【課件】種群基因組成的變化與物種的形成 課件高一下學(xué)期生物人教版必修2

1、自由交配配子法子一代配子 60% A40% a60% A40% a36% AA16% aa24% Aa24% Aa6.3 種群基因組成的變化與物種的形成6.3.1種群基因組成的變化先有雞還是先有蛋？甲同學(xué)說：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。乙同學(xué)說：不對，人們在養(yǎng)雞過程中，是根據(jù)雞的性狀來選擇的，只讓符合人類需求的雞繁殖后代，因此是先有雞后有蛋。你同意哪位同學(xué)的觀點(diǎn)？你的答案和理由是什么？ 這兩種觀點(diǎn)都有一定的道理，但都不全面。因?yàn)樗麄兒鲆暳穗u和蛋在基因組成上的一致性，也忽視了生物的進(jìn)化是以種群為單位而不是以個體為

2、單位這一重要觀點(diǎn)。 生物進(jìn)化的過程是種群基因庫在環(huán)境的選擇作用下定向改變的過程，以新種群與祖先種群形成生殖隔離為標(biāo)志，并不是在某一時(shí)刻突然有一個個體或一個生殖細(xì)胞成為一個新物種。一片樹林中的全部獼猴一片草地上的所有蒲公英一、種群和種群基因庫P110（一）種群 1、概念：生活在一定區(qū)域的同種生物全部個體的集合叫做種群。判斷下列是否屬于種群：（1）一個池塘中的全部魚 （2）一個池塘中的全部鯉魚（3）兩個池塘內(nèi)的全部青蛙（4）一片草地上的全部植物（5）一片草地上的成年梅花鹿否是否否否2、特點(diǎn)：種群是生物繁殖和進(jìn)化的基本單位,彼此可以交配，并通過繁殖將各自的基因傳給后代。一個種群中全部個體所含有的全部

3、基因在一個種群基因庫中，某個基因占全部等位基因數(shù)的比值基因頻率=某基因的數(shù)目控制該性狀的等位基因總數(shù) 100%在一個種群中，某個基因型的個體占個體總數(shù)的比值（二）基因庫（四）基因頻率（三）基因型頻率例：某昆蟲種群中決定翅色為綠色的基因?yàn)锳，決定翅色為褐色的基因?yàn)閍，從種群中隨機(jī)抽出100個個體，測知基因型為AA、Aa和aa的個體分別是30、60和10個。那么A和a的基因頻率是多少？A基因頻率為:a基因頻率為：= 40%A% =100%2AAAa2(AAAaaa)a% = 60%2aaAa2(AAAaaa)100%方法一：A基因的基因頻率為: =30/100100% +1/260/100100%

4、 = 60%A=100%AA(AAAaaa)= 60%100%2AAAa2(AAAaaa)= 100% Aa(AAAaaa)2 1A基因頻率 = AA的基因型頻率+1/2Aa基因型頻率A基因頻率= 30%+1/260% = 60%a基因頻率 = 10%+1/260% = 40%a基因頻率 = aa的基因型頻率+1/2Aa基因型頻率方法二：AA、Aa、aa的個體分別占24%、72%、4%、那么A、a的基因頻率是多少？（ ） A. 36%和64% B. 57%和43% C. 24%和72% D. 60%和40%D小試牛刀小試牛刀2.對某校學(xué)生進(jìn)行血友病遺傳病調(diào)查研究后發(fā)現(xiàn)：100名女生中有患者3人

5、、攜帶者15人；100名男生中有患者6人，那么該群體中血友病基因的頻率是( )A.4.4% B.5.1% C.9% D.10.2%C用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的變化 假設(shè)以上昆蟲群體滿足以下五個條件： 昆蟲群體數(shù)量足夠大。全部的雌雄個體間都能自由交配并能產(chǎn)生后代。沒有遷入與遷出。AA、Aa、aa三種基因型昆蟲的生存能力完全相同（也就是說自然選擇對A、a控制的翅型性狀沒有作用）。沒有基因突變和染色體變異。 遺傳平衡狀態(tài)（二）種群基因頻率的變化親代基因型的頻率AA(30%)Aa(60%)aa(10%)配子的比值A(chǔ)( )A( )a( )a( )親代產(chǎn)生配子總數(shù)A( )a( )子一代基因型頻率AA( )A

