【新教材】 人教版 必修1种群基因组成的变化与物种的形成 课件

探究点一
探究点二
探究点三
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3.通过地雀的形成过程,你能说出物种形成需要经过哪些环节吗? 物种形成和生物进化有什么关系?
提示:(1)突变和基因重组产生进化的原材料;(2)自然选择决定生 物进化的方向;(3)隔离导致物种的形成。物种的形成必定伴随生 物的进化,但生物的进化不一定导致新物种的形成。
化?
,原因是
。
(4)若第三年由于环境突然变化,基因型为aa的个体全部死亡,则
该种群A、a的基因频率的变化趋势是
。
(5)由此可见,进化的基本单位是
,进化的原材料由
提供,进化的实质是
。
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探究点一
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解析:A的基因频率=30%+1/2×(1-30%-20%)=55%,a的基因频率 =1-55%=45%。该种植物自交后,AA的基因型频率 =30%×1+50%×1/4=42.5%,aa的基因型频率 =20%×1+50%×1/4=32.5%,此时A的基因频率=42.5%+1/2(142.5%-32.5%)=55%,a的基因频率=1-55%=45%。生物进化的实质 是种群基因频率的改变,若种群基因频率没有改变,则该种群没有 发生进化。
答案:C
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3.某生物兴趣小组抽样调查的200人中,各种基因型和人数情况 如下表所示,则这200人中,Xb的基因频率为 ( )
基因型 人数
XBXB 78
XBXb 14
XbXb 8
XBY XbY
70
30
A.85%
B.30%
C.20%
D.15%
解析:女性的体细胞中B或b基因共两个,男性的体细胞中只有一 个B或b基因,则XB与Xb的总数量为 78×2+14×2+8×2+70+30=300,Xb的数量是14+8×2+30=60,故Xb
第3节 种群基因组成的变化与物种的形成
-1-
课标阐释
学法指导
1.举例说明种群、基因库、基
因频率、隔离等概念。(科学 1.比较分析基因频率与基因型频
思维)
率、种群与物种、生物进化与物
2.用数学方法讨论自然选择 种形成等相似概念的内涵。
使种群中基因频率发生改变。 2.通过具体的进化实例来理解现
(科学探究、科学思维)
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2.现有一个非常庞大的某昆虫种群,个体间随机交配,没有迁入和
迁出,无突变,自然选择对A和a基因控制的性状没有作用,从该种群
中随机抽取若干个体,测得基因型为aa的个体所占比例为16%,若将
该种群中aa的个体全部淘汰,剩余的个体随机交配,则下一代中aa个
体所占的比例为( )
配子的比率
A(30%)
子一代基因型频率 AA(36%)
子一代基因频率 A(60%)
子二代基因型频率 AA(36%)
子二代基因频率 A(60%)
Aa(60%) A(30%) Aa(48%)
Aa(48%)
a(30%) a(40%) a(40%)
aa(10%) a(10%) aa(16%)
aa(16%)
探究点一
A.1/49
B.2/49
C.4/49
D.8/49
解析:aa个体所占比例为16%,a的频率=40%,A的频率=60%,AA的
频率=36%,Aa的频率=1-16%-36%=48%,如将aa个体淘汰,则该淘汰
后种群中AA∶Aa=3∶4,此时,a的频率=4/(7×2)=2/7,则下一代中aa
个体所占比例=2/7×2/7=4/49,C项正确。
探究点二
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4.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?
