【生物】種群基因組成的變化與物種的形成-2023-2024學(xué)年高一生物 人教版2019必修2

1.拉馬克認(rèn)為生物的適應(yīng)性特征的形成是用進(jìn)廢退和獲得性遺傳的結(jié)果()2達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說(shuō)正確地解釋了生物的多樣性、適應(yīng)性以及遺傳和變異的本質(zhì)()3.抗生素的濫用會(huì)使細(xì)菌產(chǎn)生抗藥性的原因是抗生素誘發(fā)細(xì)菌產(chǎn)生基因突變，使細(xì)菌中出現(xiàn)抗藥性強(qiáng)的個(gè)體()4.達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說(shuō)認(rèn)為生物的多樣性、適應(yīng)性是進(jìn)化的結(jié)果()復(fù)習(xí)回顧：√××√預(yù)習(xí)自測(cè)1.一個(gè)種群中某基因占所有基因數(shù)的比值叫作基因頻率。(

)2．在環(huán)境條件保持穩(wěn)定的前提條件下，種群的基因頻率不會(huì)發(fā)生變化。(

)3．若親子代間基因頻率不變，基因型頻率也一定不變。(

)4．種群是生物進(jìn)化的基本單位，自然選擇的直接選擇對(duì)象是個(gè)體的表型。(

)5.從根本上講，沒(méi)有突變，就沒(méi)有生物的進(jìn)化。(

)6．突變具有低頻性，不能為生物進(jìn)化提供原材料。(

)7．有害突變不能成為生物進(jìn)化的原材料。(

)8．所有變異都不能決定生物進(jìn)化的方向，但都能提供進(jìn)化的原材料。(

)9.細(xì)菌在抗生素的誘導(dǎo)作用下產(chǎn)生了抗藥性基因。(

)10．本實(shí)驗(yàn)所使用的涂布器、培養(yǎng)皿等都要進(jìn)行滅菌處理。(

)×××√√××××√情境導(dǎo)入第6章生物的進(jìn)化

第3節(jié)種群基因組成的變化第一課時(shí)學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.解釋種群、基因庫(kù)和基因頻率的概念。2.闡明生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)。aa表型自然選擇的直接作用對(duì)象是基因型還是表型？A探究一.種群和種群基因庫(kù)判斷以下例子是否屬于種群，并且說(shuō)出判斷依據(jù)（1）兩個(gè)池塘內(nèi)的全部鯉魚（2）一個(gè)池塘中的全部魚（3）一個(gè)池塘里的全部青蛙1、種群:生活在一定區(qū)域的同種生物全部個(gè)體的集合叫作種群。一片樹林中的全部獼猴一片草地上的所有蒲公英一個(gè)培養(yǎng)皿中大腸桿菌否否否否同種生物全部個(gè)體同一區(qū)域自由交配（4）一個(gè)菜市場(chǎng)中的全部鯉魚☆種群是可進(jìn)行基因交流的群體，是生物繁殖與進(jìn)化的基本單位。探究一.種群和種群基因庫(kù)2、種群的基因庫(kù)：一個(gè)種群中全部個(gè)體所含有的全部基因注意范圍是種群不是物種?；驇?kù)包含了種群中全部個(gè)體的全部基因，無(wú)論“優(yōu)劣”。

在一個(gè)種群基因庫(kù)中，某個(gè)基因占全部等位基因數(shù)的比值，叫做基因頻率?；蝾l率＝該基因的總數(shù)該等位基因的總數(shù)×100%基因型頻率＝特定基因型個(gè)體數(shù)該種群個(gè)體總數(shù)×100%3、基因頻率：這100個(gè)個(gè)體共有_____個(gè)基因，其中：A基因的數(shù)量=___________________個(gè)a基因的數(shù)量=____________________個(gè)A基因的頻率=____________________%a基因的頻率=____________________%探究一.種群和種群基因庫(kù)例1：在某昆蟲種群中，決定體色為黑色的基因是A，決定體色為褐色的基因是a，從這個(gè)種群中隨機(jī)抽取100個(gè)個(gè)體，測(cè)得基因型為AA、Aa和aa的個(gè)體分別是30、60和10個(gè)。①在種群中，一對(duì)等位基因的基因頻率之和等于1，基因型頻率之和也等于1。②一個(gè)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AA基因型頻率為：Aa基因型頻率為：aa基因型頻率為：A基因的頻率=____________________a基因的頻率=____________________30/100=30%60/100=60%10/100=10%2002×30+60=1202×10+60=80120÷200=6080÷200=40

