人教版 (2019)必修2《遺傳與進(jìn)化》一種群基因組成的變化精品課件ppt-課件下載-教習(xí)網(wǎng)

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。
不對(duì)，人們?cè)陴B(yǎng)雞過(guò)程中，是根據(jù)雞的性狀來(lái)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。
◆自然選擇直接作用的對(duì)象是什么？
◆研究生物的進(jìn)化，為什么僅研究個(gè)體和表型是夠嗎？如果不夠，還必須研究什么？為什么？
生物的個(gè)體，而且是個(gè)體的表型。
在自然界，沒(méi)有哪個(gè)個(gè)體是長(zhǎng)生不死的，個(gè)體的表型也會(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。
不夠。還應(yīng)研究群體基因組成的變化。
生活在一定區(qū)域的同種生物全部個(gè)體的集合。
許多昆蟲(chóng)的壽命不足一年，所有的蝗蟲(chóng)都會(huì)在秋風(fēng)中死去，其中有些個(gè)體成功的完成生殖，死前在土壤中埋下受精卵，來(lái)年春夏之交部分受精卵成功的發(fā)育成蝗蟲(chóng)。
種群在繁街過(guò)程中，個(gè)體有新老交替，基因卻代代相傳
種群是生物進(jìn)化的基本單位，種群中的雌雄個(gè)體可以通過(guò)繁殖將各自的基因遺傳給后代。種群也是生物繁殖的單位。
同前一年的蝗蟲(chóng)種群相比，新形成的蝗蟲(chóng)種群在基因組成上會(huì)有什么變化嗎？
一個(gè)種群中全部個(gè)體所含有的全部基因。
一個(gè)種群所有個(gè)體各自有自己的基因，共同構(gòu)成了種群的基因庫(kù)。它們各自的基因都是基因庫(kù)的一部分。個(gè)體間的差異越大，基因庫(kù)也就越大。
在一個(gè)種群基因庫(kù)中，某個(gè)基因占全部等位基因數(shù)的比值。
在一個(gè)種群基因庫(kù)中，某個(gè)基因型的個(gè)體占個(gè)體總數(shù)的比值。
例如：在某昆蟲(chóng)種群中，決定翅色為綠色的基因是A，決定翅色為褐色的基因是a,從這個(gè)種群中隨機(jī)抽取100個(gè)個(gè)體，測(cè)得基因型為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?
2×30+60=120個(gè)
2×10+60=80個(gè)
120÷200=60%
80 ÷200= 40%
30%+1/2×60%=60%
◆方法二：根據(jù)基因型頻率進(jìn)行計(jì)算
常染色體上一個(gè)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
10%+1/2×60%=40%
色盲是伴X染色體隱性遺傳病，設(shè)相關(guān)基因用B、b表示，據(jù)題意分析可知，XBXb有15人，XbXb有5人，XbY有11人，所以Xb共有36個(gè)，女性有2條X染色體，男性只有1條X染色體，所以等位基因總數(shù)＝200×2＋200＝600。因此，Xb的基因頻率是36/600×100%＝6%。
例如：某工廠有男女職工各200名，對(duì)他們進(jìn)行調(diào)查時(shí)發(fā)現(xiàn)，女性色盲基因的攜帶者為15人，患者為5人，男性患者為11人。那么，這個(gè)群體中色盲基因的頻率為多少？
XY型性別決定的生物，基因在X染色體上，Y染色體上無(wú)等位基因，計(jì)算時(shí)只計(jì)算X染色體上的基因數(shù)，不考慮Y染色體。ZW型性別決定也是這樣
這一種群繁殖若干代以后，其基因頻率會(huì)不會(huì)發(fā)生變化呢?
