2019_2020学年高一人教版生物必修二课件：7.2.1种群基因频率的改变与生物进化 .pdf

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1、第1课时 种群基因频率的改变与生物进化 第7章 第2节 现代生物进化理论的主要内容 学习导航 1.举例说明种群、基因库、基因频率的概念，学会用数学方法讨论基 因频率的变化。 2.结合教材阐明突变和基因重组是生物进化的原材料。 3.通过探究自然选择对种群基因频率的影响，理解自然选择决定生物 进化的方向。 重难点击 1.用数学方法讨论基因频率的变化。 2.自然选择对生物进化的作用。 课堂导入 19世纪，英国杰出的生物学家发现了生物发展的规律，证明所有的物种都 有共同的祖先。达尔文的这一重大发现，对生物学具有划时代的意义。 人们在达尔文自然选择理论的基础之上，逐步完善和发展进化论，最终建 立了现代生

2、物进化理论。这节课就让我们一起来学习现代生物进化理论。 一、种群是生物进化的基本单位 当堂检测 二、突变和基因重组、自然选择 内容索引 一、种群是生物进化的基本单位 基础梳理 1.以种群作为生物进化单位的理由以种群作为生物进化单位的理由 (1)达尔文认为自然选择直接作用的是生物个体，并且是个体的 ， 而个体 会随着个体的 而消失。 (2)决定生物性状的基因可以通过 而世代延续，并且在群体中扩散， 因此生物进化应该研究群体 的变化。 2.种群的概念种群的概念 生活在一定区域的 生物的 叫做种群。它是生物进化的 ，彼此之间可以交配，并通过繁殖将 传给后代。 表现型 表现型死亡 生殖 基因组成 同种

3、全部个体基 本单位 各自的基因 3.基因库与基因频率基因库与基因频率 (1)基因库：一个种群中 个体所含有的 基因，叫做这个种群的 基因库。 (2)基因频率：一个种群基因库中，某个基因占 的比率， 叫做基因频率。 全部全部 全部等位基因数 在某昆虫种群中，决定翅色为绿色的基因为A，决定翅色为褐色的基因 为a，从这个种群中随机抽取100个个体，测得基因型为AA、Aa和aa的 个体分别是30、60和10个，就这对等位基因来说，每个个体可以看作含 有2个基因。假设该昆虫种群非常大，所有的雌雄个体间都能自由交配 并产生后代，没有迁入和迁出，自然选择对翅色这一相对性状没有作用， 基因A和a都不产生突变，

4、根据孟德尔的分离定律计算： 1.该种群产生的A配子和a配子的比率各是多少？ 答案 答案 A配子占60%，a配子占40%。 问题探究 答案 答案 答案 AA占36%，Aa占48%，aa占16%。 2.子一代基因型的频率各是多少？ 答案 答案 A占60%，a占40%。 3.子一代种群的基因频率各是多少？ 答案 由表可知，子三代、子四代以及若干代以后，种群的基因频率与子一代 一样。 答案答案 4.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？ 答案 亲代基因型的频率 AA(30%)Aa(60%)aa(10%) 配子的比率A(30%)A(30%)a(30%)a(10%) 子一代基因型频

5、率 AA(36%)Aa(48%)aa(16%) 子一代基因频率A(60%)a(40%) 子二代基因型频率 AA(36%)Aa(48%)aa(16%) 子二代基因频率A(60%)a(40%) 答案 答案 对自然界的种群来说，这五个条件不可能同时都成立。例如，翅 色与环境色彩较一致，被天敌发现的机会就少些。 5.若上述计算结果是建立在五个假设条件基础上的。对自然界种群来说， 这五个条件都成立吗？你能举出哪些实例？ 答案 知识知识 整合整合 当某种群非常大，所有雌雄个体间都能自由交配，没有迁入和迁出，没 有自然选择和突变时，这样的种群称为理想种群。理想种群中，各等位 基因的频率和基因型频率在一代一代

6、的遗传中是稳定不变的，或者说是 保持着基因平衡的。 拓展应用 1.下列关于种群的叙述中，不正确的是 A.种群是生物进化的基本单位，也是生物群落的基本单位 B.种群内个体间彼此可以交配，并通过繁殖将各自的基因传给后代 C.两个池塘内的全部青蛙是一个种群 D.一个树林中的全部杜鹃是一个种群 答案 解析 解析 种群是在一定区域内(即同一地点)同种生物的全部个体的总和， 而C项为两个池塘，属于两个种群。 解析 2.在一个种群中随机抽取一定数量的个体，其中基因型为AA的个体占 18%，基因型为Aa的个体占78%，基因型为aa的个体占4%，A和a的基因 频率分别是 A.18%、82% B.36%、64%

