(新教材)高中生物《種群基因組成的變化與物種的形成》版人教版1課件

第3節(jié)種群基因組成的變化與物種的形成第1課時(shí)種群基因組成的變化第3節(jié)種群基因組成的變化與物種的形成第1課時(shí)種群基因組1問題探討先有雞還是先有蛋？甲同學(xué)說：當(dāng)然是先有雞蛋了，因?yàn)橹挥猩臣?xì)胞產(chǎn)生的基因突變才能遺傳給后代，體細(xì)胞即使發(fā)生了基因突變，也不能影響后代的性狀。一同學(xué)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。討論你同意哪位同學(xué)的觀點(diǎn)？你的答案和理由是什么？這兩種觀點(diǎn)都有一定的道理，但都不全面。因?yàn)樗麄兒鲆暳穗u和蛋在基因組成上的一致性，也忽視了生物的進(jìn)化是以種群為單位而不是以個(gè)體為單位這一重要觀點(diǎn)。生物進(jìn)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(biāo)志，并不是在某一時(shí)刻突然有一個(gè)個(gè)體或一個(gè)生殖細(xì)胞成為一個(gè)新物種。生命誕生的過程中是先有蛋白質(zhì)還是先有核酸？問題探討先有雞還是先有蛋？生命誕生的過程中是先有2藍(lán)色龍蝦、黑色企鵝、白虎，這些性狀會不會傳給下一代？該生物是不是新的物種？藍(lán)色龍蝦、黑色企鵝、白虎，這些性狀會不會傳給下一代？該生物是3變異個(gè)體內(nèi)的基因，只有在群體內(nèi)通過生殖才能世代延續(xù)。因此，研究生物的進(jìn)化，僅研究個(gè)體的表型是不夠的，還必須研究群體基因組成的變化，這個(gè)群體就是種群。一種群基因組成的變化變異個(gè)體內(nèi)的基因，只有在群體內(nèi)通過生殖才能世代延續(xù)。因此，研4(一)種群和種群基因庫種群的概念、實(shí)例和特點(diǎn)（1）概念：生活在一定區(qū)域的同種生物全部個(gè)體的集合。（2）實(shí)例：一個(gè)樹林中的全部獼猴（3）特點(diǎn)：是生物繁殖和進(jìn)化的基本單位,彼此可以交配，并通過繁殖講各自的基因傳給后代。一個(gè)獼猴種群部分個(gè)體(一)種群和種群基因庫種群的概念、實(shí)例和特點(diǎn)一個(gè)獼猴種群部分5種群在繁衍過程中，個(gè)體有新老交替，基因卻代代相傳。參考蝗蟲實(shí)例，新形成的蝗蟲種群在基因組成上會有什么變化？需研究一個(gè)種群中全部個(gè)體所含有的全部基因---基因庫蝗蟲產(chǎn)卵種群在繁衍過程中，個(gè)體有新老交替，基因卻代代相傳。參考蝗蟲實(shí)6在一個(gè)種群基因庫中，某個(gè)基因占全部等位基因的數(shù)的比值，叫做基因頻率。A的基因頻率=某昆蟲決定翅色的基因頻率例如：在某昆蟲種群中，決定翅色為綠色的基因基因是A，決定翅色為褐色的基因是a，就這對等位基因來說，每個(gè)個(gè)體可以看做含有2個(gè)基因，這100個(gè)個(gè)體共有200個(gè)基因。A基因的數(shù)量：A基因的數(shù)量：A基因的頻率：A基因的頻率：2×30+60=120個(gè)2×10+60=80個(gè)120÷200=60%80÷200=40%A+aA

