【課件】種群基因組成的變化與物種的形成 課件 2022-2023學(xué)年高一下學(xué)期生物人教版必修2

第3節(jié)種群基因組成的變化與物種的形成目錄/CONTENT種群基因組成的變化種群和種群基因庫種群基因頻率的變化自然選擇對種群基因頻率變化的影響一

二隔離在物種形成中的作用物種的概念隔離及其在物種形成中的作用一、種群基因組成的變化1.1種群和種群基因庫在自然界中，沒有哪一個(gè)個(gè)體是長生不死的，個(gè)體的基因型也會(huì)隨著個(gè)體的死亡而消失，但決定表現(xiàn)型的基因卻可以通過生殖傳給后代，因此研究生物的進(jìn)化僅僅研究個(gè)體的表現(xiàn)型是否與環(huán)境適應(yīng)是不夠的，還需要研究群體的基因組成變化。（數(shù)字統(tǒng)計(jì)規(guī)律）種群：生活在一定區(qū)域的同種生物的所有個(gè)體。（1）個(gè)體間可以自由交配；（2）產(chǎn)生可育的后代（可見，種群也是繁殖的基本單位）。（1）一個(gè)池塘中全部魚？（2）一個(gè)池塘中的全部鯉魚？√（3）兩個(gè)池塘內(nèi)的全部青蛙？（4）一片草地上的全部植物？（5）一片草地上的成年梅花鹿？（5）一片樹林中的全部獼猴？√基因庫：一個(gè)種群中全部個(gè)體所含有的全部基因叫做這個(gè)種群的基因庫。個(gè)體數(shù)目越多，基因庫越大。一、種群基因組成的變化1.1種群和種群基因庫一、種群基因組成的變化1.1種群和種群基因庫

例1.在一個(gè)種群中隨機(jī)抽出一定數(shù)量的個(gè)體，其中基因型為AA個(gè)體占18%，基因型Aa的個(gè)體占78%，aa的個(gè)體占4%?；駻和a的頻率分別是？例2.某工廠有男女職工各200人，對他們進(jìn)行調(diào)查時(shí)發(fā)現(xiàn)，女色盲5人，女性攜帶15人。男性色盲11人，求XB,Xb的頻率？解析：題中的個(gè)體數(shù)是100個(gè)，一個(gè)個(gè)體兩個(gè)等位基因，那么基因數(shù)就是100ⅹ2=200個(gè)。

解析：題中色盲是伴X染色體隱性遺傳，男女職工各200人，女職工的基因型X-X-,男職工得基因型X-Y

XB%=1-6%=94%用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的變化1、假設(shè)的昆蟲群體滿足以下五個(gè)條件：①昆蟲群體數(shù)量足夠大；②全部的雌雄個(gè)體間都能夠自由交配并能產(chǎn)生后代；③沒有遷入與遷出；④自然選擇對A、a控制的翅型性沒有作用；⑤也沒有基因突變和染色體變異。一、種群基因組成的變化

親代基因型的頻率AA（30%）Aa(60%)aa(10%)配子的比率A（30%）A（30%）a（30%）a（10%）子一代基因型頻率AA（36%）Aa（48%）aa（16%）子一代基因頻率A（60%）a（40%）雄配子/雌配子A（0.6）a（0.4）A（0.6）a（0.4）AA（0.36）Aa（0.24）Aa（0.24）aa（0.16）一、種群基因組成的變化

在上述條件下，種群的基因頻率和基因型頻率可以世代相傳不發(fā)生變化，保持平衡，叫做哈代（迪）——溫伯格定律，也叫遺傳平衡定律。一、種群基因組成的變化

在一個(gè)符合哈—溫定律的種群（隨機(jī)交配）中，如何根據(jù)已知的基因頻率計(jì)算基因型頻率？雄配子/雌配子A（x）a（y）A（x）a（y）AA（x2）Aa（xy）Aa（xy）aa（y2）一、種群基因組成的變化

AA=P（A）2Aa=2P（A）P（a）aa=P（a）2

在一個(gè)符合哈代溫伯格遺傳平衡定律的人類群體中，某常染色體隱性遺傳病由于位于常染色體上基因（a）控制。如果群體的發(fā)病率為9%。隨機(jī)婚配的群體中，后代AA、Aa、aa三種基因型出現(xiàn)的頻率分別是多少？解：aa=P（a）2=0.09P（a）=0.03（30%）P（A）=1-0.3=0.7（70%）AA=P（A）2=0.49（49%）

Aa=2P（A）P（a）

=0.42（42%）遺傳平衡是一種理想狀態(tài)，而事實(shí)上在自然界中這種狀態(tài)是不可能存在的。所以，種群的基因頻率一定會(huì)發(fā)生變化，也就是說種群的進(jìn)化是必然的。生物進(jìn)化的過程實(shí)質(zhì)就是種群基因頻率發(fā)生變化的過程。

