6.3種群基因組成的變化與物種的形成（第1課時(shí)）高一下學(xué)期生物人教版必修二

第六章生物的進(jìn)化第3節(jié)種群基因組成的變化與物種的形成這兩種觀點(diǎn)都有一定的道理，但都不全面。因?yàn)樗鼈兒鲆暳穗u和蛋在基因組成上的一致性，也忽視了生物的進(jìn)化是以種群為單位而不是以個(gè)體為單位這一重要觀點(diǎn)。生物進(jìn)化的過(guò)程是種群基因庫(kù)在環(huán)境的選擇作用下定向改變的過(guò)程，以新種群與祖先種群形成生殖隔離為標(biāo)志，并不是在某一時(shí)刻突然有一個(gè)個(gè)體或一個(gè)生殖細(xì)胞成為一個(gè)新物種。問(wèn)題探討判斷下列情況是否屬于種群：一個(gè)池塘中的全部魚(yú)（）一個(gè)池塘中的全部鯉魚(yú)（）兩個(gè)池塘內(nèi)的全部草魚(yú)（）一片草地上的成年梅花鹿（）一個(gè)學(xué)校的所有人（）一片草地上的所有蒲公英√××××種群：生活在同一自然區(qū)域的同種生物的全部個(gè)體的集合叫做種群。一、種群和種群基因庫(kù)一個(gè)種群中全部個(gè)體所含有的全部基因叫這個(gè)種群。在基因庫(kù)中，某基因占全部等位基因數(shù)的比值。在一個(gè)種群中，某基因型個(gè)體占全部個(gè)體的比值。一個(gè)種群中，有100個(gè)個(gè)體，其中基因型為AA有30個(gè)Aa為60個(gè)，aa為10個(gè)，求：（1）AA的基因型頻率（2）A與a的基因頻率基因頻率與基因型頻率計(jì)算基因庫(kù)：基因頻率：基因型頻率：一、種群和種群基因庫(kù)1.隨機(jī)取樣的某昆蟲(chóng)中,aa個(gè)體數(shù)為6,AA個(gè)體數(shù)為26,Aa個(gè)體數(shù)為18,則a的基因頻率為()A.0.26B.0.46C.0.3D.0.582.調(diào)查某群體的紅綠色盲情況，共調(diào)查男女各200名，其中女性紅綠色盲基因的攜帶者15人,女性色盲5人,男性色盲11人。該群體中紅綠色盲基因的頻率是()A.4.5%B.6%C.9%D.7.8%CB基因頻率與基因型頻率計(jì)算——定義法一、種群和種群基因庫(kù)例：一動(dòng)物種群中AA、Aa、aa的基因型頻率分別為20%、40%、和40%，求A與a的基因頻率：一個(gè)基因的頻率=該基因純合子的基因型頻率+1/2雜合子的基因型頻率人類(lèi)的ABO血型是由IA、IB、i三個(gè)等位基因決定的，現(xiàn)調(diào)查發(fā)現(xiàn)某地區(qū)人口中，基因型頻率如下：IAIA=20%、IA

i=10%、IBIB

=24%、IB

i=16%、IAIB=18%、ii=12%。請(qǐng)計(jì)算該地區(qū)IA的基因頻率。34%基因頻率與基因型頻率計(jì)算——已知基因型頻率求基因頻率一、種群和種群基因庫(kù)用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的變化討論1.計(jì)算并填寫(xiě)表格：討論2.各代基因頻率相等嗎？上述結(jié)果是建立在5個(gè)假設(shè)條件基礎(chǔ)上的。對(duì)自然界的種群來(lái)說(shuō)，這5個(gè)條件都成立嗎？30%30%30%10%60%40%36%48%16%60%40%一、種群和種群基因庫(kù)當(dāng)群體滿足以下五個(gè)條件：①種群數(shù)量足夠大；②所有的雌雄個(gè)體間都能自由交配并產(chǎn)生后代；③沒(méi)有遷入與遷出；④自然選擇對(duì)性狀沒(méi)有作用；⑤基因都不產(chǎn)生突變。遺傳平衡定律（哈代－溫伯格定律）