6、a( )aa( )子一代基因頻率A ( )a( )30%30%30%10%36%48%16%60%40%60%40%用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的變化配子比例 親代 子一代 子二代 子三代基因型頻率AA30%Aa60%aa10%基因頻率A60%a40%36%48%16%60%40%36%16%48%60%60%40%40%36%48%16%基因頻率親本與子代相同，基因型頻率從子一代開始就穩(wěn)定下來嘗試計(jì)算子二代、子三代的基因頻率與基因型頻率若種群中一對等位基因?yàn)锳和a，設(shè)A的基因頻率=p，a的基因頻率=q。(pq)=1，則（p+q2)=p2+2pq+q2=1。AA基因型頻率=p2；aa基因型頻率=q2

7、；Aa基因型頻率=2pq。 A（p）a( q )A（ p）AA（p2）Aa(pq)a ( q )Aa（pq）aa(q2)雌配子雄配子F1基因型頻率處于遺傳平衡的條件下，可用遺傳平衡定律（哈迪-溫伯格定律）基因頻率與基因型頻率從子一代開始就不改變自交和自由交配時(shí)基因頻率和基因型頻率的變化規(guī)律交配方式基因頻率基因型頻率自交自由交配處于遺傳平衡不處于遺傳平衡改變純合子增多雜合子減少不改變改變不改變不改變不改變種群基因頻率基因型頻率的相關(guān)計(jì)算1、通過基因型頻率計(jì)算基因頻率 在種群中，一對等位基因的基因頻率之和等于1，基因型頻率之和也等于1。 一個基因的頻率=該基因純合子的基因型頻率+1/2雜合子的基因

8、型頻率種群基因頻率基因型頻率的相關(guān)計(jì)算2、運(yùn)用哈代-溫伯格平衡定律計(jì)算基因頻率和基因型頻率在一個有性生殖的自然種群中，當(dāng)?shù)任换蛑挥幸粚Γˋa）時(shí)，設(shè)p代表A基因的頻率，q代表a基因的頻率，則：(p+q)2=p2+2pq+q2=1適用條件：種群大；種群中個體間的交配是隨機(jī)的；沒有突變的發(fā)生；種群之間不存在個體的遷移或基因交流；沒有自然選擇。遺傳平衡公式：哈迪-溫伯格定律（p + q）2= p2 + 2pq + q2 =1A%a%AA% Aa% aa%若已知AA的基因型頻率為m，則A的基因頻率為:mA（p）a( q )A（ p ）a ( q )雌配子雄配子F1基因型頻率AA（p2）Aa(pq)A

9、a（pq）aa(q2)基因突變在自然界是普遍存在的?；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。可遺傳的變異基因突變?nèi)旧w變異基因重組突變1、突變和基因重組提供生物進(jìn)化的原材料。 （二）種群基因頻率的變化思考：自然界中突變的頻率很低，能作為進(jìn)化的原材料嗎？2x1.3x10410-5108xx=2.6x107(個)每一代就會有大量的變異基因數(shù) 突變率 個體 突變個體數(shù)（二）種群基因頻率的變化突變的有害和有利也不是絕對的，這往往取決于生物的生存環(huán)境?！纠纭坑谐岬睦ハx中有時(shí)會出現(xiàn)殘翅和無翅的突變類型，這類昆蟲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，這類昆蟲卻因?yàn)椴荒茱w行

10、而避免了被海風(fēng)吹到海里淹死。某海島上殘翅和無翅的昆蟲6.3 種群基因組成的變化與物種的形成-【新教材】人教版（2019）高中生物必修二課件(共35張PPT)6.3 種群基因組成的變化與物種的形成-【新教材】人教版（2019）高中生物必修二課件(共35張PPT)（二）種群基因頻率的變化基因突變基因重組新的等位基因多種多樣的基因型種群中出現(xiàn)大量可遺傳的變異2、突變和基因重組都是隨機(jī)的、不定向的（二）種群基因頻率的變化 英國的曼徹斯特地區(qū)有一種樺尺蛾（其幼蟲叫樺尺蠖）。樺尺蛾的體色受一對等位基因S和s控制，黑色(S)對淺色(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