假設(shè)：◆上述昆蟲(chóng)種群非常大，◆所有的雌雄個(gè)體間都能自由交配并產(chǎn)生后代，◆沒(méi)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)生突變
用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的變化
例如：在某昆蟲(chóng)種群中，決定翅色為綠色的基因是A，決定翅色為褐色的基因是a,從這個(gè)種群中隨機(jī)抽取100個(gè)個(gè)體，測(cè)得基因型為AA、Aa和aa的個(gè)體分別是30、60和10個(gè)。
根據(jù)孟德?tīng)柕姆蛛x定律計(jì)算：
(1)該種群產(chǎn)生的A配子和a配子的比率是多少？(2)子代基因型的頻率各是多少？(3)子代種群的基因頻率各是多少？(4)將計(jì)算結(jié)果填入右表，想一想，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？
子二代、子三代以及若干代以后，種群的基因頻率與子一代一樣。
成立前提：a.種群非常大；b.所有雌雄個(gè)體之間自由交配；c.沒(méi)有遷入和遷出；d.沒(méi)有自然選擇；e.沒(méi)有基因突變。
利用遺傳平衡定律(哈迪——溫伯格定律)，由基因頻率計(jì)算基因型頻率
計(jì)算公式：當(dāng)?shù)任换蛑挥袃蓚€(gè)時(shí)(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＝q2。如果一個(gè)種群達(dá)到遺傳平衡，其基因型頻率應(yīng)符合：p2＋2pq＋q2＝1。
對(duì)自然界的種群來(lái)說(shuō)，這5個(gè)條件不可能同時(shí)都成立。例如，翅色與環(huán)境色彩較一致的，被天敵發(fā)現(xiàn)的機(jī)會(huì)就少些。
◆上述計(jì)算結(jié)果是建立在5個(gè)假設(shè)條件基礎(chǔ)上的。對(duì)于自然界的種群來(lái)說(shuō)，這5個(gè)條件都成立嗎?你能舉出哪些實(shí)例?
◆如果該種群出現(xiàn)新的突變型，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？
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的頻率是上升還是下降，要看這一突變對(duì)生物體是有益的還是有害的。
自然界中種群的基因頻率一定會(huì)發(fā)生變化
基因突變是自然界中普遍存在的?；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。
在自然情況下，突變的頻率是很低的，且多數(shù)是有害的，對(duì)生物的進(jìn)化有重要意義嗎？
種群是由許多個(gè)體組成的，每個(gè)個(gè)體的每一個(gè)細(xì)胞內(nèi)都有成千上萬(wàn)個(gè)基因，這樣，每一代就會(huì)產(chǎn)生大量的突變。
如：果蠅1組染色體上約有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)一個(gè)中等大小的種群（約有108個(gè)個(gè)體）來(lái)說(shuō)，每一代出現(xiàn)的基因突變數(shù)將是：
2×1.3×104×10－5×108＝2.6×107（個(gè)）
突變的有利和有害也不是絕對(duì)的，往往取決于生物的生存環(huán)境。
如：有翅的昆蟲(chóng)，有時(shí)候會(huì)出現(xiàn)殘翅和無(wú)翅的突變類型，這類昆蟲(chóng)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，這里昆蟲(chóng)卻因?yàn)椴荒茱w行而避免了被海風(fēng)吹到海里淹死。
基因突變產(chǎn)生的等位基因，通過(guò)有性生殖過(guò)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。
那么，種群基因頻率的改變是否也是不定向的呢?
突變和重組都是隨機(jī)的、不定向的
1.一個(gè)池塘中全部的魚(yú)是一個(gè)種群( )2.一個(gè)種群中某基因占所有基因數(shù)的比值叫作基因頻率(　　)3.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(　　)4.從根本上講，沒(méi)有突變，就沒(méi)有生物的進(jìn)化(　　)5.種群是生物進(jìn)化和繁殖的基本單位( )6.生物進(jìn)化的原材料源于基因突變和基因重組( )
[典例1] 下列關(guān)于基因庫(kù)的描述，錯(cuò)誤的是(　　)A.基因庫(kù)是一個(gè)種群的全部個(gè)體所含的全部基因B.生物個(gè)體總是要死亡的，但基因庫(kù)卻因種群個(gè)體的繁殖而代代相傳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.基因突變可能改變基因庫(kù)的組成
種群是生物繁殖的基本單位，所以基因庫(kù)不會(huì)因個(gè)體死亡而消失，會(huì)代代相傳，B正確；由于不同個(gè)體之間在基因上具有差異，所以每個(gè)個(gè)體不可能都含有種群基因庫(kù)中的全部基因，C錯(cuò)誤；基因突變可能改變基因庫(kù)的組成，D正確。
探究自然選擇對(duì)種群基因頻率變化的影響
英國(guó)的曼徹斯特地區(qū)有一種樺尺蛾(其幼蟲(chóng)叫樺尺蠖)。它們夜間活動(dòng),白天棲息在樹(shù)干上。樺尺蛾的體色受一對(duì)等位基因S和s控制,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,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(shù)皮裸露并被熏成黑褐色。那么樺尺蛾的體色將會(huì)有怎樣的變化?
黑色型的樺尺蛾卻成了常見(jiàn)的類型,S基因的頻率上升到95%以上
樺尺蛾種群中s基因(決定淺色性狀)的頻率為什么越來(lái)越低呢?
