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文檔簡介
第3節(jié)
種群基因組成的變化與物種的形成第1課時
種群基因組成的變化任務(wù)一
種群和種群基因庫任務(wù)二
種群基因頻率的變化任務(wù)三
探究·實踐——探究自然選擇對種群基因頻率變化的影響任務(wù)四
探究·實踐——探究抗生素對細菌的選擇作用一、種群和種群基因庫1.種群的概念生活在一定區(qū)域的__________________的集合。同種生物全部個體2.基因庫:一個______中全部個體所含有的全部______。3.基因頻率(1)概念:在一個種群基因庫中,某個基因占________________的比值。種群基因
全部等位基因數(shù)二、種群基因頻率的變化1.__________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。2.可遺傳變異的來源基因突變突變?nèi)旧w變異基因重組3.可遺傳變異的形成、特點和作用(1)形成:基因突變產(chǎn)生的等位基因,通過有性生殖過程中的__________,可以形成多種多樣的基因型。(2)特點:隨機的、__________。(3)作用:只是提供生物進化的________?;蛑亟M不定向的原材料4.變異的有利和有害是相對的,是由__________決定的。生存環(huán)境三、自然選擇對種群基因頻率變化的影響1.探究自然選擇對種群基因頻率變化的影響的方法:____________________。
創(chuàng)設(shè)數(shù)字化問題情境2.自然選擇對種群基因頻率變化的影響(1)原因:在自然選擇的作用下,具有有利變異的個體有更多的機會產(chǎn)生后代,種群中相應(yīng)基因的頻率會__________;相反,具有__________的個體留下后代的機會少,種群中相應(yīng)基因的頻率會下降。不斷提高不利變異(2)結(jié)果:在自然選擇的作用下,________________會發(fā)生定向改變,導(dǎo)致生物朝著一定的方向不斷進化。生物進化的實質(zhì)是________________________。種群的基因頻率
種群基因頻率的定向改變(1)一個湖泊中的全部魚是一個種群。(
)
×[解析]
魚包含多個物種,所以一個湖泊中的全部魚不是一個種群。(2)種群中每個個體都含有種群基因庫的全部基因。(
)
×[解析]
種群基因庫含有該種群全部個體的全部基因,但是每個個體不一定含有種群基因庫的全部基因。(3)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發(fā)生變化。(
)
×[解析]
在環(huán)境條件保持穩(wěn)定的前提條件下,種群的基因頻率也會發(fā)生變化,如發(fā)生突變等。(4)生物性狀的改變一定引起生物的進化。(
)
×[解析]
生物的性狀受基因和外界環(huán)境的共同作用,性狀改變,基因不一定改變,所以基因頻率不一定改變,也不一定引起生物進化。(5)自然選擇的直接選擇對象是個體的基因型,本質(zhì)是基因頻率的定向改變。(
)
×[解析]
自然選擇的直接選擇對象是個體的表型。(6)只有基因突變和基因重組才能產(chǎn)生生物進化的原材料。(
)
×[解析]
突變和基因重組產(chǎn)生生物進化的原材料,突變包括基因突變和染色體變異。(7)生物的變異是不定向的,但生物進化的方向是定向的,自然選擇決定生物進化的方向。(
)
√任務(wù)一
種群和種群基因庫【情境】
閱讀教材P110、P111及“思考·討論”用數(shù)學方法討論基因頻率的變化。[分析](1)請計算子一代、子二代的基因頻率和基因型頻率,填寫在下表中。親代基因型頻率
配子的比值A(chǔ)(____
)A(____
)(____
)(____
)子一代基因型頻率(____
)(____
)(____
)基因頻率A(____
)(____
)303030103648166040子二代基因型頻率(____
)(____
)(____
)基因頻率A(____
)(____
)(續(xù)表)3648166040(2)分析計算結(jié)果可知,子三代以及若干代以后,種群的基因頻率與子一代______(填“相同”或“不同”)。相同(3)上述計算結(jié)果是建立在五個假設(shè)條件基礎(chǔ)之上的,這五個條件是______________________________________________________________________________________________________________________________
