新教材《種群基因組成的變化與物種的形成》PPT優(yōu)秀課件人教版2

1、第6章 第3節(jié) 種群基因組成的變化與物種的形成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，因為只有生殖細胞產(chǎn)生的基因突變才能遺傳給后代，體細胞即使發(fā)生了基因突變，也不能影響后代的性狀。乙同學(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？你的答案和理由是什么？這兩種觀點都有一定的道理，但都不全面。因為他們忽視了雞和蛋在基因組成上的一致性，也忽視了生物的進化是以種群為單位而不是以個體為單位這一重要觀點。生物進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

2、某一時刻突然有一個個體或一個生殖細胞成為一個新物種。一、種群基因組成的變化1.種群和種群基因庫（1）種群：生活在一定區(qū)域的同種生物全部個體的集合叫作種群。例如，一片樹林中的全部獼猴；一片草地上的所有蒲公英。（2）種群的基因庫：一個種群中全部個體所含有的全部基因，叫作這個種群的基因庫。（3）基因頻率：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，叫作基因頻率。例如，在某昆蟲種群中，決定翅色為綠色的基因是A，決定翅色為褐色的基因是a，從這個種群中隨機抽取100個個體，測得基因型為AA、Aa和aa的個體分別是30、60和10個，求A和a的基因頻率。每個個體可以看作含有2個基因那么，這100個個

3、體共有200個基因。A基因的數(shù)量是230+60=120個a基因的數(shù)量是210+60=80個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？（1）假設(shè)該種群個體總數(shù)為100個，AA 、Aa和aa的親代基因型分別為30%，60%和10%，由基因型頻率=該基因型個體數(shù)/該種群個體總數(shù)，則基因型為AA、Aa和aa的個體數(shù)分別為30個，60個，10個。1個AA產(chǎn)生1個A配子，則30個AA產(chǎn)生30個A配子；同理60個Aa產(chǎn)生30個A和30個a配子，10個aa產(chǎn)生10個a配子。總配子數(shù)=30+30+30+10=100個30個AA產(chǎn)生的A配子比值為30/100=30%60個Aa產(chǎn)生的A和a配子比值分別為3

4、0%和30%10個aa產(chǎn)生a配子的比值為10%該種群產(chǎn)生的A配子比值為30%+30%=60%；a配子比值為30%+10%=40%（2）子代配子A（60%）a（40%）A（60%）AA（60%*60%）Aa（60%*40%）a（40%）Aa（60%*40%）aa（40%*40%）子代基因型的頻率分別為AA基因型頻率=60%*60%=36%Aa基因型頻率=2*60%*40%=48%Aa基因型頻率=40%*40%=16%（3）子二代、子三代以及若干代以后，種群的基因頻率同子一代一樣?；蝾l率的第2種計算方法設(shè)該種群的個體總數(shù)為N，AA基因型的個體數(shù)為N1，Aa基因型的個體數(shù)為N2，aa基因型的個體數(shù)

5、為N3，則N=N1+N2+N3.2.對自然界的種群來說，這5個條件不可能同時都成立。例如，翅色與環(huán)境色彩較一致的，被天敵發(fā)現(xiàn)的機會就少些。3.突變產(chǎn)生的新基因會使種群的基因頻率發(fā)生改變?；駻2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.種群基因頻率的變化基因突變產(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?？蛇z傳的變異基因突變基因重組染色體變異基因突變和染色體變異統(tǒng)稱為突變。生物自發(fā)突變的頻率很低，而且許多突變是有害的，那么，它為什么還能夠作為生物進化的原材料呢？因為種群是由許多個體組成的，每個個體的細胞中都有成千上萬個基因，這樣，每一代就會產(chǎn)生大量的突變。例如，

