6-3 种群基因组成的变化与物种的形成-高一生物同步精品课件(人教版2019必修2)
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LONGCHENG NO.1 MIDDLE SCHOOL
5.基因型频率：某特定基因型的个体在全部个体中所占的比值。
二、种群基因频率的变化及自然选择对种群基因频率变化的影响
1.种群基因频率的变化
（1） 可遗传变异的来源突变（包括⑥____________和⑦______________）和⑧____________。
区域
甲
80
18
2
乙
2
8
90
A.甲地 基因的频率为 ,乙地 基因的频率为 B.甲地的大部分 基因突变为 基因,故 基因的频率升高C.从上述材料得知生物进化的方向是由自然选择决定的D.从上述材料得知生物进化的实质是种群基因频率的变化
B
[解析] 由题表数据可知,甲地种群内 基因的频率 , 基因的频率 ;而乙地种群内 基因的频率 , 基因的频率 ,A正确。甲地种群内控制黑色的 基因的频率较高,而乙地种群内控制浅色的 基因的频率较高,这些不同与这两个种群的生活环境有关,甲地种群生活在污染严重的环境中,而乙地种群生活在基本未受污染的环境中,B不正确,C、D正确。
第6章 生物的进化
第3节 种群基因组成的变化与物种的形成
学习目标1.阐述种群、种群基因库、基因频率等概念的内涵,会用数学方法讨论自然选择使种群基因频率发生改变的过程。（科学思维、科学探究）
2.阐明自然选择对种群基因频率变化的影响。（生命观念、科学思维）
3.通过探究抗生素对细菌的选择作用,理解耐药菌的出现是可遗传变异的结果,耐药菌比例的增大是抗生素选择的结果。（科学思维、社会责任）
√
（3） 种群是生物进化的基本单位,自然选择的直接选择对象是个体的表型。( )
√
（4） 二倍体西瓜和四倍体西瓜通过杂交可以产生三倍体西瓜,因此二倍体西瓜和四倍体西瓜是同一物种。( )
×
（5） 不同种群间的个体不能进行基因交流,说明种群间存在生殖隔离。( )
×
（6） 生殖隔离一旦形成就成了不同的物种。( )
不正确
发生在体细胞中的突变,可以通过无性繁殖的方式传递给后代,能为生物进化提供原材料
（7） 生物进化的实质是什么？如何判断一个种群是否发生了进化？
提示 生物进化的实质是种群基因频率的改变。 判断的依据是种群基因频率是否发生改变。
交配
可育后代
同种
基因交流
3.隔离在物种形成中的作用:㊲________是物种形成的必要条件。
隔离
4.判断下列关于种群基因组成的变化与物种的形成的知识是否正确。
（1） 若亲子代间基因频率不变,基因型频率也一定不变。( )
×
（2） 基因突变产生新的等位基因,可为生物进化提供原材料。( )
2.基因频率和基因型频率的有关计算
② 染色体上基因频率的计算例如,某种群中基因型有 、 、 、 、 , 基因的频率＝ 。
例1 桦尺蛾的体色受一对等位基因控制,其中黑色 对浅色 为显性。将某桦尺蛾种群分成两组,分别迁移到甲、乙两个区域中,甲地是煤炭工业重镇,乙地是闭塞的山区,数年后抽样调查,结果如下表所示。下列有关说法<zzd>不正确</zzd>的是( )。
不断提高
下降
（2） 结果:在自然选择的作用下,⑰__________________会发生定向改变,导致生物朝着一定的方向不断进化。
种群的基因频率
三、探究抗生素对细菌的选择作用
1.实验目的：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。
2.实验原理: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⑱__________。在实验室连续培养细菌时,如果向培养基中添加抗生素,⑲__________有可能存活下来。
基因突变
基因型
不定向的
原材料
方向
（3） 变异的有利和有害是相对的,是由⑭____________决定的。
生存环境
2.自然选择对种群基因频率变化的影响
（1） 原因:在自然选择的作用下,具有有利变异的个体有更多的机会产生后代,种群中相应基因的频率会⑮____________;相反,具有不利变异的个体留下后代的机会少,种群中相应基因的频率会⑯________。
（1） 该种群中 、 基因的频率各是多少？子一代基因型频率是多少？
提示 基因的频率 , 基因的频率 。子一代基因型频率： 占 , 占 , 占 。
（2） 子一代种群的基因频率各是多少？
提示 子一代种群中, 基因的频率为 , 基因的频率为 。
（3） 子二代、子三代以及若干代以后,种群的基因频率会与子一代一样吗？请完成下表：
可育
2.隔离
（1） 概念:不同群体间的个体在自然条件下㉜________不能自由交流的现象。
基因
（2） 常见类型
类型
发生范围
结果
生殖隔离
不同物种间