基因突變在自然界是普遍存在的，因此基因突變產(chǎn)生新的等位基因，這就可能使種群的基因頻率發(fā)生變化。種群是由許多個(gè)體組成的，每個(gè)個(gè)體的每個(gè)細(xì)胞內(nèi)都有成千上萬個(gè)基因，這樣，每一代就會(huì)產(chǎn)生大量的突變。突變的有利還是有害取決于環(huán)境。一、種群基因組成的變化1.2種群基因頻率的變化種群中出現(xiàn)大量可遺傳的非定向變異多種多樣的基因型突變產(chǎn)生不同表現(xiàn)型新的等位基因形成了進(jìn)化的原材料，不能決定進(jìn)化的方向一、種群基因組成的變化1.2種群基因頻率的變化基因重組一、種群基因組成的變化1.3自然選擇對種群基因頻率變化的影響一、提出問題：樺尺蠖種群中的s基因的頻率為什么越來越低呢？

二、作出假設(shè)：在樹皮被熏成黑褐色的情況下，已不利于淺色型個(gè)體的生存，卻變得有利于黑色型個(gè)體的生存。這種環(huán)境的選擇作用會(huì)使得s基因的頻率越來越低，進(jìn)而S基因的頻率越來越高，即自然選擇的作用會(huì)使這個(gè)種群的基因頻率發(fā)生定向改變。

三、實(shí)驗(yàn)步驟

（1）創(chuàng)設(shè)情境：在1870年時(shí)，基因型頻率如下：SS10%，Ss20%，ss70%。在樹皮被熏成黑褐色的情況下，變得不利于淺色型個(gè)體的生存，卻有利于黑色型個(gè)體的生存，使得種群中的淺色個(gè)體每年減少10%，而黑色個(gè)體每年增加10%。

（2）布置任務(wù)：要求學(xué)生計(jì)算第2～10年間，種群每年的基因型頻率和基因頻率各為多少？

在計(jì)算完后，為了使研究更具說服力，可調(diào)整增長比率。比如，把比率調(diào)高些，再重新計(jì)算種群基因型頻率和基因頻率的變化。（提示：基因頻率=該基因型個(gè)體數(shù)/該種群個(gè)體總數(shù)；不同年份該種群個(gè)體總數(shù)可能有所變化）

四、分析結(jié)果，得出結(jié)論：

在自然選擇的作用下，黑色個(gè)體有更多的機(jī)會(huì)把自已的基因通過交配傳給下一代，S基因的頻率自然就會(huì)不斷提高。在自然選擇的作用下，種群的基因頻率會(huì)發(fā)生定向改變，從而導(dǎo)致生物朝一定方向不斷進(jìn)化。探究自然選擇對種群基因頻率變化的影響在自然選擇的作用下，種群的基因頻率會(huì)發(fā)生定向改變，導(dǎo)致生物朝著一定的方向不斷進(jìn)化。一、種群基因組成的變化1.3自然選擇對種群基因頻率變化的影響二、隔離在物種形成中的作用2.1物種的概念物種：指能夠在自然狀態(tài)下相互交配并且產(chǎn)生可育后代（即后代能夠生小寶寶）的一群生物，稱為一個(gè)物種，簡稱“種”。二、隔離在物種形成中的作用2.1物種的概念2.1物種的概念不同物種之間一般不能交配的，即使交配成功也不能產(chǎn)生可育后代，這種現(xiàn)象叫做生殖隔離。生殖隔離單擊編輯標(biāo)題生殖隔離荇菜和梅花因?yàn)榛ㄆ诓煌霈F(xiàn)了生殖隔離。荇菜梅花“荇菜一般干3-5月返青，5-10月開花并結(jié)果，9-10月果實(shí)。生殖隔離單擊編輯標(biāo)題單擊編輯標(biāo)題單擊編輯標(biāo)題單擊此處可編輯內(nèi)容，根據(jù)您的需要自由拉伸文本框大小孔雀和巨嘴鳥求偶方式不同而出現(xiàn)生殖隔離河豚求偶、袋鼠求偶前兩雄袋鼠大戰(zhàn)生殖隔離曼陀羅的花粉在其他植物的花柱頭上不能完全萌發(fā)成為花粉管，使得兩性生殖細(xì)胞不能融合而形成生殖隔離曼陀羅花獅虎獸獅子與老虎雜交產(chǎn)生獅虎獸是沒有生育能力的，獅子與老虎因雜種不育而形成生殖隔離。生殖隔離2.2隔離及其物種形成中的作用隔離：指不同種群間的個(gè)體，在自然條件下基因不能自由交流的現(xiàn)象。種類生殖隔離：不同物種之間一般是不能夠相互交配的，即使交配成功，也不能夠產(chǎn)生可育后代，這種現(xiàn)象叫生殖隔離。地理隔離：由于地理上的障礙使得同種生物的不同種群間不能夠發(fā)生

基因交流的現(xiàn)象。地理隔離同一物種因?yàn)榈乩砩系恼系K而分成不同的種群使得物種間不能發(fā)生基因交流的現(xiàn)象。東北虎華南虎新物種形成過程地理隔離在不同的突變基因重組和自然選擇下阻斷基因交流基因頻率向不同方向發(fā)生改變差異進(jìn)一步加大差異進(jìn)一步加大生殖隔離新物種形成思考.討論隔離在物種形成中的作用原始種群地理隔離多個(gè)小種群突變和基因重組自然選擇基因頻率改變生殖隔離不同的新物種