基礎(chǔ)落實(shí)·必備知識(shí)全過(guò)關(guān)
重難探究·能力素養(yǎng)全提升
知識(shí)點(diǎn)一 種群和種群基因庫(kù)
1. 種群的概念及特點(diǎn)
（1） 概念：生活在一定區(qū)域的______生物__________的集合。如一片樹(shù)林中的全部獼猴或一片草地上的所有蒲公英都可以看作一個(gè)種群。（2） 特點(diǎn)：種群是生物進(jìn)化的__________。種群也是生物繁殖的單位，種群中的雌雄個(gè)體可以通過(guò)繁殖將____________遺傳給后代。
2. 基因庫(kù)一個(gè)種群中______個(gè)體所含有的______基因，叫作這個(gè)種群的基因庫(kù)。
（1） 概念：在一個(gè)種群基因庫(kù)中，某個(gè)基因占________________的比值。
旁欄邊角 想一想種群的基因庫(kù)是一直不變的嗎？試分析原因。_______________________________________________________________________________________________
提示 不是。基因突變、染色體變異、自然選擇、種群個(gè)體的遷入與遷出等都會(huì)使種群的基因庫(kù)發(fā)生改變。
（1） 一個(gè)種群中某基因占所有基因數(shù)的比值叫作基因頻率。( )
（2） 在環(huán)境條件保持穩(wěn)定的前提條件下，種群的基因頻率不會(huì)發(fā)生變化。( )
（3） 若親子代間的基因頻率不變，基因型頻率也一定不變。( )
（4） 種群是生物進(jìn)化的基本單位，自然選擇的直接選擇對(duì)象是個(gè)體的表型。( )
知識(shí)點(diǎn)二 種群基因頻率的變化及自然選擇對(duì)種群基因頻率變化的影響
1. 種群基因頻率的變化
（1）原因：基因突變。
（4） 變異的有利和有害是相對(duì)的，是由__________決定的。
2. 自然選擇對(duì)種群基因頻率變化的影響
（1） 原因：在自然選擇的作用下，具有有利變異的個(gè)體有更多的機(jī)會(huì)產(chǎn)生后代，種群中相應(yīng)基因的頻率會(huì)__________；相反，具有不利變異的個(gè)體留下后代的機(jī)會(huì)少，種群中相應(yīng)基因的頻率會(huì)______。
（2） 結(jié)果：在自然選擇的作用下，________________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。
旁欄邊角 想一想染色體結(jié)構(gòu)變異和染色體數(shù)目變異都能引起種群基因頻率的變化嗎?_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
提示 會(huì)；染色體結(jié)構(gòu)的改變,會(huì)使排列在染色體上的基因數(shù)目和排列順序發(fā)生改變,導(dǎo)致基因的表達(dá)受到影響,從而引起種群基因頻率的變化;發(fā)生染色體數(shù)目變異的染色體上的基因數(shù)目也會(huì)隨之改變,引起種群基因頻率的變化。
（1） 從根本上講，沒(méi)有突變，就沒(méi)有生物的進(jìn)化。( )
（2） 突變具有低頻性，不能為生物進(jìn)化提供原材料。( )
（3） 有害突變不能成為生物進(jìn)化的原材料。( )
（4） 所有變異都不能決定生物進(jìn)化的方向，但都能提供進(jìn)化的原材料。( )
（5） 生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因型頻率的改變。( )
知識(shí)點(diǎn)三 探究抗生素對(duì)細(xì)菌的選擇作用
1. 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_________。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)。
耐藥性
抑菌圈的直徑
抑菌圈邊緣
3.注意事項(xiàng)：實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，應(yīng)將耐藥菌、培養(yǎng)基、紙片等進(jìn)行高溫滅菌處理，防止對(duì)環(huán)境造成污染。
旁欄邊角想一想細(xì)菌產(chǎn)生耐藥性變異的過(guò)程是定向的嗎？為什么？_______________________________________________________________________________
提示 不是。因?yàn)榧?xì)菌產(chǎn)生耐藥性變異的過(guò)程屬于基因突變，而基因突變具有不定向性。
（1） 細(xì)菌在抗生素的誘導(dǎo)作用下產(chǎn)生了耐藥性基因。( )
