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高中生物一 种群基因组成的变化课文ppt课件
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这是一份高中生物一 种群基因组成的变化课文ppt课件，共60页。PPT课件主要包含了课前自主预习案，夯基提能•分层突破，强化落实•学业达标，高效课堂•实践运用，疑难解答•全程培优，一定区域，机械地集合，各自的基因，基因库与基因频率，全部个体等内容，欢迎下载使用。
知识梳理·填准记牢——自主·预习·先知一、种群和种群基因库1．种群的含义和特点(1)含义①范围：________。②组成：______生物的______个体。(2)特点①不是__________在一起。②彼此可以交配，并通过繁殖将__________遗传给后代。
二、种群基因频率的变化
三、自然选择对种群基因频率变化的影响1．原因：不断淘汰具有________的个体，选择保留具有________的个体。2．选择的对象(1)直接作用对象：个体的______。(2)最终选择的对象：决定表型的______。3．选择的结果(1)生物性状方面：朝着适应环境的方向不断进化。(2)基因方面：种群________会发生________改变。
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________。在实验室连续培养细菌时，如果向培养基中添加抗生素，________有可能存活下来。2．方法步骤
3．注意事项实验结束后，应将耐药菌、培养基、纸片等进行高温________处理，防止对环境造成污染。
知识应用·强化落实——效果·检测·定向判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)1．一个池塘中所有的鱼是一个种群。( )2．一个种群中某个体的所有的基因叫做这个种群的基因库。( )3．控制果蝇眼色的全部基因构成基因库。( )4．生活在同一地域的东北虎的全部基因构成一个种群基因库。( )5．某个种群中某等位基因如A和a的频率之和等于1。( )
提示：× 基因库指一个种群的全部基因。
6．变异不仅为生物进化提供了原材料，而且决定了生物进化的方向。( )7．种群的基因频率不变时，则生物没有发生进化。( )8．生物变异是不定向的，但生物进化是定向的。( )
课程标准阐明具有优势性状的个体在种群中所占比例将会增加用数学方法讨论自然选择使种群的基因频率发生变化素养达成1.分析、认同种群是生物进化的基本单位。（生命观念）2．运用归纳与概括、批判性思维阐释生物进化的原因。（科学思维）3．运用统计与概率的相关知识，解释并预测某一性状的分布及变化。（科学探究）4．引导人们关注不正确使用抗生素带来的危害，关注人体健康。（社会责任）。
你发现没有，自然界中的生物，各有其生存之道。有的善于飞翔，有的善于奔跑，有的善于游泳……这都是他们长期进化的结果。你知道他们都是如何进化的吗？
学习主题一 种群基因组成的变化【师问导学】任务一 阅读教材P110～112内容，思考回答下列问题：1．为什么生物进化的基本单位是种群而不是个体？
提示：因为个体的寿命是有限的，个体表型会随着个体的死亡而消失。决定生物性状的基因可以通过生殖而世代延续，并且在群体中扩散，因此生物进化应该研究群体的基因组成的变化。
2．突变具有低频性，能为生物进化提供原材料吗？
提示：突变的频率虽然很低，但一个种群往往由许多个体组成，而且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，可以为生物进化提供原材料。
3．突变大多数对生物体是不利的，能为进化提供原材料吗？
提示：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。
4．所有的变异都能导致种群基因频率的改变吗？为什么？
提示：不能。只有可遗传的变异才能影响种群基因库的组成，才能改变基因频率。
5．基因突变和基因重组对种群遗传组成的影响一样吗？试分析原因。
提示：二者都能对种群遗传组成产生影响，但影响角度不一样。只有基因突变才能出现新基因，才能丰富基因库，改变基因频率，从而影响种群的遗传组成；而基因重组不能产生新基因，只能增加基因型的种类，以此来影响种群的遗传组成。
任务二 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”，这种说法正确吗？分析原因。
提示：不正确。发生在体细胞中的突变，可以通过无性繁殖的方法传递给后代，如发生基因突变的花芽或叶芽，通过植物组织培养技术或者嫁接的方法可以传递给下一代，因此能为生物进化提供原材料。
