確的是()A.種群是生物進化的基本單位B.種群內(nèi)的個體彼此可以交配C.種群是同種個體的機械集合D.種群是生物繁殖的基本單位【解析】選C。同一種群的不同個體相互聯(lián)系,并通過交配保持一個共同的基因庫,因此種群不是同種個體的機械集合。2.人工建立一個數(shù)量足夠大的果蠅實驗群體,雌雄個體數(shù)量相當且均為

6、雜合子。已知某隱性基因純合致死,則預(yù)測該隱性基因頻率的變化曲線是(縱坐標表示該隱性基因頻率)()【解析】選C。思路一:分析法,開始時雌雄果蠅均為雜合子,所以隱性基因的基因頻率為0.5,又因為隱性基因純合致死,所以隱性基因的基因頻率逐漸降低,但因為雜合子的存在,隱性基因不會消失。思路二:計算法,子一代中1/4的個體死亡,此時基因頻率顯性基因為2/3,隱性基因為1/3;子二代1/9個體死亡,此時基因頻率顯性基因為3/4、隱性基因為1/4;依此類推,隱性基因頻率下降但不為0。【易錯警示】(1)雜合子連續(xù)自交時,盡管基因頻率不變,但后代的基因型頻率會發(fā)生改變,表現(xiàn)為純合子所占比例不斷增大,雜合子所占比

7、例不斷減小。(2)在無基因突變、無遷入和遷出、各種基因型的個體生活力相同時,自由交配遵循遺傳平衡定律,上下代之間種群的基因頻率及基因型頻率不變。(3)基因頻率相同的兩個種群,它們的基因型頻率不一定相同;當基因型頻率發(fā)生改變時,基因頻率不一定發(fā)生改變。探究點二種群基因頻率的變化及自然選擇對種群基因頻率變化的影響1.種群基因頻率的變化(科學(xué)思維):【材料情境】在一個種群中隨機抽出一定數(shù)量的個體,其中基因型AA的個體占24%,基因型Aa的個體占72%。一年后,種群中基因型AA的個體占48%,基因型Aa的個體占24%,據(jù)此回答下列問題:(1)突變具有低頻性,能為生物進化提供原材料嗎?提示:突變的頻率雖

8、然很低,但一個種群往往由許多個體組成,而且每一個個體的每一個細胞內(nèi)都有成千上萬個基因,所以在種群中每一代都會產(chǎn)生大量的突變,可以為生物進化提供原材料。(2)突變大多數(shù)對生物體是不利的,能為進化提供原材料嗎?提示:生物變異是否有利,取決于它們的生存環(huán)境,微小有利的變異不斷積累也能導(dǎo)致生物進化。(3)生物變異和自然選擇哪個能決定生物進化的方向?為什么?提示:自然選擇決定生物進化的方向。因為生物進化的方向是定向的,生物變異是不定向的,而自然選擇是定向的,所以生物進化的方向是由定向的自然選擇所決定的。(4)這一年間種群是否發(fā)生了進化?提示:該種群中基因A和基因a的頻率分別為:A%=AA%+1/2Aa%

9、=60%;a%=aa%+1/2Aa%=40%。一年后,A%=AA%+1/2Aa%=60%;a%=aa%+1/2Aa%=40%;種群的基因頻率沒有變化,生物沒有進化。2.自然選擇對種群基因頻率變化的影響(科學(xué)思維):【材料情境】1870年的英國曼徹斯特地區(qū),樺尺蛾種群的基因型頻率如下:SS 10%、Ss 20%、ss 70%。黑色基因S對淺色基因s為顯性。工業(yè)發(fā)展導(dǎo)致樹干變黑這一環(huán)境條件下,假如樹干變黑不利于淺色樺尺蛾的生存,幾年后,種群的基因頻率變化如下:第1年第2年第3年第4年基因型頻率SS10%11.5%13.1%14.7%Ss20%22.9%26%29.2%ss70%65.6%60.9%

