6.3種群基因組成的變化與物種的形成（第1課時）高一下學期生物人教版必修二

第六章生物的進化第3節(jié)種群基因組成的變化與物種的形成這兩種觀點都有一定的道理，但都不全面。因為它們忽視了雞和蛋在基因組成上的一致性，也忽視了生物的進化是以種群為單位而不是以個體為單位這一重要觀點。生物進化的過程是種群基因庫在環(huán)境的選擇作用下定向改變的過程，以新種群與祖先種群形成生殖隔離為標志，并不是在某一時刻突然有一個個體或一個生殖細胞成為一個新物種。問題探討判斷下列情況是否屬于種群：一個池塘中的全部魚（）一個池塘中的全部鯉魚（）兩個池塘內(nèi)的全部草魚（）一片草地上的成年梅花鹿（）一個學校的所有人（）一片草地上的所有蒲公英√××××種群：生活在同一自然區(qū)域的同種生物的全部個體的集合叫做種群。一、種群和種群基因庫一個種群中全部個體所含有的全部基因叫這個種群。在基因庫中，某基因占全部等位基因數(shù)的比值。在一個種群中，某基因型個體占全部個體的比值。一個種群中，有100個個體，其中基因型為AA有30個Aa為60個，aa為10個，求：（1）AA的基因型頻率（2）A與a的基因頻率基因頻率與基因型頻率計算基因庫：基因頻率：基因型頻率：一、種群和種群基因庫1.隨機取樣的某昆蟲中,aa個體數(shù)為6,AA個體數(shù)為26,Aa個體數(shù)為18,則a的基因頻率為()A.0.26B.0.46C.0.3D.0.582.調(diào)查某群體的紅綠色盲情況，共調(diào)查男女各200名，其中女性紅綠色盲基因的攜帶者15人,女性色盲5人,男性色盲11人。該群體中紅綠色盲基因的頻率是()A.4.5%B.6%C.9%D.7.8%CB基因頻率與基因型頻率計算——定義法一、種群和種群基因庫例：一動物種群中AA、Aa、aa的基因型頻率分別為20%、40%、和40%，求A與a的基因頻率：一個基因的頻率=該基因純合子的基因型頻率+1/2雜合子的基因型頻率人類的ABO血型是由IA、IB、i三個等位基因決定的，現(xiàn)調(diào)查發(fā)現(xiàn)某地區(qū)人口中，基因型頻率如下：IAIA=20%、IA

i=10%、IBIB

=24%、IB

i=16%、IAIB=18%、ii=12%。請計算該地區(qū)IA的基因頻率。34%基因頻率與基因型頻率計算——已知基因型頻率求基因頻率一、種群和種群基因庫用數(shù)學方法討論基因頻率的變化討論1.計算并填寫表格：討論2.各代基因頻率相等嗎？上述結(jié)果是建立在5個假設(shè)條件基礎(chǔ)上的。對自然界的種群來說，這5個條件都成立嗎？30%30%30%10%60%40%36%48%16%60%40%一、種群和種群基因庫當群體滿足以下五個條件：①種群數(shù)量足夠大；②所有的雌雄個體間都能自由交配并產(chǎn)生后代；③沒有遷入與遷出；④自然選擇對性狀沒有作用；⑤基因都不產(chǎn)生突變。遺傳平衡定律（哈代－溫伯格定律）

(p+q)2=p2+2pq+q2=1設(shè)A的基因頻率為p，a的基因頻率為q；則有p+q=1，那么：AA=p2Aa=2pqaa=q2

種群的基因頻率將不會改變一、種群和種群基因庫討論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？用數(shù)學方法討論基因頻率的變化突變產(chǎn)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，這往往取決于生物生存的環(huán)境。一、種群和種群基因庫基因突變在自然界是普遍存在的?；蛲蛔儺a(chǎn)生新的等位基因，這就可以使種群的基因頻率發(fā)生變化。可遺傳的變異基因突變?nèi)旧w變異基因重組突變二、種群基因頻率的變化基因突變產(chǎn)生新基因，基因重組產(chǎn)生新的基因型。影響種群基因頻率變化的因素①突變和基因重組提供了生物進化的原材料②自然選擇（環(huán)境）決定進化的方向突變和基因重組是隨機的、不定向的，具有不同性狀的個體經(jīng)過環(huán)境定向選擇，適者生存、不適者淘汰，使得基因頻率發(fā)生變化，生物進化。