。
種群非常大,所有的雌雄個體間都能自由交配并產(chǎn)生后代,沒有遷入和遷出,不同基因型的個體生存和繁殖的機會是均等的,沒有突變產(chǎn)生(4)對自然界的種群來說,這五個條件不可能同時都成立。如:①昆蟲的某種翅色與環(huán)境色彩較一致,被天敵發(fā)現(xiàn)的機會就少,生存和繁殖的機會就變大了,對應(yīng)的基因頻率就會變____。
大會
√
基因型
人數(shù)781487030
√任務(wù)二
種群基因頻率的變化
[分析](1)該果蠅種群中每一代出現(xiàn)的突變基因數(shù)為________個。(2)該果蠅種群每一代出現(xiàn)的基因突變________(填“一定”或“不一定”)對果蠅的性狀產(chǎn)生影響,這些突變有利還是有害取決于______。(3)基因突變產(chǎn)生______________,可以使基因頻率發(fā)生變化。
不一定環(huán)境新的等位基因(4)可遺傳變異的來源還有____________和__________,__________和____________統(tǒng)稱為突變。可遺傳變異為生物的進化提供了________。染色體變異基因重組基因突變?nèi)旧w變異
原材料(5)突變和基因重組能決定生物進化的方向嗎?為什么?如果不能,生物進化的方向是由什么決定的?[答案]
不能,因為突變和基因重組是隨機的、不定向的。
自然選擇決定生物進化的方向。例3
下列關(guān)于基因突變和生物進化的敘述,不正確的是(
)
A.基因突變?yōu)樯镞M化提供原材料,但不一定都能改變生物的表型B.基因突變后種群的基因頻率發(fā)生改變,會導(dǎo)致生物進化C.發(fā)生在體細胞中的基因突變也有可能遺傳給下一代D.基因突變的方向與環(huán)境的誘導(dǎo)及環(huán)境的選擇作用均有關(guān)√
例4
[2024·江蘇南京期中]
下列關(guān)于生物進化的敘述,錯誤的是(
)
A.生物進化離不開可遺傳變異,可遺傳變異為生物進化提供原材料B.自然選擇決定了生物進化的方向,但不能決定生物變異的方向C.種群基因頻率的改變,是通過環(huán)境對生物基因型的直接選擇來實現(xiàn)的D.突變和基因重組是隨機的和不定向的√[解析]
可遺傳變異包括突變和基因重組,能為生物進化提供原材料,故生物進化離不開可遺傳變異,A正確;生物進化的實質(zhì)是種群基因頻率的改變,自然選擇決定了生物進化的方向,但不能決定生物變異的方向,生物變異是不定向的,B正確;種群基因頻率的改變,是通過環(huán)境對生物表型的直接選擇來實現(xiàn)的,C錯誤;突變和基因重組是隨機的和不定向的,D正確。[總結(jié)]自然選擇決定生物進化的方向任務(wù)三
探究·實踐——探究自然選擇對種群基因頻率變化的影響1.實驗?zāi)康?1)闡明自然選擇對種群基因頻率變化的影響。(2)運用數(shù)學方法討論種群基因頻率的變化。2.實驗原理(1)自然選擇能夠提高種群的適應(yīng)度,它既可以對隱性基因起到選擇作用,也可以對顯性基因起到選擇作用,即自然選擇可以使__________產(chǎn)生改變?;蝾l率(2)本探究所用的基本方法是____________________。創(chuàng)設(shè)數(shù)字化問題情境
(4)計算,將計算結(jié)果填入表中(如下表):第1年第2年第3年基因型頻率
_____
_____
_____基因頻率
_____
_____
第1年第2年第3年基因型頻率
_______
_______
_______基因頻率
________
________
4.實驗思考(1)在自然選擇過程中,
直接受選擇的是______。(2)樹干變黑會影響樺尺蛾種群中淺色個體的出生率,這是因為___________________________________________________。(3)本實驗可以說明:生物進化的實質(zhì)是____________________,__________決定生物進化的方向。表型許多淺色個體可能在沒有交配或產(chǎn)卵前就已被天敵捕食種群基因頻率的變化自然選擇[拓展]遺傳平衡狀態(tài)下,自交和自由交配時基因頻率和基因型頻率的變化規(guī)律交配方式基因頻率基因型頻率自交不改變改變,且純合子增多,雜合子減少自由交配不改變不改變例5
