6.3 種群基因組成的變化與物種的形成（第1課時(shí)）課件高一下學(xué)期生物人教版（2019）必修2

第6章生物的進(jìn)化

1859年，達(dá)爾文提出了轟動(dòng)世界的生物進(jìn)化理論，但是，他自己也清楚地認(rèn)識(shí)到，關(guān)于生物的進(jìn)化，還有許多問題沒有解決。在此后的幾年里，他對(duì)研究蘭花的進(jìn)化產(chǎn)生了濃厚的興趣。各種各樣的蘭花適于傳授花粉的精巧結(jié)構(gòu)讓他贊嘆不已。然而，蘭花為什么具有這樣豐富的多樣性和奇妙的適應(yīng)性呢？達(dá)爾文不得其解，這一問題遂成百年難解之謎。2017年，我國科學(xué)家以深圳擬蘭為重點(diǎn)研究對(duì)象，通過基因組的測(cè)序和功能分析，發(fā)現(xiàn)蘭花有474個(gè)特有基因家族，蘭花的多樣性源于歷史上這些基因家族的擴(kuò)張或收縮；擬蘭的花沒有唇瓣和完整的蕊柱，是由于B-AP3等基因丟失造成的……從基因水平上解開了蘭花進(jìn)化之謎。

生物的多樣性和適應(yīng)性是怎樣形成的？這與基因的變化有關(guān)嗎？與環(huán)境又有怎樣的關(guān)系？隨著生物科學(xué)的發(fā)展，人們對(duì)這些問題的認(rèn)識(shí)不斷深入，并且不乏爭論。在各種理論的交鋒中，進(jìn)化理論本身也在“進(jìn)化”。第3節(jié)種群基因組成的變化與物種的形成闡述種群、種群基因庫、基因頻率等概念的內(nèi)涵。目標(biāo)010203運(yùn)用數(shù)學(xué)方法討論種群基因頻率的變化。闡明自然選擇對(duì)種群基因頻率變化的影響。教學(xué)目標(biāo)先有雞還是先有蛋？甲同學(xué)說：當(dāng)然是先有雞蛋了，因?yàn)橹挥猩臣?xì)胞產(chǎn)生的基因突變才能遺傳給后代，體細(xì)胞即使發(fā)生了基因突變，也不能影響后代的性狀。乙同學(xué)說：不對(duì)，人們?cè)陴B(yǎng)雞過程中，是根據(jù)雞的性狀來選擇的，只讓符合人類需求的雞繁殖后代，因此是先有雞后有蛋。你同意哪位同學(xué)的觀點(diǎn)？你的答案和理由是什么？先有雞還是先有蛋討論：問題探討

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)化的過程是種群基因庫在環(huán)境的選擇作用下定向改變的過程，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。你同意哪位同學(xué)的觀點(diǎn)？你的答案和理由是什么？討論：問題探討aa灰色A