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。二、種群基因頻率的變化探究自然選擇對種群基因頻率變化的影響樺尺蛾，夜間活動，白天棲息在樹干上。黑色(S)對淺色(s)是顯性的。在19世紀中葉以前，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，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。三、自然選擇對種群基因頻率變化的影響討論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？表型。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。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？會影響。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)卵就已被天敵捕食，導致其個體數(shù)減少，進而影響出生率。三、自然選擇對種群基因頻率變化的影響自然選擇改變基因頻率的過程在自然選擇的作用下，具有

的個體有更多的機會產(chǎn)生后代，種群中相應的基因頻率會不斷

；相反，具有

的個體留下后代的機會少，種群中相應的基因的頻率會

。在自然選擇的作用下，種群的基因頻率會

，導致生物

。有利變異提高不利變異下降朝著一定的方向不斷進化發(fā)生定向改變?nèi)?、自然選擇對種群基因頻率變化的影響一般情況下，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。實驗原理：目的要求：通過觀察細菌在含有抗生素的培養(yǎng)基上的生長狀況，探究抗生素對細菌的選擇作用。探究抗生素對細菌的選擇作用四、探究抗生素對細菌的選擇作用1.用記號筆在培養(yǎng)皿的底部畫2條相互垂直的直線，將培養(yǎng)皿分為4個區(qū)域，分別標記為①~④。2.取少量細菌的培養(yǎng)液，用無菌的涂布器（或無菌棉簽）均勻地涂抹在培養(yǎng)基平板上。①②③④3.用無菌的鑷子夾取1張不含抗生素的紙片放在①號區(qū)域，再分別夾取1張抗生素紙片放在②~④號區(qū)域的中央，蓋上皿蓋。方法步驟：四、探究抗生素對細菌的選擇作用4.將培養(yǎng)皿倒置于37℃的恒溫箱中培養(yǎng)12~16h。5.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，并取平均值。方法步驟：四、探究抗生素對細菌的選擇作用實驗過程：6.從抑菌圈邊緣的菌落上挑取細菌，接種到已滅菌的液體培養(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。思考：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？抑菌圈的直徑隨著培養(yǎng)代數(shù)的增加而逐漸縮??；說明在細菌在抗生素的選擇作用下，細菌的抗藥性逐漸增強。討論：(1)要從什么位置挑選細菌再進行培養(yǎng)？為什么？抑菌圈邊緣；因為抑菌圈邊緣生長的細菌可能是耐藥菌。(2)在本實驗的培養(yǎng)條件下，耐藥菌所產(chǎn)生的變異是有利還是有害的？怎么理解變異是有利還是有害的？細菌產(chǎn)生的耐藥性變異有利于細菌的生存，屬于有利變異。在生物進化過程中，生物產(chǎn)生的有利變異是指有利于生物生存、適應環(huán)境的變異。四、探究抗生素對細菌的選擇作用（4）濫用抗生素的現(xiàn)象十分普遍。說說濫用抗生素的危害。a、增強細菌耐藥性；b、不良反應繁多；c、菌群失調(diào)。四、探究抗生素對細菌的選擇作用濫用抗生素的案例“超級細菌”習題鞏固2.蝸牛的有條紋(A)對無條紋(a)為顯性。在一個地區(qū)的蝸牛種群內(nèi)，有條紋(AA)個體占55%，無條紋個體占15%，若蝸牛間進行自由交配得到F1，則A基因的頻率和F1中Aa基因型的頻率分別是（）A.30%，21%B.30%，42%C.70%，21%D.70%，42%1.下列關(guān)于基因庫的描述，正確的是（）A.基因庫是一個種群的全部個體所含的A和a基因B.湘潭地區(qū)所有的魚的所有基因構(gòu)成了一個基因庫C.種群中每個個體都含有種群基因庫中的全部基因D.基因突變可改變基因庫的組成DD某實驗小組欲探究抗生生素對細菌的選擇作用,實驗操作如下:將含有不同抗生素(濃度相同)的濾紙片放置在已接種細菌的固體培養(yǎng)基表面,抗生素向周圍擴散,如果抑制細菌生長,則在濾紙片周圍出現(xiàn)抑菌圈(圖中里面的圓圈),結(jié)果如圖1所示。（1）本實驗結(jié)果的觀測指標是