×100%從這個(gè)種群中隨機(jī)抽取100個(gè)個(gè)體，測得基因型為AA、Aa和aa的個(gè)體分別是30、60和10個(gè)，由此可知：1、這一種群繁殖若干代以后，其基因頻率會不會發(fā)生變化呢？在一個(gè)種群基因庫中，某個(gè)基因占全部等位基因的數(shù)的比值，叫做基7用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的變化1、假設(shè)上述昆蟲①種群非常大②所有雌雄個(gè)體間都能自由交配并產(chǎn)生后代③沒有遷入和遷出④不同翅色的個(gè)體生存和繁殖的機(jī)會是均等的⑤不產(chǎn)生突變思考討論用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的變化1、假設(shè)上述昆蟲思考討論8根據(jù)孟德爾的分離定律計(jì)算，將計(jì)算結(jié)果填入下表。（1）該種群產(chǎn)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？親代基因型的比值A(chǔ)A(30%)Aa(60%)Aa(10%)配子的比值A(chǔ)（）A（）a（）a（）子代基因型的頻率AA（）Aa（）aa（）子代基因頻率A（）a（）30%30%30%10%36%48%16%60%40%注：基因型頻率=該種群個(gè)體總數(shù)該基因型個(gè)體數(shù)

×100%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？親代種群的基因頻率A=60%,a=40%種群的基因頻率會同子一代一樣。A、a的基因頻率之和為1哈代-溫伯格平衡根據(jù)孟德爾的分離定律計(jì)算，將計(jì)算結(jié)果填入下表。親代基因型的比92、上述計(jì)算結(jié)果是建立在5個(gè)假設(shè)條件基礎(chǔ)上的。對自然界的種群來說，這5個(gè)條件都成立嗎？你能舉出哪些實(shí)例？這5個(gè)條件不可能同時(shí)成立，例如，翅色與環(huán)境色彩較一致的，被天敵發(fā)現(xiàn)的機(jī)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，種群的基因頻率會發(fā)生變化嗎？基因A2的頻率可能會怎樣變化？突變產(chǎn)生的新基因會使種群的基因頻率發(fā)生變化。基因A2的頻率是上升還是下降，要看這一突變對生物體是有益的還是有害的。2、上述計(jì)算結(jié)果是建立在5個(gè)假設(shè)條件基礎(chǔ)上的。對自然界的種群10深研拓展一

基因頻率和基因型頻率的計(jì)算1、基因頻率的計(jì)算（1）某基因頻率=例如：A%(A的基因頻率)=（2）已知基因型頻率計(jì)算基因頻率①常染色體上基因頻率的計(jì)算一對等位基因中某基因的頻率=該基因純合子的基因型頻率+例如，A%(A的基因頻率)=AA%(AA的基因型頻率)+A+aA

×100%該基因及其等位基因總數(shù)該基因總數(shù)

×100%21

雜合子的基因型頻率21

Aa%（Aa的基因型頻率）深研拓展一基因頻率和基因型頻率的計(jì)算1、基因頻率的計(jì)算11②X染色體上基因頻率的計(jì)算如某種群中基因型有XBXB、XBXb

、XbXb

、XBY、XBY，b%（Xb的基因頻率）=2、利用遺傳平衡定律（哈代-溫伯格平衡）計(jì)算基因型頻率（1）前提條件：①種群非常大②所有雌雄個(gè)體間都能自由交配并產(chǎn)生后代③沒有遷入和遷出④不同翅色的個(gè)體生存和繁殖的機(jī)會是均等的⑤不產(chǎn)生突變（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。（p+q）2=p2+2pq+q2=AA%+Aa%+aa%=1XB+XbXb

×100%②X染色體上基因頻率的計(jì)算XB+XbXb×100%121、某社區(qū)全部人口剛好男女各400人，居委會進(jìn)行紅綠色盲普查，發(fā)現(xiàn)女性中有10人患色盲，12名未生育女性是紅綠色盲基因攜帶者，18名色覺正常婦女的兒子患色盲，男性中共有22人不能區(qū)分紅色和綠色。那么，這個(gè)群體中紅綠色盲的基因頻率為（）

A.7.5﹪B.6﹪C.約5.6﹪D.約8.1﹪B小練Xb解析：紅綠色盲相關(guān)基因總數(shù)=400x2+400=1200(個(gè))Xb=10x2+12x1+18x1+22x1=72（個(gè)）故紅綠色盲的基因頻率（Xb%）=XBXbXbY120072