白色

自然選擇的直接作用對(duì)象是個(gè)體還是群體？基因型還是表型？生物進(jìn)化的基本單位是個(gè)體還是種群？aa自然選擇直接作用的是生物的個(gè)體，而且是個(gè)體的表型。但是，在自然界，沒有哪個(gè)個(gè)體是長生不死的，個(gè)體的表型會(huì)隨著個(gè)體的死亡而消失，決定表型的基因卻可以隨著生殖而世代延續(xù)，并且在群體中擴(kuò)散。研究生物的進(jìn)化，僅研究個(gè)體和表型是不夠的，還必須研究群體基因組成的變化。一、種群基因組成的變化1.種群①一個(gè)池塘中的全部魚②一個(gè)池塘中的全部鯉魚③兩個(gè)池塘中的全部鯉魚④一片草地上的全部植物⑤一片草地上的成年梅花鹿×√×××一片樹林中的全部獼猴是一個(gè)種群一片草地上的所有蒲公英是一個(gè)種群判斷下面例子是不是一個(gè)種群：(一)種群和種群基因庫生活在一定區(qū)域的同種生物全部個(gè)體的集合叫做種群。(1)定義：一定區(qū)域同種生物全部個(gè)體種群的三個(gè)要素判斷：一個(gè)菜市場(chǎng)所有的白菜是不是一個(gè)種群？不是！(2)種群的特點(diǎn)：①種群中的個(gè)體并不是機(jī)械地集合在一起，而是彼此可以交配，并通過繁殖將各自的基因傳給后代。1.種群(一)種群和種群基因庫②種群是生物繁殖、進(jìn)化的基本單位。生活在一定區(qū)域的同種生物全部個(gè)體的集合叫做種群。(1)定義：種群在繁衍過程中，個(gè)體有新老交替，基因卻代代相傳。例如，許多昆蟲的壽命都不足一年（如蝗蟲），所有的蝗蟲都會(huì)在秋風(fēng)中死去，其中有些個(gè)體成功地完成生殖，死前在土壤中埋下受精卵。來年春夏之交，部分受精卵成功地發(fā)育成蝗蟲。同前一年蝗蟲種群相比，新形成的蝗蟲種群在基因組成上會(huì)有什么變化嗎？(一)種群和種群基因庫2、基因庫：3、基因頻率：4、基因型頻率：基因型頻率=某基因型個(gè)體總數(shù)種群全部個(gè)體數(shù)×100%基因頻率=某基因的總數(shù)控制同種性狀的等位基因的總數(shù)×100%某昆蟲決定翅色的基因頻率(一)種群和種群基因庫一個(gè)種群中全部個(gè)體所含有的全部基因。在一個(gè)種群基因庫中，某個(gè)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)體占種群內(nèi)全部個(gè)體的比率。【例1】某昆蟲種群中，決定翅色為綠色的基因?yàn)锳，決定翅色為褐色的基因?yàn)閍，從種群中隨機(jī)抽出100個(gè)個(gè)體，測(cè)知基因型為AA、Aa和aa的個(gè)體分別是30、60和10個(gè)。那么A和a的基因頻率是多少？AA、Aa、aa的基因型頻率是多少？※在種群中，一對(duì)等位基因的基因頻率之和等于1。

A基因頻率

=×100%2×AA＋Aa2(AA＋Aa＋aa)30×2+60

2×100=60%2×100a基因頻率=10×2+60=40%2×aa＋Aa2(AA＋Aa＋aa)×100%==種群基因頻率的計(jì)算方法：方法一：概念法1、德國小蠊(二倍體)是常見的室內(nèi)昆蟲。隨機(jī)取樣的德國小蠊個(gè)體中，ss個(gè)體數(shù)為6，SS個(gè)體數(shù)為26，Ss個(gè)體數(shù)為18。則s的基因頻率為（）A．26%

B．30%

C．46

%

D．58

%現(xiàn)學(xué)現(xiàn)用B方法二：通過基因型頻率計(jì)算A基因頻率=AA基因型頻率+1/2Aa基因型頻率=30%+1/2×60%=60%

=10%+1/2×60%=40%AA基因型頻率為:

30%Aa基因型頻率為:60%aa基因型頻率為:

10%a基因頻率=aa基因型頻率+1/2Aa基因型頻率※某基因頻率=該基因純合子的基因型頻率+1/2雜合子的基因型頻率。【例1】某昆蟲種群中，決定翅色為綠色的基因?yàn)锳，決定翅色為褐色的基因?yàn)閍，從種群中隨機(jī)抽出100個(gè)個(gè)體，測(cè)知基因型為AA、Aa和aa的個(gè)體分別是30、60和10個(gè)。那么AA、Aa、aa的基因型頻率是多少？A和a的基因頻率是多少？種群基因頻率的計(jì)算方法：※在種群中，一對(duì)等位基因的基因型頻率之和也等于1。2.AA、Aa、aa的個(gè)體分別占24%、72%、4%、那么A、a的

基因頻率是多少？（

）A.36%和64%B.57%和43%C.24%和72%D.60%和40%3.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(基因型為AA)的個(gè)體占55%，無條

紋(基因型為aa)的個(gè)體占15%，則A的基因頻率是()A．30%

B．55%C．70%

D．78.6%DC現(xiàn)學(xué)現(xiàn)用【例2】在調(diào)查紅綠色盲時(shí)，隨機(jī)抽查了200人，其中男女各100人。女性患者1人，攜帶者3人，男性患者4人。色盲基因的頻率為多少？基因頻率=某基因的總數(shù)控制同種性狀的等位基因的總數(shù)×100%Xb基因頻率=