6、果蠅1組染色體上約有1.3104個基因，假定每個基因的突變頻率為10-5，對一個中等大小的果蠅種群（約有108個個體）來說，每一代出現(xiàn)的基因突變數(shù)將是：2 1.3104 10-5 108=2.6107（個）突變的有害和有利也不是絕對的，這往往取決于生物的生存環(huán)境。例如，有翅的昆蟲有時會出現(xiàn)殘翅和無翅的突變類型，這類昆蟲在正常情況下很難生存下去。但是在經(jīng)常刮大風(fēng)的海島上，這類昆蟲卻因為不能飛行而避免了被海風(fēng)吹到海里淹死。基因突變產(chǎn)生的等位基因，通過有性生殖過程中的基因重組，可以形成多種多樣的基因型，從而使種群中出現(xiàn)多種多樣可遺傳的變異類型。突變和重組都是隨機的、不定向的，那么，種群基因頻率的改變

7、是否也是不定向的呢？3.自然選擇對種群基因頻率變化的影響探究實踐探究自然選擇對種群基因頻率變化的影響 英國的曼徹斯特地區(qū)有一種樺尺蛾（其幼蟲叫樺尺蠖）。它們夜間活動，白天棲息在樹干上。雜交實驗表明，樺尺蛾的體色受一對等位基因S和s控制，黑色（S）對淺色（s）是顯性的。在19世紀(jì)中葉以前，樺尺蛾幾乎都是淺色型的，該種群中S基因的頻率很低，在5%以下。到了20世紀(jì)中葉，黑色型的樺尺蛾卻成了常見的類型，S基因的頻率上升到95%以上。 19世紀(jì)時，曼徹斯特地區(qū)的樹干上長滿了淺色的地衣。后來，隨著工業(yè)的發(fā)展，工廠排放的煤煙使地衣不能生存，結(jié)果樹皮裸露并被熏成黑褐色。提出問題樺尺蛾種群中s基因（決定淺色性

8、狀）的頻率為什么越來越低呢？作出假設(shè)根據(jù)前面所學(xué)知識作出假設(shè)：在樹皮裸露并熏成黑褐色的環(huán)境下，黑色體色的樺尺蛾個體數(shù)量逐年增加，控制黑色的S基因頻率逐年上升（增加），而淺色體色的樺尺蛾由于不適應(yīng)樹皮裸露并熏成黑褐色的環(huán)境，淺色體色的樺尺蛾個體數(shù)量逐年減少，控制淺色的s基因頻率逐年下降（減少）。討論探究思路你可以用創(chuàng)設(shè)數(shù)字化問題情境的方法來探究。以下問題情境供參考。創(chuàng)設(shè)情境示例（其中數(shù)字是假設(shè)的）：1870年，樺尺蛾種群的基因型頻率為SS 10%，Ss 20%，ss 70%，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，使得種群中淺色個體每年減少10%，黑色

9、個體每年增加10%。第210年間，該種群每年的基因型頻率各是多少？每年的基因頻率是多少？提示：不同年份該種群的個體總數(shù)可能有所變化。制訂并實施研究方案1.創(chuàng)設(shè)數(shù)字化的問題情境。 2.計算，將計算結(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%11.5%12.9%14.3%Ss20%22.9%25.8%29.7%ss70%65.6%61.3%56.0%基因頻率S20%23%26%29%s80%77%74%71%假設(shè)：第1年樺尺蛾種群個體總數(shù)為100個，則第1年SS的個體數(shù)為10個，Ss的個體數(shù)為20個，Ss個體數(shù)為70個。淺色個體每年減少10%，黑色個體每年增加10%，則第

10、2年SS個體數(shù)為11個，Ss個體數(shù)為22，ss個體數(shù)為63個。第3年SS個體數(shù)為12個，Ss個體數(shù)為24個，ss個體數(shù)為57個。第4年SS個體數(shù)為13個，Ss個體數(shù)為27個，ss個體數(shù)為51個。3.根據(jù)計算結(jié)果，對環(huán)境的選擇作用的大小進行適當(dāng)調(diào)整，比如，把淺色個體每年減少的數(shù)量百分比定高一些，重新計算種群基因型頻率和基因頻率的變化，與步驟2中所得的數(shù)據(jù)進行比較。分析結(jié)果，得出結(jié)論分析計算結(jié)果是否支持你作出的假設(shè)，得出結(jié)論。討論1.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？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。因為樹干變黑后，淺色個體容易被發(fā)現(xiàn)，被捕食的概率