7、C.57%、43% D.92%、8% 答案 解析 解析 A基因频率AA基因型频率1/2Aa基因型频率18% 1/278%57%，a基因频率aa基因型频率1/2Aa基因型频率 4%1/278%43%。 解析 3.在某一遵循遗传平衡定律的人群中，已调查得知，隐性性状者为16%， 则该性状不同类型的基因型频率分别是(按AA、Aa、aa顺序排列) A.0.36、0.48、0.16 B.0.48、0.36、0.16 C.0.16、0.48、0.36 D.0.16、0.36、0.38 答案 解析 解析 本题考查基因遗传平衡定律的应用。根据基因库中隐性性状者(aa) 的频率为16%。则q20.16，q0.4

8、，而p10.40.6，根据遗传平衡 公式，p(A)q(a)2p2(AA)2pq(Aa)q2 (aa)可计算出AA的频率为 0.36，Aa的频率为0.48，aa的频率为0.16。 解析 方法链接方法链接 1.已知基因型频率计算基因频率已知基因型频率计算基因频率 设有某种群， AA、Aa、aa的基因型频率分别用PAA、PAa、Paa表示，A、 a的基因频率分别用PA、Pa表示，则：PA (1)p2代表纯合子AA的基因型频率； (2)2pq代表杂合子Aa的基因型频率； (3)q2代表纯合子aa的基因型频率。 即：AA%p2，Aa%2pq，aa%q2。 2.理想条件下的基因频率和基因型频率的计算理想条

9、件下的基因频率和基因型频率的计算 理想种群中，一对等位基因为A和a，设A的基因频率为p，a的基因频率 为q，则pqA%a%1。如果这个种群达到了遗传平衡，那么遗传 平衡定律可以表示为：(pq)2p22pqq21。 二、突变和基因重组、自然选择 基础梳理 1.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 (1)可遗传变异的来源 可遗传变异来源 _ 基因突变 染色体变异 统称为突变 基因重组 (2)可遗传变异的形成、特点和作用 形成：a. 产生等位基因；b.通过有性生殖过程中的基因重组， 可以形成多种多样的 。 基因突变 基因型 特点：随机的、 。 作用：只是提供生物进化的 ，不能

10、决定生物进化的 。 (3)变异的有利和有害是相对的，是由 决定的。 2.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 (1)原因：在自然选择的作用下，具有有利变异的个体更易产生后代，相 应的基因频率会 ，具有不利变异的个体很难产生后代，相应的 基因频率会 。 (2)结果：在自然选择的作用下， 会发生定向改变，导致 生物朝着一定的方向不断进化。 不定向的 原材料方向 生存环境 不断提高 不断下降 种群的基因频率 突变和基因重组能产生进化的原材料，据此分析回答下列问题： 1.突变具有低频性，为什么还能为生物进化提供原材料？ 答案 答案 生物进化的单位是种群，虽然突变的频率很低，但一个种群往

11、往 由许多个体组成，而每一个个体的每一个细胞内都有成千上万个基因， 所以在种群中每一代都会产生大量的突变。 问题探究 答案 2.突变大多数对生物体是不利的，为什么还能为进化提供原材料？ 答案 答案 生物变异是否有利，取决于它们的生存环境，微小有利的变异不 断积累也能导致生物进化。 答案 答案 不能。突变和基因重组都是随机的、不定向的，不能决定生物进 化的方向。 3.突变和基因重组能决定生物进化的方向吗？ 答案 答案 答案 种群的基因频率没有变化，生物没有进化。 4.在一个种群中随机抽出一定数量的个体，其中基因型AA的个体占24%， 基因型Aa的个体占72%。一年后，种群中基因型AA的个体占48

12、%，基因 型Aa的个体占24%，这一年间种群是否进化了？ 答案 分析分析 该种群中基因A和基因a的频率：A%AA%1/2Aa%60%； a%aa%1/2Aa%40%。一年后，A%AA%1/2Aa%60%； a%aa%1/2Aa%40%。 分析 知识知识 整合整合 生物进化的单位是种群，由许多个体组成，而每一个个体的每一个细胞 内都有成千上万个基因，所以在种群中每一代都会产生大量的突变，其 中那些微小有利的变异不断积累导致生物进化，但突变本身不能决定生 物进化的方向，起决定作用的是自然选择。生物进化的实质是种群基因 频率的变化。 解析 解析 自然选择使种群的基因频率发生定向改变，从而使生物定向进

13、化， 所以自然选择决定了生物进化的方向，生物进化的实质是种群基因频率 的改变。种群中基因频率的改变在世代间具有连续性，导致生物不断进 化。种群中基因频率改变的偶然性随种群数量下降而增大。 拓展应用 4.根据现代生物进化理论，下列说法正确的是 A.自然选择决定了生物变异和进化的方向 B.生物进化的实质是种群基因型频率的改变 C.种群内基因频率的改变在世代间具有连续性 D.种群内基因频率改变的偶然性随种群数量下降而减小 答案解析 5.下列有关基因频率与生物进化的描述，正确的是 A.生物在进化的过程中不一定有基因频率的改变 B.生物只要发生进化，基因频率就会改变 C.变异使基因频率定向改变 D.只有