×100%=6%XBXb1、某社區(qū)全部人口剛好男女各400人，居委會進(jìn)行紅綠色盲普查13深研拓展二

自交和自由交配時(shí)基因頻率和基因型頻率變化規(guī)律交配方式基因頻率基因型頻率自交自由交配處于遺傳平衡不處于遺傳平衡改變，且純合子增多，雜合子減少不改變改變不改變不改變不改變無環(huán)境的選擇作用深研拓展二自交和自由交配時(shí)基因頻率和14小練2、某植物種群中，AA個(gè)體點(diǎn)16%，aa個(gè)體占36%，該種群隨機(jī)交配產(chǎn)生的后代中AA個(gè)體百分比、A基因頻率和自交產(chǎn)生的后代中AA個(gè)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B小練2、某植物種群中，AA個(gè)體點(diǎn)16%，aa個(gè)體占36%，該15基因突變在自然界是普遍存在的。基因突變產(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。(二)種群基因頻率的變化（1）可遺傳的變異來源基因重組基因突變?nèi)旧w變異突變可遺傳的變異提供了生物進(jìn)化的原材料。基因突變在自然界是普遍存在的。基因突變產(chǎn)生新的等位基因，這就16知識鏈接回憶前面所學(xué)的知識，想一想，染色體數(shù)目和結(jié)構(gòu)的變異都能引起種群基因頻率的變化嗎？都能。知識鏈接17因?yàn)榉N群是由許多個(gè)體組成的，每個(gè)個(gè)體的細(xì)胞中有成千上萬個(gè)基因，這樣，每一代就會產(chǎn)生大量的突變。生物自發(fā)突變的頻率很低，而且許多突變是有害的，那么，它為什么能夠作為生物進(jìn)化的原材料呢？例如，果蠅1組染色體上約有1.3×104個(gè)基因，假定每個(gè)基因的突變頻率都為10-5，對于一個(gè)中等大小的果蠅種群（約有108個(gè)個(gè)體）來說，每一代出現(xiàn)的基因突變數(shù)將是2×1.3×104×10-5×108=2.6×107（個(gè)）因?yàn)榉N群是由許多個(gè)體組成的，每個(gè)個(gè)體的細(xì)胞中有成千上萬個(gè)基因18突變的有利和有害是絕對的嗎？某海島上殘翅和無翅的昆蟲突變的有利和有害不是絕對的，這往往取決于環(huán)境。突變的有利和有害是絕對的嗎？某海島上殘翅和無翅的昆蟲突變的有19(2)可遺傳變異的形成基因突變產(chǎn)生新的