樺尺蛾體色有兩種表型:野生型是灰色的,突變型是黑色的。在工業(yè)區(qū)森林中,樹干和巖石呈現(xiàn)深暗色,黑色樺尺蛾占有生存優(yōu)勢,逐漸取代了原先占優(yōu)勢的灰色樺尺蛾。下列相關(guān)敘述錯誤的是(
)
A.灰色樺尺蛾突變?yōu)楹谏珮宄叨晔巧镞M化的結(jié)果B.推測森林污染后,自然選擇的方向發(fā)生了變化C.黑色樺尺蛾個體在工業(yè)區(qū)森林中具有繁殖的優(yōu)勢D.黑色樺尺蛾對環(huán)境的適應(yīng)是自然選擇的結(jié)果√[解析]
灰色樺尺蛾突變?yōu)楹谏珮宄叨晔亲儺惖慕Y(jié)果,A錯誤;在森林污染前,自然選擇更傾向于灰色樺尺蛾占優(yōu)勢,在森林污染后,自然選擇的優(yōu)勢個體從灰色樺尺蛾變成了黑色樺尺蛾,自然選擇的方向發(fā)生了變化,B正確;據(jù)題意可知,在工業(yè)區(qū)森林中,黑色樺尺蛾占有生存優(yōu)勢,即黑色樺尺蛾個體具有繁殖的優(yōu)勢,C正確;在工業(yè)區(qū)森林中,樹干和巖石呈現(xiàn)深暗色,黑色樺尺蛾占有生存優(yōu)勢,黑色樺尺蛾對環(huán)境的適應(yīng)是自然選擇的結(jié)果,D正確。
基因型/表型旱災(zāi)后存活的中地雀/只旱災(zāi)中死亡的中地雀/只存活率/%
喙較大61430.0
喙居中171553.1
喙較小14573.7
√基因型/表型旱災(zāi)后存活的中地雀/只旱災(zāi)中死亡的中地雀/只存活率/%
喙較大61430.0
喙居中171553.1
喙較小14573.7
任務(wù)四
探究·實踐——探究抗生素對細菌的選擇作用1.實驗?zāi)康耐ㄟ^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。2.實驗原理一般情況下,一定濃度的抗生素會殺死細菌,但變異的細菌可能產(chǎn)生________。在實驗室連續(xù)培養(yǎng)細菌時,如果向培養(yǎng)基中添加________,耐藥菌有可能存活下來。耐藥性
抗生素3.材料用具經(jīng)高溫滅菌的牛肉膏蛋白胨液體培養(yǎng)基及固體培養(yǎng)基平板,細菌菌株(如大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等),含有抗生素(如青霉素、卡那霉素等)的圓形濾紙片(以下簡稱“抗生素紙片”),不含抗生素的紙片,鑷子,涂布器,無菌棉簽,酒精燈,記號筆,直尺等。4.方法步驟步驟操作方法1用記號筆在培養(yǎng)皿的底部畫2條相互______的直線,將培養(yǎng)皿分為4個區(qū)域,分別標記為①~④2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3用無菌的鑷子先夾取1張不含抗生素的紙片放在①號區(qū)域的中央,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4將培養(yǎng)皿倒置于____的恒溫箱中培養(yǎng)
垂直37步驟操作方法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________6從____________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(fù)步驟
。如此重復(fù)幾代,記錄每一代培養(yǎng)物抑菌圈的______(續(xù)表)平均值抑菌圈邊緣直徑注意事項:(1)接種過程中不要讓菌液污染實驗者或其他人及物品;注意不要將平板劃破。(2)接種過程中,注意皿蓋不能完全打開,接種后,培養(yǎng)皿倒置。(3)測量抑菌圈直徑過程中,要防止接觸菌落。(4)重復(fù)培養(yǎng)時,從抑菌圈邊緣的菌落上挑取細菌。(5)實驗結(jié)束后,應(yīng)將耐藥菌、培養(yǎng)基、紙片等進行高溫滅菌處理。5.實驗思考(1)實驗過程中,要從抑菌圈邊緣挑取細菌的原因是_____________________________________________________。(2)變異的有利還是有害取決于__________,在本實驗的培養(yǎng)條件下,耐藥菌所產(chǎn)生的變異是______(填“有利”或“有害”)的。
