【课件】种群基因组成的变化（第二课时）课件高一下学期生物人教版必修2.pptx

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1、种群基因组成的变化与物种形成种群基因组成的变化与物种形成SZ-LWHSZ-LWH一、种群和种群基因库种群足够大;1种群中个体间的交配是随机的；2没有基因突变发生；3没有迁入和迁出；4没有自然选择。5假设某种群满足以下五个条件：对自然界的种群来说，这五个条件都能成立吗？对自然界的种群来说，这五个条件都能成立吗？二、种群基因频率的变化无法进化先打破平衡种群较小不自由交配有突变有选择有迁入、迁出遗传平衡生物怎么进化？基因频率发生改变二、种群基因频率的变化变异不可遗传的变异可遗传的变异基因突变染色体变异基因重组突变可以增加基因型的类型，但不能产生新基因突变和基因重组为进化提供原材料。能够产生新的等位基

2、因基因突变的特点：普遍性、随机性、不定向性、低频性、多害少利性。二、种群基因频率的变化种群是由许多个体组成的，每个个体的每一个细胞内都有成千上万个基因，这样每一代就会产生大量的突变。在自然情况下，突变的频率是很低的，且多数是有害的，那基因突变为什么还能作为生物进化的原材料呢？果果蝇蝇1 1组组染染色色体体上上约约有有1.3101.3104 4个个基基因因，假假定定每每个个基基因因的的突突变变频频率率都都为为1010-5-5，对对一一个个中中等等大大小小的的种种群群（约约有有10108 8个个个个体体）来来说说，每每一一代代出出现的基因突变数将是：现的基因突变数将是：21.31021.3104

3、410105 510108 82.6102.6107 7（个）（个）l种群由许多个体组成，每个个体的细胞中都有成千上万个种群由许多个体组成，每个个体的细胞中都有成千上万个基因，每一代会产生大量的突变。基因，每一代会产生大量的突变。二、种群基因频率的变化例例如如:有有翅翅的的昆昆虫虫，有有时时候候会会出出现现残残翅翅和和无无翅翅的的突突变变类类型型，这这类类昆昆虫虫在在正正常常情情况况下下很很难难生生存存下下去去。但但是是在在经经常常刮刮大大风风的的海海岛岛上上，这这里里昆昆虫虫却却因因为为不不能能飞飞行行而而避避免免了了被海风吹到海里淹死。被海风吹到海里淹死。突变的有利和有害突变的有利和有害l

4、突变的有害和有利也不是绝对的，这往往取决于突变的有害和有利也不是绝对的，这往往取决于生物的生存环境生物的生存环境。二、种群基因频率的变化突变（基因突变和染色体变异）和基因重组产生进化的原材料。突变基因重组基因重组新的等位基因多种多样的基因型种群中出现大量可遗传的变异变异是不定向的形成了进化的原材料,不能决定生物进化的方向突突变变和和重重组组都都是是随随机机的的，不不定定向向的的，那那么么，种种群群基基因因频频率率的的改变是否也是不定向的呢？改变是否也是不定向的呢？SZ-LWHSZ-LWH三、自然选择对种群基因频率变化的影响自然选择使桦尺蛾种群的基因频率发生了定向改变。为什么桦尺蛾种群中s基因（

5、决定浅色性状）的频率越来越低了呢？长满地衣的灰色树干长满地衣的灰色树干工业革命前工业革命前灰色灰色(ss)(ss)桦尺蛾多桦尺蛾多S S频率低，频率低，s s频率高频率高黑色黑色桦尺蛾桦尺蛾浅色桦浅色桦尺蛾尺蛾工业革命后工业革命后环境污染的黑色树干环境污染的黑色树干黑色黑色(S_)(S_)桦尺蛾多桦尺蛾多S S频率高，频率高，s s频率低频率低黑色黑色桦尺蛾桦尺蛾浅色桦浅色桦尺蛾尺蛾提出问题作出假设SZ-LWHSZ-LWH三、自然选择对种群基因频率变化的影响制定并实施方案 假假如如1870年年，桦桦尺尺蛾蛾种种群群的的基基因因型型频频率率为为SS 10%，Ss 20%，ss 70%，S基基因因