.不能相互㉝________ .即使交配成功,也不能产生㉞____________
地理隔离
㉟________生物
使种群间不能发生㊱____________
亲代基因型的比值
配子的比值
子一代基因型频率
子一代基因频率
子二代基因型频率
<m></m> （____________）
<m></m> （________）
<m></m> （____t;/m> （________）
<m></m> （________）
对点练2.据调查,某学校的学生中,基因型的比例为 、 、 、 、 ,则 和 的基因频率分别为( )。A. 、 B. 、 C. 、 D. 、
D
[解析] 、 的总数为 , 的数量为 , 的基因频率为 , 的基因频率为 ,故选D。
任务2 探究抗生素对细菌的选择作用
步骤3
自变量控制
实验组:用无菌的镊子先夹取1张㉔______________的纸片放在㉕____________的中央,再分别夹取1张抗生素纸片放在㉖_______________的中央,盖上皿盖
步骤4
培养
将培养皿倒置于 的恒温箱中培养
步骤5
因变量观测
观察培养基上纸片附近是否出现㉗__________。如果有,测量和记录㉘__________的直径,并取平均值
1.相关概念的比较
比较项目
含义
变化后与进化的关系
基因型频率
生物不一定进化
基因频率
生物进化
基因库
一个种群中全部个体所含有的全部基因
可导致生物进化,它的变化是形成新物种的前提
认知生成
（1）根据定义计算基因频率某基因频率 。
例如,A基因的频率 。（2）根据基因型频率计算基因频率①常染色体上基因频率的计算一对等位基因中某基因的频率＝该基因纯合子的基因型频率 杂合子的基因型频率。例如,A基因的频率 的基因型频率 的基因型频率。
突变
基因重组
（5） 突变具有低频性,它还能为生物进化提供原材料吗？为什么？
提示 能。虽然突变的频率低,但一个种群往往由许多个体组成,而每个个体的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突变。
（6） 有人认为“发生在体细胞中的基因突变不能传递给后代,因此不能为生物进化提供原材料”,这种说法________________（填“正确”或“不正确”）,因为_______________________________________________________________________________。
对点练1.下列关于种群基因频率的叙述,<zzd>错误</zzd>的是( )。A.基因频率是指某个基因在某个种群中出现的比例B.基因频率越大,突变率越高C.基因突变、基因重组和自然选择会导致基因频率的改变D.自然选择会使原来同一种群的基因频率向着不同的方向发展
B
[解析] 在一个种群基因库中,某个基因占全部等位基因数的比值,叫作基因频率,A正确;基因频率越大,突变的个体数越多,而突变率一般是不变的,B错误;由于存在基因突变、基因重组和自然选择等因素,种群的基因频率总是在不断变化的,C正确;基因频率的定向改变是由自然选择决定的,D正确。
基因突变
染色体变异
基因重组
（2） 可遗传变异的形成、特点和作用形成: .⑨____________产生新的等位基因; .通过有性生殖过程中的基因重组,可以形成多种多样的⑩__________。特点:随机的、⑪____________。作用:提供生物进化的⑫__________,不能决定生物进化的⑬________。
×
（3） 一片草地上的全部植物( )
×
（4） 一片草地上的全部蒲公英( )
√
3.种群基因库:一个种群中③________个体所含有的④________基因。
全部
全部
4.基因频率:在一个种群基因库中,某个基因占⑤__________________的比值。
全部等位基因数
自主预习·悟新知
步骤6
重复实验
从㉙______________的菌落上挑取细菌,接种到已灭菌的㉚______________中培养,重复步骤 。如此重复几代,记录每一代培养物抑菌圈的直径
底部
相互垂直
无菌的涂布器
培养基平板上
不含抗生素
①号区域
②~④号区域
抑菌圈
抑菌圈
抑菌圈边缘
液体培养基
四、隔离在物种形成中的作用
1.物种:能够在自然状态下相互交配并且产生㉛________后代的一群生物。物种是生物分类的基本单位。
高
低
自然选择
（2） 对桦尺蛾种群来说,在自然选择过程中直接受选择的是______________,因为天敌看到的是性状,而不是控制性状的基因。
表型
（3） 所有的变异都能导致种群基因频率的改变吗？为什么？
提示 不是。只有可遗传的变异才能影响种群基因的组成,才能改变基因频率。
（4） 桦尺蛾种群中发生的可遗传变异有______________（包括基因突变和染色体变异）和____________。
活动2 实验探究抗生素对细菌的选择作用