10、56.1%基因頻率S20%22.95%26.1%29.3%s80%77.05%73.9%70.7%閱讀上述材料,探究下面的問題:(1)工業(yè)污染前后樺尺蛾種群的基因頻率發(fā)生了怎樣的變化?提示:工業(yè)污染前,淺色樺尺蛾不易被捕食,淺色(s)基因頻率高,黑色(S)基因頻率低,工業(yè)污染后,樹皮被熏成黑色,黑色個體不易被捕食,淺色基因頻率降低,黑色基因頻率升高。(2)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?提示:會影響。這是因為許多淺色個體可能沒有交配、產(chǎn)卵就已被天敵捕食。(3)據(jù)以上內(nèi)容可知,自然選擇的實質(zhì)是_。種群基因頻率的定向改變【探究總結(jié)】1.生物進化的原材料:基因突變、基因重組和染

11、色體變異。2.生物進化實質(zhì):種群基因頻率的改變。3.自然選擇決定生物進化方向的原理分析:【定向訓(xùn)練】1.在一次大風(fēng)暴后,有人搜集了100只受傷的麻雀,并把它們飼養(yǎng)起來,結(jié)果活下來64只。在死去的個體中,大部分是個體比較大、變異類型特殊的,下列有關(guān)敘述正確的是()A.突變和基因重組決定生物進化的方向B.自然選擇會改變種群的基因頻率C.特殊的變異類型都是不利的D.不產(chǎn)生變異的生物才能生存【解題指南】 (1)抓準題眼:“大風(fēng)暴”中“個體比較大、變異類型特殊”不利于存活。(2)掃清障礙:變異普遍存在,利與害取決于環(huán)境;進化的實質(zhì)在于基因頻率的改變?！窘馕觥窟xB。突變和基因重組為生物進化提供原材料,不決

12、定生物進化的方向,A錯誤;自然選擇通過定向改變種群的基因頻率決定生物進化的方向,B正確;變異是不定向的,可能是有利的,也可能是有害的,利與害取決于環(huán)境,C錯誤;變異是普遍存在的,產(chǎn)生有利變異的個體會存活下來,產(chǎn)生不利變異的個體會在自然選擇中被淘汰,D錯誤。2.現(xiàn)代生物進化理論與達爾文進化理論觀點不同的是()A.可遺傳的變異是生物進化的原材料B.自然選擇決定生物進化的方向C.種群基因頻率的改變是生物進化的實質(zhì)D.自然選擇是環(huán)境對生物的選擇【解析】選C。達爾文進化理論認為遺傳和變異是生物進化的內(nèi)在因素,生物產(chǎn)生了變異以后,由自然選擇決定其生存或淘汰,因此自然選擇決定生物進化的方向,而自然選擇是環(huán)境

13、對生物的選擇,由于達爾文沒有研究透遺傳和變異的本質(zhì),因此也就不知道生物進化的實質(zhì)是基因頻率的改變?！狙a償訓(xùn)練】腕足類動物海豆芽,從4億年前出現(xiàn)至今面貌基本沒變,又沒有滅絕,對此現(xiàn)象的合理解釋是()A.自然選擇對其不發(fā)生作用B.海豆芽在漫長的年代中基因頻率發(fā)生了較大變化C.海豆芽很少變異,適應(yīng)性強D.海豆芽的生活環(huán)境基本沒有改變【解析】選D。自然選擇決定了生物進化的方向,該生物的“面貌基本沒變”,說明其生存環(huán)境基本沒變,基因頻率也基本沒變,所以性狀基本沒變。情境素養(yǎng)探究【生活情境】雜交實驗表明,樺尺蛾體色受一對等位基因S和s控制,黑色(S)對淺色(s)為顯性。在19世紀中葉以前,樺尺蛾種群中S基

14、因的頻率很低,在5%以下,到了20世紀中葉上升到95%以上。試分析產(chǎn)生這一變化的原因:(1)在19世紀時,樺尺蛾的棲息地曼徹斯特地區(qū)樹干上長滿了淺色的地衣,在此環(huán)境條件下,種群中s的基因頻率高的原因是什么?提示:淺色型樺尺蛾(ss)與環(huán)境色彩一致,不易被天敵所食,后代繁殖個體多,導(dǎo)致s基因頻率高。(2)隨著工業(yè)的發(fā)展,工廠排出的煤煙使地衣不能生存,樹皮裸露,并被煤煙熏成黑褐色,在此環(huán)境條件下,種群中S的基因頻率升高的原因是什么? 提示:黑色型樺尺蛾(SS或Ss)的黑色成了一種保護色,黑色型個體逐漸增多,導(dǎo)致S基因頻率升高?！臼妨锨榫场窟_爾文考察了格克倫島,這個島嶼上經(jīng)常刮大風(fēng),島上的少數(shù)昆蟲翅