提示:对自然界的种群来说,这五个条件不可能同时都成立。例 如,昆虫的翅色与环境色彩不一致,容易被天敌发现,自然选择对种 群翅色这一性状有作用。
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探究点一
答案:(1)55%,45%
(2)42.5% 32.5% 55%,45% (3)没有 种群的基因频率没发生改变 (4)A的基因频率增大,a的基因频率减小 (5)种群 突变和基因重组 种群基因频率的改变
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活学活练 1.蜗牛的有条纹(A)对无条纹(a)为显性。在一个地区的蜗牛种群 内,有条纹(AA)个体占55%,无条纹个体占15%,若蜗牛间进行自由 交配得到F1,则F1中A的基因频率和Aa的基因型频率分别为( ) A.30%,21% B.30%,42%
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(三)自然选择对种群基因频率变化的影响
(四)探究抗生素对细菌的选择作用 1.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。
2.方法步骤
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【思考讨论】实验结束后,为什么应将耐药菌、培养基、纸片等 进行高温灭菌处理?
探究点二
探究点三
归纳提升
种群中基因频率的计算规律
1.在种群中一对等位基因的基因频率之和等于1,基因型频率之
和也等于1。
2.基因频率的计算规律(以人类为例)
(1)若某基因在常染色体上,则
基因频率=该种该群基个因体总数数×2×100% (2)若某基因只出现在 X 染色体上,则
基因频率=2×女性个该体基数因+总男数性个体数×100%
提示:防止对环境造成污染。
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预习反馈 判断正误。 (1)判断下列所述情况是否是一个种群。 ①一个池塘中的所有鱼类。( × ) ②甲地池塘中的鲤鱼和乙地池塘中的鲤鱼。( × ) ③一个池塘中的所有成年鲤鱼。( × ) (2)一个种群中某基因占所有基因的比率叫作基因频率。( × ) (3)所有变异都是生物进化的原材料。( × ) (4)基因突变产生的有利变异决定生物进化的方向。 ( × ) (5)即使没有突变,进化也可以发生。( √ ) (6)自然选择决定了生物变异和进化的方向。( × ) (7)一般来说,在自然环境中,频率高的基因所控制的性状更适应 环境。( √ )
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2.子一代种群的基因频率各是多少?
提示:子一代种群的基因频率:A占60%,a占40%。
3.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?请完成下表。
提示: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。
亲代基因型的频率 AA(30%)
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典例ຫໍສະໝຸດ Baidu析
某植物种群,基因型为AA的个体占30%,基因型为aa的个体占
20%,回答下列问题。
(1)该植物种群中A、a的基因频率分别是
。
(2)若该种植物自交,后代中基因型为AA、aa的个体分别
占
、
。这时,A、a的基因频率分别
是
。
(3)依现代生物进化理论,该种植物在这两年中是否发生了进
代生物进化理论;建立物种形成的
3.探究抗生素对细菌的选择 模型。
作用。(科学探究、科学思维)
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一、种群基因组成的变化 (一)种群和种群基因库 1.种群:指生活在一定区域的同种生物全部个体的集合。 2.种群中的个体彼此可以交配,并通过繁殖将各自的基因传递给 后代,因此,也是生物繁殖的基本单位。 3.基因库与基因频率 (1)种群的基因库:指一个种群中全部个体所含有的全部基因。 (2)基因频率:在一个种群基因库中,某个基因占全部等位基因的 比值。 (3)计算:从某个群体中随机抽取100个个体,测知基因型为AA、 Aa、aa的个体分别是30、60和10个,则基因A的频率为60%;基因a 的频率为40%。基因型AA的频率为30%;基因型Aa的频率为60%; 基因型aa的频率为10%。(基因型频率=某基因型个体数/某种群个 体总数)
二、隔离在物种形成中的作用
课前篇自主预习