11、增加，許多淺色個體可能在沒有交配，產(chǎn)卵前就已被天敵捕食，導(dǎo)致其個體數(shù)減少，影響出生率。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，因為天敵在捕食樺尺蛾時，看到的是樺尺蛾的體色而不是控制體色的基因。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)基因的頻率會不斷提高；相反，具有不利變異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。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化。練習(xí)與應(yīng)用 (第114頁)一、概念檢測1.從基因水平看，生物進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

12、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）生物進化的實質(zhì)是種群基因頻率在自然選擇作用下的定向改變。（ ）2.種群是物種在自然界的存在形式，也是一個繁殖單位。下列生物群體中屬于種群的是（ ）A.一個湖泊中的全部魚 B.一片森林中的全部蛇C.一間屋中的全部蟑螂 D.臥龍自然保護區(qū)中的全部大熊貓A18%、82% B.36%、64% C.57%、43% D.92%、8%4.一種果蠅的突變體在21的氣溫下，生存能力很差，但是，當(dāng)氣

13、溫上升到25.5時，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3.某一瓢蟲種群中有黑色和紅色兩種體色的個體，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的個體占18%，基因型為Bb的個體占78%，基因型為bb的個體占4%。基因B和b的頻率分別為（ ）二、隔離在物種形成中的作用同種生物的不同種群，由于突變和選擇因素的不同，其基因組成可能會朝不同的方向改變，導(dǎo)致種群間出現(xiàn)形態(tài)和生理上的差異。但是，它們并不一定分化為不同的物種。那么，怎樣判斷兩個種群是不是同一個

14、物種呢？1.物種的概念能夠在自然狀態(tài)下相互交配并且產(chǎn)生可育后代的一群生物稱為一個物種。不同物種之間一般不能相互交配的，即使交配成功，也不能產(chǎn)生可育的后代，這種現(xiàn)象叫作生殖隔離。例如，馬和驢產(chǎn)生的后代騾子是不育的，因此，馬和驢之間存在生殖隔離，它們屬于兩個物種。2.隔離及其在物種形成中的作用地理隔離：同種生物由于地理障礙而分成不同的種群，使得種群間不能發(fā)生基因交流的現(xiàn)象，叫作地理隔離。隔離地理隔離生殖隔離地理隔離和生殖隔離之間有沒有什么聯(lián)系呢？新教材種群基因組成的變化與物種的形成PPT優(yōu)秀課件人教版2新教材種群基因組成的變化與物種的形成PPT優(yōu)秀課件人教版2新教材種群基因組成的變化與物種的形成P

15、PT優(yōu)秀課件人教版2新教材種群基因組成的變化與物種的形成PPT優(yōu)秀課件人教版2思考討論隔離在物種形成中的作用 這是達爾文在環(huán)球考察中觀察到的現(xiàn)象。在加拉帕戈斯群島上生活著13種地雀。這些地雀的喙差別很大，不同種之間存在生殖隔離。而在遼闊的南美洲大陸上，卻看不到這13種地雀的蹤影。 加拉帕戈斯群島位于南美洲附近的太平洋中，由13個主要島嶼組成，這些島嶼與南美洲大陸的距離為160-950km。不同島嶼的環(huán)境有較大差別，比如島的低洼地帶，布滿棘刺狀的灌叢；而在只有大島上才有的高地，則生長著茂密的森林。 這些島嶼是500萬年前由海底的火山噴發(fā)后形成的，比南美洲大陸的形成晚得多。因此，可以推測這些地雀的