1×2+3+4100×2+100

×100%=3%Xb基因頻率=Xb基因總數(shù)2×女性個(gè)體數(shù)＋男性個(gè)體數(shù)×100%種群基因頻率的計(jì)算方法：方法三：基因只位于X染色體上的計(jì)算4、B/b是僅位于果蠅X染色體上的一對(duì)等位基因?，F(xiàn)有一

果蠅種群，雌雄各1000只。其中，基因型為XBXB的果

蠅200只，基因型為XbXb的果蠅300只，基因型為XBY的

果蠅600只。該果蠅種群中b的基因頻率為(

)

A.40% B.60%C.50% D.70%CXBXBXBXbXbXbXBYXbY200300500600400b基因頻率=1000×2+1000500+300×2+400=×100%15003000×100%=50%基因型個(gè)體數(shù)現(xiàn)學(xué)現(xiàn)用基因頻率=某基因的總數(shù)該對(duì)等位基因的總數(shù)×100%(1）常染色體或X、Y染色體的同源區(qū)段上(2）X染色體的非同源區(qū)段上基因頻率=某基因的總數(shù)雌性個(gè)體數(shù)×2+雄性個(gè)體數(shù)×100%種群基因頻率的計(jì)算方法：親代基因型的比值A(chǔ)A(30%)Aa(60%)aa(10%)配子的比值A(chǔ)(

)A(

)a(

)a(

)F1基因型頻率AA(

)Aa(

)aa(

)F1基因頻率A(

)a(

)30%30%30%10%36%48%16%60%40%A=36%+24%a=16%+24%A=60%a=40%F2基因型頻率AA(36%)Aa(48%)aa(16%)想一想：后續(xù)子代的種群基因頻率會(huì)同子一代一樣嗎？一個(gè)基因的頻率=它的純合子的基因型頻率+1/2雜合子的基因型頻率F2基因頻率A()a()60%40%A=36%+24%a=16%+24%

如果符合上述條件，這個(gè)種群的基因頻率（包括基因型頻率）就可以一代代穩(wěn)定不變，保持平衡。用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的改變思考·討論假設(shè)上述昆蟲種群數(shù)量非常大，所有的雌雄個(gè)體間都能自由交配并產(chǎn)生后代，沒有遷入和遷出，不同翅色的個(gè)體生存和繁殖的機(jī)會(huì)是均等的，基因A和a都不產(chǎn)突變，根據(jù)孟德爾的分離定律計(jì)算。

遺傳平衡定律（哈代——溫伯格定律）：設(shè)A的基因頻率為p，a的基因頻率為q；則p+q=1，且：aa基因型的頻率AA基因型的頻率Aa基因型的頻率

(p+q)2=p2+2pq+q2如果一個(gè)種群符合下列條件：①群體數(shù)量足夠大，②全部的雌雄個(gè)體間都能自由交配并產(chǎn)生后代，③沒有遷入與遷出，④沒有自然選擇⑤也沒有基因突變。由遺傳平衡定律可知，一個(gè)種群符合遺傳平衡的五個(gè)條件時(shí)，從F1開始往后，基因頻率和基因型頻率都不變；若將其中的自由交配改成連續(xù)自交，那后代的基因頻率和基因型頻率依然不變嗎？假設(shè)該起始群體全部個(gè)體基因型為Aa，推測(cè)連續(xù)自交和連續(xù)自由交配形成的后代中，基因頻率和基因型頻率的變化趨勢(shì)。親代子一代子二代子三代自交基因型頻率AA0Aa100%aa0自由交配基因型頻率AA0Aa100%aa0自交基因頻率A50%a50%自由交配基因頻率A50%a50%25%50%25%25%50%25%50%50%50%50%37.5%25%37.5%25%50%25%50%50%50%50%43.75%12.5%43.75%25%50%25%50%50%50%50%①連續(xù)自交的時(shí)候，基因頻率不變，基因型頻率改變（雜合子為1/2n，純合子越來越多）②連續(xù)自由交配的時(shí)候，從F1開始基因頻率和基因型頻率都不變。（親代的基因型頻率可能不同，基因頻率與后代相同）

