學(xué)年高中生物種群基因頻率的改變與生物進(jìn)化課件

教師參考新課導(dǎo)入一:動(dòng)物學(xué)家對(duì)生活在非洲大草原奧蘭治河兩岸的羚羊進(jìn)行研究,東岸羚羊的奔跑速度比西岸的羚羊每分鐘竟然快13米。為何差距如此之大?引出現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容。新課導(dǎo)入二:回顧剛學(xué)過的達(dá)爾文自然選擇學(xué)說的主要內(nèi)容。提示:過度繁殖、生存斗爭(zhēng)、遺傳和變異以及適者生存。達(dá)爾文是否能從遺傳變異的本質(zhì)上解釋生物進(jìn)化的原因?提示:否。那現(xiàn)代生物進(jìn)化理論能否做出科學(xué)的解釋呢?其內(nèi)容有哪些呢?引出課題。1【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

1.理解并熟記種群、種群基因庫、基因頻率等概念。2.運(yùn)用數(shù)學(xué)方法討論種群基因頻率的變化。3.理解并熟記現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容。2自主學(xué)習(xí)課堂探究3自主學(xué)習(xí)4讀教材·學(xué)基礎(chǔ)一、種群是生物進(jìn)化的基本單位閱讀教材P114～P115,完成以下問題。1.種群2.基因庫與基因頻率(1)基因庫(2)基因頻率5?思考?

小麥有抗銹病(R)和不抗銹病(r)之分,在銹病病毒肆虐的季節(jié)中,基因頻率會(huì)發(fā)生怎樣的變化?提示:具有抗銹病(R)基因的小麥在銹病病毒侵染中能適應(yīng)環(huán)境,比例升高,所以R基因的頻率會(huì)升高,r基因的頻率會(huì)降低。二、突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料閱讀教材P116,完成以下問題。1.可遺傳的變異的來源(2)突變和基因重組是

的,

的,只是提供了生物進(jìn)化的原62.可遺傳變異是生物進(jìn)化的原材料(1)基因突變產(chǎn)生新的等位基因,等位基因通過有性生殖過程中的基因重組,產(chǎn)生新基因型。隨機(jī)不定向材料,不能決定

。生物進(jìn)化的方向?選擇?下列關(guān)于突變與進(jìn)化的關(guān)系,說法正確的是(

)7A.有利的突變太少,不足以作為生物進(jìn)化的原始材料B.突變使狼和鹿產(chǎn)生不定向變異,自然選擇使它們向奔跑速度快的方向進(jìn)化

C.突變是可遺傳變異,都會(huì)遺傳給下一代D.基因突變、基因重組和染色體變異統(tǒng)稱為突變B三、自然選擇決定生物進(jìn)化的方向閱讀教材P116～P118,完成以下問題。原因:不斷淘汰發(fā)生不利變異

的個(gè)體,選擇積累發(fā)生有利變異的個(gè)體。實(shí)質(zhì):種群的基因頻率發(fā)生

定向改變

。選擇的結(jié)果(1)生物性狀上:朝著

有利

變異的方向不斷進(jìn)化。8(2)基因上:種群

基因頻率

改變。會(huì)發(fā)生

定向?判斷?(1)自然選擇決定生物變異的方向。(9))))×√×(2)自然選擇使種群基因頻率定向改變。(

(3)進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因型頻率改變。(

(4)自然選擇直接選擇的是表現(xiàn)型。(√探究一10課堂探究解疑難·提能力基因頻率和基因型頻率的改變教師參考問題引領(lǐng):生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是什么?如何判斷一個(gè)種群是否發(fā)生了進(jìn)化?怎樣計(jì)算基因頻率和基因型頻率?1.相關(guān)概念的比較比較項(xiàng)目含義變化后與進(jìn)化的關(guān)系基因頻率(某個(gè)基因的個(gè)數(shù)/全

部等位基因數(shù))×100%發(fā)生了定向的生物進(jìn)化基因型頻率(特定基因型的個(gè)體

數(shù)/該種群個(gè)體總數(shù))×100%生物不一定進(jìn)化.基因頻率、基因型頻1)常染基色因體庫遺傳方式有N個(gè)個(gè)體的種群,A率的相關(guān)計(jì)算。一個(gè)種群中全部個(gè)體A所、含Aa、有a的a的全個(gè)部體基數(shù)分因別是可導(dǎo)致生物進(jìn)化,它的變化是形成新物種n的1、前n2、提n3,A、a的基因頻2(設(shè)率分別用PA、Pa表示,AA、Aa、aa的基因型頻率分別用PAA、PAa、Paa表示,則:11由以上公式可得出下列結(jié)論: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)等位基因的頻率=該等位基因純合子的頻率+1/2雜合子的頻率。

