高中生物必修二課件：7-2-1 種群基因頻率的改變與生物進(jìn)化

第2節(jié)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容第1課時(shí)種群基因頻率的改變與生物進(jìn)化學(xué)習(xí)目標(biāo)1.掌握種群、基因庫、基因頻率的概念，學(xué)會(huì)用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的變化（重難點(diǎn)）；2.理解突變和基因重組產(chǎn)生生物進(jìn)化的原材料（重點(diǎn)）；3.通過探究自然選擇對(duì)種群基因頻率的影響，理解自然選擇決定生物進(jìn)化的方向（重點(diǎn)）。一定區(qū)域|預(yù)知概念|一、種群是生物進(jìn)化的基本單位1.種群的含義和特點(diǎn)

（1）含義①范圍：___________。②組成：______生物的_______個(gè)體。（2）特點(diǎn)①不是___________在一起。②彼此可以交配，并通過繁殖將______________傳給后代。同種全部機(jī)械地集合各自的基因2.基因庫與基因頻率全部個(gè)體全部基因基因庫某基因數(shù)全部等位基因數(shù)二、突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料2.可遺傳變異是生物進(jìn)化原材料的原因

（1）基因突變產(chǎn)生_______________，基因重組產(chǎn)生_____________。（3）可遺傳變異的結(jié)果：提供_______________的原材料?；蛑亟M基因突變新的等位基因新的基因型隨機(jī)性不定向性生物進(jìn)化三、自然選擇決定生物進(jìn)化的方向1.選擇的對(duì)象（1）表面對(duì)象：生物的__________。（2）實(shí)質(zhì)對(duì)象：控制性狀的_________。2.選擇的結(jié)果（1）生物性狀上：朝著有利變異的方向不斷進(jìn)化。（2）基因上：種群___________會(huì)發(fā)生定向改變。變異性狀基因基因頻率|過程評(píng)價(jià)|1.一個(gè)池塘中所有的魚是一個(gè)種群（）2.一個(gè)種群中某個(gè)個(gè)體的所有的基因叫做這個(gè)種群的基因庫（）3.某個(gè)種群中某等位基因如A和a的頻率之和等于1（）4.突變、染色體變異和基因重組為生物進(jìn)化提供原材料（）5.生物進(jìn)化的方向是由自然選擇決定的（）6.生物變異是不定向的，但生物進(jìn)化是定向的（）答案

1.×

2.×

3.√

4.×

5.√

6.√|聯(lián)想·質(zhì)疑|★種群必須具備“三同”：同一時(shí)間、同一地點(diǎn)、同一物種?！锿蛔兊挠泻陀欣皇墙^對(duì)的，往往取決于生物的生存環(huán)境?！锿蛔兊挠泻陀欣皇墙^對(duì)的，往往取決于生物的生存環(huán)境。生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是基因頻率發(fā)生定向的改變，哪些因素會(huì)導(dǎo)致基因頻率發(fā)生改變？提示：突變、基因重組、遷入和遷出以及選擇等。科學(xué)探究1種群是生物進(jìn)化的基本單位、基因庫及基因頻率的計(jì)算1.為什么生物進(jìn)化的基本單位是種群而不是個(gè)體？

提示：因?yàn)閭€(gè)體的壽命是有限的，個(gè)體表現(xiàn)型會(huì)隨著個(gè)體的死亡而消失。決定生物性狀的基因可以通過生殖而世代延續(xù)，并且在群體中擴(kuò)散，因此生物進(jìn)化應(yīng)該研究群體的基因組成的變化?？茖W(xué)探究1種群是生物進(jìn)化的基本單位、基因庫及基因頻率的計(jì)算1.為什么生物進(jìn)化的基本單位是種群而不是個(gè)體？

提示：因?yàn)閭€(gè)體的壽命是有限的，個(gè)體表現(xiàn)型會(huì)隨著個(gè)體的死亡而消失。決定生物性狀的基因可以通過生殖而世代延續(xù)，并且在群體中擴(kuò)散，因此生物進(jìn)化應(yīng)該研究群體的基因組成的變化。2.種群基因（型）頻率的計(jì)算

（1）已知基因型個(gè)體數(shù)，求基因頻率

已知各種基因型的個(gè)體數(shù)，計(jì)算基因頻率（A、a為基因，AA、Aa、aa為三種基因型個(gè)體數(shù)）【探究應(yīng)用】1.某小島上原有果蠅20000只，其中基因型MM、Mm和mm的果蠅分別占15%、55%和30%。若從島外入侵了2000只基因型為MM的果蠅，且所有果蠅均隨機(jī)交配，則F1中m的基因頻率約為（）A.43%