30%+30%=

60%

10%+30%=

40%探究一.種群和種群基因庫(kù)例2：某學(xué)校男女各有100人，其中XBXB占50人，XBXb占30人，XbXb占20人，XBY占80人，XbY占20人，那么XB、Xb的基因頻率是多少？XB%=Xb%×100%2×50＋30＋802×女性人數(shù)＋男性人數(shù)=70%=30%例3：在某地區(qū)的人群中XBXB=44%、XBXb=5%、XbXb=1%、XBY=43%、XbY=7%。那么Xb的基因頻率是多少？Xb=9.3%XB=90.7%將百分號(hào)去掉，當(dāng)個(gè)體數(shù)，按公式

計(jì)算注意：不能按基因頻率=該基因純合體頻率+1/2雜合子頻率計(jì)算探究一.種群和種群基因庫(kù)探究任務(wù)一：在某昆蟲種群中基因型為AA、Aa和aa的個(gè)體分別是30、60和10個(gè)。假設(shè)上述昆蟲種群非常大，所有的雌雄個(gè)體間都能自由交配并能產(chǎn)生后代，沒(méi)有遷入和遷出，不同翅色的個(gè)體生存和繁殖的機(jī)會(huì)是均等的，基因A和a都不產(chǎn)生突變，根據(jù)孟德爾的分離定律計(jì)算。(1)親代基因型的頻率AA（30%）Aa（60%）aa（10%）配子的比率A（

）A()a()a()親代基因頻率A()a()子一代基因型頻率AA(

)Aa()aa()子一代基因頻率A（）a()子二代基因型頻率AA（）Aa()aa()子二代基因頻率A（）a()30%30%30%10%36%48%16%60%40%36%48%16%60%40%60%40%探究一.種群和種群基因庫(kù)(2)子三代以及若干代以后，種群的基因頻率會(huì)同子一代一樣嗎？(3)要使種群的基因頻率不發(fā)生改變，此種群應(yīng)具備哪些條件？子二代、子三代以及若干代以后，種群的基因頻率與子一代一樣。①種群足夠大；

