2023人教版高中生物必修2 遺傳與進化 第6章 生物的進化 第3節(jié) 種群基因組成的變化與物種的形成

第3節(jié)種群基因組成的變化與物種的形成

1.種群(1)概念:生活在一定區(qū)域的同種生物全部個體的集合。(2)特點:生物進化的基本單位;生物繁殖的基本單位。2.種群的基因庫:一個種群中全部個體所含有的全部基因。1|種群基因組成的變化易錯提醒

(1)種群中的個體并不是機械地集合在一起。(2)種群的三要素:一定區(qū)域、同種生物、全部個體。(3)同一物種的兩個不同種群中,個體數(shù)量較多的種群,基因庫較大。(4)種群基因庫中的基因不會因個體消亡而消失。3.基因頻率(1)概念: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。(2)計算公式(以一對等位基因A、a為例)A基因頻率=

×100%4.基因型頻率基因型頻率=

×100%5.種群基因頻率的變化(1)可遺傳變異的來源:突變(基因突變和染色體變異)和基因重組。①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。②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。(2)可遺傳變異的特點:隨機的、不定向的。(3)可遺傳變異的作用:提供了生物進化的原材料。特別提醒

突變的有利和有害不是絕對的,這往往取決于生物的生存環(huán)境。

6.自然選擇對種群基因頻率變化的影響(1)自然選擇的直接作用對象:生物的個體,而且是個體的表型。(2)自然選擇的結(jié)果:種群的基因頻率發(fā)生定向改變,導(dǎo)致生物朝著一定的方向不

斷進化。(3)生物進化的實質(zhì):種群基因頻率的改變。歸納總結(jié)自然選擇決定生物進化的方向

1.實驗步驟:將培養(yǎng)皿均分為①~④四個區(qū)域→將細菌培養(yǎng)液均勻涂抹在培養(yǎng)基

平板上→在①的中央放不含抗生素的圓紙片,在②~④的中央放含抗生素的圓紙

片→恒溫箱中培養(yǎng),觀察細菌生長情況,測量抑菌圈的直徑→從抑菌圈邊緣的菌

落上挑取細菌,重復(fù)培養(yǎng)幾代,記錄每一代培養(yǎng)物抑菌圈的直徑。2.結(jié)論:抑菌圈直徑的大小表明該種抗生素殺菌能力的強弱,直徑越大,殺菌能力

越強。2|探究抗生素對細菌的選擇作用1.物種: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。2.隔離(1)概念:不同群體間的個體,在自然條件下基因不能自由交流的現(xiàn)象。(2)常見類型3|隔離與物種的形成

地理隔離生殖隔離概念同種生物由于地理障礙分成不同的種群,使種群間不能發(fā)生基因交流的現(xiàn)象不同物種之間一般是不能相互交配的,即使交配成功,也不能產(chǎn)生可育后代的現(xiàn)象特點一旦發(fā)生某種地質(zhì)變化,兩個分開的小種群重新相遇,可以再融合在一起一旦形成就保持物種間基因的不可交流性,從而保證了物種的相對穩(wěn)定聯(lián)系①長期的地理隔離不一定形成生殖隔離,生殖隔離的形成也不一定經(jīng)過地理隔離;②長期的地理隔離最終可能導(dǎo)致生殖隔離,生殖隔離是物種形成的標志3.隔離在物種形成中的作用(1)新物種形成的類型①漸變式:經(jīng)長期地理隔離產(chǎn)生生殖隔離。②驟變式:主要通過染色體變異的方式形成新物種,可以很快形成生殖隔離,此種

方式多見于植物。(2)物種形成的三個環(huán)節(jié)①突變和基因重組:產(chǎn)生進化的原材料。②自然選擇:決定生物進化的方向。③隔離:物種形成的必要條件。

易錯提醒

(1)種群和物種①一個物種可以有許多種群,而一個種群只屬于一個物種。②同一物種的多個種群之間存在地理隔離,長期發(fā)展下去可能成為不同的亞種,

甚至形成多個新物種。(2)生物進化不一定形成物種①生物進化的實質(zhì)是種群基因頻率的改變,而物種形成的標志是生殖隔離的出現(xiàn)。②種群基因頻率的改變可大可小,不一定會突破物種的界限形成生殖隔離,即生

物進化不一定導(dǎo)致新物種的形成。知識辨析1.在沒有自然選擇的情況下,種群的基因頻率仍然可能發(fā)生改變,這種說法正確

嗎?正確。影響種群基因頻率的因素有基因突變、自然選擇、遷入和遷出等,因此在

沒有自然選擇的情況下,種群的基因頻率仍然可能發(fā)生改變。2.金鯧魚是一種重要海產(chǎn)經(jīng)濟魚類。為獲得更大收益,養(yǎng)殖戶不斷篩選生長更快

的品種,但因苗種來源范圍小、近親繁殖普遍,種質(zhì)退化現(xiàn)象較嚴重,但野生種群

和人工種群的基因庫相同,這種說法正確嗎?不正確。養(yǎng)殖戶的不斷篩選,會對人工種群基因頻率的改變有很大影響,人工養(yǎng)

殖種群和野生種群的基因庫會形成明顯的差異。3.多種多樣的可遺傳變異會導(dǎo)致生物向著不同的方向進化,這種說法正確嗎?不正確。多種多樣的可遺傳變異為生物進化提供了原材料,而自然選擇決定生物進化的方向,自然選擇是定向的。