（2） 本實(shí)驗(yàn)所使用的涂布器、培養(yǎng)皿等都要進(jìn)行滅菌處理。( )
主題一 用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的變化
2. 子一代種群的基因頻率各是多少？_____________________________________________________________________
3. 子二代、子三代以及若干代以后，種群的基因頻率會(huì)同子一代一樣嗎？請(qǐng)完成下表。
2. 對(duì)某校學(xué)生進(jìn)行紅綠色盲遺傳病調(diào)查研究后發(fā)現(xiàn)：780名女生中有患者23人，攜帶者52人；820名男生中有患者65人。那么該群體中紅綠色盲基因的頻率是( )
【題后點(diǎn)撥】 自交和自由交配時(shí)基因頻率和基因型頻率的變化規(guī)律
主題二 探究自然選擇對(duì)種群基因頻率變化的影響
根據(jù)教材第112頁(yè)～第113頁(yè)“探究·實(shí)踐”提供的資料，回答下列問(wèn)題。
1. 樺尺蛾種群中產(chǎn)生的可遺傳變異有哪些類(lèi)型？___________________________________________________2. 對(duì)樺尺蛾種群來(lái)說(shuō)，在自然選擇過(guò)程中，直接受選擇的是表型還是基因型？為什么？_____________________________________________________________________________
提示 突變（包括基因突變和染色體變異）和基因重組。
提示 直接受選擇的是表型；因?yàn)樘鞌车戎苯涌吹降氖切誀?，而不是控制性狀的基因?br/>3. 根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)分析，樺尺蛾種群發(fā)生進(jìn)化了嗎？判斷的依據(jù)是什么？_________________________________________________________
提示 發(fā)生了進(jìn)化；依據(jù)是樺尺蛾種群的基因頻率發(fā)生了改變。
4. 根據(jù)資料分析，決定樺尺蛾進(jìn)化方向的是什么？為什么？
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
提示 自然選擇；在自然選擇的作用下，具有有利變異的個(gè)體有更多機(jī)會(huì)產(chǎn)生后代，種群中相應(yīng)基因的頻率會(huì)不斷提高；相反，具有不利變異的個(gè)體保留下來(lái)的機(jī)會(huì)少，相應(yīng)基因的頻率會(huì)下降。
有關(guān)基因頻率與進(jìn)化的分析和總結(jié)（1）影響種群基因頻率變化的因素①外因：自然選擇。②內(nèi)因：基因突變和部分染色體變異如缺失和重復(fù)等能直接引起基因頻率的變化，基因重組只改變了基因型頻率，在自然選擇的作用下，淘汰部分個(gè)體后可引起基因頻率的變化。
（2）自然選擇決定生物進(jìn)化的方向
（3）進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變。變異是不定向的，自然選擇是定向的，變異在前，選擇在后。
主題三 探究抗生素對(duì)細(xì)菌的選擇作用
根據(jù)教材第115頁(yè)“探究·實(shí)踐”，回答下列問(wèn)題。
1. 要從什么位置挑選細(xì)菌再進(jìn)行培養(yǎng)？原因是什么？_____________________________________________________________________________
提示 從抑菌圈邊緣的菌落上挑取細(xì)菌；因?yàn)樵谝志吘壣L(zhǎng)的細(xì)菌可能是耐藥菌。
2. 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？_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
提示 抑菌圈由大變小，細(xì)菌繁殖快，在繁殖過(guò)程中會(huì)不斷地突變，產(chǎn)生耐藥性，被含有抗生素的紙片篩選出來(lái)。因?yàn)楹锌股氐募埰谂囵B(yǎng)基上會(huì)形成一個(gè)以紙片為中心的濃度梯度，所以耐藥性較強(qiáng)的細(xì)菌會(huì)分布在抑菌圈的邊緣，挑取抑菌圈邊緣的細(xì)菌進(jìn)行連續(xù)培養(yǎng)，相當(dāng)于提高了耐藥性的基因頻率，繼續(xù)用抗生素篩選會(huì)篩選出耐藥性更強(qiáng)的細(xì)菌。因此，抑菌圈會(huì)由大變小。
3. 在本實(shí)驗(yàn)的培養(yǎng)條件下，耐藥菌所產(chǎn)生的變異是有利的還是有害的？怎么理解變異是有利還是有害的？_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