B.48%C.52% D.57%答案C【探究應(yīng)用】1.某小島上原有果蠅20000只，其中基因型MM、Mm和mm的果蠅分別占15%、55%和30%。若從島外入侵了2000只基因型為MM的果蠅，且所有果蠅均隨機(jī)交配，則F1中m的基因頻率約為（）A.43%

B.48%C.52% D.57%答案C（2）已知基因型頻率，求基因頻率設(shè)有N個(gè)個(gè)體的種群，AA、Aa、aa的個(gè)體數(shù)分別為n1、n2、n3，A、a的基因頻率分別用PA、Pa表示，AA、Aa、aa的基因型頻率分別用PAA、PAa、Paa表示，則：由以上公式可以得出下列結(jié)論：某等位基因的頻率＝該等位基因純合子的頻率＋1/2雜合子的頻率。2.蝸牛的有條紋（A）對(duì)無條紋（a）為顯性。在一個(gè)地區(qū)的蝸牛種群內(nèi)，有條紋（AA）個(gè)體占55%，無條紋個(gè)體占15%，若蝸牛間進(jìn)行自由交配得到F1，則F1中A基因的頻率和Aa基因型的頻率分別為（）A.30%，21% B.30%，42%C.70%，21% D.70%，42%解析根據(jù)題意可知，Aa個(gè)體占30%，蝸牛間進(jìn)行自由交配時(shí)，產(chǎn)生A配子的基因頻率＝55%＋30%×1/2＝70%，a配子的基因頻率＝15%＋30%×1/2＝30%，自由交配得到F1各基因型的頻率比例為AA∶Aa∶aa＝49%∶42%∶9%，統(tǒng)計(jì)得到A基因的頻率為49%＋42%×1/2＝70%。答案

D（3）與伴性遺傳有關(guān)的基因頻率計(jì)算3.調(diào)查某校學(xué)生中關(guān)于某種性狀的各種基因型及比例為：基因型XBXBXBXbXbXbXBYXbY比例（%）42.327.360.32464則該校學(xué)生中XB和Xb的基因頻率分別是（）A.6%、8% B.92%、8%C.78%、92% D.8%、92%（3）與伴性遺傳有關(guān)的基因頻率計(jì)算3.調(diào)查某校學(xué)生中關(guān)于某種性狀的各種基因型及比例為：基因型XBXBXBXbXbXbXBYXbY比例（%）42.327.360.32464則該校學(xué)生中XB和Xb的基因頻率分別是（）A.6%、8% B.92%、8%C.78%、92% D.8%、92%答案B（4）利用遺傳平衡定律計(jì)算基因型頻率①前提條件：a.種群非常大；b.所有雌雄個(gè)體之間自由交配；c.沒有遷入和遷出；d.沒有自然選擇；e.沒有基因突變。②計(jì)算公式：當(dāng)?shù)任换蛑挥袃蓚€(gè)時(shí)（A、a），設(shè)p表示A的基因頻率，q表示a的基因頻率，則：基因型AA的頻率＝p2基因型Aa的頻率＝2pq基因型aa的頻率＝q24.在某一遵循遺傳平衡定律的人群中，已調(diào)查得知，隱性性狀者為16%，則該性狀不同類型的基因型頻率分別是（按AA、Aa、aa順序排列）（）A.0.36、0.48、0.16 B.0.48、0.36、0.16C.0.16、0.48、0.36 D.0.16、0.36、0.38解析

本題考查基因遺傳平衡定律的應(yīng)用。根據(jù)基因庫中隱性性狀者（aa）的頻率為16%。則q2＝0.16，q＝0.4，而p＝1－0.4＝0.6，根據(jù)遺傳平衡公式，[p（A）＋q（a）]2＝p2（AA）＋2pq（Aa）＋q2（aa）可計(jì)算出AA的頻率為0.36，Aa的頻率為0.48，aa的頻率為0.16。答案A科學(xué)探究2自然選擇和生物變異在生物進(jìn)化中的作用1.突變具有低頻性，能為生物進(jìn)化提供原材料嗎？

提示：突變的頻率雖然很低，但一個(gè)種群往往由許多個(gè)體組成，而且每一個(gè)個(gè)體的每一個(gè)細(xì)胞內(nèi)都有成千上萬個(gè)基因，所以在種群中每一代都會(huì)產(chǎn)生大量的突變。2.突變大多數(shù)對(duì)生物體是不利的，能為進(jìn)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(jìn)化。3.生物變異和自然選擇哪個(gè)能決定生物進(jìn)化的方向？為什么？