通過

過程中的基因重組，可以形成多種多樣的

。（3）可遺傳變異的特點(diǎn)：

、

。等位基因有性生殖基因型隨機(jī)的不定向的種群基因頻率的改變是否也是不定向的呢？閱讀課本112頁相關(guān)內(nèi)容，回答：(2)可遺傳變異的形成基因突變產(chǎn)生新的20探究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探究實(shí)踐（一）背景：英國曼徹斯特地區(qū)的樺尺蛾。長滿地衣的樹干上的樺尺蛾黑色樹干上的樺尺蛾黑色(S),淺色(s)s基因頻率：95%降低到5%S基因頻率：5%上升到95%（二）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？探究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21（三）做出假設(shè)：根據(jù)前面所學(xué)的知識做出假設(shè)：自然選擇可以使種群的基因頻率發(fā)生定向改變。（四）討論探究思路（見課本113頁）（提示：不同年份該種群的個(gè)體總數(shù)可能有所變化）制定并實(shí)施研究方案：1.創(chuàng)設(shè)數(shù)字化的問題情境。2.計(jì)算，講計(jì)算結(jié)果填入表中（如下表所示）第1年第2年第3年第4年……基因型頻率SS10%Ss20%ss70%基因頻率Ss20%80%第1年第2年第3年第4年SS10ss70Ss20總數(shù)100淺色個(gè)體每年減少10%，深色個(gè)體每年增加10%11632296125724931351279111.5%22.9%65.6%23%77%12.9%25.8%61.3%26%74%14.3%29.7%56.0%29%71%根據(jù)計(jì)算結(jié)果，對環(huán)境的選擇作用大小進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整(10%調(diào)整20%)，與原表格對比。（三）做出假設(shè)：（四）討論探究思路（見課本113頁）制定并實(shí)22據(jù)樺尺蛾種群變化情況，總結(jié)如下：環(huán)境變化19世紀(jì)中葉以前環(huán)境無污染20世紀(jì)中葉環(huán)境污染使樹干變黑性狀水平樺尺蛾多為淺色型，與環(huán)境相適應(yīng)樺尺蛾多為黑色型，表現(xiàn)為適者生存分子水平s基因頻率為95%以上，S基因頻率為5%以下S基因頻率為95%以上，s基因頻率為5%以下?lián)宄叨攴N群變化情況，總結(jié)如下：環(huán)境變化19世紀(jì)中葉以前環(huán)境23（五）分析結(jié)果，得出結(jié)論在自然選擇的作用下，具有有利變異的個(gè)體有更多的機(jī)會產(chǎn)生后代，種群中相應(yīng)基因的頻率會不斷提高；相反，具有不利變異的個(gè)體留下后代的機(jī)會少，種群中相應(yīng)基因的頻率會下降。因此，在自然選擇的作用下，種群的基因頻率會發(fā)生定向改變，導(dǎo)致生物朝著一定的方向不斷進(jìn)化。Tips:突變是不定向的，自然選擇是定向的。種群基因頻率的改變，標(biāo)志著生物的進(jìn)化。（五）分析結(jié)果，得出結(jié)論在自然選擇的作用下，具有有利變異的個(gè)241.樹干變黑會影響樺尺蛾種群中淺色個(gè)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?yàn)闃涓勺兒诤?，淺色個(gè)體容易被發(fā)現(xiàn)，被捕食的概率增加，許多淺色個(gè)體可能在沒有交配，產(chǎn)卵前就已被天敵捕食，導(dǎo)致其個(gè)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?yàn)樘鞌吃诓妒硺宄叨陼r(shí)，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？25種群基因組成的變化小結(jié)種群和種群基因庫自然選擇對種群基因頻率變化的影響種群基因頻率的變化種群的概念、特點(diǎn)基因庫概念基因頻率概念、計(jì)算可遺傳變異的三個(gè)來源進(jìn)化的標(biāo)志自然選擇決定生物進(jìn)化的方向種群基因組成的變化小結(jié)種群和種群基因庫自然選擇對種群26一、概念檢測1.從基因水平看，生物進(jìn)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(guān)表述是否正確。判斷下列相關(guān)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(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率在自然選擇作用下的定向改變。（）√×√小練一、概念檢測√×√小練273.某一瓢蟲種群中有黑色和紅色兩種體色的個(gè)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(gè)體占18%，基因型為Bb的個(gè)體占78%，基因型為bb的個(gè)體占4%。基因B和b的頻率分別為（）A．18%、82%B.36%、64%C.57%、43%D.92%、8%C3.某一瓢蟲種群中有黑色和紅色兩種體色的個(gè)體，這一性狀由一對284.一種果蠅的突變體在21℃的氣溫下，生存能力很差，但是，當(dāng)氣溫上升到25.5℃時(shí)，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(jī)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C4.一種果蠅的突變體在21℃的氣溫下，生存能力很差，但是，當(dāng)29二、拓展應(yīng)用1、選擇育種和雜交育種2、如果氣候等其他條件也合適，并且這個(gè)種群具有一定的繁殖能力，該種群的個(gè)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、（1）二者存在正相關(guān)的關(guān)系。依據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)。（2）隨著抗生素人均使用量的增加，不耐藥的細(xì)菌生存和繁殖的機(jī)會減少，耐藥菌生存和繁殖的機(jī)會增加，耐藥性基因在細(xì)菌種群中的基因頻率逐年上升。（3）由于細(xì)菌繁殖很快，耐藥率的上升速度也較快，因此需要加強(qiáng)監(jiān)控。我國衛(wèi)生部門建立了相關(guān)監(jiān)測機(jī)制，說明黨和政府關(guān)注民生。醫(yī)療機(jī)構(gòu)及時(shí)通報(bào)預(yù)警信息，有利于全國各醫(yī)院機(jī)構(gòu)共同及時(shí)采取措施，如更換新的抗生素類藥物，將細(xì)菌耐藥率控制在低水平。（4）提示：合理使用抗生素，防止濫用抗生素等。二、拓展應(yīng)用301.志愿精神可以表述為一種具體化或日?；娜宋木瘛Ｗ鳛榇龠M(jìn)社區(qū)發(fā)展、社會進(jìn)步和社會成員個(gè)人身心完善的一種價(jià)值觀念和社會心理，志愿精神在日常生活層面的實(shí)際體現(xiàn)形式就是志愿行動。志愿精神的興起，作為一種獨(dú)特的社會文化形式，體現(xiàn)了在不同層面上的功能。