11、頻率很低，在5%以下。到了20世紀(jì)中葉，黑色型的樺尺蛾卻成了常見的類型，S基因的頻率上升到95%以上。在19世紀(jì)中葉以前20世紀(jì)中葉6.3 種群基因組成的變化與物種的形成-【新教材】人教版（2019）高中生物必修二課件(共35張PPT)6.3 種群基因組成的變化與物種的形成-【新教材】人教版（2019）高中生物必修二課件(共35張PPT)探究自然選擇對種群基因頻率變化的影響 創(chuàng)設(shè)數(shù)字化問題情境 在自然選擇的作用下，具有有利變異的個體有更多的機(jī)會產(chǎn)生后代，種群中相應(yīng)基因的頻率會_；相反，具有不利變異的個體留下后代的機(jī)會少，種群中相應(yīng)基因的頻率會_。在自然選擇的作用下，_會發(fā)生定向改變，導(dǎo)致生物朝

12、著一定的方向不斷進(jìn)化。不斷提高下降種群的基因頻率生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)：種群基因頻率的改變（三）自然選擇對種群基因頻率變化的影響6.3.2隔離在物種形成中的作用隔離物種的形成 能夠在自然狀態(tài)下相互交配并且產(chǎn)生可育后代的一群生物，稱為一個物種。一、物種無生育能力，沒有后代。二、隔離1.概念不同群體間的個體在自然條件下基因不能自由交流的現(xiàn)象2.種類生殖隔離地理隔離 同一種生物由于地理上的障礙而分成不同的種群，使得種群間不能發(fā)生基因交流的現(xiàn)象，叫做地理隔離。東北虎華南虎 由于長期地理隔離而沒有相互交配，沒有基因交流，形成了地理隔離，它們形成兩個不同的亞種。地理隔離 不同物種之間一般是不能交配的，即使交配成功

13、也不能產(chǎn)生可育后代，這種現(xiàn)象叫做生殖隔離。生殖隔離加拉帕戈斯群島的地雀達(dá)爾文在環(huán)球考察時(shí)觀察到一種現(xiàn)象：在加拉帕戈斯島上生活著13種地雀。這些地雀的喙差別很大，不同物種之間存在生殖隔離。而在遼闊的南美洲大陸上，卻看不到這13種地雀的蹤影。地理隔離種群可能出現(xiàn)不同的 和_不同種群的基因頻率就會發(fā)生不同的變化自然選擇由于 和 互不相同自然選擇對不同種群 的改變所起的作用就有差別生殖隔離 形成明顯的差異并逐漸出現(xiàn)生殖隔離，從而形成不同的物種結(jié)論： 是物種形成的必要條件。突變基因重組食物棲息條件基因頻率基因庫隔離二、隔離在物種形成中的作用 種群地理隔離小種群自然選擇生殖隔離新物種（由突變和基因重組產(chǎn)生

14、變異）物種形成的標(biāo)志1、新物種形成的三個基本環(huán)節(jié)：突變和基因重組、自然選擇、（生殖）隔離基因頻率定向改變（一）漸變式二、隔離在物種形成中的作用 2、隔離是物種形成的必要條件。3、生殖隔離是物種形成的標(biāo)志。二、隔離在物種形成中的作用 （二）驟變式主要是通過染色體變異的方式形成新物種，一旦出現(xiàn)可以很快形成生殖隔離。此種方式多見于植物。物種A物種B雜交雜種植物染色體加倍異源多倍體（三）人工創(chuàng)造：如人工誘導(dǎo)多倍體的形成【實(shí)驗(yàn)】探究抗生素對細(xì)菌的選擇作用結(jié)果與結(jié)論1、在培養(yǎng)基上是否有細(xì)菌生長？在放有抗生素紙片的區(qū)域呢？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？這說明抗生素對細(xì)菌產(chǎn)生了什么作用？有有，存在具有耐藥性的細(xì)菌變小選擇作用1.為什么要從抑菌圈邊緣的菌落上挑取細(xì)菌?抑菌圈邊緣可能存在具有耐藥性的細(xì)菌。2. 你是否支持“耐藥菌是普遍存在的”這一說法?說說你的理由。支持。因?yàn)橐志吘壣L的細(xì)菌可能是耐藥菌。討論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?耐藥菌產(chǎn)生的變異有利于生物在特定環(huán)境中生存和繁殖,在此環(huán)境中就是有利變異。4.濫用抗生素的現(xiàn)象十分普遍。例如，有人