。5．某植物種群中，AA個(gè)體占16%，aa個(gè)體占36%，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．不變，不變；增大，不變

B．增大，不變；不變，不變

C．不變，增大；增大，不變

D．不變，不變；不變，增大

現(xiàn)學(xué)現(xiàn)用A

自由交配（隨機(jī)交配）時(shí)，種群的基因頻率和基因型頻率保持不變。

連續(xù)自交時(shí)，種群的基因頻率不變，基因型頻率改變。遺傳平衡定律的應(yīng)用例一：一個(gè)處于遺傳平衡的植物種群中，寬葉（A）對(duì)

窄葉（a）為顯性，A的基因頻率為50%，則a的基因頻率=______；AA的基因型頻率=_______；

Aa的基因型頻率=_______；

aa的基因型頻率=_______；例二：一個(gè)處于遺傳平衡的植物種群中，窄葉植株占

9%，已知寬葉（A）對(duì)窄葉（a）為顯性，則

a的基因頻率=______；

A的基因頻率=______；AA的基因型頻率=_______；Aa的基因型頻率=_______；50%25%50%25%30%70%49%42%*要善用aa個(gè)體例三：一個(gè)處于遺傳平衡的植物種群中，寬葉植株占51%，

已知寬葉（A）對(duì)窄葉葉（a）為顯性，則aa的基因型頻率=_____；a的基因頻率=______；

A的基因頻率=______；AA的基因型頻率=_______；Aa的基因型頻率=_______；例四：一個(gè)足夠大的植物種群，寬葉植株AA占20%，Aa占20%，

aa占60%，該群體進(jìn)行自由交配，在無遷入遷出、基

因突變等前提下，求子100代中

a的基因頻率=______；

A的基因頻率=______；AA的基因型頻率=_______；Aa的基因型頻率=_______；aa的基因型頻率=_____；70%30%9%49%42%70%30%9%42%49%符合遺傳平衡定律的前提下，基因頻率和基因型頻率從子一代往后代代相同（親代的基因型頻率可能不同，基因頻率與后代相同）④因此可得人群中

a的基因頻率=______；A的基因頻率=_________；AA的基因型頻率=_________________；

Aa的基因型頻率=_________________；aa的基因型頻率=_________________；例五：在非洲人群中，約每10000個(gè)人中有1個(gè)人患囊性纖維原癌，

該病屬于常染色體遺傳。一對(duì)正常夫婦生有一患病的孩子。

此后，該婦女與另一健康男性再婚，他們所生的孩子患此

病的概率是（）

A.1/25B.1/50C.1/100D.1/202D①由題干可得該病為常染色體隱性遺傳?、菀虼苏Ｄ凶邮茿a的概率為Aa/（AA+Aa),算出來為_________，

則后代出現(xiàn)aa的概率是__________；②在一個(gè)較大的人群中，可默認(rèn)符合遺傳平衡定律③即aa的基因型頻率為1/100001/10099/100992/100002×99×1/100001/100002/1011/202遺傳平衡：種群基因頻率和基因型頻率不發(fā)生變化Ⅰ.種群數(shù)量足夠大Ⅱ.自由交配Ⅲ.沒有遷入與遷出Ⅳ.沒有自然選擇Ⅴ.沒有發(fā)生突變Ⅰ.種群數(shù)量比較?、?不能自由交配Ⅲ.有遷入與遷出Ⅳ.有自然選擇Ⅴ.發(fā)生突變種群基因頻率發(fā)生改變影響種群基因頻率變化的因素

遺傳平衡所指的種群是理想的種群，在自然條件下，這樣的種群是不存在的。當(dāng)種群較小時(shí)會(huì)出現(xiàn)偶然性，對(duì)基因頻率的影響較大；自然選擇和突變會(huì)影響基因頻率；非自由交配，遷入和遷出也會(huì)影響基因頻率。也就是說自然界種群的基因頻率總是要發(fā)生變化的引起種群基因頻率變化的因素有哪些呢？

基因突變?cè)谧匀唤缡瞧毡榇嬖诘?。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。1、基因突變和染色體變異能直接改變種群的基因頻率，