(2)伴X染色體遺傳方式。若基因位于X染色體上,Y染色體上沒有其等位基因,計(jì)算基因頻率時(shí),只需考慮X染色體,不考慮Y染色體的數(shù)量,若N表示基因型頻率,則計(jì)算公式如下:12(3)根據(jù)遺傳平衡定律計(jì)算基因頻率和基因型頻率。①遺傳平衡定律。在一個(gè)有性生殖的自然種群中,在符合以下5個(gè)條件的情況下,各等位基因的基因頻率和基因型頻率在一代一代的遺傳中是穩(wěn)定不變的,或者說是保持著基因平衡的。這5個(gè)條件是:種群足夠大;種群中個(gè)體間的交配是隨機(jī)的;

c.沒有突變發(fā)生;d.沒有新基因加入或離開;

e.沒有自然選擇。13②基因頻率與基因型頻率的計(jì)算公式。設(shè)A頻率為p,a頻率為q,則p+q=1。雄配子雌配子A(p)a(q)A(p)AA(p2)Aa(pq)a(q)Aa(pq)aa(q2)即:AA=p2,Aa=2pq,aa=q2。③實(shí)例:若已知AA的基因型頻率為m,則A的基因頻率為

。14【 典例

1

】

(2017

·

寧夏銀川期末

) 某植物種群中

,AA 個(gè)體占

16%,該種群隨機(jī)交配產(chǎn)生的后代中,AA個(gè)體百分比、A基因頻率和自交產(chǎn)生的后代中AA個(gè)體百分比、A基因頻率的變化依次為(

)A.增大,不變;不變,不變C.不變,不變;增大,不變B.不變,增大;增大,不變D.不變,不變;不變,增大解析:種群中,A基因頻率=16%+1/2×(1-16%-36%)=40%,a基因頻率為60%。根據(jù)遺傳平衡定律可知,隨機(jī)交配后,基因頻率不變。16%AA16%AA;48%Aa因此自交產(chǎn)4生的8%(1/4AA∶1/2Aa∶1/4aa),即12%AA∶24%Aa∶12%aa;后代中AA頻率=16%+12%=28%,A基因頻率=28%+1/2×24%=40%。答案:C15方法透析 基因頻率與基因型頻率的變化分析雜合子連續(xù)自交時(shí),盡管基因頻率不變,但后代的基因型頻率會(huì)發(fā)生改變,表現(xiàn)為:純合子所占比例不斷增大,雜合子所占比例不斷減小。在無基因突變、無遷入和遷出、各種基因型的個(gè)體生命活力相同時(shí),自由交配遵循遺傳平衡定律,上下代之間種群的基因頻率及基因型頻率不變。

(3)基因頻率相同的兩個(gè)種群,它們的基因型頻率不一定相同;當(dāng)基因型頻率發(fā)生改變時(shí),基因頻率不一定發(fā)生改變。16備選例題(2017?山東棗莊月考)蝸牛的有條紋(A)對(duì)無條紋(a)為顯性。在一個(gè)地區(qū)的蝸牛種群內(nèi),有條紋(AA)個(gè)體占55%,無條紋個(gè)體占15%,若蝸牛間進(jìn)行自由交配得到

F

1

,

則

A 基因的頻率和

F

1

中

Aa 基因型的頻17)A.30%,21%C.70%,21%B.30%,42%D.70%,42%D解析:根據(jù)題干可知,有條紋(AA)個(gè)體占55%,無條紋個(gè)體占15%,因此雜合

子的概率是30%,故A的基因頻率是55%+1/2×30%=70%,a的基因頻率是30%。自由交配過程中沒有發(fā)生自然選擇,因此種群的基因頻率不變,因此A基因的頻率仍為70%,Aa的基因型頻率是2×70%×30%=42%?！绢}組演練】1.(2017·山東濰坊月考)某學(xué)校男女生比例為1∶1,紅綠色盲患者占0.7%(患者中男∶女=2∶1),紅綠色盲基因攜帶者(表現(xiàn)型正常)占5%,那么該校18學(xué)生中Xb的頻率是(

)A.3.96%C.2.97%B.3.2%D.0.7%解析:假定該校學(xué)生共3000人,則X

b

Y=14人,X

B

Y=1486人,X

b

X

b

=7=150

人

,X

B

X

B

=1

343

人

;X

b

的頻率

=X

bBb÷(X

+X

)×100%(14+7×2+150+1

486+150+1

343×2)×100%=3.96%。A2.(2017·河北衡水月考)在一個(gè)海島中,一種海龜中有的腳趾是連趾(ww),有的腳趾是分趾(Ww、WW),連趾便于劃水,游泳能力強(qiáng),分趾游泳能力較弱。若開始時(shí),w和W的基因頻率各為0.5,當(dāng)島上食物不足時(shí),連趾的海龜更容易從海中得到食物。若干萬年后,基因頻率變化為W為0.2,w為0.8。請(qǐng)回答:(1)該種群中所有海龜所含有的全部基因稱為該種群的

