人教版 (2019)必修2《遗传与进化》种群基因组成的变化教课内容ppt课件

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第3节 种群基因组成的变化与物种的形成
生活在一定区域的同种生物的全部个体的集合。
一、种群基因组成的变化
判断下列是否属于种群?（1）一个池塘中的全部鱼 （2）一个池塘中的全部鲤鱼（3）两个池塘内的全部鲤鱼（4）一片草地上的成年梅花鹿
②雌雄个体可通过繁殖将各自的基因遗传给后代。
①一个种群就是一个繁殖单位。
①是生物繁殖和进化的基本单位
在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因的比率，叫做基因频率。
某种基因型个体占种群总数的比例。
一个种群中全部个体所含有的全部基因。
①常染色体上基因频率的计算
某种基因的个数=纯合子个体数 X 2＋杂合子个体数控制该性状的等位基因总数=个体总数 X 2
例1：某昆虫种群中决定翅色为绿色的基因为A，决定翅色为褐色的基因为a，从种群中随机抽出100个个体，测知基因型为AA、Aa和aa的个体分别是30、60和10个。那么A和a的基因频率是多少？
方法二：通过基因型频率计算
A基因频率 = AA的基因型频率+1/2Aa基因型频率
= 30%+1/2×60% = 60%
= 10%+1/2×60% = 40%
AA基因型频率为: 30%
Aa基因型频率为: 60%
aa基因型频率为: 10%
a基因频率 = aa的基因型频率+1/2Aa基因型频率
A%+a%=1 AA%+Aa%+aa%=1
等位基因的频率之和等于1,基因型频率之和也为1。
例2.在调查红绿色盲时，随机抽查了200人，其中男女各100人。女性患者1人，携带者3人，男性患者4人。色盲基因的频率为多少？
②X染色体上基因频率的计算
**Y染色体上没有等位基因！
1.AA、Aa、aa的个体分别占24%、72%、4%、那么A、a的基因频率是多少？（ ） A. 36%和64% B. 57%和43% C. 24%和72% D. 60%和40%
2.对某校学生进行血友病遗传病调查研究后发现：100名女生中有患者3人、携带者15人；100名男生中有患者6人，那么该群体中血友病基因的频率是( )A.4.4% B.5.1% C.9% D.10.2%
若亲代昆虫中的种群满足以下五个条件：①昆虫种群数量足够大，②全部的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代，③没有迁入与迁出，④不同翅色的个体生存和繁殖的机会是均等的（自然选择对A、a控制的翅型性状没作用）⑤基因A和a都不产生突变。根据孟德尔的分离定律计算。 (1)该种群产生的A配子和a配子的比值各是多少？ (2)子代基因型的频率各是多少？ (3)子代种群的基因频率各是多少？ (4)将计算结果填入下表，想一想，子二代、子三代以及若干代以后，种群的基因频率会同子一代一样吗？
思考讨论：用数学方法讨论基因频率的改变
若亲代昆虫中的种群满足以下五个条件：①昆虫种群数量足够大，②全部的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代，③没有迁入与迁出，④不同翅色的个体生存和繁殖的机会是均等的（自然选择对A、a控制的翅型性状没作用）⑤基因A和a都不产生突变。
4.遗传平衡定律（哈迪-温伯格定律）
种群的基因频率和基因型频率可以世代相传不发生变化，保持平衡。
当种群满足以下五个条件：①昆虫种群数量足够大，②全部的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代，③没有迁入与迁出，④不同翅色的个体生存和繁殖的机会是均等的（自然选择对A、a控制的翅型性状没作用）⑤基因A和a都不产生突变。
遗传平衡公式：哈迪-温伯格定律
（p + q）2= p2 + 2pq + q2 =1
AA% Aa% aa%
若已知AA的基因型频率为m，则A的基因频率为:
2.上述计算结果是建立在5个假设条件基础上的。对自然界的种群来说，这5个条件都成立吗？你能举出哪些实例？
第一：足够大的种群是不存在；第二：种群中雌雄个体间充分的随机交配是不现实的；第三：由于各种原因，种群中有的个体会迁出该群体，或迁入该种群；第四：在自然界中，自然选择是不可抗拒的，始终对种群发挥作用。第五：基因突变每时每刻都有可能发生。
种群的基因频率一定会发生变化，生物的进化是必然的。
3.如果该种群出现新的突变型（基因型为A2a或A2A2),也就是产生新的等位基因A2,种群的基因频率会发生变化吗？基因A2的频率可能会怎样变化？
基因突变产生的新基因会使种群的基因频率发生变化。
基因A2的频率是增加还是减少，要看这一突变对生物体是有益还是有害的，这取决于生物生存的环境。
突变和基因重组提供生物进化的原材料。
？自然界中突变的频率很低，能作为进化的原材料吗？
每一代就会有大量的变异
基因数 突变率 个体 突变个体数
二、种群基因频率的变化
有利与有害是相对的，取决于生物的生存环境
某海岛上残翅和无翅昆虫
？突变一定有利或有害吗?