16、共同祖先來自南美洲大陸，以后在各個島嶼上形成了不同的種群。新教材種群基因組成的變化與物種的形成PPT優(yōu)秀課件人教版2新教材種群基因組成的變化與物種的形成PPT優(yōu)秀課件人教版2新教材種群基因組成的變化與物種的形成PPT優(yōu)秀課件人教版2新教材種群基因組成的變化與物種的形成PPT優(yōu)秀課件人教版2討論1.設(shè)想南美洲大陸的一種地雀來到加拉帕戈斯群島后，先在兩個島嶼上形成兩個初始種群。這兩個種群的個體數(shù)量都不多。它們的基因頻率一樣嗎？2.不同島嶼上的地雀種群，產(chǎn)生突變的情況一樣嗎？3.對不同島嶼上的地雀種群來說，環(huán)境的作用有沒有差別？這對種群基因頻率的變化會產(chǎn)生什么影響？4.如果這片海域只有一個小島，還會

17、形成這么多種地雀嗎？由于這兩個種群的個體數(shù)量都不夠多，基因頻率可能是不一樣的。不一樣。因為突變是隨機發(fā)生的。不同島嶼的地形和植被條件不一樣，因此環(huán)境的作用會有差別，導(dǎo)致種群基因頻率朝不同的方向改變。不會。因為個體間有基因交流。新教材種群基因組成的變化與物種的形成PPT優(yōu)秀課件人教版2新教材種群基因組成的變化與物種的形成PPT優(yōu)秀課件人教版2加拉帕戈斯群島的地雀說明通過地理隔離形成新物種。這些地雀的祖先屬于同一個物種，從南美洲大陸遷來后，逐漸分布到不同的島嶼上。由于各個島嶼上的地雀種群可能會出現(xiàn)不同的突變和基因重組，而一個種群的突變和基因重組對另一個種群的基因頻率沒有影響。因此，不同種群的基因頻

18、率就會發(fā)生不同的變化。由于各個島上的食物和棲息條件互不相同，自然選擇對不同種群基因頻率的改變所起的作用就有差別：在一個種群中，某些基因被保留下來，而在另一個種群中，被保留下來的可能是另一些基因。久而久之，這些種群的基因庫就會形成明顯的差異，并逐漸出現(xiàn)生殖隔離。生殖隔離一旦形成，原來屬于一個物種的地雀，就成了不同的物種。由此可見，隔離是物種形成的必要條件。新教材種群基因組成的變化與物種的形成PPT優(yōu)秀課件人教版2新教材種群基因組成的變化與物種的形成PPT優(yōu)秀課件人教版2一、概念檢測1.判斷下列與隔離有關(guān)的表述是否正確。（1）在曼徹斯特的樺尺蠖種群中，黑色個體與淺色個體之間未出現(xiàn)生殖隔離。（ ）（

19、2）加拉帕戈斯群島不同島嶼上的地雀種群之間由于地理隔離而逐漸形成了生殖隔離。（ ）2.19世紀(jì)70年代，10對原產(chǎn)于美國的灰松鼠被引入英國，結(jié)果在英國大量繁殖、泛濫成災(zāi)。對生活在兩國的灰松鼠種群，可以作出的判斷是（ ）A.兩者尚未形成兩個物種 B.兩者的外部形態(tài)有明顯差別C.兩者之間已經(jīng)出現(xiàn)生殖隔離 D.兩者的基因庫向不同方向改變練習(xí)與應(yīng)用（第118頁）新教材種群基因組成的變化與物種的形成PPT優(yōu)秀課件人教版2新教材種群基因組成的變化與物種的形成PPT優(yōu)秀課件人教版21.用這一自然概念理解書法，具體可感，真實可信，但這種一一對應(yīng)的關(guān)系畢竟有限。因為，它只能停留在書法具體點畫外形的層面，一旦超出點畫外形，進入到點畫姿態(tài)以及整個字的造型與姿態(tài)問題時，這種以物對應(yīng)的辦法就陷入了尷尬。于是，書法理論的構(gòu)建中就出現(xiàn)了“第二自然”，即“胸中自然”。2.自然而然即為自由自在，是人生的最高境界，也必然是書法的最高境界。3.歷代書家正是在觀察、體悟、回歸自然的過程中，提煉了書法的點畫樣式，豐富了書法的生命意象，升華了書法的審美境界，終將書法內(nèi)化為書家的人格修養(yǎng)和心性表達。4.由于人的