,基因頻率變化后,從理論上計(jì)算,分趾海龜中雜合子占整個(gè)種群的比例為

。19解析:(1)一個(gè)種群中所有個(gè)體所含的全部基因,稱為該種群的基因庫;由題意可知,基因頻率變化后,連趾的基因頻率w是0.8,則海龜種群中連趾的基因型頻率ww=0.8×0.8×100%=64%;分趾的海龜中純合子的基因型頻率

WW=0.2×0.2×100%=4%,則分趾的海龜中雜合子的基因型頻率Ww=1-64%-

4%=32%。答案:(1)基因庫

32%該種群中海龜有多種多樣的類型

, 其中可遺傳的變異主要來源于但由于變異是不定向的,因此只是產(chǎn)生了進(jìn)化的原材料,進(jìn)化的方向是由

決定的。海龜是否發(fā)生了進(jìn)化?

,理由是

。解析:(2)該種群中海龜有多種多樣的類型,其中可遺傳的變異主要來源于基因重組,進(jìn)化的方向是由自然選擇決定的。(3)根據(jù)題意可知,基因頻率發(fā)生了改變,而基因頻率的改變是生物進(jìn)化的標(biāo)志。答案:(2)基因重組 自然選擇(3)發(fā)生了進(jìn)化 種群基因頻率發(fā)生了變化20探究二21生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)與方向【

典例

2

】

(2017

·

天津和平區(qū)期中)

下表所示為某物種遷入新環(huán)境后,

某等位基因的基因頻率變化情況,由這些數(shù)據(jù)不能得出的結(jié)論是(

)時(shí)間19001910192019301940195019601970基因A的頻率0.990.810.640.490.360.250.160.10基因a的頻率0.010.190.360.510.640.750.840.90A.由于種群基因頻率改變,該生物發(fā)生了進(jìn)化

B.1970年,該種群中Aa的基因型頻率為18%C.a基因控制的性狀可能更適應(yīng)新環(huán)境D.基因頻率的改變是通過環(huán)境對(duì)生物個(gè)體的選擇實(shí)現(xiàn)的解析:表中信息顯示,在1900～1970年間,隨著時(shí)間的推移,A的基因頻率逐漸降低,a的基因頻率逐漸升高,即該種群基因頻率不斷發(fā)生著變化,說明該種群發(fā)生了進(jìn)化,a基因決定的性狀更能適應(yīng)新環(huán)境;1970年,A的基因頻率=0.10,a的基因頻率=0.90,若該種群滿足:①種群非常大,②所有雌雄個(gè)體之間自由交配,③沒有遷入和遷出,④沒有自然選擇,⑤沒有基因突變;則Aa基因型的頻率=2×0.1×0.9×100%=18%,但圖示信息不能得出該種群滿足上述5個(gè)條件;在特定的環(huán)境的選擇下,導(dǎo)致種群的基因頻率發(fā)生定向改變。答案:B22【題組演練】23)1.下列有關(guān)生物多樣性和進(jìn)化的敘述中,錯(cuò)誤的是(

A.自然選擇能定向改變種群的基因頻率B.生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率改變

C.生物進(jìn)化的基本單位是種群中的個(gè)體

D.突變和基因重組為生物進(jìn)化提供原材料解析:自然選擇能定向改變種群的基因頻率,決定了生物進(jìn)化的方向;生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變;種群是生物進(jìn)化的基本單位;生物進(jìn)化的原材料是突變和基因重組。C2.(2017·浙江紹興月考)某自由交配的種群在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ時(shí)間段都經(jīng)歷多次繁殖過程,定期隨機(jī)抽取100個(gè)個(gè)體,測(cè)得基因型為AA、aa的個(gè)體數(shù)量變化曲線如圖所示。下列相關(guān)敘述正確的是(

)A.在Ⅰ段內(nèi)A的基因頻率是40%DB.A基因突變?yōu)閍基因?qū)е禄蛐皖l率在Ⅱ段發(fā)生劇變

C.Aa個(gè)體在Ⅰ、Ⅲ段數(shù)量均為40,說明種群沒有發(fā)生進(jìn)化

D.在Ⅱ、Ⅲ段,AA個(gè)體比aa個(gè)體的適應(yīng)能力弱解析:Ⅰ段內(nèi)AA有40個(gè),aa有20個(gè),Aa有40個(gè),A的基因頻率是60%;導(dǎo)致基因