15、特別發(fā)達,大多數(shù)昆蟲翅退化。請思考下列問題:(1)在這個海島上昆蟲翅長差異的根本來源是什么?提示:基因突變。(2)在這個島嶼上,為什么無翅的昆蟲特別多?提示:由于這個島嶼上經(jīng)常刮大風(fēng),那些有翅能飛但翅膀不夠強大的昆蟲,就常常被大風(fēng)吹到海里,因而生存和繁殖后代的機會較少,而無翅或殘翅的昆蟲,由于不能飛翔,就不容易被風(fēng)吹到海里,因而生存和繁殖后代的機會就多。經(jīng)過一段時間的自然選擇之后,海島上無翅或殘翅的昆蟲就特別多,這種現(xiàn)象產(chǎn)生的原因是自然選擇。課堂素養(yǎng)達標1.隨著科學(xué)發(fā)展,人們對生物進化的認識不斷深入,形成了以自然選擇學(xué)說為核心的現(xiàn)代生物進化理論。下列關(guān)于現(xiàn)代生物進化理論內(nèi)容的相關(guān)敘述,合理的是

16、_。環(huán)境通過選擇個體的表型而使生物發(fā)生進化基因突變會導(dǎo)致基因頻率的改變大腸桿菌可以通過基因重組而發(fā)生進化自然選擇能定向改變種群的基因頻率抗生素能誘導(dǎo)細菌發(fā)生基因突變產(chǎn)生抗藥性,而使細菌發(fā)生進化【解析】選。環(huán)境無法識別生物的基因型,是通過選擇表型來選擇適應(yīng)環(huán)境的個體的,正確;基因突變會產(chǎn)生新的等位基因,從而使基因頻率發(fā)生改變,正確;基因重組只發(fā)生在有性生殖過程中,大腸桿菌不進行有性生殖,不能發(fā)生基因重組,錯誤;自然選擇能使基因頻率發(fā)生定向改變,從而使種群發(fā)生定向進化,正確;抗生素能選擇具有抗藥性的細菌,但不會誘導(dǎo)細菌基因突變,即環(huán)境選擇變異而非誘導(dǎo)變異,錯誤。2.下列關(guān)于種群的敘述中,錯誤的是

17、()A.種群是生物進化和繁殖的基本單位B.一片森林中的全部鳥是一個種群C.一個種群中的全部基因構(gòu)成該種群的基因庫D.種群內(nèi)的個體會死亡,但基因庫卻可在代代相傳的過程中得到保持和發(fā)展【解析】選B。一片森林中的全部鳥一般都由多種不同的鳥組成,屬于不同的物種,不能構(gòu)成一個種群。3.下列有關(guān)種群基因庫的敘述中,不正確的是()A.一個種群的基因庫包括這個種群所含有的全部基因B.生物的個體總是要死亡的,但基因庫卻因種群個體的繁殖而代代相傳C.種群中每個個體都含有種群基因庫的全部基因D.基因突變可以改變種群基因庫的組成【解析】選C?；驇焓且粋€種群的全部個體所含的全部基因,由于不同個體之間在基因上具有差異,

18、所以不可能每個個體都含有種群基因庫的全部基因,A正確、C錯誤;種群是生物繁殖的基本單位,所以基因庫不會因個體死亡而消失,會代代相傳,B正確;可遺傳的變異均可能改變基因庫的組成,D正確。4.在一個種群中基因型為TT的個體占49%,Tt的個體占42%,tt的個體占9%。T基因和t基因的基因頻率分別是()A.70%、30%B.49%、42%C.49%、9%D.42%、58%【解析】選A。T基因的基因頻率是TT+Tt/2=49%+42%1/2=70%;t基因的基因頻率是1-70%=30%?！狙a償訓(xùn)練】某種有翅昆蟲有時會出現(xiàn)殘翅的突變類型,殘翅昆蟲在大陸上難以生存,但在常刮大風(fēng)的海島上,殘翅昆蟲在種群中的比例卻上升。下列對該現(xiàn)象的有關(guān)敘述中,與現(xiàn)代生物進化理論觀點不符的是()A.昆蟲適應(yīng)海島環(huán)境而產(chǎn)生了殘翅變