基因重組在自然選擇的作用下，也可以影響基因頻率。(二)種群基因頻率的變化**基因重組不能直接改變基因頻率，但是由于產(chǎn)生了多種多樣的基因型，從而產(chǎn)生多種多樣的生物表型，在自然選擇的作用下，基因頻率會(huì)朝著一定的方向改變，因此，基因重組也可以影響基因頻率的改變；染色體變異可能改變基因的數(shù)目，因此可能直接改變基因頻率；

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類型。一般長頸鹿長腿長頸鹿（突變）長脖子長頸鹿（突變）基因重組長脖子長腿(二)種群基因頻率的變化突變和基因重組為生物進(jìn)化提供原材料自然選擇(二)種群基因頻率的變化自然選擇適者生存，不適者被淘汰突變基因重組新的等位基因多種多樣的基因型種群中出現(xiàn)大量可遺傳的變異形成了進(jìn)化的原材料（不能決定生物進(jìn)化的方向）突變和基因重組都是隨機(jī)的、不定向的自然選擇（決定生物進(jìn)化的方向）(二)種群基因頻率的變化(二)種群基因頻率的變化可遺傳變異突變生物進(jìn)化的原材料2、突變和基因重組提供進(jìn)化的原材料。生物自發(fā)突變的頻率很低，而且許多突變是有害的，那么，它為什么還能夠作為生物進(jìn)化的原材料呢？基因突變?nèi)旧w變異基因重組2╳1.3×104╳10-5╳108

=2.6╳107（個(gè)）計(jì)算：果蠅1組染色體約有1.3×104個(gè)基因，假定每個(gè)基因的突變頻率都為10-5，對(duì)

于一個(gè)中等大小的果蠅種群（約有108個(gè)個(gè)體）來說，每一代可能出現(xiàn)突變

的基因個(gè)數(shù)是多少？(1)種群是由許多個(gè)體組成的，每個(gè)個(gè)體的細(xì)胞都有成千上萬個(gè)基因，

這樣，每一代就會(huì)產(chǎn)生大量的突變；種群基因突變數(shù)＝個(gè)體基因數(shù)×突變率×個(gè)體數(shù)(二)種群基因頻率的變化3、突變作為生物進(jìn)化的原材料的原因：(1)種群是由許多個(gè)體組成的，每個(gè)個(gè)體的細(xì)胞都有成千上萬個(gè)基因，

這樣，每一代就會(huì)產(chǎn)生大量的突變；(二)種群基因頻率的變化3、突變作為生物進(jìn)化的原材料的原因：

有翅的昆蟲中有時(shí)會(huì)出現(xiàn)殘翅和無翅的突變類型，這類昆蟲在正常情況下很難生存下去。但是在經(jīng)常刮大風(fēng)的海島上，這類昆蟲卻因?yàn)椴荒茱w行而避免了被海風(fēng)吹到海里淹死。(2)突變的有害和有利不是絕對(duì)的，這往往取決于生物的生存環(huán)境某海島上殘翅和無翅的昆蟲