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预习反馈 判断正误。 (1)只要能够交配便是同一物种。( × ) (2)马和驴交配产生的后代——骡,是一个新物种。 ( × ) (3)存在生殖隔离的种群不一定存在地理隔离。( √ ) (4)两个池塘中的鲤鱼是两个种群,存在生殖隔离现象。( × ) (5)突变的可遗传性阻碍生物进化。( × ) (6)物种的形成可以不经过隔离。( × ) (7)地理隔离导致的结果是不能产生可育的后代。 ( × ) (8)地理隔离的出现导致基因频率的改变,标志新物种的形成。 (×) (9)生殖隔离一定来自地理隔离。( × )
的基因频率为60/300×100%=20%。
答案:C
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物种形成与生物进化 问题情景 结合教材P117“思考·讨论”中加拉帕戈斯群岛地雀的进化,完善下 列物种形成图解,并讨论解决下列问题。
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1.物种和种群有什么区别?二者存在什么关系? 提示:种群强调的是同一自然区域、同种生物的全部个体,物种 则强调能相互交配并产生可育后代的一群生物。同一种群的个体 一定属于同一物种,同一物种的个体可能分布于不同的区域形成不 同的种群。不同种群的个体可能属于同一物种,不同物种的个体一 定属于不同的种群。 2.对不同岛屿上的地雀种群来说,环境的作用有没有差别?这对种 群基因频率的变化产生什么影响?如果这片海域只有一个小岛,还 会形成这么多种地雀吗? 提示:由于不同岛屿的地形和植被条件不一样,因此环境的作用 有差别,导致种群基因频率朝不同的方向改变。如果这片海域只有 一个小岛,个体间可以杂交,存在基因交流,不会形成这么多种地雀。
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(2)基因频率与基因型频率的特点 设A的基因频率为p,a的基因频率为q,则p+q=1。
雄配子 雌配子
A(p) a(q)
A(p)
AA(p2) Aa(pq)
a(q)
Aa(pq) aa(q2)
即AA的基因型频率=p2,Aa的基因型频率=2pq,aa的基因型频率=q2。
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(二)种群基因频率的变化 1.达尔文提出,可遗传的变异提供了生物进化的原材料。可遗传 的变异来源于基因突变、基因重组和染色体变异。其中,基因突变 和染色体变异统称为突变。 2.可遗传变异的形成、特点和作用。 (1)形成 ①基因突变产生等位基因。 ②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型。 (2)特点:随机的、不定向的。 (3)作用:只提供生物进化的原材料,不能决定生物进化的方向。
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基因库、基因频率和基因型频率 问题情景 分析材料,根据孟德尔的分离定律,回答下列问题。 材料 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的个体数量分别为30、60和10,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。 1.该种群产生的A配子和a配子的比率各是多少?子一代基因型的 频率各是多少? 提示:A配子占60%,a配子占40%。子一代基因型的频率:AA占 36%,Aa占48%,aa占16%。
4.若由于某种原因,某二倍体植物加倍成了四倍体植物,那么该四 倍体和二倍体之间存在生殖隔离吗?这说明什么?
提示:该二倍体植物与其加倍形成的四倍体植物的杂交后代是三 倍体,三倍体是不育的,所以该四倍体与对应的二倍体之间存在生 殖隔离。这说明有时候不经过地理隔离也能产生生殖隔离。
C.70%,21% D.70%,42% 解析:在一个地区的蜗牛种群内,有条纹(AA)个体占55%,无条纹 个体占15%,则有条纹(Aa)个体占30%,A的基因频率=AA的基因型 频率+1/2×Aa的基因型频率=55%+1/2×30%=70%,同理,a的基因频 率=30%。若蜗牛间进行自由交配得到F1,根据遗传平衡定律,F1中 Aa的基因型频率=2×70%×30%=42%。 答案:D
3.根据基因型频率计算基因频率的方法
A的基因频率=AA的基因型频率+1/2Aa的基因型频率,a的基因频
率=aa的基因型频率+1/2Aa的基因型频率
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4.根据遗传平衡定律计算基因频率和基因型频率 (1)遗传平衡定律 在一个有性生殖的自然种群中,在符合以下5个条件的情况下,各 等位基因的频率和基因型频率在一代一代的遗传中是稳定不变的, 或者说是保持着基因平衡的,又称为哈迪—温伯格定律。 ①种群足够大; ②种群中个体间的交配是随机的; ③没有突变发生; ④没有新基因加入; ⑤没有自然选择。