新教材高中生物生物的進化.1種群基因組成的變化課件新人教版必修2

第3節(jié)種群基因組成的變化與物種的形成一種群基因組成的變化根底預(yù)習(xí)自查問題一:什么是種群什么是種群的基因庫1.以下實例屬于一個種群的是_______。(填序號)①一個池塘里的所有的鯽魚②一片森林中的全部獼猴③一片草地上所有的山羊④一塊田里的老鼠⑤一片池塘里所有的魚①②③2.種群的基因庫:依據(jù)基因庫的概念,判斷以下說法的正誤:(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:×100%×√√問題二:生物進化的原材料有哪些自然選擇對種群基因頻率變化有什么影響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。新的等位基因生物進化新的基因型3.自然選擇對種群基因頻率變化的影響:根據(jù)自然選擇可決定種群進化的方向,判斷以下說法的正誤。(1)自然選擇可使種群定向突變。 ()提示:突變是不定向的;自然選擇可使基因頻率定向改變。(2)自然選擇可直接選擇表型,進而使種群朝著有利變異方向進化。()【微思考】自然選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)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?！痢毯诵幕犹骄刻骄奎c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、基因型頻率的計算分析(科學(xué)思維):(1)根據(jù)概念計算。①假設(shè)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=×100% =×100%②假設(shè)基因型為XBXB、XBXb、XbXb、XBY和XbY的個體數(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=×100% =×100%(2)根據(jù)基因型頻率計算。假設(shè)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【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,那么:由以上公式可得出以下結(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.以下有關(guān)種群的表達中,不正確的選項是()A.種群是生物進化的根本單位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.種群是生物繁殖的根本單位【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.(2021·南寧高一檢測)從某種群中隨機挑選200個個體,測得個體的基因型為AA的有65個,Aa的有110個,aa的有25個。那么該種群A的基因頻率為 ()A.35% B.60% C.75% D.80%【解析】選B。從某種群中隨機挑選200個個體,測得基因型為AA的個體有65個,Aa有110個,aa有25個,那么三種基因型的個體所占比例分別為65/200×100%=32.5%、110/200×100%=55%、25/200×100%=12.5%,該種群A的基因頻率=該基因純合子比例+雜合子比例/2=32.5%+55%/2=60%。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)此答復(fù)以下問題:(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)生了進化為什么提示:沒有進化。該種群中基因A和基因a的頻率分別為:A%=AA%+1/2Aa%=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,所以生物沒有進化。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:SS10%、Ss20%、ss70%。黑色基因S對淺色基因s為顯性。工業(yè)開展導(dǎo)致樹干變黑這一環(huán)境條件下,假設(shè)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%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,大局部是個體比較大、變異類型特殊的,以下有關(guān)表達正確的選項是()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(zhǔn)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.腕足類動物海豆芽,從4億年前出現(xiàn)至今面貌根本沒變,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)境根本沒有改變【解析】選D。自然選擇決定了生物進化的方向,該生物的“面貌根本沒變〞,說明其生存環(huán)境根本沒變,基因頻率也根本沒變,所以性狀根本沒變。種群概念同種生物一定區(qū)域全部個體種群基因庫概念計算公式種群基因頻率概念變化一個種群全部基因該基因型個體數(shù)該種群個體總數(shù)×100%基因突變自然選擇某個基因與全部等位基因數(shù)的比值基因頻率不定向變化基因頻率定向改變生物進化導(dǎo)致種群基因型頻率情境素養(yǎng)探究【生活情境】雜交實驗說明,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(jì)中葉以前,樺尺蛾種群中S基因的頻率很低,在5%以下,到了20世紀(jì)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(jì)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(科學(xué)思維)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)的開展,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(科學(xué)思維)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)昆蟲翅特別興旺,大多數(shù)昆蟲翅退化。請思考以下問題:(1)在這個海島上昆蟲翅長差異的根本來源是什么(生命觀念)提示:基因突變。(2)在這個島嶼上,為什么無翅或殘翅的昆蟲特別多(科學(xué)思維)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時機較少,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時機就多。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(biāo)1.隨著科學(xué)開展,人們對生物進化的認(rèn)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。以下關(guān)于現(xiàn)代生物進化理論內(nèi)容的相關(guān)表達,合理的是______________。

①環(huán)境通過選擇個體的表型而使生物發(fā)生進化②基因突變會導(dǎo)致基因頻率的改變③大腸桿菌可以通過基因重組而發(fā)生進化④自然選擇能定向改變種群的基因頻率⑤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①②④。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,①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,②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,③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,④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,⑤錯誤。2.以下有關(guān)種群基因庫的表達中,不正確的選項是()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,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;種群是生物繁殖的根本單位,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。3.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。以下對該現(xiàn)象的有關(guān)表達中,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)生了殘翅變異B.海島上殘翅昆蟲具有更多的生存繁殖時機C.環(huán)境對昆蟲的變異進行了定向選擇D.昆蟲種群的基因頻率發(fā)生了定向改變【解析】選A。海島環(huán)境選擇了殘翅變異,而不是昆蟲為適應(yīng)環(huán)境主動產(chǎn)生殘翅變異;海島上殘翅昆蟲具有更多的生存繁殖時機;環(huán)境對昆蟲的變異進行了定向選擇;昆蟲種群的基因頻率發(fā)生了定向改變,導(dǎo)致生物進化。4.(2021·泉州高一檢測)氨芐青霉素有抗菌作用,但長期使用易導(dǎo)致藥效下降,原因是 ()A.病菌基因庫中抗藥基因頻率增加B.氨芐青霉素誘導(dǎo)病菌發(fā)生基