高中生物必修二課件：7-2-1 種群基因頻率的改變與生物進化

第2節(jié)現(xiàn)代生物進化理論的主要內(nèi)容第1課時種群基因頻率的改變與生物進化學習目標1.掌握種群、基因庫、基因頻率的概念，學會用數(shù)學方法討論基因頻率的變化（重難點）；2.理解突變和基因重組產(chǎn)生生物進化的原材料（重點）；3.通過探究自然選擇對種群基因頻率的影響，理解自然選擇決定生物進化的方向（重點）。一定區(qū)域|預(yù)知概念|一、種群是生物進化的基本單位1.種群的含義和特點

（1）含義①范圍：___________。②組成：______生物的_______個體。（2）特點①不是___________在一起。②彼此可以交配，并通過繁殖將______________傳給后代。同種全部機械地集合各自的基因2.基因庫與基因頻率全部個體全部基因基因庫某基因數(shù)全部等位基因數(shù)二、突變和基因重組產(chǎn)生進化的原材料2.可遺傳變異是生物進化原材料的原因

（1）基因突變產(chǎn)生_______________，基因重組產(chǎn)生_____________。（3）可遺傳變異的結(jié)果：提供_______________的原材料。基因重組基因突變新的等位基因新的基因型隨機性不定向性生物進化三、自然選擇決定生物進化的方向1.選擇的對象（1）表面對象：生物的__________。（2）實質(zhì)對象：控制性狀的_________。2.選擇的結(jié)果（1）生物性狀上：朝著有利變異的方向不斷進化。（2）基因上：種群___________會發(fā)生定向改變。變異性狀基因基因頻率|過程評價|1.一個池塘中所有的魚是一個種群（）2.一個種群中某個個體的所有的基因叫做這個種群的基因庫（）3.某個種群中某等位基因如A和a的頻率之和等于1（）4.突變、染色體變異和基因重組為生物進化提供原材料（）5.生物進化的方向是由自然選擇決定的（）6.生物變異是不定向的，但生物進化是定向的（）答案

1.×

2.×

3.√

4.×

5.√

6.√|聯(lián)想·質(zhì)疑|★種群必須具備“三同”：同一時間、同一地點、同一物種?！锿蛔兊挠泻陀欣皇墙^對的，往往取決于生物的生存環(huán)境?！锿蛔兊挠泻陀欣皇墙^對的，往往取決于生物的生存環(huán)境。生物進化的實質(zhì)是基因頻率發(fā)生定向的改變，哪些因素會導(dǎo)致基因頻率發(fā)生改變？提示：突變、基因重組、遷入和遷出以及選擇等?？茖W探究1種群是生物進化的基本單位、基因庫及基因頻率的計算1.為什么生物進化的基本單位是種群而不是個體？

提示：因為個體的壽命是有限的，個體表現(xiàn)型會隨著個體的死亡而消失。決定生物性狀的基因可以通過生殖而世代延續(xù)，并且在群體中擴散，因此生物進化應(yīng)該研究群體的基因組成的變化。科學探究1種群是生物進化的基本單位、基因庫及基因頻率的計算1.為什么生物進化的基本單位是種群而不是個體？

提示：因為個體的壽命是有限的，個體表現(xiàn)型會隨著個體的死亡而消失。決定生物性狀的基因可以通過生殖而世代延續(xù)，并且在群體中擴散，因此生物進化應(yīng)該研究群體的基因組成的變化。2.種群基因（型）頻率的計算

（1）已知基因型個體數(shù)，求基因頻率

已知各種基因型的個體數(shù)，計算基因頻率（A、a為基因，AA、Aa、aa為三種基因型個體數(shù)）【探究應(yīng)用】1.某小島上原有果蠅20000只，其中基因型MM、Mm和mm的果蠅分別占15%、55%和30%。若從島外入侵了2000只基因型為MM的果蠅，且所有果蠅均隨機交配，則F1中m的基因頻率約為（）A.43%