6、的的频频率率为为20%。在在树树干干变变黑黑这这一一环环境境条条件件下下，假假如如树树干干变变黑黑不不利利于于浅浅色色桦桦尺尺蛾的生存，使得种群中浅色个体每年蛾的生存，使得种群中浅色个体每年减少减少10%，黑色个体每年增加，黑色个体每年增加10%。第第210年年间间，该该种种群群每每年年的的基基因因型型频频率率各各是是多多少少？每每年年的的基基因因频频率率是是多多少少？创设数字化问题情境并进行计算。依题意知：依题意知：S S对对s s为显性。假设该种群中为显性。假设该种群中SSSS为为1010个，个，SsSs为为2020个，个，ssss为为7070个。个。当当SSSS、SsSs分别增加分别增加

7、10%10%，ssss减少减少10%10%时，时，基因型频率：基因型频率：SSSS：1010（1+10%1+10%）1111SsSs：20 20（1+10%1+10%）2222ssss：7070（1 110%10%）6363SSSS：11/11/（11+22+6311+22+63）11/9511/9511.5%11.5%SsSs：22/9622/9622.9%22.9%ssss：63/9663/9665.6%65.6%第二年个体数：第二年个体数：SZ-LWHSZ-LWH三、自然选择对种群基因频率变化的影响第1年第2年第3年第4年基因型频率SS10%11.5%Ss20%22.9%ss70%65.

8、6%基因频率S20%23%s80%77%70.7%26%29.2%14.7%56.1%60.9%26.1%73.9%29.3%13.1%升高降低SZ-LWHSZ-LWH三、自然选择对种群基因频率变化的影响制定并实施方案创设数字化问题情境并进行计算。第1年第2年第3年第4年基因型频率SS10%Ss20%ss70%基因频率S20%s80%13.0%26.1%60.9%26.1%73.9%16.4%32.7%50.9%32.7%67.3%19.7%39.4%40.9%39.4%60.6%如如果果对对环环境境的的作作用用大大小小进进行行调调整整：假假如如树树干干变变黑黑不不利利于于浅浅色色桦桦尺尺蛾蛾

9、的的生生存存，使得种群中浅色个体每年使得种群中浅色个体每年减少减少20%，黑色个体每年，黑色个体每年增加增加20%。第第210年年间间，该该种种群群每每年年的的基基因因型型频频率率各各是是多多少少？每每年年的的基基因因频频率率是是多多少少？SZ-LWHSZ-LWH三、自然选择对种群基因频率变化的影响第1年第2年第3年第4年0%20%40%60%80%10%11.50%13.1%14.6%20%22.90%26%29.3%70%65.60%60.9%56.1%基因型频率基因型频率SSSsss第1年第2年第3年第4年0%20%40%60%80%100%20%23%26.1%29.3%80%77%7

10、3.9%70.7%基因频率基因频率Ss第1年第2年第3年第4年0%20%40%60%80%10%13.0%16.4%19.7%20%26.1%32.7%39.4%70%60.9%50.9%40.9%基因型频率基因型频率SSSsss第1年第2年第3年第4年0%20%40%60%80%100%20%26.1%32.7%39.4%80%73.9%67.3%60.6%基因频率基因频率Ss浅色个体每浅色个体每年减少年减少10%10%；黑色个体每黑色个体每年增加年增加10%10%。浅色个体每浅色个体每年减少年减少20%20%；黑色个体每黑色个体每年增加年增加20%20%。分析结果，得出结论自然选择使桦尺蛾