1.为什么要从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌？抗生素纸片周围的抑菌圈的直径为什么会逐代变小？
提示 一定浓度的抗生素能够杀死细菌,在抑菌圈边缘抗生素浓度较低,可能存在具有耐药性的细菌,因此要从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌。因为经过抗生素的持续多代筛选,细菌的耐药性越来越强,抗生素抑制细菌生长的作用越来越弱,抑菌圈的直径越来越小。
√
任务1 探究种群基因组成的变化
活动1 用数学方法理解种群基因频率的变化
1.种群的基因库是一直不变的吗？试分析原因。
提示 不是。基因突变,染色体变异,自然选择,种群个体的迁入、迁出等都会使种群的基因库发生改变。
合作探究·提素养
LONGCHENG NO.1 MIDDLE SCHOOL
2.某桦尺蛾种群中,黑色体色的基因为 ,浅色体色的基因为 ,抽样调查100个个体,测得基因型为 、 、 的个体数分别为10、 、70个。假设该桦尺蛾种群数量非常大;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;不同体色的个体生存和繁殖的机会是均等的; 和 基因都不产生突变。请回答下列问题：
提示 子二代、子三代以及若干代以后,种群的基因频率与子一代一样。
3.请根据图示,结合课本相关内容,回答下列问题：
（1） 在树干变黑的环境下,浅色桦尺蛾易被天敌发现和捕食,基因型为 的个体越来越少,基因型为 和 的个体越来越多,决定黑色性状的 基因频率越来越____________,决定浅色性状的 基因频率越来越______。发生上述变化的原因是环境变化了,即____________决定生物进化的方向。
耐药性
耐药菌
3.实验步骤
步骤1
分组、编号、做标记
用记号笔在培养皿的⑳________画2条㉑____________的直线,将培养皿分为4个区域,分别标记为① ④
步骤2
接种
对照组:取少量细菌的培养液,用㉒________________（或无菌棉签）均匀地涂抹在㉓________________
4.明确隔离在物种形成中的作用。（生命观念、科学思维）
自主预习·悟新知
合作探究·提素养
深化拓展·育技能
一、种群和种群基因库
1.种群:生活在一定区域的①________生物②____________的集合。
同种
全部个体
2.判断下列生物群体是否属于种群。
（1） 一个池塘中的全部鲫鱼( )
√
（2） 一个池塘中的全部鱼( )
5.基因型频率：某特定基因型的个体在全部个体中所占的比值。
二、种群基因频率的变化及自然选择对种群基因频率变化的影响
1.种群基因频率的变化
（1） 可遗传变异的来源突变（包括⑥____________和⑦______________）和⑧____________。
区域
甲
80
18
2
乙
2
8
90
A.甲地 基因的频率为 ,乙地 基因的频率为 B.甲地的大部分 基因突变为 基因,故 基因的频率升高C.从上述材料得知生物进化的方向是由自然选择决定的D.从上述材料得知生物进化的实质是种群基因频率的变化
B
[解析] 由题表数据可知,甲地种群内 基因的频率 , 基因的频率 ;而乙地种群内 基因的频率 , 基因的频率 ,A正确。甲地种群内控制黑色的 基因的频率较高,而乙地种群内控制浅色的 基因的频率较高,这些不同与这两个种群的生活环境有关,甲地种群生活在污染严重的环境中,而乙地种群生活在基本未受污染的环境中,B不正确,C、D正确。
第6章 生物的进化
第3节 种群基因组成的变化与物种的形成
学习目标1.阐述种群、种群基因库、基因频率等概念的内涵,会用数学方法讨论自然选择使种群基因频率发生改变的过程。（科学思维、科学探究）
2.阐明自然选择对种群基因频率变化的影响。（生命观念、科学思维）
3.通过探究抗生素对细菌的选择作用,理解耐药菌的出现是可遗传变异的结果,耐药菌比例的增大是抗生素选择的结果。（科学思维、社会责任）
√
（3） 种群是生物进化的基本单位,自然选择的直接选择对象是个体的表型。( )
√
（4） 二倍体西瓜和四倍体西瓜通过杂交可以产生三倍体西瓜,因此二倍体西瓜和四倍体西瓜是同一物种。( )
×
（5） 不同种群间的个体不能进行基因交流,说明种群间存在生殖隔离。( )
×
（6） 生殖隔离一旦形成就成了不同的物种。( )
不正确
发生在体细胞中的突变,可以通过无性繁殖的方式传递给后代,能为生物进化提供原材料
（7） 生物进化的实质是什么？如何判断一个种群是否发生了进化？
提示 生物进化的实质是种群基因频率的改变。 判断的依据是种群基因频率是否发生改变。
交配
可育后代
同种
基因交流
3.隔离在物种形成中的作用:㊲________是物种形成的必要条件。
隔离
4.判断下列关于种群基因组成的变化与物种的形成的知识是否正确。