2.禮、樂與城市文明有密切關(guān)系，這可從什么是文明，文明與城市的關(guān)系，以及什么是城市文明的核心內(nèi)容等角度加以認(rèn)識與闡釋。3．小說開頭的環(huán)境描寫和簡單的人物對話，交代了“他”的身份和家庭生活狀況，也照應(yīng)結(jié)尾，凸顯人物品質(zhì)。4．媳婦為了“他”也來到城市，來到工地，找不到合適的進(jìn)錢門路，就撿起了破爛，為此，她常常抱怨“他”無能。5．對比是本文主要的表現(xiàn)手法，以媳婦迫于生活壓力讓丈夫監(jiān)守自盜與丈夫的斷然拒絕為對比．突出了丈夫的品質(zhì)。6.一個(gè)真性情的人活在一個(gè)最冷酷的現(xiàn)實(shí)中，一個(gè)最潔凈的人落在一個(gè)最骯臟的泥塘里，一個(gè)最遵循內(nèi)心真實(shí)的人面對的是種種的虛偽和狡詐。你無法對他們寬容，哪怕是丁點(diǎn)兒的虛與委蛇，你謹(jǐn)持自己理想的絕對純潔。7.信仰是靈魂的支撐，對一個(gè)剛直的文人來說，它比生命重要得多。當(dāng)肉體的保存與精神的救贖發(fā)生避無可避的沖突時(shí)，他們毅然選擇了后者，讓肉體下沉，讓精神在碧波中飛升。8．南北朝樂府民歌雖有某種意義上的差別，可在語言節(jié)奏、質(zhì)樸純真風(fēng)格、心靈綻放的美麗上等方面的“內(nèi)在的美”是相同的。9．文人樂府詩溫以麗，意悲而遠(yuǎn)，或慷慨，或清綺，風(fēng)格多樣。這說明，樂府民歌不僅給文人詩歌形式，還遺傳了題材、體裁、意象和風(fēng)格特征。1.志愿精神可以表述為一種具體化或日常化的人文精神。作為促進(jìn)31第3節(jié)種群基因組成的變化與物種的形成第1課時(shí)種群基因組成的變化第3節(jié)種群基因組成的變化與物種的形成第1課時(shí)種群基因組32問題探討先有雞還是先有蛋？甲同學(xué)說：當(dāng)然是先有雞蛋了，因?yàn)橹挥猩臣?xì)胞產(chǎn)生的基因突變才能遺傳給后代，體細(xì)胞即使發(fā)生了基因突變，也不能影響后代的性狀。一同學(xué)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。討論你同意哪位同學(xué)的觀點(diǎn)？你的答案和理由是什么？這兩種觀點(diǎn)都有一定的道理，但都不全面。因?yàn)樗麄兒鲆暳穗u和蛋在基因組成上的一致性，也忽視了生物的進(jìn)化是以種群為單位而不是以個(gè)體為單位這一重要觀點(diǎn)。生物進(jìn)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(biāo)志，并不是在某一時(shí)刻突然有一個(gè)個(gè)體或一個(gè)生殖細(xì)胞成為一個(gè)新物種。生命誕生的過程中是先有蛋白質(zhì)還是先有核酸？問題探討先有雞還是先有蛋？生命誕生的過程中是先有33藍(lán)色龍蝦、黑色企鵝、白虎，這些性狀會不會傳給下一代？該生物是不是新的物種？藍(lán)色龍蝦、黑色企鵝、白虎，這些性狀會不會傳給下一代？該生物是34變異個(gè)體內(nèi)的基因，只有在群體內(nèi)通過生殖才能世代延續(xù)。因此，研究生物的進(jìn)化，僅研究個(gè)體的表型是不夠的，還必須研究群體基因組成的變化，這個(gè)群體就是種群。一種群基因組成的變化變異個(gè)體內(nèi)的基因，只有在群體內(nèi)通過生殖才能世代延續(xù)。因此，研35(一)種群和種群基因庫種群的概念、實(shí)例和特點(diǎn)（1）概念：生活在一定區(qū)域的同種生物全部個(gè)體的集合。（2）實(shí)例：一個(gè)樹林中的全部獼猴（3）特點(diǎn)：是生物繁殖和進(jìn)化的基本單位,彼此可以交配，并通過繁殖講各自的基因傳給后代。一個(gè)獼猴種群部分個(gè)體(一)種群和種群基因庫種群的概念、實(shí)例和特點(diǎn)一個(gè)獼猴種群部分36種群在繁衍過程中，個(gè)體有新老交替，基因卻代代相傳。參考蝗蟲實(shí)例，新形成的蝗蟲種群在基因組成上會有什么變化？需研究一個(gè)種群中全部個(gè)體所含有的全部基因---基因庫蝗蟲產(chǎn)卵種群在繁衍過程中，個(gè)體有新老交替，基因卻代代相傳。參考蝗蟲實(shí)37在一個(gè)種群基因庫中，某個(gè)基因占全部等位基因的數(shù)的比值，叫做基因頻率。A的基因頻率=某昆蟲決定翅色的基因頻率例如：在某昆蟲種群中，決定翅色為綠色的基因基因是A，決定翅色為褐色的基因是a，就這對等位基因來說，每個(gè)個(gè)體可以看做含有2個(gè)基因，這100個(gè)個(gè)體共有200個(gè)基因。A基因的數(shù)量：A基因的數(shù)量：A基因的頻率：A基因的頻率：2×30+60=120個(gè)2×10+60=80個(gè)120÷200=60%80÷200=40%A+aA