(p+q)2=p2+2pq+q2=1設(shè)A的基因頻率為p，a的基因頻率為q；則有p+q=1，那么：AA=p2Aa=2pqaa=q2

種群的基因頻率將不會(huì)改變一、種群和種群基因庫(kù)討論3.如果該種群出現(xiàn)新的突變型（基因型為A2a或A2A2），也就是產(chǎn)生新的等位基因A2，種群的基因頻率會(huì)變化嗎？基因A2的頻率可能會(huì)怎樣變化？用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的變化突變產(chǎn)生的新基因會(huì)使種群的基因頻率發(fā)生變化?；駻2的頻率是增加還是減少，要看這一突變對(duì)生物體是有益還是有害的，這往往取決于生物生存的環(huán)境。一、種群和種群基因庫(kù)基因突變?cè)谧匀唤缡瞧毡榇嬖诘??；蛲蛔儺a(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?nèi)旧w變異基因重組突變二、種群基因頻率的變化基因突變產(chǎn)生新基因，基因重組產(chǎn)生新的基因型。影響種群基因頻率變化的因素①突變和基因重組提供了生物進(jìn)化的原材料②自然選擇（環(huán)境）決定進(jìn)化的方向突變和基因重組是隨機(jī)的、不定向的，具有不同性狀的個(gè)體經(jīng)過(guò)環(huán)境定向選擇，適者生存、不適者淘汰，使得基因頻率發(fā)生變化，生物進(jìn)化。

突變的有害和有利也不是絕對(duì)的，這往往取決于生物的生存環(huán)境。二、種群基因頻率的變化探究自然選擇對(duì)種群基因頻率變化的影響樺尺蛾，夜間活動(dòng)，白天棲息在樹(shù)干上。黑色(S)對(duì)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(jiàn)的類(lèi)型，S基因的頻率上升到95%以上。三、自然選擇對(duì)種群基因頻率變化的影響討論1.樹(shù)干變黑會(huì)影響樺尺蛾種群中淺色個(gè)體的出生率嗎？為什么？表型。因?yàn)樘鞌吃诓妒硺宄叨陼r(shí)，看到的是樺尺蛾的體色，而不是控制體色的基因。討論2.在自然選擇過(guò)程中，直接受選擇的是基因型還是表型？為什么？會(huì)影響。樹(shù)干變黑后，淺色個(gè)體容易被天敵發(fā)現(xiàn)，被捕食的概率增加，許多淺色個(gè)體可能在沒(méi)有交配、產(chǎn)卵就已被天敵捕食，導(dǎo)致其個(gè)體數(shù)減少，進(jìn)而影響出生率。三、自然選擇對(duì)種群基因頻率變化的影響自然選擇改變基因頻率的過(guò)程在自然選擇的作用下，具有

的個(gè)體有更多的機(jī)會(huì)產(chǎn)生后代，種群中相應(yīng)的基因頻率會(huì)不斷

；相反，具有

的個(gè)體留下后代的機(jī)會(huì)少，種群中相應(yīng)的基因的頻率會(huì)

。在自然選擇的作用下，種群的基因頻率會(huì)