突變和重組都是隨機(jī)的，不定向的，那么，種群基因頻率的改變是否也是不定向的呢？黑色樹干上的樺尺蛾長滿地衣的樹干上的樺尺蛾S<5%S＞95%英國的曼徹斯特地區(qū)有一種樺尺蛾（其幼蟲叫樺尺蠖）。它們夜間活動(dòng)，白天棲息在樹干上。雜交實(shí)驗(yàn)表明，樺尺蛾的體色黑色(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的類型，S基因的頻率上升到95%以上。19世紀(jì)時(shí)，曼徹斯特地區(qū)的樹干上長滿了淺色的地衣。后來，隨著工業(yè)的發(fā)展，工廠排出的煤煙使地衣不能生存，結(jié)果樹皮裸露并被熏成黑褐色。探究·實(shí)踐探究自然選擇對(duì)種群基因頻率變化的影響提出問題樺尺蛾種群中s基因（決定淺色性狀）的頻率為什么越來越低呢？做出假設(shè)自然選擇可以使種群的基因頻率定向改變探究思路創(chuàng)設(shè)數(shù)字化問題情境的方法來探究1870年，樺尺蛾種群基因型頻率為SS10％，Ss20％，ss70％。S基因的頻率為20%。在樹干變黑這一環(huán)境條件下，假如樹干變黑不利于淺色樺尺蛾的生存，使得淺色個(gè)體每年減少10％，黑色個(gè)體每年增加10％。探究·實(shí)踐探究自然選擇對(duì)種群基因頻率變化的影響制定并實(shí)施研究方案1、創(chuàng)設(shè)數(shù)字化問題情境。2、計(jì)算，將計(jì)算結(jié)果填入表格假設(shè)：第1年樺尺蛾種群個(gè)體數(shù)為100只，則第1年SS有10只，Ss有20只，ss有70只。淺色每年減少10%，黑色每年增加10%。第1年第2年第3年第4年……基因型頻率SS10%11.5%Ss20%22.9%ss70%65.6%基因頻率S20%23%s80%77%探究·實(shí)踐探究自然選擇對(duì)種群基因頻率變化的影響12.9%25.8%61.3%26%74%14.3%29.7%56.0%29%71%升高升高降低升高降低第一年第二年第三年第四年…….基因型頻率SS10%11.5%Ss20%22.9%ss70%65.6%基因頻率S20%23%s80%77%12.9%25.8%61.3%26%74%14.3%29.7%56.0%29%71%升高升高降低升高降低分析結(jié)果，得出結(jié)論1、環(huán)境的選擇作用使s基因頻率越來越低，S基因頻率越來越高。探究·實(shí)踐探究自然選擇對(duì)種群基因頻率變化的影響2、自然選擇使種群基因頻率發(fā)生定向改變。1、根據(jù)數(shù)據(jù)分析，樹干變黑對(duì)樺尺蛾淺色個(gè)體的出生率有影響嗎？有影響，樹干變黑后，許多淺色個(gè)體可能在沒有交配、產(chǎn)卵前就已被天敵捕食，導(dǎo)致其個(gè)體數(shù)減少，影響出生率。2、在自然選擇中，直接受選擇的是基因型還是表型？天敵看到的是樺尺蛾的體色（表型）而不是控制體色的基因，自然選擇中直接受選擇的是表型。探究·實(shí)踐探究自然選擇對(duì)種群基因頻率變化的影響討論：不利變異被淘汰，有利變異逐漸積累變異自然選擇生物朝一定方向緩慢進(jìn)化種群基因頻率發(fā)生定向改變（不定向）（定向）在自然選擇的作用下，有利變異的基因頻率不斷增大，有害變異的基因頻率逐漸減小。生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)：(三)自然選擇對(duì)種群基因頻率變化的影響是種群基因頻率的定向改變【注意：不是基因型頻率】小結(jié)不定向的變異不利變異（基因）有利變異（基因）淘汰種群的基因頻率定向改變生物定向進(jìn)化多次選擇和積累，通過遺傳自然選擇進(jìn)化的實(shí)質(zhì)：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)化決定生物進(jìn)化的方向生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)：種群基因頻率的改變【注意：不是基因型頻率】(三)自然選擇對(duì)種群基因頻率變化的影響課堂小結(jié)生物進(jìn)化的基本單位生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)生物進(jìn)化的原材料決定生物進(jìn)化的方向種群種群基因頻率的改變突變和基因重組自然選擇實(shí)驗(yàn)原理：

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。實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^觀察大腸桿菌在含有卡那霉素的培養(yǎng)基上的生長狀況，探

究抗生素對(duì)細(xì)菌的選擇作用。探究·實(shí)踐探究抗生素對(duì)細(xì)菌的選擇作用材料用具a實(shí)驗(yàn)材料：經(jīng)高溫滅菌的牛肉膏蛋白胨液體培養(yǎng)基及固體培養(yǎng)基平板，細(xì)菌