黑褐色的生活環(huán)境，不利于淺色樺尺蛾的生存，對(duì)黑色樺尺蛾生存有利，這種環(huán)境的選擇作用使該種群的s基因的頻率越來(lái)越低，即自然選擇可以使種群的基因頻率發(fā)生定向改變。
假設(shè)1870年，樺尺蛾種群的基因型頻率為SS10%;Ss20%;ss70%，在樹(shù)干變黑這一環(huán)境條件下，假如樹(shù)干變黑不利于淺色樺尺蛾的生存，使得種群中淺色個(gè)體每年減少10%，黑色個(gè)體每年增加10%。第2 ~ 10年間，該種群每年的基因型頻率各是多少?每年的基因頻率是多少?
假設(shè)樺尺蛾種群個(gè)體總數(shù)為100個(gè)。
SS基因型頻率=11/96=11.5%Ss基因型頻率=22/96=22.9%ss基因型頻率=63/96=65.6%
SS=10個(gè)Ss=20個(gè)ss=70個(gè)
SS= 10×1.1=11個(gè)Ss= 20×1.1=22個(gè)ss= 70×0.9=63個(gè)
S頻率=11.5%+1/2×22.9%=23%
s頻率=65.6%+1/2×22.9%=77%
假設(shè)第二年樺尺蛾種群個(gè)體總數(shù)為100個(gè)。
SS基因型頻率=12.7/96.9=13.1%Ss基因型頻率=25.2/96.9=26%ss基因型頻率=59/96.9=60.9%
SS=11.5個(gè)Ss=22.9個(gè)ss=65.6個(gè)
SS= 11.5×1.1=12.7個(gè)Ss= 22.9×1.1=25.2個(gè)ss= 65.6×0.9=59個(gè)
S頻率=13.1%+1/2×26%=26.1%
s頻率=60.9%+1/2×26%=73.9%
在自然環(huán)境的選擇作用下，該種群的S (深色)基因的頻率逐漸上升，s (淺色)基因的頻率逐漸下降。
在自然選擇的作用下,可以使基因頻率發(fā)生定向改變。
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?
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，這是因?yàn)闃?shù)干變黑后，淺色個(gè)體容易被發(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.在自然選擇過(guò)程中，直接受選擇的是基因型還是表型?為什么?
直接受選擇的是表型(體色)，而不是基因型?；蛐筒⒉荒茉谧匀贿x擇中起直接作用，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。
自然選擇對(duì)種群基因頻率變化的影響
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)不斷提高
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)下降
7.若親子代間基因頻率不變，基因型頻率也一定不變(　　)8.自然選擇通過(guò)作用于個(gè)體而影響種群的基因頻率(　　)9.生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因型頻率的改變(　　)10.自然選擇對(duì)同種生物不同種群基因頻率的改變所起的作用可能不同(　　)
[典例2] 在19世紀(jì)中葉以前，英國(guó)曼徹斯特地區(qū)的樺尺蛾幾乎都是淺色型(s)的，隨著工業(yè)的發(fā)展，工廠排出的煤煙逐漸將樹(shù)皮熏成黑褐色，到了20世紀(jì)中葉，黑色型(S)的樺尺蛾成了常見(jiàn)類型。下列與此相關(guān)的敘述正確的是(　　)A.自然選擇的方向發(fā)生了改變，所以自然選擇是不定向的B.樺尺蛾種群進(jìn)化過(guò)程中接受選擇的是各種基因型的個(gè)體C.該地區(qū)樺尺蛾種群進(jìn)化過(guò)程中Ss的基因型頻率不會(huì)改變D.長(zhǎng)時(shí)間的環(huán)境污染導(dǎo)致s基因定向突變成S基因
自然選擇是定向的，A錯(cuò)誤；自然選擇直接作用于個(gè)體的表型，選擇的是各種基因型的個(gè)體，B正確；基因型為Ss的個(gè)體對(duì)應(yīng)的表型為黑色，適應(yīng)環(huán)境，通過(guò)選擇，其基因型頻率增加，C錯(cuò)誤；基因突變是不定向的，D錯(cuò)誤。
探究抗生素對(duì)細(xì)菌的選擇作用
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)。
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。
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(jiǎn)稱“抗生素紙片”)，不含抗生素的紙片，鑷子，涂布器，無(wú)菌棉簽，酒精燈，記號(hào)筆，直尺等。
1.分區(qū):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.接種:取少量細(xì)菌培養(yǎng)液，用無(wú)菌涂布器(或無(wú)菌棉簽)均勻地涂抹在培養(yǎng)基平板上。
3.設(shè)置變量:用無(wú)菌的鑷子先夾取1張不含抗生素的紙片放在①號(hào)區(qū)域的中央，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。
4.培養(yǎng):將培養(yǎng)皿倒置于37C的恒溫箱中培養(yǎng)12-16h。
6.重復(fù)實(shí)驗(yàn):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。
5.觀察: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。
1.在培養(yǎng)基上是否有細(xì)菌生長(zhǎng)?在放有抗生素紙片的區(qū)域呢?