，導(dǎo)致生物

。有利變異提高不利變異下降朝著一定的方向不斷進(jìn)化發(fā)生定向改變?nèi)⒆匀贿x擇對(duì)種群基因頻率變化的影響一般情況下，一定濃度的抗生素會(huì)殺死細(xì)菌，但變異的細(xì)菌可能產(chǎn)生耐藥性。在實(shí)驗(yàn)室連續(xù)培養(yǎng)細(xì)菌時(shí)，如果向培養(yǎng)基中添加抗生素，耐藥菌有可能存活下來(lái)。實(shí)驗(yàn)原理：目的要求：通過(guò)觀察細(xì)菌在含有抗生素的培養(yǎng)基上的生長(zhǎng)狀況，探究抗生素對(duì)細(xì)菌的選擇作用。探究抗生素對(duì)細(xì)菌的選擇作用四、探究抗生素對(duì)細(xì)菌的選擇作用1.用記號(hào)筆在培養(yǎng)皿的底部畫(huà)2條相互垂直的直線，將培養(yǎng)皿分為4個(gè)區(qū)域，分別標(biāo)記為①~④。2.取少量細(xì)菌的培養(yǎng)液，用無(wú)菌的涂布器（或無(wú)菌棉簽）均勻地涂抹在培養(yǎng)基平板上。①②③④3.用無(wú)菌的鑷子夾取1張不含抗生素的紙片放在①號(hào)區(qū)域，再分別夾取1張抗生素紙片放在②~④號(hào)區(qū)域的中央，蓋上皿蓋。方法步驟：四、探究抗生素對(duì)細(xì)菌的選擇作用4.將培養(yǎng)皿倒置于37℃的恒溫箱中培養(yǎng)12~16h。5.觀察培養(yǎng)基上細(xì)菌的生長(zhǎng)狀況。紙片附近是否出現(xiàn)了抑菌圈？如果有，測(cè)量和記錄每個(gè)實(shí)驗(yàn)組中抑菌圈的直徑，并取平均值。方法步驟：四、探究抗生素對(duì)細(xì)菌的選擇作用實(shí)驗(yàn)過(guò)程：6.從抑菌圈邊緣的菌落上挑取細(xì)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2~5。如此重復(fù)幾代，記錄每一代培養(yǎng)物抑菌圈的直徑。思考：在連續(xù)培養(yǎng)幾代后，抑菌圈的直徑發(fā)生了什么變化？這說(shuō)明抗生素對(duì)細(xì)菌產(chǎn)生了什么作用？抑菌圈的直徑隨著培養(yǎng)代數(shù)的增加而逐漸縮?。徽f(shuō)明在細(xì)菌在抗生素的選擇作用下，細(xì)菌的抗藥性逐漸增強(qiáng)。討論：(1)要從什么位置挑選細(xì)菌再進(jìn)行培養(yǎng)？為什么？抑菌圈邊緣；因?yàn)橐志吘壣L(zhǎng)的細(xì)菌可能是耐藥菌。(2)在本實(shí)驗(yàn)的培養(yǎng)條件下，耐藥菌所產(chǎn)生的變異是有利還是有害的？怎么理解變異是有利還是有害的？細(xì)菌產(chǎn)生的耐藥性變異有利于細(xì)菌的生存，屬于有利變異。在生物進(jìn)化過(guò)程中，生物產(chǎn)生的有利變異是指有利于生物生存、適應(yīng)環(huán)境的變異。四、探究抗生素對(duì)細(xì)菌的選擇作用（4）濫用抗生素的現(xiàn)象十分普遍。說(shuō)說(shuō)濫用抗生素的危害。a、增強(qiáng)細(xì)菌耐藥性；b、不良反應(yīng)繁多；c、菌群失調(diào)。四、探究抗生素對(duì)細(xì)菌的選擇作用濫用抗生素的案例“超級(jí)細(xì)菌”習(xí)題鞏固2.蝸牛的有條紋(A)對(duì)無(wú)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(wú)條紋個(gè)體占15%，若蝸牛間進(jìn)行自由交配得到F1，則A基因的頻率和F1中Aa基因型的頻率分別是（）A.30%，21%B.30%，42%C.70%，21%D.70%，42%1.下列關(guān)于基因庫(kù)的描述，正確的是（）A.基因庫(kù)是一個(gè)種群的全部個(gè)體所含的A和a基因B.湘潭地區(qū)所有的魚(yú)的所有基因構(gòu)成了一個(gè)基因庫(kù)C.種群中每個(gè)個(gè)體都含有種群基因庫(kù)中的全部基因D.基因突變可改變基因庫(kù)的組成DD某實(shí)驗(yàn)小組欲探究抗生生素對(duì)細(xì)菌的選擇作用,實(shí)驗(yàn)操作如下:將含有不同抗生素(濃度相同)的濾紙片放置在已接種細(xì)菌的固體培養(yǎng)基表面,抗生素向周?chē)鷶U(kuò)散,如果抑制細(xì)菌生長(zhǎng),則在濾紙片周?chē)霈F(xiàn)抑菌圈(圖中里面的圓圈),結(jié)果如圖1所示。（1）本實(shí)驗(yàn)結(jié)果的觀測(cè)指標(biāo)是