B.48%C.52% D.57%答案C【探究應(yīng)用】1.某小島上原有果蠅20000只，其中基因型MM、Mm和mm的果蠅分別占15%、55%和30%。若從島外入侵了2000只基因型為MM的果蠅，且所有果蠅均隨機交配，則F1中m的基因頻率約為（）A.43%

B.48%C.52% D.57%答案C（2）已知基因型頻率，求基因頻率設(shè)有N個個體的種群，AA、Aa、aa的個體數(shù)分別為n1、n2、n3，A、a的基因頻率分別用PA、Pa表示，AA、Aa、aa的基因型頻率分別用PAA、PAa、Paa表示，則：由以上公式可以得出下列結(jié)論：某等位基因的頻率＝該等位基因純合子的頻率＋1/2雜合子的頻率。2.蝸牛的有條紋（A）對無條紋（a）為顯性。在一個地區(qū)的蝸牛種群內(nèi)，有條紋（AA）個體占55%，無條紋個體占15%，若蝸牛間進行自由交配得到F1，則F1中A基因的頻率和Aa基因型的頻率分別為（）A.30%，21% B.30%，42%C.70%，21% D.70%，42%解析根據(jù)題意可知，Aa個體占30%，蝸牛間進行自由交配時，產(chǎn)生A配子的基因頻率＝55%＋30%×1/2＝70%，a配子的基因頻率＝15%＋30%×1/2＝30%，自由交配得到F1各基因型的頻率比例為AA∶Aa∶aa＝49%∶42%∶9%，統(tǒng)計得到A基因的頻率為49%＋42%×1/2＝70%。答案

D（3）與伴性遺傳有關(guān)的基因頻率計算3.調(diào)查某校學生中關(guān)于某種性狀的各種基因型及比例為：基因型XBXBXBXbXbXbXBYXbY比例（%）42.327.360.32464則該校學生中XB和Xb的基因頻率分別是（）A.6%、8% B.92%、8%C.78%、92% D.8%、92%（3）與伴性遺傳有關(guān)的基因頻率計算3.調(diào)查某校學生中關(guān)于某種性狀的各種基因型及比例為：基因型XBXBXBXbXbXbXBYXbY比例（%）42.327.360.32464則該校學生中XB和Xb的基因頻率分別是（）A.6%、8% B.92%、8%C.78%、92% D.8%、92%答案B（4）利用遺傳平衡定律計算基因型頻率①前提條件：a.種群非常大；b.所有雌雄個體之間自由交配；c.沒有遷入和遷出；d.沒有自然選擇；e.沒有基因突變。②計算公式：當?shù)任换蛑挥袃蓚€時（A、a），設(shè)p表示A的基因頻率，q表示a的基因頻率，則：基因型AA的頻率＝p2基因型Aa的頻率＝2pq基因型aa的頻率＝q24.在某一遵循遺傳平衡定律的人群中，已調(diào)查得知，隱性性狀者為16%，則該性狀不同類型的基因型頻率分別是（按AA、Aa、aa順序排列）（）A.0.36、0.48、0.16 B.0.48、0.36、0.16C.0.16、0.48、0.36 D.0.16、0.36、0.38解析

本題考查基因遺傳平衡定律的應(yīng)用。根據(jù)基因庫中隱性性狀者（aa）的頻率為16%。則q2＝0.16，q＝0.4，而p＝1－0.4＝0.6，根據(jù)遺傳平衡公式，[p（A）＋q（a）]2＝p2（AA）＋2pq（Aa）＋q2（aa）可計算出AA的頻率為0.36，Aa的頻率為0.48，aa的頻率為0.16。答案A科學探究2自然選擇和生物變異在生物進化中的作用1.突變具有低頻性，能為生物進化提供原材料嗎？

提示：突變的頻率雖然很低，但一個種群往往由許多個體組成，而且每一個個體的每一個細胞內(nèi)都有成千上萬個基因，所以在種群中每一代都會產(chǎn)生大量的突變。2.突變大多數(shù)對生物體是不利的，能為進化提供原材料嗎？

