6.3种群基因组成的变化与物种的形成导学案 高中生物人教版必修2

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6.3 种群基因组成的变化与物种的形成学案 班级_________姓名_________ 学习目标1.阐述种群、种群基因库、基因频率等概念的内涵。2.运用数学方法讨论种群基因频率的变化。3.阐明自然选择对种群基因频率变化的影响。4.说明隔离在物种形成中的作用。一 种群基因组成的变化【基础学习】自然选择直接作用的是生物的 ，而且是个体的 。研究生物的进化，仅研究个体和表型是不够的，还必须研究群体基因组成的变化。一、种群和种群基因库1.种群：生活在一定区域的 生物 个体的集合叫做种群。种群中的个体并不是机械地集合在一起，而是彼此可以交配，并通过繁殖将各自的基因传给后代。种群是生物 和 的基本单位。3.基因频率：在基因库中，某基因占控制此性状全部 数的比率。4.基因型频率：在一个种群中，某基因型个体占全部 的比率。❆在种群中，一对等位基因的基因频率之和等于 ，基因型频率之和也等于 。❆一个基因的频率=该基因 的基因型频率+1/2 的基因型频率。思考·讨论：用数学方法讨论基因频率的改变2.上述计算结果是建立在5个假设条件基础上的。5个条件为：①群体数量足够大； ②自由交配并能产生后代； ③没有迁入与迁出； ④自然选择不起作用； ⑤不发生突变。设A的基因频率为p，a的基因频率为q；则有p+q=1，那么(p+q)2 = p2 + 2pq + q2 ＝ 1 AA=p2 Aa=2pq aa=q2在自然条件下，这样的种群不存在。这说明在自然界中，种群的基因频率迟早要发生变化，也就是说种群的 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，这往往取决于生物生存的环境。二、种群基因频率的变化不可遗传变异进化的原材料 生物的变异 基因突变可遗传变异 染色体变异 基因重组❆形成：a.基因突变产生新的 基因； b.通过 生殖过程中的基因重组，可以形成多种多样的 。❆特点：随机的、不定向的。❆作用：只是提供生物进化的原材料，不能决定生物进化的 。1.影响种群基因频率变化的因素（1）突变：种群是由许多个体组成，每个个体的细胞中都有成千上万个基因，每一代就会产生大量的突变。（2）基因重组：基因突变产生的等位基因，通过有性生殖过程中的基因重组，可以形成多种多样的基因型，从而使种群中出现多种多样可遗传的变异类型。（3）生物的生存环境：突变的有害和有利也不是 的，这往往取决于生物的生存环境。三、自然选择对种群基因频率变化的影响探究·实践—探究自然选择对种群基因频率变化的影响讨论：1.树干变黑会影响桦尺蛾种群中浅色个体的出生率吗?为什么?树干变黑会影响桦尺蛾种群中浅色个体的出生率，这是因为树干变黑后，浅色个体容易被发现，被捕食的概率增加，许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天敌捕食，导致其个体数减少，影响出生率。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?直接受选择的是表型(体色)，而不是基因型。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蛾时，看到的是桦尺蛾的体色而不是控制体色的基因。在自然选择的作用下， ，导致生物朝着一定的方向不断进化。 探究·实践—探究抗生素对细菌的选择作用讨论：1.为什么要从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌?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。2. 你的数据是否支持“耐药菌是普遍”存在的”这一说法?说说你的理由。支持。因为抑菌圈边缘生长的细菌可能是耐药菌。3.在本实验的培养条件下,耐药菌所产生的变异是有利还是有害的?你怎么理解变异是有利还是有害的?在本实验条件下，耐药菌产生的变异一般来说是有利的，有利于生物在特定环境中生存和繁殖的变异就是有利变异。4.滥用抗生素的现象十分普遍。例如，有人生病时觉得去医院很麻烦，就直接吃抗生素;有的禽畜养殖者将抗生素添加到动物饲料中。你认为这些做法会有什么后果?滥用抗生素会使病菌的抗药基因不断积累,抗药性不断增强，促进耐药菌产生，导致抗生素药物失效。生物进化的基本单位： 生物进化的实质： 生物进化的原材料： 二 隔离在物种形成中的作用决定生物进化的方向： 一、物种的概念1.物种：在自然状态下相互交配并且产生 后代的一群生物。2.物种与种群的区别：❆同一物种可以分布在不同区域，形成不同的种群； 种群是同一区域内的同一物种的全部个体。❆种群是物种繁殖和进化的基本单位。3.生殖隔离：不同物种之间一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能产生可育的后代。二 、隔离及其在物种形成中的作用1.隔离：不同群体间的个体，在自然条件下基因不能 的现象。生殖隔离：不同物种之间一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能产生可育的后代。地理隔离：同种生物由于地理上障碍而分成不同的种群，使得种群间不能发生基因交流的现象。探究·实践—隔离在物种形成中的作用1．设想美洲大陆的一种地雀来到加拉帕戈斯群岛后，先在两个岛屿上形成两个初始种群。这两个初始种群的个体数量都不多。它们的基因频率一样吗？由于这两个种群的个体数量都不够的多，基因频率可能不一样。2．不同岛屿上的地雀种群，产生突变的情况一样吗？不一样。因为突变是随机发生的。3．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会产生什么影响？不同岛屿的地形和植被条件不一样，因此环境的作用会有差别，导致种群基因频率朝不同的方向改变。4．如果这片海域只有一个小岛，还会形成这么多种地雀吗？不会。因为个体间有基因的交流。物种形成的三个基本环节:❆ 提供原材料； ❆ 使基因频率定向改变❆ 是物种形成的必要条件。 是物种形成的标志。【巩固练习】1.下列关于种群基因频率的叙述,错误的是(　　)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造成基因频率的改变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2.据调查,某学校的学生中,基因型的比例为XBXB(42.32%)、XBXb(7.36%)、XbXb(0.32%)、XBY(46%)、XbY(4%),则在该地区XB和Xb的基因频率分别为(　　)A.6%、8%　　　 B.8%、92% C.78%、92% D.92%、8%3.在欧洲人群中，每2500人中就有一人患囊性纤维性变性，这是一种常染色体上的隐性遗病。一对健康的夫妇有一个患此病的孩子。以后该妇女又与一健康的男子再婚，问这对再婚夫妇生一个孩子，孩子患病的几率是(　　)A．1/25 B．1/5 C．1/102 D．1/6254：如果有两个小种群的动物，在形态结构上相近，它们必须具备下列哪一特征，才能归为一个物种：A.它们必须分布在同一地理区域 B.它们的基因一定要相同C.它们的毛色一定要相同 D.能相互交配繁殖并产生可育后代5.下列关于新物种形成的叙述，与事实不相符的是（　　）A.新物种可以在亲本物种所在地区产生 B. 一个新物种可以扩展形成多个基因库C. 四倍体与二倍体杂交得到的三倍体西瓜是新物种 D. 异地的物种形成需要种群间遗传差异的不断积累