11、种群的基因频率发生了定向改变。改变幅度增大改变幅度增大思考讨论1.1.树干变黑会影响桦尺蛾种群中浅色个体的出生率吗？为什么？树干变黑会影响桦尺蛾种群中浅色个体的出生率吗？为什么？2.2.在自然选择过程中，直接受选择的是基因型还是表型？为什么？在自然选择过程中，直接受选择的是基因型还是表型？为什么？会。因为树干变黑后，浅色个体容易被发现，被捕食的概率增加，会。因为树干变黑后，浅色个体容易被发现，被捕食的概率增加，许多浅色个体可能在没有交配，产卵前就已被天敌捕食，导致其许多浅色个体可能在没有交配，产卵前就已被天敌捕食，导致其个体数减少，影响出生率。个体数减少，影响出生率。直接受选择的是表型（体色）

12、，而不是基因型，基因型并不能在直接受选择的是表型（体色），而不是基因型，基因型并不能在自然选择中起直接作用，因为天敌在捕食桦尺蛾时，看到的是桦自然选择中起直接作用，因为天敌在捕食桦尺蛾时，看到的是桦尺蛾的体色而不是控制体色的基因。尺蛾的体色而不是控制体色的基因。SZ-LWHSZ-LWH三、自然选择对种群基因频率变化的影响环境个体种群基因频率栖息环境浅色栖息环境深色浅色出生率降低，深色出生率上升浅色多，黑色少浅色少，黑色多s基因频率下降，S基因频率上升尝试从环境、个体和种群三个方面解释桦尺蛾尝试从环境、个体和种群三个方面解释桦尺蛾s s基因频率下降，基因频率下降，S S基基因频率上升因频率上升的

13、原因。的原因。(不利于浅色个体生存)SZ-LWHSZ-LWH三、自然选择对种群基因频率变化的影响变异是不定向的自然选择不利变异不断淘汰有利变异积累加强种群基因频率定向改变生物进化导致 自然选择决定生物的进化方向实质生物进化的实质是基因频率的改变生物进化的实质是基因频率的改变种群基因频率的改变，标志着生物的进化。种群基因频率的改变，标志着生物的进化。课堂小结2 2、影响基因频率的因素：、影响基因频率的因素：基因突变基因突变、基因重组和、基因重组和自然选择自然选择3 3、生物进化的实质就是：、生物进化的实质就是：1 1、种群是生物进化的单位，也是生物、种群是生物进化的单位，也是生物繁殖繁殖的单位。

14、的单位。种群基因频率发生变化的过程。种群基因频率的改变，标志着生物的进化。种群基因频率发生变化的过程。种群基因频率的改变，标志着生物的进化。SZ-LWHSZ-LWH探究抗生素对细菌的选择作用探究抗生素对细菌的选择作用实验原理一一般般情情况况下下，一一定定浓浓度度的的抗抗生生素素会会杀杀死死细细菌菌，但但变变异异的的细细菌菌可可能能产产生生耐耐药药性性。在在实实验验室室连连续续培培养养细细菌菌时时，如如果果向向培培养养基基中中添添加抗生素，耐药菌有可能存活下来。加抗生素，耐药菌有可能存活下来。目的要求通过观察细菌在含有抗生素的培养基上的生长状况，探究抗生素通过观察细菌在含有抗生素的培养基上的生长

15、状况，探究抗生素对细菌的选择作用。对细菌的选择作用。材料用具经高温灭菌的牛肉膏蛋白胨液体培养基及固体培养基平板，细菌菌经高温灭菌的牛肉膏蛋白胨液体培养基及固体培养基平板，细菌菌株（如大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等），含有抗生素（如青霉素、株（如大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等），含有抗生素（如青霉素、卡那霉素等）的圆形滤纸片（以下简称卡那霉素等）的圆形滤纸片（以下简称“抗生素纸片抗生素纸片”），不含抗），不含抗生素的纸片，镊子，涂布器，无菌棉签，酒精灯，记号笔，直尺等。生素的纸片，镊子，涂布器，无菌棉签，酒精灯，记号笔，直尺等。SZ-LWHSZ-LWH探究抗生素对细菌的选择作用探究抗生素对细菌的选择作用