任务三 根据教材P112～113“探究·实践”提供的资料，回答下列问题：1．桦尺蛾种群中产生的可遗传的变异有哪些类型？ 2.对桦尺蛾种群来说，在自然选择过程中直接受选择的是表型还是基因型？为什么？
提示：突变（包括基因突变和染色体变异）和基因重组。
提示：直接受选择的是表型。因为天敌等直接看到的是性状，而不是控制性状的基因。
3．根据表格中的数据分析，桦尺蛾种群发生进化了吗？判断的依据是什么？ 4．根据资料分析，决定桦尺蛾进化方向的是什么？为什么？
提示：发生了进化。依据是桦尺蛾种群的基因频率发生了改变。
提示：自然选择。在自然选择的作用下，具有有利变异的个体有更多机会产生后代，种群中相应基因的频率会不断提高；相反，具有不利变异的个体保留下来的机会少，相应基因的频率会下降。
【重点笔记】1．影响种群基因频率变化的因素（1）外因：自然选择。（2）内因：基因突变和部分染色体变异，如缺失和重复等能直接引起基因频率的变化，基因重组只改变了基因型频率，在自然选择的作用下淘汰部分个体后可引起基因频率的变化。2．进化中的定向与不定向（1）变异是不定向的。（2）自然选择是定向的。（3）种群基因频率的变化是定向的。（4）生物进化的方向是定向的。
1.判断种群的“三要素”（1）生活在一定区域。（2）同种生物。（3）全部个体的集合。
2．影响基因频率变化的因素（1）基因突变，由于基因突变可以产生新的基因，从而使基因的种类发生变化，进而导致基因频率的改变。（2）基因重组，通过基因重组可以产生新的基因型，从而出现新的表型，不同表型的个体对环境的适应能力不同，因此可通过自然选择导致基因频率的改变。（3）变异是不定向的，自然选择是定向的，通过自然选择，不适应环境的个体被淘汰，适应环境的个体生存下来并繁殖后代，使某些基因频率增加，另一些基因频率减少。（4）迁移：迁移必然导致基因的流动，若迁入群体较大，且迁入群体与原群体的某些基因的频率存在较大差异，则对原群体的基因频率有较大影响。
3．生物进化的实质实例分析：以桦尺蛾的体色进化为例。由上图可以看出，生物进化的实质是种群基因频率发生改变，即在生物进化过程中某基因的频率如果逐渐增大，说明该基因控制的性状对环境的适应能力较强。
4．突变和基因重组产生进化的原材料（1）突变和基因重组使种群的基因频率发生不定向的改变。（2）由于突变和基因重组都是随机的、不定向的，因此它们只是提供了生物进化的原材料，不能决定生物进化的方向。
5．自然选择决定生物进化方向的原理分析
1．（合格考）下列有关种群的叙述中，不正确的是（ ）A．种群是生物进化的基本单位B．种群内的雌雄个体彼此可以交配C．种群是同种个体的机械集合D．种群是生物繁殖的基本单位
解析：同一种群的不同个体相互联系，并通过交配保持一个共同的基因库，因此，种群不是个体的机械集合。
2．（合格考）下列选项中，对种群的基因频率没有影响的是（ ）A．染色体数目改变 B．环境改变C．自由交配 D．基因突变
解析：影响种群的基因频率的因素有基因突变、基因重组和自然选择。自由交配的过程中，基因频率是不发生变化的。综上所述，ABD不符合题意，C符合题意。
3．（等级考）关于“现代生物进化理论”观点的阐述，下列哪项是错误的（ ）A．种群是生物进化的基本单位B．基因库在代代相传的过程中保持稳定不变C．生物进化实质上是种群基因频率发生变化的过程D．自然选择决定生物进化的方向
解析：生物进化是以种群为基本单位，A正确；基因库可在代代相传的过程中保持和发展，B错误；进化的实质是种群的基因频率的改变，C正确；自然选择决定生物进化的方向，D正确。
4．（等级考）（不定项）下图表示环境条件发生变化后某个种群中A和a的基因频率的变化情况，下列说法正确的是（ ）A．环境条件发生变化后，使生物产生适应性的变异B．P点时两曲线相交，此时A和a的基因频率均为50%C．Q点时表示环境发生了变化，A基因控制的性状更适应环境D．在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变
解析：变异是不定向的，变异发生后，在自然（环境条件）选择下，适应性的变异被选择保留下来，导致种群的基因频率发生定向改变，A错误，D正确；P点时两曲线相交，此时A和a的基因频率相等，均为50%，B正确；Q点后A的基因频率增大，表示环境发生了变化，A基因控制的性状更适应环境，C正确。
学习主题二 基因频率与基因型频率的相关计算任务一 阅读教材P111第二自然段，分析探究下列问题：根据下列条件，计算种群的基因频率。1．以一对常染色体上的等位基因A、a为例，若已知种群中基因型为AA、Aa和aa的个体数目分别为a1、a2、a3，如何计算种群中A的基因频率？
2．若已知AA、Aa和aa的基因型频率分别为P1、P2、P3，如何计算A的基因频率？ 3．以只位于X染色体上的一对等位基因XB、Xb为例，若已知基因型为XBXB、XBXb、XbXb、XBY和XbY的个体数分别为a1、a2、a3、a4、a5，试求XB的基因频率。