×100%從這個(gè)種群中隨機(jī)抽取100個(gè)個(gè)體，測得基因型為AA、Aa和aa的個(gè)體分別是30、60和10個(gè)，由此可知：1、這一種群繁殖若干代以后，其基因頻率會不會發(fā)生變化呢？在一個(gè)種群基因庫中，某個(gè)基因占全部等位基因的數(shù)的比值，叫做基38用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的變化1、假設(shè)上述昆蟲①種群非常大②所有雌雄個(gè)體間都能自由交配并產(chǎn)生后代③沒有遷入和遷出④不同翅色的個(gè)體生存和繁殖的機(jī)會是均等的⑤不產(chǎn)生突變思考討論用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的變化1、假設(shè)上述昆蟲思考討論39根據(jù)孟德爾的分離定律計(jì)算，將計(jì)算結(jié)果填入下表。（1）該種群產(chǎn)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？親代基因型的比值A(chǔ)A(30%)Aa(60%)Aa(10%)配子的比值A(chǔ)（）A（）a（）a（）子代基因型的頻率AA（）Aa（）aa（）子代基因頻率A（）a（）30%30%30%10%36%48%16%60%40%注：基因型頻率=該種群個(gè)體總數(shù)該基因型個(gè)體數(shù)

×100%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？親代種群的基因頻率A=60%,a=40%種群的基因頻率會同子一代一樣。A、a的基因頻率之和為1哈代-溫伯格平衡根據(jù)孟德爾的分離定律計(jì)算，將計(jì)算結(jié)果填入下表。親代基因型的比402、上述計(jì)算結(jié)果是建立在5個(gè)假設(shè)條件基礎(chǔ)上的。對自然界的種群來說，這5個(gè)條件都成立嗎？你能舉出哪些實(shí)例？這5個(gè)條件不可能同時(shí)成立，例如，翅色與環(huán)境色彩較一致的，被天敵發(fā)現(xiàn)的機(jī)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，種群的基因頻率會發(fā)生變化嗎？基因A2的頻率可能會怎樣變化？突變產(chǎn)生的新基因會使種群的基因頻率發(fā)生變化。基因A2的頻率是上升還是下降，要看這一突變對生物體是有益的還是有害的。2、上述計(jì)算結(jié)果是建立在5個(gè)假設(shè)條件基礎(chǔ)上的。對自然界的種群41深研拓展一

基因頻率和基因型頻率的計(jì)算1、基因頻率的計(jì)算（1）某基因頻率=例如：A%(A的基因頻率)=（2）已知基因型頻率計(jì)算基因頻率①常染色體上基因頻率的計(jì)算一對等位基因中某基因的頻率=該基因純合子的基因型頻率+例如，A%(A的基因頻率)=AA%(AA的基因型頻率)+A+aA