提示：自然選擇決定生物進(jìn)化的方向。因?yàn)樯镞M(jìn)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(jìn)化的方向是由定向的自然選擇所決定的。自然選擇決定生物進(jìn)化方向的原理【探究應(yīng)用】1.如果基因型為Aa的個(gè)體自交產(chǎn)生的后代在某一環(huán)境中的生存能力或競爭能力是AA＝Aa>aa，則在長期的自然選擇過程中，下列能正確地表示A基因和a基因之間的比例變化的曲線是（）解析

AA和Aa個(gè)體生存能力較強(qiáng)，而aa被淘汰的可能性最大，所以a的基因頻率會(huì)降低，由于Aa的存在，a的基因頻率不可能降至0。答案A2.有性生殖的出現(xiàn)直接推動(dòng)了生物的進(jìn)化，其原因是（）A.有性生殖是高等生物所存在的生殖方式B.有性生殖經(jīng)過了兩性生殖細(xì)胞的結(jié)合C.有性生殖細(xì)胞是由減數(shù)分裂形成的D.通過有性生殖，實(shí)現(xiàn)了基因重組，增強(qiáng)了生物的變異性解析有性生殖細(xì)胞的形成是通過減數(shù)分裂產(chǎn)生的，減數(shù)分裂產(chǎn)生配子時(shí)，由于等位基因的分離和非等位基因的自由組合，或同源染色體上非姐妹染色單體的交叉互換，發(fā)生了基因重組，產(chǎn)生了多種類型的生殖細(xì)胞，再通過受精作用可以產(chǎn)生多種類型的合子，合子發(fā)育成為多種多樣的新個(gè)體。這就增強(qiáng)了生物變異的多樣性，為進(jìn)化提供了豐富的原材料，加快了生物進(jìn)化的速度。答案D知識(shí)脈絡(luò)要點(diǎn)晨背1.種群指的是某個(gè)區(qū)域內(nèi)同種生物的全部個(gè)體。2.一個(gè)種群中全部個(gè)體所含有的全部基因，叫做這個(gè)種群的基因庫。3.在一個(gè)種群的基因庫中，某個(gè)基因占全部等位基因的比率叫做基因頻率。4.突變包括基因突變和染色體變異。5.生物變異是不定向的，但生物進(jìn)化和自然選擇是定向的。解析

AA和Aa個(gè)體生存能力較強(qiáng)，而aa被淘汰的可能性最大，所以a的基因頻率會(huì)降低，由于Aa的存在，a的基因頻率不可能降至0。答案A自然選擇決定生物進(jìn)化方向的原理|過程評(píng)價(jià)|1.一個(gè)池塘中所有的魚是一個(gè)種群（）2.一個(gè)種群中某個(gè)個(gè)體的所有的基因叫做這個(gè)種群的基因庫（）3.某個(gè)種群中某等位基因如A和a的頻率之和等于1（）4.突變、染色體變異和基因重組為生物進(jìn)化提供原材料（）5.生物進(jìn)化的方向是由自然選擇決定的（）6.生物變異是不定向的，但生物進(jìn)化是定向的（）答案

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6.√一定區(qū)域|預(yù)知概念|一、種群是生物進(jìn)化的基本單位1.種群的含義和特點(diǎn)

（1）含義①范圍：___________。②組成：______生物的_______個(gè)體。（2）特點(diǎn)①不是___________在一起。②彼此可以交配，并通過繁殖將______________傳給后代。同種全部機(jī)械地集合各自的基因三、自然選擇決定生物進(jìn)化的方向1.選擇的對(duì)象（1）表面對(duì)象：生物的__________。（2）實(shí)質(zhì)對(duì)象：控制性狀的_________。2.選擇的結(jié)果（1）生物性狀上：朝著有利變異的方向不斷進(jìn)化。（2）基因上：種群___________會(huì)發(fā)生定向改變。變異性狀基因基因頻率|過程評(píng)價(jià)|1.一個(gè)池塘中所有的魚是一個(gè)種群（）2.一個(gè)種群中某個(gè)個(gè)體的所有的基因叫做這個(gè)種群的基因庫（）3.某個(gè)種群中某等位基因如A和a的頻率之和等于1（）4.突變、染色體變異和基因重組為生物進(jìn)化提供原材料（）5.生物進(jìn)化的方向是由自然選擇決定的（）6.生物變異是不定向的，但生物進(jìn)化是定向的（）答案

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6.√二、突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料2.可遺傳變異是生物進(jìn)化原材料的原因

（1）基因突變產(chǎn)生_______________，基因重組產(chǎn)