（1） 若亲子代间基因频率不变,基因型频率也一定不变。( )
×
（2） 基因突变产生新的等位基因,可为生物进化提供原材料。( )
2.基因频率和基因型频率的有关计算
② 染色体上基因频率的计算例如,某种群中基因型有 、 、 、 、 , 基因的频率＝ 。
例1 桦尺蛾的体色受一对等位基因控制,其中黑色 对浅色 为显性。将某桦尺蛾种群分成两组,分别迁移到甲、乙两个区域中,甲地是煤炭工业重镇,乙地是闭塞的山区,数年后抽样调查,结果如下表所示。下列有关说法<zzd>不正确</zzd>的是( )。
不断提高
下降
（2） 结果:在自然选择的作用下,⑰__________________会发生定向改变,导致生物朝着一定的方向不断进化。
种群的基因频率
三、探究抗生素对细菌的选择作用
1.实验目的：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。
2.实验原理: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⑱__________。在实验室连续培养细菌时,如果向培养基中添加抗生素,⑲__________有可能存活下来。
基因突变
基因型
不定向的
原材料
方向
（3） 变异的有利和有害是相对的,是由⑭____________决定的。
生存环境
2.自然选择对种群基因频率变化的影响
（1） 原因:在自然选择的作用下,具有有利变异的个体有更多的机会产生后代,种群中相应基因的频率会⑮____________;相反,具有不利变异的个体留下后代的机会少,种群中相应基因的频率会⑯________。
（1） 该种群中 、 基因的频率各是多少？子一代基因型频率是多少？
提示 基因的频率 , 基因的频率 。子一代基因型频率： 占 , 占 , 占 。
（2） 子一代种群的基因频率各是多少？
提示 子一代种群中, 基因的频率为 , 基因的频率为 。
（3） 子二代、子三代以及若干代以后,种群的基因频率会与子一代一样吗？请完成下表：
可育
2.隔离
（1） 概念:不同群体间的个体在自然条件下㉜________不能自由交流的现象。
基因
（2） 常见类型
类型
发生范围
结果
生殖隔离
不同物种间
.不能相互㉝________ .即使交配成功,也不能产生㉞____________
地理隔离
㉟________生物
使种群间不能发生㊱____________
亲代基因型的比值
配子的比值
子一代基因型频率
子一代基因频率
子二代基因型频率
<m></m> （____________）
<m></m> （________）
<m></m> （____t;/m> （________）
<m></m> （________）
对点练2.据调查,某学校的学生中,基因型的比例为 、 、 、 、 ,则 和 的基因频率分别为( )。A. 、 B. 、 C. 、 D. 、
D
[解析] 、 的总数为 , 的数量为 , 的基因频率为 , 的基因频率为 ,故选D。
任务2 探究抗生素对细菌的选择作用
步骤3
自变量控制
实验组:用无菌的镊子先夹取1张㉔______________的纸片放在㉕____________的中央,再分别夹取1张抗生素纸片放在㉖_______________的中央,盖上皿盖
步骤4
培养
将培养皿倒置于 的恒温箱中培养
步骤5
因变量观测
观察培养基上纸片附近是否出现㉗__________。如果有,测量和记录㉘__________的直径,并取平均值
1.相关概念的比较
比较项目
含义
变化后与进化的关系
基因型频率
生物不一定进化
基因频率
生物进化
基因库
一个种群中全部个体所含有的全部基因
可导致生物进化,它的变化是形成新物种的前提
认知生成
（1）根据定义计算基因频率某基因频率 。
例如,A基因的频率 。（2）根据基因型频率计算基因频率①常染色体上基因频率的计算一对等位基因中某基因的频率＝该基因纯合子的基因型频率 杂合子的基因型频率。例如,A基因的频率 的基因型频率 的基因型频率。
突变
基因重组
（5） 突变具有低频性,它还能为生物进化提供原材料吗？为什么？
提示 能。虽然突变的频率低,但一个种群往往由许多个体组成,而每个个体的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突变。
（6） 有人认为“发生在体细胞中的基因突变不能传递给后代,因此不能为生物进化提供原材料”,这种说法________________（填“正确”或“不正确”）,因为_______________________________________________________________________________。