14、基因突变，才导致基因频率发生改变 答案解析 解析 解析 生物进化的实质是种群基因频率的改变，只要生物进化了，基因 频率一定发生了改变；变异是不定向的，自然选择可使基因频率发生定 向改变；基因频率的改变与基因突变、迁入和迁出、自然选择等多种因 素有关。 课堂小结 种群 突变基因重组 自然选择 当堂检测 1.对种群概念的正确叙述是 A.不同空间中同种生物个体的总和 B.生活在一定区域的同种生物的一群个体 C.一片水田中的所有鱼的总和 D.一个生态环境中有相互关系的动植物的总和 23451 答案 解析 解析 种群是指生活在一定区域的同种生物的全部个体。其中的“种” 是生物分类的基本单位，例如：一个池

15、塘中全部的鲤鱼是一个种群，包 括所有的大鲤鱼、小鲤鱼和鲤鱼苗。这里必须具体到“鲤鱼”，而不能 是“鱼”，因为后者还包括其他种类的鱼。 解析 2.下列关于基因库的相关描述，错误的是 A.基因库是指一个种群所含有的全部基因 B.生物个体总是要死亡的，但基因库却因种群个体的繁殖而代代相传 C.种群中每个个体含有种群基因库的全部基因 D.基因突变可改变基因库的组成 答案 23415 解析 解析 基因库是指一个种群中全部个体所含有的全部基因，由于个体之 间存在着差异，所以每个个体中不可能含有种群基因库的全部基因。基 因库中只要有一个基因发生变化，则基因库组成一定会发生变化。种群 是繁殖的基本单位，基因库

16、随繁殖的进行而不断延续。 解析 解析 解析 突变和基因重组为生物的进化提供原材料，这种变异是不定向的， 可能是有利的，也可能是有害的。产生有利变异的个体存活下来，产生 不利变异的个体会在自然选择中被淘汰，自然选择的过程就是种群基因 频率发生变化的过程。 23415 3.在一次大风暴后，有人搜集了100只受伤的麻雀，把它们饲养起来，结 果活下来64只。在死去的个体中，大部分是个体比较大、变异类型特殊 的，下列有关叙述正确的是 A.突变和基因重组决定生物进化的方向 B.自然选择会改变种群的基因频率 C.特殊的变异类型都是不利的 D.不产生变异的生物才能生存 答案解析 23415 4.在一个随机交配

17、的中等大小的种群中，经调查发现控制某性状的基因 型只有两种：AA基因型的频率为40%，Aa基因型的频率为60%，aa基因 型(致死型)的频率为0，那么随机交配繁殖一代后，AA基因型的个体占 A.49/91 B.49/100 C.11/20 D.11/17 答案解析 23415 解析 解析 AA自交产生AA的比率为40%40%16%，AA与Aa杂交也产生 AA，比率为240%60% 24%，Aa自交也产生AA，比率为 60%60% 9%，而aa产生的比例为60%60% 9%，所以AA 占的比例为49%，而总数变为19%(被淘汰的aa)91%，此时AA的比 例为 解析 解析 依图所示，每个小圆圈表

18、示的物种，都有多个变异的方向，但每 次都只有一个方向(且同一方向)保留下来，其他变异均被淘汰。说明 生物的变异可向各方向发展，一般是不定向的； 5.下图中的小圆圈表示物种，箭头表示物种的变异，箭头线上有两条短 线代表被淘汰的变异个体。 23415 答案 请根据此图解完成下列关于达尔文自然选择学说的问题： (1)此图说明了一个什么观点？_。 变异是不定向的，自然选择是定向的 解析 (2)图解中为什么有的箭头被淘汰？_ _。 23415 答案 在生存斗争中，不利生存的变异个体 在斗争中被淘汰 解析 解析 生物被保存下来的变异是与环境相适宜的，即自然选择是定向 的，当生物产生了变异后，由环境决定其生存还是被淘汰。 解析 (3)图解中画出的未被淘汰的箭头综合说明了什么？ _ _。 23415 解析 解析 图中大多数的箭头(即变异)被淘汰，就是因为不适应环境的缘故。 图中未被淘汰的箭头始终朝向一个方向，除了说明外界环境未变，选择 方向没变外，更重要的是物种在进化过程中，通过遗传，使有利变异在 后代得到不断积累和加强，并最终达到进化目的。 答案解析 说明在生存斗争中适于生存的变异个体被保留，并逐代通过遗传而不断 积累加强(说明了自然选择是定向的)