16、实验步骤培养皿分区、标号培养皿分区、标号将不含抗生素的纸片和含抗生素纸片分别放在平板的不同位置将不含抗生素的纸片和含抗生素纸片分别放在平板的不同位置涂布平板涂布平板将培养皿倒置于将培养皿倒置于37 37 的恒温箱中培养的恒温箱中培养1216 h1216 h观察细菌的生长状况，是否有抑菌圈？测量并记录观察细菌的生长状况，是否有抑菌圈？测量并记录从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌，接种到已灭菌的液从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌，接种到已灭菌的液体培养基中培养。重复步骤体培养基中培养。重复步骤。SZ-LWHSZ-LWH探究抗生素对细菌的选择作用探究抗生素对细菌的选择作用实验步骤用记号笔在培养皿的底部画线，将

17、培养基分为四个区，标号将细菌涂布在培养基平板上号区域中央放置不含抗生素纸片号区域的中央分别放置含有抗生素的纸片将培养皿倒置于37的恒温箱中培养1216h观察并测量抑菌圈直径,并取平均值从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌培养，并重复以上步骤SZ-LWHSZ-LWH探究抗生素对细菌的选择作用探究抗生素对细菌的选择作用SZ-LWHSZ-LWH探究抗生素对细菌的选择作用探究抗生素对细菌的选择作用123412341234第一代第三代第二代直径逐代变小，说明抗生素对细菌有选择作用，细菌存活率高，细菌存活率低。含含含不含含含不含含含不耐药不耐药SZ-LWHSZ-LWH探究抗生素对细菌的选择作用探究抗生素对细菌的选

18、择作用结果分析实验过程：思考思考1 1：在连续培养几代后，抑菌圈：在连续培养几代后，抑菌圈的直径发生了什么变化？这说明抗生的直径发生了什么变化？这说明抗生素对细菌产生了什么作用？素对细菌产生了什么作用？抑菌圈的直径随着培养代数的增加而抑菌圈的直径随着培养代数的增加而逐渐缩小逐渐缩小;说明在细菌在抗生素的选择说明在细菌在抗生素的选择作用下，细菌的抗药性逐渐增强。作用下，细菌的抗药性逐渐增强。抑菌圈直径/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组别SZ-LWHSZ-LWH探究抗生素对细菌的选择作用探究抗生素对

19、细菌的选择作用结果分析实验过程：思考思考2 2：为什么要从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌？：为什么要从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌？因为抑菌圈边缘的菌落接触一定量的抗生素，并能够在这样的环境因为抑菌圈边缘的菌落接触一定量的抗生素，并能够在这样的环境下生存，说明这些菌落中的细菌具有一定的抗药性。下生存，说明这些菌落中的细菌具有一定的抗药性。思考思考3 3：在本实验的培养条件下，耐药菌所产生的变异是有利：在本实验的培养条件下，耐药菌所产生的变异是有利还是有害的？你怎么理解变异是有利还是有害？还是有害的？你怎么理解变异是有利还是有害？有利于生物在特定环境中生存和繁殖的变异在此环境中就是有利变异。有利于生物

20、在特定环境中生存和繁殖的变异在此环境中就是有利变异。SZ-LWHSZ-LWH探究抗生素对细菌的选择作用探究抗生素对细菌的选择作用结果分析实验过程：思考思考4 4：滥用抗生素的现象十分普遍。你认为这些做法会有什么后果？：滥用抗生素的现象十分普遍。你认为这些做法会有什么后果？滥用抗生素会使病菌的抗药基因不断积累，抗药性不断增强，导致滥用抗生素会使病菌的抗药基因不断积累，抗药性不断增强，导致抗生素药物失效。抗生素药物失效。结论：结论：在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化。变，导致生物朝着一定的方向不断进化。二、