对点练1.下列关于种群基因频率的叙述,<zzd>错误</zzd>的是( )。A.基因频率是指某个基因在某个种群中出现的比例B.基因频率越大,突变率越高C.基因突变、基因重组和自然选择会导致基因频率的改变D.自然选择会使原来同一种群的基因频率向着不同的方向发展
B
[解析] 在一个种群基因库中,某个基因占全部等位基因数的比值,叫作基因频率,A正确;基因频率越大,突变的个体数越多,而突变率一般是不变的,B错误;由于存在基因突变、基因重组和自然选择等因素,种群的基因频率总是在不断变化的,C正确;基因频率的定向改变是由自然选择决定的,D正确。
基因突变
染色体变异
基因重组
（2） 可遗传变异的形成、特点和作用形成: .⑨____________产生新的等位基因; .通过有性生殖过程中的基因重组,可以形成多种多样的⑩__________。特点:随机的、⑪____________。作用:提供生物进化的⑫__________,不能决定生物进化的⑬________。
×
（3） 一片草地上的全部植物( )
×
（4） 一片草地上的全部蒲公英( )
√
3.种群基因库:一个种群中③________个体所含有的④________基因。
全部
全部
4.基因频率:在一个种群基因库中,某个基因占⑤__________________的比值。
全部等位基因数
自主预习·悟新知
步骤6
重复实验
从㉙______________的菌落上挑取细菌,接种到已灭菌的㉚______________中培养,重复步骤 。如此重复几代,记录每一代培养物抑菌圈的直径
底部
相互垂直
无菌的涂布器
培养基平板上
不含抗生素
①号区域
②~④号区域
抑菌圈
抑菌圈
抑菌圈边缘
液体培养基
四、隔离在物种形成中的作用
1.物种:能够在自然状态下相互交配并且产生㉛________后代的一群生物。物种是生物分类的基本单位。
高
低
自然选择
（2） 对桦尺蛾种群来说,在自然选择过程中直接受选择的是______________,因为天敌看到的是性状,而不是控制性状的基因。
表型
（3） 所有的变异都能导致种群基因频率的改变吗？为什么？
提示 不是。只有可遗传的变异才能影响种群基因的组成,才能改变基因频率。
（4） 桦尺蛾种群中发生的可遗传变异有______________（包括基因突变和染色体变异）和____________。
活动2 实验探究抗生素对细菌的选择作用
1.为什么要从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌？抗生素纸片周围的抑菌圈的直径为什么会逐代变小？
提示 一定浓度的抗生素能够杀死细菌,在抑菌圈边缘抗生素浓度较低,可能存在具有耐药性的细菌,因此要从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌。因为经过抗生素的持续多代筛选,细菌的耐药性越来越强,抗生素抑制细菌生长的作用越来越弱,抑菌圈的直径越来越小。
√
任务1 探究种群基因组成的变化
活动1 用数学方法理解种群基因频率的变化
1.种群的基因库是一直不变的吗？试分析原因。
提示 不是。基因突变,染色体变异,自然选择,种群个体的迁入、迁出等都会使种群的基因库发生改变。
合作探究·提素养
LONGCHENG NO.1 MIDDLE SCHOOL
2.某桦尺蛾种群中,黑色体色的基因为 ,浅色体色的基因为 ,抽样调查100个个体,测得基因型为 、 、 的个体数分别为10、 、70个。假设该桦尺蛾种群数量非常大;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;不同体色的个体生存和繁殖的机会是均等的; 和 基因都不产生突变。请回答下列问题：
提示 子二代、子三代以及若干代以后,种群的基因频率与子一代一样。
3.请根据图示,结合课本相关内容,回答下列问题：
（1） 在树干变黑的环境下,浅色桦尺蛾易被天敌发现和捕食,基因型为 的个体越来越少,基因型为 和 的个体越来越多,决定黑色性状的 基因频率越来越____________,决定浅色性状的 基因频率越来越______。发生上述变化的原因是环境变化了,即____________决定生物进化的方向。
耐药性
耐药菌
3.实验步骤
步骤1
分组、编号、做标记
用记号笔在培养皿的⑳________画2条㉑____________的直线,将培养皿分为4个区域,分别标记为① ④
步骤2
接种
对照组:取少量细菌的培养液,用㉒________________（或无菌棉签）均匀地涂抹在㉓________________
4.明确隔离在物种形成中的作用。（生命观念、科学思维）
自主预习·悟新知
合作探究·提素养
深化拓展·育技能
一、种群和种群基因库
1.种群:生活在一定区域的①________生物②____________的集合。
同种
全部个体
2.判断下列生物群体是否属于种群。
（1） 一个池塘中的全部鲫鱼( )
√
（2） 一个池塘中的全部鱼( )