菌株(如大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等)，含有抗生素(如青霉素、

卡那霉素等)的圓形濾紙片(以下簡稱“抗生素紙片”)，不含抗

生素的紙片。b實(shí)驗(yàn)儀器：鑷子，涂布器，無菌棉簽，酒精燈，記號(hào)筆，直尺等。探究·實(shí)踐探究抗生素對(duì)細(xì)菌的選擇作用實(shí)驗(yàn)方法步驟1.用記號(hào)筆在培養(yǎng)皿的底部畫2條相互垂直的直線，將培養(yǎng)皿分為四個(gè)區(qū)域，分別標(biāo)記為①～④2.取少量細(xì)菌的培養(yǎng)液，用無菌的涂布器（或無菌棉簽）均勻地涂抹在培養(yǎng)基平板上。探究·實(shí)踐探究抗生素對(duì)細(xì)菌的選擇作用實(shí)驗(yàn)方法步驟3.①號(hào)區(qū)域的中央放置不含抗生素的紙片，②③④號(hào)區(qū)域的中央分別放置含有抗生素的紙片，蓋上皿蓋。4.將培養(yǎng)皿倒置于37℃的恒溫箱中培養(yǎng)12~16h。探究·實(shí)踐探究抗生素對(duì)細(xì)菌的選擇作用實(shí)驗(yàn)方法步驟5.觀察并測(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。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。探究·實(shí)踐探究抗生素對(duì)細(xì)菌的選擇作用結(jié)果與分析抑菌圈直徑/cm第一代第二代第三代12.261.891.6222.411.911.6732.421.871.69平均值2.361.891.66結(jié)果：在培養(yǎng)基上有細(xì)菌生長，在放抗生素紙片的區(qū)域出現(xiàn)抑菌圈。連續(xù)培養(yǎng)幾代后，抑菌圈的直徑會(huì)越來越小。探究·實(shí)踐探究抗生素對(duì)細(xì)菌的選擇作用結(jié)論：說明抗生素對(duì)細(xì)菌產(chǎn)生了選擇作用。注意：抗生素不是誘變因子，因此細(xì)菌耐藥性變異的產(chǎn)生與抗生素?zé)o關(guān)。三類細(xì)菌產(chǎn)生耐藥性過程屬于基因突變，而基因突變具有不定向性。濾紙片上的抗生素殺死了周圍的細(xì)菌，使其不能形成菌落，而形

成抑菌圈。探究·實(shí)踐探究抗生素對(duì)細(xì)菌的選擇作用探究抗生素對(duì)細(xì)菌的選擇作用1、為什么要從抑菌圈邊緣的菌落上挑取細(xì)菌？因?yàn)橐志吘壣L的細(xì)菌可能是耐藥菌。3、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？

你怎么理解變異是有利還是有害的？在本實(shí)驗(yàn)的培養(yǎng)條件下，耐藥菌產(chǎn)生的耐藥變異對(duì)它是有利的。有利于生物在特定環(huán)境中生存和繁殖的變異就是有利變異。探究·實(shí)踐討論：5、濫用抗生素的現(xiàn)象十分普遍。例如，有人生病時(shí)覺得去醫(yī)院很

麻煩，就直接吃抗生素；有的禽畜養(yǎng)殖者將抗生素添加到動(dòng)物

飼料中。你認(rèn)為這些做法會(huì)有什么后果？請(qǐng)你查閱資料，舉出

更多濫用抗生素的實(shí)例。這些做法都會(huì)促進(jìn)耐藥菌的產(chǎn)生。濫用抗生素會(huì)使病菌的抗藥基因不斷積累，抗藥性不斷增強(qiáng)，導(dǎo)致抗生素藥物失效。探究·實(shí)踐探究抗生素對(duì)細(xì)菌的選擇作用討論：練習(xí)與應(yīng)用.

一、概念檢測(cè)1.從基因水平看，生物進(jìn)化的過程就是種群基因頻率發(fā)生定向改變的過程。判斷下列相關(guān)表述是否正確。（1）某地區(qū)紅綠色盲患者在男性中約占8%，在女性中約占0.64%，由此可知，

紅綠色盲基因Xb的基因頻率約為8%。（

）（2）基因頻率變化是由基因突變和基因重組引起的，不受環(huán)境的影響。（

）（3）生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率在自然選擇作用下的定向改變。（

）???1、伴X染色體遺傳病，①在男性中的發(fā)病率等于該病致病基因在男性中的基因頻率；②致病基因的基因頻率在男性和女性中相同；③男性中患病率（患病