②雌雄個(gè)體間都能自由交配并產(chǎn)生后代；

③沒(méi)有遷入與遷出；

④所有個(gè)體生存和繁殖的機(jī)會(huì)相同（無(wú)自然選擇

）

⑤不發(fā)生突變。

——理想種群遺傳平衡定律（哈代—溫伯格定律）：

AA=p2

Aa=2pq

aa=q2

例1：設(shè)A的基因頻率為p，a的基因頻率為q；則p+q=1

(p+q)2=p2+2pq+q2=1雌配子雄配子A(p)a(q)A(p)a(q)AA(p2)Aa(pq)Aa(pq)aa(q2)探究一.種群和種群基因庫(kù)(4)同時(shí)具備(3)題條件的種群存在嗎？這說(shuō)明了什么？(5)由遺傳平衡定律可知，理想種群中，從F1開始往后，基因頻率和基因型頻率都不變；若將其中的自由交配改成連續(xù)自交，那后代的基因頻率和基因型頻率依然不變嗎？不存在。自然界種群的基因頻率一定發(fā)生改變。進(jìn)化的實(shí)質(zhì)：種群基因頻率的改變。交配方式基因頻率基因型頻率自交無(wú)自然選擇自由交配處于遺傳平衡改變純合子增多雜合子減少不改變不改變不改變【典例1】下列關(guān)于基因庫(kù)的描述，錯(cuò)誤的是()A．基因庫(kù)是一個(gè)種群的全部個(gè)體所含的全部基因B．生物個(gè)體總是要死亡的，但基因庫(kù)卻因種群個(gè)體的繁殖而代代相傳C．種群中每個(gè)個(gè)體都含有種群基因庫(kù)中的全部基因D．基因突變可能改變基因庫(kù)的組成【針對(duì)訓(xùn)練1】現(xiàn)有一個(gè)由AA、Aa、aa三種基因型個(gè)體組成的動(dòng)物種群，已知該種群中具有繁殖能力的個(gè)體之間通過(guò)隨機(jī)交配進(jìn)行繁殖，而aa個(gè)體不具有繁殖能力。該種群繁殖一代，若子代中AA∶Aa∶aa＝9∶6∶1，則親代中AA、Aa和aa的數(shù)量比可能為()A．4∶3∶4 B．5∶5∶1C．6∶2∶3 D．4∶1∶4CB探究二.種群基因頻率的變化及自然選擇的影響產(chǎn)生等位基因，使種群基因頻率發(fā)生變化。1、生物進(jìn)化的原材料：可遺傳變異基因突變：染色體變異基因重組突變探究任務(wù)二：1.生物自發(fā)突變的頻率很低，而且大多數(shù)突變對(duì)生物體是有害的，那么，它為何還能夠作為生物進(jìn)化的原材料呢？種群是由許多個(gè)體組成的，每個(gè)個(gè)體的細(xì)胞中都有成千上萬(wàn)個(gè)基因，每一代就會(huì)產(chǎn)生大量的突變。突變的有利和有害也不是絕對(duì)的，往往取決于生物的生存環(huán)境。探究二.種群基因頻率的變化及自然選擇的影響探究任務(wù)二：2．達(dá)爾文考察了格克倫島，這個(gè)島嶼上經(jīng)常刮大風(fēng)，島上的少數(shù)昆蟲翅特別發(fā)達(dá)，大多數(shù)昆蟲翅退化。請(qǐng)思考下列問(wèn)題：(1)在這個(gè)海島上昆蟲翅長(zhǎng)差異的根本來(lái)源是什么？(2)在這個(gè)島嶼上，為什么無(wú)翅的昆蟲特別多？3.為什么突變和重組只是提供生物進(jìn)化原材料而不能決定進(jìn)化的方向？生物朝著哪個(gè)方向進(jìn)行進(jìn)化到底是由誰(shuí)決定的？基因突變由于這個(gè)島嶼上經(jīng)常刮大風(fēng)，有翅能飛但翅不夠強(qiáng)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(jī)會(huì)較少，而無(wú)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(jī)會(huì)就多。經(jīng)過(guò)自然選擇之后，海島上無(wú)翅或殘翅的昆蟲就特別多。變異是隨機(jī)的、不定向的探究二.種群基因頻率的變化及自然選擇的影響探究任務(wù)二：4.樺尺蛾的體色受一對(duì)等位基因S和s控制，黑色(S)對(duì)淺色是顯性的。樺尺蛾種群的基因型頻率分別為SS10%，Ss20%，ss70%。S基因的頻率為20%。在樹干變黑這一環(huán)境條件下(假如樹干變黑不利于淺色樺尺蛾的生存)，使得種群中淺色個(gè)體每年減少，黑色個(gè)體每年增加。(1)請(qǐng)分析S、s基因產(chǎn)生的原因，并分析可遺傳變異在生物進(jìn)化中的意義。(2)根據(jù)上面的數(shù)據(jù)分析，樹干變黑的環(huán)境對(duì)樺尺蛾淺色個(gè)體的出生率有影響嗎？樹干變黑的環(huán)境對(duì)樺尺蛾體色基因頻率產(chǎn)生了什么影響？基因突變；可遺傳變異產(chǎn)生了大量的不定向的變異，為生物的進(jìn)化提供了原材料。有影響。許多淺色個(gè)體可能在沒(méi)有交配、產(chǎn)卵前就已被天敵捕食。樹干變黑的環(huán)境使控制淺色的s基因頻率逐漸下降，S基因頻率逐漸提高。探究二.種群基因頻率的變化及自然選擇的影響探究任務(wù)二：(3)自然選擇在基因頻率改變的過(guò)程中有什么作用？(4)在自然選擇過(guò)程中，直接受選擇的是基因型還是表型？為什么？(5)樺尺蛾種群發(fā)生進(jìn)化了嗎？判斷的依據(jù)是什么？自然選擇使種群的基因頻率發(fā)生定向改變，自然選擇決定了生物的進(jìn)化方向。自然選擇作用的對(duì)象：直接對(duì)象：