形成了进化的原材料，不能决定生物进化的方向。
结论：突变和基因重组只产生生物进化的原材料，不能决定生物进化的方向。
突变和重组都是_________、_________
那么，种群基因频率的改变是否也是不定向的呢？
由于突变和基因重组，桦尺蠖出现不同的体色。
(黑)S基因频率从5%→95%
探究自然选择对种群基因频率变化的影响
三、自然选择对种群基因频率变化的影响
自然选择可以使种群的基因频率定向改变
桦尺蠖种群中的S基因为什么越来越高？
1870年桦尺蛾的基因型频率为SS10%，Ss20%，ss70%，在树干变黑这一环境条件下，假如树干变黑不利于浅色桦尺蛾的生存，使得种群中浅色个体每年减少10%，黑色个体每年增加10%，以后的几年内，桦尺蛾种群每年的基因型频率与基因频率是多少呢？
在________的作用下，种群的基因频率_____________，导致生物_______________________。
朝着一定的方向不断进化
讨论1.树干变黑会影响桦尺蠖种群中浅色个体的出生率吗？为什么？
讨论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？
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，许多个体可能没有交配、产卵前就被天敌捕食，导致其个体数减少，影响出生率。
表现型，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蠖时，看到的是桦尺蠖的体色而不是控制体色的基因。
自然选择使基因频率定向改变。
结论：自然选择决定生物进化的方向
自然选择使种群的基因频率定向改变，故自然选择决定生物进化的方向。
淘汰不利变异积累有利变异
种群的基因频率发生定向改变
生物朝一定方向缓慢进化
自然选择决定生物进化的方向
种群基因频率的改变，标志着生物的进化。
如何理解进化的实质是种群基因频率的改变？
某植物种群，AA基因型个体占30%，aa基因型个体占20%，据此回答下面的问题．（1）该植物的A、a基因频率分别是______、______．（2）若该植物自交一代， F1中AA、aa基因型个体分别占______、______． 这时，A和a的基因频率分别是______、______．（3）依现代生物进化理论，这种植物在两年中是否发生了进化？为什么？
种群基因频率没有发生改变
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的过程。判断下列相关表述是否正确。（1）某地区红绿色盲患者在男性中约占8%，在女性中约占0.64%，由此可知，红绿色盲基因Xb的基因频率约为8%。（ ）（2）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。（ ）（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。（ ）
2．种群是物种在自然界的存在形式，也是一个繁殖单位。下列生物群体中属于种群的是（ ）A．一个湖泊中的全部鱼B．一片森林中的全部蛇C．一间屋中的全部蟑螂D．卧龙自然保护区中的全部大熊猫
3.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(B)对红色(b)为显性。如果基因型为BB的个体占18%,基因型为Bb的个体占78%,基因型为bb的个体占4%。基因B和b的频率分别为( )A.18%、82% B.36%、64%C.57%、43% D.92%、8%
4．一只果蝇的突变体在21℃的气温下，生存能力很差，但是，当气温上升到25.5℃时，突变体的生存能力大大提高。这说明（ ）A．突变是不定向的B．突变是随机发生的C．突变的有害或有利取决于环境条件D．环境条件的变化对突变体都是有害的
探究抗生素对细菌的选择作用
一般情况下，一定浓度的抗生素会杀死细菌，但变异的细菌可能产生耐药性。在实验室连续培养细菌时，如果向培养基中添加抗生素，耐药菌有可能存活下来。
通过观察细菌在含有抗生素的培养基上的生长状况，探究抗生素对细菌的选择作用。
③将不含抗生素的纸片和抗生素纸片分别放在平板的不同位置。
④将培养皿倒置于37 ℃的恒温箱中培养12~16 h。
⑥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②~⑤。
⑤观察细菌的生长状况。是否有抑菌圈？测量、记录。