4. 濫用抗生素的現(xiàn)象十分普遍，請(qǐng)舉例說(shuō)明濫用抗生素的危害。
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
提示 本實(shí)驗(yàn)中細(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，而不是對(duì)人類(lèi)有利的變異。
提示 （1）增強(qiáng)細(xì)菌耐藥性：抗生素的濫用及不合理的使用在一定程度上使抗生素接觸細(xì)菌的機(jī)會(huì)增大，使細(xì)菌耐藥性積累并加強(qiáng)，使抗生素的藥效減弱，甚至完全不起作用。（2）不良反應(yīng)繁多：濫用抗生素導(dǎo)致大量不良反應(yīng)產(chǎn)生，如應(yīng)用氯霉素時(shí)可引發(fā)再生障礙性貧血。（3）菌群失調(diào)：抗生素的長(zhǎng)期大量濫用，使未被抑制的細(xì)菌繁殖迅速，造成菌群失調(diào)的情況，進(jìn)而導(dǎo)致患者免疫力下降，病情加重或產(chǎn)生新的病變。
1.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)論（1）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與區(qū)域①相比，區(qū)域②③④紙片周?chē)鷷?huì)出現(xiàn)抑菌圈；區(qū)域②③④抑菌圈的平均直徑會(huì)逐代變小。（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)論①細(xì)菌耐藥性的出現(xiàn)是發(fā)生了可遺傳的變異。②抗生素的選擇作用導(dǎo)致耐藥菌比例逐代升高。
測(cè)定細(xì)菌對(duì)各種抗生素的藥敏程度的實(shí)驗(yàn)方法為：將含有一定濃度不同抗生素的濾紙片放置在已接種被檢菌的固體培養(yǎng)基表面，抗生素向周?chē)鷶U(kuò)散，如果抑制被檢菌生長(zhǎng)，則在濾紙片周?chē)霈F(xiàn)抑菌圈（圖中里面的圈），結(jié)果如圖所示。
（1） 衡量本實(shí)驗(yàn)結(jié)果的指標(biāo)是______________。
[解析] 抗生素如果抑制細(xì)菌生長(zhǎng)，在濾紙片周?chē)蜁?huì)出現(xiàn)抑菌圈，抑菌圈越大說(shuō)明抗生素的抑菌能力越強(qiáng)。
（2） 上述圖中最有效的是___培養(yǎng)皿中的抗生素。
[解析] 抑菌圈越大表示抗生素的抑菌能力越強(qiáng)，所以最有效的是B培養(yǎng)皿中的抗生素。
（3） 用上述最有效的抗生素對(duì)細(xì)菌進(jìn)行處理，并測(cè)定細(xì)菌數(shù)量變化，如圖所示：
① 向培養(yǎng)基中加抗生素的時(shí)刻為_(kāi)__。
② 細(xì)菌種群的進(jìn)化是定向的，而變異是__________，細(xì)菌的耐藥性產(chǎn)生于環(huán)境變化之____（填“前”“中”或“后”），抗生素對(duì)細(xì)菌變異的作用不是“誘導(dǎo)”而是______。
[解析] 細(xì)菌種群的進(jìn)化是定向的，而變異是不定向的，細(xì)菌的耐藥性在使用抗生素之前就已經(jīng)存在，抗生素對(duì)細(xì)菌種群起到選擇的作用，使得具有耐藥性的個(gè)體生存下來(lái)，不具有耐藥性的個(gè)體被殺死。
③ 盡管有耐藥性基因存在，但使用抗生素仍然能治療由細(xì)菌引起的感染，原因在于細(xì)菌種群中____________________________。如果長(zhǎng)期使用同一種抗生素，細(xì)菌耐藥性會(huì)增強(qiáng)的原因是________________________________________。
有耐藥性基因的個(gè)體占極少數(shù)
抗生素對(duì)細(xì)菌的耐藥性變異進(jìn)行了定向選擇
[解析] 在細(xì)菌種群中，含有耐藥性基因的個(gè)體是變異個(gè)體，只占少數(shù)，使用抗生素殺死了大部分無(wú)耐藥性的個(gè)體，故使用抗生素仍然能治療由細(xì)菌引起的感染。如果長(zhǎng)期使用同一種抗生素，由于抗生素對(duì)細(xì)菌的耐藥性變異進(jìn)行了定向選擇，細(xì)菌耐藥性會(huì)逐漸增強(qiáng)。

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一 種群基因組成的變化

版本： 人教版 (2019)

年級(jí)： 必修2《遺傳與進(jìn)化》

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