提示：生物變異是否有利，取決于它們的生存環(huán)境，微小有利的變異不斷積累也能導(dǎo)致生物進化。3.生物變異和自然選擇哪個能決定生物進化的方向？為什么？

提示：自然選擇決定生物進化的方向。因為生物進化的方向是定向的，生物變異是不定向的，而自然選擇是定向的，所以生物進化的方向是由定向的自然選擇所決定的。自然選擇決定生物進化方向的原理【探究應(yīng)用】1.如果基因型為Aa的個體自交產(chǎn)生的后代在某一環(huán)境中的生存能力或競爭能力是AA＝Aa>aa，則在長期的自然選擇過程中，下列能正確地表示A基因和a基因之間的比例變化的曲線是（）解析

AA和Aa個體生存能力較強，而aa被淘汰的可能性最大，所以a的基因頻率會降低，由于Aa的存在，a的基因頻率不可能降至0。答案A2.有性生殖的出現(xiàn)直接推動了生物的進化，其原因是（）A.有性生殖是高等生物所存在的生殖方式B.有性生殖經(jīng)過了兩性生殖細胞的結(jié)合C.有性生殖細胞是由減數(shù)分裂形成的D.通過有性生殖，實現(xiàn)了基因重組，增強了生物的變異性解析有性生殖細胞的形成是通過減數(shù)分裂產(chǎn)生的，減數(shù)分裂產(chǎn)生配子時，由于等位基因的分離和非等位基因的自由組合，或同源染色體上非姐妹染色單體的交叉互換，發(fā)生了基因重組，產(chǎn)生了多種類型的生殖細胞，再通過受精作用可以產(chǎn)生多種類型的合子，合子發(fā)育成為多種多樣的新個體。這就增強了生物變異的多樣性，為進化提供了豐富的原材料，加快了生物進化的速度。答案D知識脈絡(luò)要點晨背1.種群指的是某個區(qū)域內(nèi)同種生物的全部個體。2.一個種群中全部個體所含有的全部基因，叫做這個種群的基因庫。3.在一個種群的基因庫中，某個基因占全部等位基因的比率叫做基因頻率。4.突變包括基因突變和染色體變異。5.生物變異是不定向的，但生物進化和自然選擇是定向的。解析

AA和Aa個體生存能力較強，而aa被淘汰的可能性最大，所以a的基因頻率會降低，由于Aa的存在，a的基因頻率不可能降至0。答案A自然選擇決定生物進化方向的原理|過程評價|1.一個池塘中所有的魚是一個種群（）2.一個種群中某個個體的所有的基因叫做這個種群的基因庫（）3.某個種群中某等位基因如A和a的頻率之和等于1（）4.突變、染色體變異和基因重組為生物進化提供原材料（）5.生物進化的方向是由自然選擇決定的（）6.生物變異是不定向的，但生物進化是定向的（）答案

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6.√一定區(qū)域|預(yù)知概念|一、種群是生物進化的基本單位1.種群的含義和特點

（1）含義①范圍：___________。②組成：______生物的_______個體。（2）特點①不是___________在一起。②彼此可以交配，并通過繁殖將______________傳給后代。同種全部機械地集合各自的基因三、自然選擇決定生物進化的方向1.選擇的對象（1）表面對象：生物的__________。（2）實質(zhì)對象：控制性狀的_________。2.選擇的結(jié)果（1）生物性狀上：朝著有利變異的方向不斷進化。（2）基因上：種群___________會發(fā)生定向改變。變異性狀基因基因頻率|過程評價|1.一個池塘中所有的魚是一個種群（）2.一個種群中某個個體的所有的基因叫做這個種群的基因庫（）3.某個種群中某等位基因如A和a的頻率之和等于1（）4.突變、染色體變異和基因重組為生物進化提供原材料（）5.生物進化的方向是由自然選擇決定的（）6.生物變異是不定向的，但生物進化是定向的（）答案

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6.√二、突變和基因重組產(chǎn)生進化的原材料2.可遺傳變異是生物進化原材料的原因

（1）基因突變產(chǎn)生_______________，基因重組產(chǎn)