21、种群基因频率的变化课堂小结生物进化的基本单位生物进化的实质生物进化的原材料决定生物进化的方向种群基因频率的改变突变和基因重组自然选择练习巩固1 1从基因水平看，生物进化的过程就是种群基因频率发生定向改变从基因水平看，生物进化的过程就是种群基因频率发生定向改变的过程。判断下列相关表述是否正确。的过程。判断下列相关表述是否正确。（1 1）某地区红绿色盲患者在男性中约占）某地区红绿色盲患者在男性中约占8%8%，在女性中约占，在女性中约占0.64%0.64%，由此可知，红绿色盲基因由此可知，红绿色盲基因X Xb b的基因频率约为的基因频率约为8%8%。（。（）（2 2）基因频率变化是由基因突变和基因重

22、组引起的，不受环境的影）基因频率变化是由基因突变和基因重组引起的，不受环境的影响。响。（）（3 3）生物进化的实质是种群基因频率在自然选择作用下的定向改变。）生物进化的实质是种群基因频率在自然选择作用下的定向改变。（）X练习巩固2 2种群是物种在自然界的存在形式，也是一个繁殖单位。下列生物种群是物种在自然界的存在形式，也是一个繁殖单位。下列生物群体中属于种群的是（群体中属于种群的是（）A A一个湖泊中的全部鱼一个湖泊中的全部鱼B B一片森林中的全部蛇一片森林中的全部蛇C C一间屋中的全部蟑螂一间屋中的全部蟑螂D D卧龙自然保护区中的全部大熊猫卧龙自然保护区中的全部大熊猫D练习巩固3 3某一瓢虫

23、种群中有黑色和红色两种体色的个体，这一性状由一对某一瓢虫种群中有黑色和红色两种体色的个体，这一性状由一对等位基因控制，黑色等位基因控制，黑色(B)(B)对红色对红色(b)(b)为显性。如果基因型为为显性。如果基因型为BBBB的个体的个体占占18%18%，基因型为，基因型为BbBb的个体占的个体占78%78%，基因型为，基因型为bbbb的个体占的个体占4%4%。基因。基因B B和和b b的频率分别为（的频率分别为（）A A18%18%、82%82%B B36%36%、64%64%C C57%57%、43%43%D D92%92%、8%8%C练习巩固4 4一只果蝇的突变体在一只果蝇的突变体在212

24、1的气温下，生存能力很差，但是，当气的气温下，生存能力很差，但是，当气温上升到温上升到25.525.5时，突变体的生存能力大大提高。这说明（时，突变体的生存能力大大提高。这说明（）A A突变是不定向的突变是不定向的B B突变是随机发生的突变是随机发生的C C突变的有害或有利取决于环境条件突变的有害或有利取决于环境条件D D环境条件的变化对突变体都是有害的环境条件的变化对突变体都是有害的C不定向的变异不利变异（基因）有利变异（基因）淘汰种群的基因频种群的基因频率定向改变率定向改变生物定向进化生物定向进化生物定向进化生物定向进化生物进化的实质：生物进化的实质：引起基因频率改变的因素：引起基因频率改

25、变的因素：突变、自然选择等。突变、自然选择等。种群基因频率的改变种群基因频率的改变多次选择和积多次选择和积累，通过遗传累，通过遗传自然自然选择选择【注意注意】：种群种群基因型基因型频率发生变化，生物不一定进化频率发生变化，生物不一定进化小结（小结（自然选择决定进化的方向自然选择决定进化的方向）种群中产生的变异种群中产生的变异 ，自然选择方向，自然选择方向 。不定向不定向定向定向根据上述所学内容，根据上述所学内容，归纳：归纳：现代生物进化现代生物进化理论的主要内容：理论的主要内容：种群是生物进化的基本单位种群是生物进化的基本单位突变和基因重组产生进化的原材料突变和基因重组产生进化的原材料进化的实质是种群基因频率的改变进化的实质是种群基因频率的改变自然选择决定生物进化的方向自然选择决定生物进化的方向通过生存通过生存斗争实现斗争实现直接受选择的是生物个体的表型直接受选择的是生物个体的表型