×100%該基因及其等位基因總數(shù)該基因總數(shù)

×100%21

雜合子的基因型頻率21

Aa%（Aa的基因型頻率）深研拓展一基因頻率和基因型頻率的計(jì)算1、基因頻率的計(jì)算42②X染色體上基因頻率的計(jì)算如某種群中基因型有XBXB、XBXb

、XbXb

、XBY、XBY，b%（Xb的基因頻率）=2、利用遺傳平衡定律（哈代-溫伯格平衡）計(jì)算基因型頻率（1）前提條件：①種群非常大②所有雌雄個(gè)體間都能自由交配并產(chǎn)生后代③沒有遷入和遷出④不同翅色的個(gè)體生存和繁殖的機(jī)會是均等的⑤不產(chǎn)生突變（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。（p+q）2=p2+2pq+q2=AA%+Aa%+aa%=1XB+XbXb

×100%②X染色體上基因頻率的計(jì)算XB+XbXb×100%431、某社區(qū)全部人口剛好男女各400人，居委會進(jìn)行紅綠色盲普查，發(fā)現(xiàn)女性中有10人患色盲，12名未生育女性是紅綠色盲基因攜帶者，18名色覺正常婦女的兒子患色盲，男性中共有22人不能區(qū)分紅色和綠色。那么，這個(gè)群體中紅綠色盲的基因頻率為（）

A.7.5﹪B.6﹪C.約5.6﹪D.約8.1﹪B小練Xb解析：紅綠色盲相關(guān)基因總數(shù)=400x2+400=1200(個(gè))Xb=10x2+12x1+18x1+22x1=72（個(gè)）故紅綠色盲的基因頻率（Xb%）=XBXbXbY120072

×100%=6%XBXb1、某社區(qū)全部人口剛好男女各400人，居委會進(jìn)行紅綠色盲普查44深研拓展二

自交和自由交配時(shí)基因頻率和基因型頻率變化規(guī)律交配方式基因頻率基因型頻率自交自由交配處于遺傳平衡不處于遺傳平衡改變，且純合子增多，雜合子減少不改變改變不改變不改變不改變無環(huán)境的選擇作用深研拓展二自交和自由交配時(shí)基因頻率和45小練2、某植物種群中，AA個(gè)體點(diǎn)16%，aa個(gè)體占36%，該種群隨機(jī)交配產(chǎn)生的后代中AA個(gè)體百分比、A基因頻率和自交產(chǎn)生的后代中AA個(gè)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B小練2、某植物種群中，AA個(gè)體點(diǎn)16%，aa個(gè)體占36%，該46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。(二)種群基因頻率的變化（1）可遺傳的變異來源基因重組基因突變?nèi)旧w變異突變可遺傳的變異提供了生物進(jìn)化的原材料。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47知識鏈接回憶前面所學(xué)的知識，想一想，染色體數(shù)目和結(jié)構(gòu)的變異都能引起種群基因頻率的變化嗎？都能。知識鏈接48因?yàn)榉N群是由許多個(gè)體組成的，每個(gè)個(gè)體的細(xì)胞中有成千上萬個(gè)基因，這樣，每一代就會產(chǎn)生大量的突變。生物自發(fā)突變的頻率很低，而且許多突變是有害的，那么，它為什么能夠作為生物進(jìn)化的原材料呢？例如，果蠅1組染色體上約有1.3×104個(gè)基因，假定每個(gè)基因的突變頻率都為10-5，對于一個(gè)中等大小的果蠅種群（約有108個(gè)個(gè)體）來說，每一代出現(xiàn)的基因突變數(shù)將是2×1.3×104×10-5×108=2.6×107（個(gè)）因?yàn)榉N群是由許多個(gè)體組成的，每個(gè)個(gè)體的細(xì)胞中有成千上萬個(gè)基因49突變的有利和有害是絕對的嗎？某海島上殘翅和無翅的昆蟲突變的有利和有害不是絕對的，這往往取決于環(huán)境。突變的有利和有害是絕對的嗎？某海島上殘翅和無翅的昆蟲突變的有50(2)可遺傳變異的形成基因突變產(chǎn)生新的