經(jīng)過抗生素選擇后,抑菌圈邊緣生長的細菌可能是耐藥菌環(huán)境條件有利(3)濫用抗生素的現(xiàn)象十分普遍。例如,有人生病時覺得去醫(yī)院很麻煩,就直接吃抗生素;有的禽畜養(yǎng)殖者將抗生素添加到動物飼料中。你認為這些做法會有什么后果?提示:這些做法都會促進耐藥菌的產(chǎn)生,甚至會導(dǎo)致抗生素不能殺死的“超級細菌”出現(xiàn)。例7
[2024·湖北武漢期中]
為探究某種抗生素對細菌的選擇作用,實驗人員在接種了大腸桿菌的培養(yǎng)基中放置了含某種抗生素的圓形濾紙片和不含抗生素的圓形濾紙片,一段時間后測量濾紙片周圍抑菌圈的直徑。然后從相應(yīng)位置挑取菌落,并重復(fù)上述步驟培養(yǎng)多代,結(jié)果如圖所示。下列有關(guān)敘述正確的是(
)
A.培養(yǎng)基①號區(qū)域的濾紙片是用無菌水處理后的濾紙片B.應(yīng)從上一代抑菌圈的中央挑取菌落用于培養(yǎng)下一代細菌C.一定濃度的抗生素會誘導(dǎo)細菌產(chǎn)生耐藥性變異D.抑菌圈的直徑越大,說明細菌的耐藥性越強√[解析]
分析題意,①號區(qū)域濾紙片周圍未出現(xiàn)抑菌圈,故培養(yǎng)基①號區(qū)域的濾紙片應(yīng)是用無菌水處理后的濾紙片,作為對照組,A正確;進行傳代培養(yǎng)時,要從抑菌圈邊緣的菌落挑取細菌,原因是抑菌圈邊緣生長的細菌可能是耐藥菌,B錯誤;基因突變是自發(fā)的,是在抗生素使用之前就已存在的,不是抗生素誘導(dǎo)的結(jié)果,C錯誤;抑菌圈的直徑越小,說明細菌對抗生素的抗性越強,D錯誤。例8
[2024·河南鄭州月考]
某生物興趣小組為探究鏈霉素對大腸桿菌的選擇作用進行了相關(guān)實驗,發(fā)現(xiàn)隨著大腸桿菌培養(yǎng)代數(shù)的增加,抑菌圈的直徑逐漸縮小。下列敘述正確的是(
)
A.大腸桿菌對鏈霉素的抗藥性變異最可能來源于基因重組B.在用鏈霉素進行多代選擇培養(yǎng)的過程中大腸桿菌未發(fā)生進化C.隨著培養(yǎng)代數(shù)的增加,大腸桿菌對鏈霉素的耐藥性逐漸增強D.長期使用某種抗生素治療細菌感染會使細菌產(chǎn)生抗藥性變異√[解析]
大腸桿菌屬于原核生物,沒有染色體結(jié)構(gòu),可遺傳變異的來源一般是基因突變,A錯誤;鏈霉素會對大腸桿菌的耐藥性變異進行選擇,因此隨著培養(yǎng)代數(shù)的增加,大腸桿菌對鏈霉素的耐藥性逐代增強,即抗藥性基因頻率增大,種群基因頻率改變,說明種群發(fā)生了進化,B錯誤,C正確;變異是不定向的,細菌中具有抗藥性變異個體本身就存在,抗生素只是起到選擇作用,不會誘導(dǎo)細菌產(chǎn)生抗藥性變異,D錯誤。1.下列屬于種群的是 (
)A.一塊稻田里的全部青蛙B.一塊棉田里的全部蚜蟲C.一塊朽木上的全部真菌D.一個池塘中的全部魚√[解析]一塊稻田里的全部青蛙還有蝌蚪才能構(gòu)成一個種群,A錯誤;一塊棉田中的全部蚜蟲屬于一個種群,B正確;一塊朽木上的全部真菌包括許多菌種,不屬于一個種群,C錯誤;一個池塘中的全部魚不是一個物種,不屬于一個種群,D錯誤。2.下列關(guān)于生物進化的說法中,正確的是(
)A.種群是生物進化的基本單位,也是自然選擇的對象B.在一個種群基因庫中,某個基因占全部基因數(shù)的比值,叫做基因頻率C.生物進化的實質(zhì)是生物種群基因型頻率的改變D.現(xiàn)代生物進化理論認為自然選擇決定生物進化的方向√[解析]種群是生物進化的基本單位,自然選擇直接作用的是生物的個體,而且是個體的表型,A錯誤;在一個種群基因庫中,某個基因占全部等位基因數(shù)的比值,叫做基因頻率,B錯誤;生物進化的實質(zhì)是生物種群基因頻率的改變,C錯誤;現(xiàn)代生物進化理論認為種群是生物進化的基本單位,自然選擇決定生物進化的方向,D正確。3.
某植物種群中,AA基因型個體占40%,aa基因型個體占20%。已知aa基因型個體在開花前死亡。若該種群中植物之間能自由傳粉,則下一代中Aa基因型個體出現(xiàn)的頻率以及A、a的基因頻率分別為 (
)A.
37.5%
75%
25%B.
12.5%
75%
25%C.
25%
75%
25%
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