說(shuō)明通過(guò)抗生素的選擇作用，細(xì)菌中的耐藥性個(gè)體越來(lái)越多
2.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?
在培養(yǎng)基上有細(xì)菌生長(zhǎng)。在放有抗生素紙片的區(qū)域可能有細(xì)菌生長(zhǎng)，也可能沒(méi)有細(xì)菌生長(zhǎng)。
抗生素紙片周圍出現(xiàn)抑菌圈，在連續(xù)培養(yǎng)幾代后，抑菌圈的直徑越來(lái)越小。
抑菌圈的直徑大小表明該種抗生素的殺菌能力，直徑越大，殺菌能力越強(qiáng)
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(zhǎng)的細(xì)菌可能是耐藥菌。
2.你的數(shù)據(jù)是否支持“耐藥菌是普遍存在的”這一說(shuō)法?說(shuō)說(shuō)你的理由。
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)條件下，耐藥菌產(chǎn)生的變異一般來(lái)說(shuō)是有利的，有利于生物在特定環(huán)境中生存和繁殖的變異在此環(huán)境中就是有利變異。
4.你認(rèn)為你的數(shù)據(jù)和結(jié)論是有效的嗎? (提示:將你的數(shù)據(jù)和結(jié)論與其他同學(xué)的進(jìn)行比較。)
將自己實(shí)驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)與其他同學(xué)的進(jìn)行比較，根據(jù)實(shí)際情況來(lái)回答。
5.濫用抗生素的現(xiàn)象十分普遍。例如，有人生病時(shí)覺(jué)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。
◆抗生素不是誘變因子，因此細(xì)菌耐藥性變異的產(chǎn)生與抗生素的使用無(wú)關(guān)。◆濾紙片上的抗生素殺死了其周圍的細(xì)菌，使該部位不能形成菌落，而出現(xiàn)抑菌圈?！艏?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.生活中濫用抗生素的現(xiàn)象十分普遍。下列關(guān)于“探究抗生素對(duì)細(xì)菌的選擇作用”實(shí)驗(yàn)的敘述，錯(cuò)誤的是(　　) A.在培養(yǎng)基的特定區(qū)域放置不含抗生素的紙片，作為空白對(duì)照 B.實(shí)驗(yàn)中抑菌圈的直徑越大，抗生素的抑菌作用越強(qiáng) C.抗生素的使用可誘導(dǎo)細(xì)菌產(chǎn)生耐藥性變異 D.抗生素的選擇作用會(huì)導(dǎo)致耐藥菌比例逐代提高
在“探究抗生素對(duì)細(xì)菌的選擇作用”實(shí)驗(yàn)中，在培養(yǎng)基的特定區(qū)域放置不含抗生素的紙片，作為空白對(duì)照，A正確；一定濃度的抗生素可殺死細(xì)菌，故實(shí)驗(yàn)中抑菌圈的直徑越大，說(shuō)明抗生素的抑菌作用越強(qiáng)，B正確；抗生素只是起選擇作用，C錯(cuò)誤；抗生素的選擇作用會(huì)導(dǎo)致耐藥菌比例逐代提高，D正確。
2.達(dá)爾文曾明確指出，可遺傳的變異提供了生物進(jìn)化的原材料。下列有關(guān)生物進(jìn)化的說(shuō)法，不正確的是(　　) A.可遺傳的變異來(lái)源于基因突變、基因重組和染色體變異 B.基因突變是生物變異的根本來(lái)源，但有害突變一般不能為生物進(jìn)化提供原材料 C.突變產(chǎn)生的新基因，經(jīng)有性生殖過(guò)程中的基因重組，為進(jìn)化提供豐富的原材料 D.種群基因頻率改變的快慢與基因控制的性狀與環(huán)境適應(yīng)的程度有關(guān)
有害突變和有利突變均屬于可遺傳變異，都可為生物進(jìn)化提供原材料，B錯(cuò)誤。

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