通過

過程中的基因重組，可以形成多種多樣的

。（3）可遺傳變異的特點(diǎn)：

、

。等位基因有性生殖基因型隨機(jī)的不定向的種群基因頻率的改變是否也是不定向的呢？閱讀課本112頁相關(guān)內(nèi)容，回答：(2)可遺傳變異的形成基因突變產(chǎn)生新的51探究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探究實(shí)踐（一）背景：英國曼徹斯特地區(qū)的樺尺蛾。長滿地衣的樹干上的樺尺蛾黑色樹干上的樺尺蛾黑色(S),淺色(s)s基因頻率：95%降低到5%S基因頻率：5%上升到95%（二）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？探究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52（三）做出假設(shè)：根據(jù)前面所學(xué)的知識做出假設(shè)：自然選擇可以使種群的基因頻率發(fā)生定向改變。（四）討論探究思路（見課本113頁）（提示：不同年份該種群的個(gè)體總數(shù)可能有所變化）制定并實(shí)施研究方案：1.創(chuàng)設(shè)數(shù)字化的問題情境。2.計(jì)算，講計(jì)算結(jié)果填入表中（如下表所示）第1年第2年第3年第4年……基因型頻率SS10%Ss20%ss70%基因頻率Ss20%80%第1年第2年第3年第4年SS10ss70Ss20總數(shù)100淺色個(gè)體每年減少10%，深色個(gè)體每年增加10%11632296125724931351279111.5%22.9%65.6%23%77%12.9%25.8%61.3%26%74%14.3%29.7%56.0%29%71%根據(jù)計(jì)算結(jié)果，對環(huán)境的選擇作用大小進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整(10%調(diào)整20%)，與原表格對比。（三）做出假設(shè)：（四）討論探究思路（見課本113頁）制定并實(shí)53據(jù)樺尺蛾種群變化情況，總結(jié)如下：環(huán)境變化19世紀(jì)中葉以前環(huán)境無污染20世紀(jì)中葉環(huán)境污染使樹干變黑性狀水平樺尺蛾多為淺色型，與環(huán)境相適應(yīng)樺尺蛾多為黑色型，表現(xiàn)為適者生存分子水平s基因頻率為95%以上，S基因頻率為5%以下S基因頻率為95%以上，s基因頻率為5%以下?lián)宄叨攴N群變化情況，總結(jié)如下：環(huán)境變化19世紀(jì)中葉以前環(huán)境54（五）分析結(jié)果，得出結(jié)論在自然選擇的作用下，具有有利變異的個(gè)體有更多的機(jī)會產(chǎn)生后代，種群中相應(yīng)基因的頻率會不斷提高；相反，具有不利變異的個(gè)體留下后代的機(jī)會少，種群中相應(yīng)基因的頻率會下降。因此，在自然選擇的作用下，種群的基因頻率會發(fā)生定向改變，導(dǎo)致生物朝著一定的方向不斷進(jìn)化。Tips:突變是不定向的，自然選擇是定向的。種群基因頻率的改變，標(biāo)志著生物的進(jìn)化。（五）分析結(jié)果，得出結(jié)論在自然選擇的作用下，具有有利變異的個(gè)551.樹干變黑會影響樺尺蛾種群中淺色個(gè)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?yàn)闃涓勺兒诤?，淺色個(gè)體容易被發(fā)現(xiàn)，被捕食的概率增加，許多淺色個(gè)體可能在沒有交配，產(chǎn)卵前就已被天敵捕食，導(dǎo)致其個(gè)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?yàn)樘鞌吃诓妒硺宄叨陼r(shí)，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？56種群基因組成的變化小結(jié)種群和種群基因庫自然選擇對種群基因頻率變化的影響種群基因頻率的變化種群的概念、特點(diǎn)基因庫概念基因頻率概念、計(jì)算可遺傳變異的三個(gè)來源進(jìn)化的標(biāo)志自然選擇決定生物進(jìn)化的方向種群基因組成的變化小結(jié)種群和種群基因庫自然選擇對種群57一、概念檢測1.從基因水平看，生物進(jìn)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(guān)表述是否正確。判斷下列相關(guān)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(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率在自然選擇作用下的定向改變。（）√×√小練一、概念檢