間接對(duì)象：

根本對(duì)象：表型基因型基因表型。因?yàn)樘鞌晨吹降氖菢宄叨甑捏w色(表型)而不是控制體色的基因。發(fā)生了進(jìn)化。依據(jù)是樺尺蛾種群的基因頻率發(fā)生了改變。【典例2】下列關(guān)于基因頻率與生物進(jìn)化關(guān)系的敘述，正確的是()A．種群基因頻率的改變不一定引起生物的進(jìn)化B．生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變C．只有在新物種形成時(shí)，才發(fā)生基因頻率的改變D．生物性狀的改變一定引起生物的進(jìn)化、【針對(duì)訓(xùn)練2】在19世紀(jì)中葉以前，英國(guó)曼徹斯特地區(qū)的樺尺蛾幾乎都是淺色型(ss)的，隨著工業(yè)的發(fā)展，工廠排出的煤煙逐漸將樹皮熏成黑褐色，到了20世紀(jì)中葉，黑色型(S_)的樺尺蛾成了常見類型。下列與此相關(guān)的敘述正確的是()A．自然選擇的方向發(fā)生了改變，所以自然選擇是不定向的B．樺尺蛾種群進(jìn)化過(guò)程中接受選擇的是各種基因型的個(gè)體C．該地區(qū)樺尺蛾種群進(jìn)化過(guò)程中Ss的基因型頻率不會(huì)改變D．長(zhǎng)時(shí)間的環(huán)境污染導(dǎo)致s基因定向突變成S基因BB探究三.探究抗生素對(duì)細(xì)菌的選擇作用1.實(shí)驗(yàn)原理2.目的要求一定濃度的抗生素會(huì)殺死細(xì)菌，變異的細(xì)菌可能產(chǎn)生耐藥性。向培養(yǎng)基中添加抗生素，耐藥菌有可能存活下來(lái)。通過(guò)觀察細(xì)菌在含有抗生素的培養(yǎng)基上的生長(zhǎng)狀況，探究抗生素對(duì)細(xì)菌的選擇作用。3.材料用具培養(yǎng)基、細(xì)菌菌株、含抗生素及不含抗生素的紙片、酒精燈、涂布器等4.方法步驟（1）分組：將培養(yǎng)基分區(qū)、標(biāo)號(hào)（2）涂布：用無(wú)菌涂布器將菌種均勻涂布在培養(yǎng)基上。探究三.探究抗生素對(duì)細(xì)菌的選擇作用（3）控制變量：將不含抗生素的紙片和含抗生素紙片分別放在平板的不同位置。（4）培養(yǎng)：培養(yǎng)皿倒置，37℃培養(yǎng)12-16h。

（5）觀察：是否出現(xiàn)抑菌圈

測(cè)量記錄抑菌圈直徑?！袛嗍欠褚志袛嘁志鷱?qiáng)弱（6）重復(fù)：從抑菌圈邊緣的菌落上挑取細(xì)菌，接種到已滅菌的液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)。重復(fù)步驟2~5，記錄每一代培養(yǎng)物抑菌圈的直徑。注意：實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，應(yīng)將耐藥菌、培養(yǎng)基、紙片等進(jìn)行高溫滅菌處理。5.實(shí)驗(yàn)結(jié)果與結(jié)論結(jié)果：抗生素紙片周圍出現(xiàn)抑菌圈，連續(xù)培養(yǎng)幾代后，抑菌圈直徑越來(lái)越小。結(jié)論：說(shuō)明抗生素對(duì)細(xì)菌產(chǎn)生了選擇作用。探究三.探究抗生素對(duì)細(xì)菌的選擇作用探究任務(wù)三：1.為什么要從抑菌圈邊緣的菌落上挑取細(xì)菌？抑菌圈邊緣生長(zhǎng)的細(xì)菌可能是耐藥菌。2.你的數(shù)據(jù)結(jié)果是否支持“耐藥菌是普遍存在的”這一說(shuō)法？支持。抗生素只有篩選的作用，不會(huì)影響變異的發(fā)生。抑菌圈邊緣生長(zhǎng)的可能是耐藥菌3.在本實(shí)驗(yàn)條件下，耐藥菌所產(chǎn)生的變異是有利的還是有害的？在本實(shí)驗(yàn)條件下，一般來(lái)說(shuō)是有利的，有利于生物在特定環(huán)境中生存和繁殖的變異在此環(huán)境中就是有利變異。4.濫用抗生素有什么后果？促進(jìn)耐藥菌的產(chǎn)生?！镜淅?】一般情況下，一定濃度的抗生素會(huì)殺死細(xì)菌，但變異的細(xì)菌可能產(chǎn)生耐藥性。下列關(guān)于“探究抗生素對(duì)細(xì)菌的選擇作用”實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法中，錯(cuò)誤的是()A．放置不