4.抗生素的濫用會使細菌產(chǎn)生抗藥性的原因是抗生素誘發(fā)細菌產(chǎn)生基因突變,使

細菌中出現(xiàn)抗藥性強的個體,這種說法正確嗎?不正確。細菌中本來就有抗藥性強的變異個體,抗生素只起到選擇作用而不是誘

導(dǎo)作用,即變異在前、選擇在后。5.達爾文在加拉帕戈斯群島上發(fā)現(xiàn)幾種地雀分布于不同的島嶼上,用現(xiàn)代生物進

化理論解釋不同種地雀的形成過程是:同種地雀→地理隔離→自然選擇→生殖隔

離→不同種地雀,這種說法正確嗎?正確。加拉帕戈斯群島上的這些地雀原先屬于同一物種,分布在不同的群島(地

理隔離)后出現(xiàn)不同的突變和基因重組,經(jīng)過自然選擇,不同島嶼的不同選擇方向

導(dǎo)致不同種群的基因庫發(fā)生不同改變,逐漸形成生殖隔離,即形成了新物種。6.用秋水仙素處理二倍體形成四倍體的過程未經(jīng)過地理隔離,因而所形成的四倍體不是新物種,這種說法正確嗎?不正確。四倍體和二倍體雜交的后代是三倍體,三倍體是不可育的,所以四倍體

和二倍體之間存在生殖隔離,四倍體是新物種。

1.基因位于常染色體上(一對等位基因用A、a表示)(1)基因頻率的計算①已知調(diào)查的各種基因型的個體數(shù)A的基因頻率=(2×AA個體數(shù)+Aa個體數(shù))÷[2×(AA+Aa+aa)個體數(shù)]×100%a的基因頻率=(Aa個體數(shù)+2×aa個體數(shù))÷[2×(AA+Aa+aa)個體數(shù)]×100%A的基因頻率+a的基因頻率=1種群基因頻率和基因型頻率的相關(guān)計算?②已知基因型頻率(設(shè)A的基因頻率為PA,a的基因頻率為Pa,AA、Aa、aa的基因型

頻率分別為PAA、PAa、Paa)PA+Pa=1PAA+PAa+Paa=1PA=PAA+1/2PAaPa=Paa+1/2PAa(2)利用遺傳平衡定律計算基因型頻率①前提條件:a.種群足夠大;b.所有雌雄個體之間能自由交配;c.沒有遷入和遷出;d.

沒有自然選擇;e.沒有突變產(chǎn)生。②計算公式(設(shè)A的基因頻率為p,a的基因頻率為q)p+q=1AA的基因型頻率=p2Aa的基因型頻率=2pqaa的基因型頻率=q22.基因位于X染色體非同源區(qū)段上(一對等位基因用B、b表示)(1)Xb的基因頻率=(2×XbXb個體數(shù)+XBXb個體數(shù)+XbY個體數(shù))÷(2×雌性個體數(shù)+雄

性個體數(shù))×100%(2)XB的基因頻率=(2×XBXB個體數(shù)+XBXb個體數(shù)+XBY個體數(shù))÷(2×雌性個體數(shù)+雄

性個體數(shù))×100%(3)XB的基因頻率+Xb的基因頻率=1

典例在某人工建構(gòu)的果蠅種群中,有基因型為AAXBXB、aaXBXB、AAXBY、aaXBY、AAXbY的個體,且各基因型個體的數(shù)量相等,若該種群自由交配一代(配

子及子代生活力均相同),下列敘述正確的是

(

)A.親代和子代中A基因頻率均為60%,子代中AA基因型頻率為36%B.親代和子代中B基因頻率均為60%,子代中XBXb基因型頻率為50%C.子代中雌雄個體數(shù)量基本相等,雌性個體中純合子所占比例為1/3D.由于沒有發(fā)生突變和自然選擇,該種群沒有發(fā)生進化C思路點撥明確題干5種基因型的個體數(shù)量相等,可得出親代中的基因頻率和基

因型頻率、親代產(chǎn)生的各種配子的比例。計算時注意題干信息,A、a基因位于

常染色體上,B、b基因位于X染色體上。解析

親代中AA∶aa=3∶2,則A的基因頻率為60%;親代雌性個體產(chǎn)生的含有A或a的兩種雌配子各占1/2,親代雄性個體產(chǎn)生的含有A或a的兩種雄配子分別占2/3和1/3,則子代中AA基因型頻率為1/2×2/3=1/3,Aa基因型頻率為1/2×2/3+1/2×1/3=1/2,aa基因型頻率為1/2×1/3=1/6,則子代A基因頻率=1/3+1/2×1/2=7/12,7/12×100%≈58.3%,A錯誤。親代中B基因頻率為(2+2+1+1)÷(2+2+1+1+1)=6/7;親代雌性個體只能產(chǎn)生含XB的配子,雄性個體產(chǎn)生的分別含有XB、Xb和Y的雄配子比例為2∶1∶3,可得子代基因型比例為XBXB∶XBXb∶XBY=2∶1∶3,其中XBXb占1/6,B基因頻率為(2×2+1+3)÷(2×2+1×2+3)=8/9,B錯誤。親代產(chǎn)生的雌配子有1/2AXB、1/2aXB,雄配子有1/6AX