提示：A的基因频率＝AA的基因型频率＋1/2Aa的基因型频率＝P1＋1/2P2。
任务二 试分析导致种群基因库改变的因素。
提示：基因突变；染色体变异；自然选择；种群个体数量过少；种群个体的迁入、迁出。
【重点笔记】1．遗传平衡定律（哈代—温伯格定律）（1）使用条件：①种群个体数量足够多；②所有的雌雄个体间都能自由交配并产生可育后代；③没有迁入和迁出；④不同表型的个体生存和繁殖的机会是均等的；⑤不发生基因突变。（2）实质与性质：同时满足上述5个条件的种群，处于遗传平衡状态，其种群基因频率和基因型频率将世代保持不变。（3）数学表达式：设A的基因频率为p，a的基因频率为q，且p＋q＝1，则AA的基因型频率＝p2，aa的基因型频率＝q2，Aa的基因型频率＝2pq，且p2＋2pq＋q2＝1。
2．易错警示（1）基因频率是指一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比值。（2）影响基因频率的因素不只是环境，还有基因突变、生物的迁移等。（3）基因频率不改变，基因型频率不一定保持不变。如杂合子Aa自交后代，基因频率不变，而基因型频率改变。
3．基因频率和基因型频率的变化分析（1）杂合子连续自交时，尽管基因频率不变，但后代的基因型频率会发生改变，表现为纯合子所占比例不断增大，杂合子所占比例不断减小。（2）在无基因突变、无迁入和迁出、各种基因型的个体生活力相同时，自由交配遵循遗传平衡定律，上下代之间种群的基因频率及基因型频率不变。（3）基因频率相同的两个种群，它们的基因型频率不一定相同；当基因型频率发生改变时，基因频率不一定发生改变。4．误区警示伴X染色体遗传病中，男性中患者的表型（色盲）概率＝相关基因型（XbY）的频率＝相关基因（b）的频率。
方法二：通过基因型频率计算AA基因型频率为：30%Aa基因型频率为：60%aa基因型频率为：10%A基因频率＝AA的基因型频率＋1/2Aa基因型频率＝30%＋1/2×60%＝60%a基因频率＝aa的基因型频率＋1/2Aa基因型频率＝10%＋1/2×60%＝40%假设：①昆虫种群数量非常大；②所有的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代；③没有迁入和迁出；④不同翅色的个体生存和繁殖的机会是均等的；⑤基因A和a都不产生突变。
假设1870年，桦尺蛾种群的基因型频率为SS 10%，Ss 20%，ss 70%，S基因的频率为20%。在树干变黑这一环境条件下，假如树干变黑不利于浅色桦尺蛾的生存，使得种群中浅色个体每年减少10%，黑色个体每年增加10%。第2～10年间，该种群每年的基因型频率各是多少？每年的基因频率是多少？
【师说核心】1.基因频率和基因型频率比较
题型三 X染色体上基因的基因频率的计算XY型性别决定的生物，基因在X染色体上，Y染色体上无等位基因，计算时只计X染色体上的基因数，不考虑Y染色体。ZW型性别决定也是这样。(N表示个体数)。不涉及Y染色体，XB＋Xb＝1。
3．自交、自由交配与基因频率改变的关系（1）自交是指基因型相同的个体交配，雌雄同株植物是指自花传粉。自交的结果是杂合基因型频率降低，纯合基因型频率增加，在无选择条件下，各基因频率不变。（2）自由交配是指种群内雌雄个体间相互交配。在无选择的条件下，基因频率、基因型频率均保持不变，相关计算可按哈代—温伯格遗传平衡定律进行。（3）只要种群的基因频率不变，即使基因型频率改变，种群也未发生进化。
1．（合格考）基因型为BB的个体占18%、Bb的个体占78%，则基因B和b的基因频率分别是（ ）A．18% 82% B．36% 64%C. 57% 43% D．92% 8%
解析：B的基因频率＝18%＋1/2×78%＝57%，b的基因频率＝1－57%＝43%。
2．（合格考）果蝇的长翅（V）和残翅（v）由一对常染色体上的等位基因控制。假定某果蝇种群有20 000只果蝇，其中残翅果蝇个体数量长期维持在4%，若再向该种群中引入20 000只纯合长翅果蝇，在不考虑其他因素影响的前提下，关于纯合长翅果蝇引入后种群的叙述，错误的是（ ）A.v基因频率降低了50% B.V基因频率增加了50%C.杂合果蝇比例降低了50% D.残翅果蝇比例降低了50%
解析：因该果蝇种群vv的基因型频率为4%，由遗传平衡定律公式算出v＝0.2，V＝0.8，进而计算出引入纯种长翅果蝇前，基因型为vv的果蝇有0.04×20 000＝800(只)，基因型为Vv的果蝇有2×0.2×0.8×20 000＝6 400(只)，VV有0.8×0.8×20 000＝12 800(只)。引入20 000只纯合长翅果蝇后，基因频率v＝(800×2＋6 400)/(40 000×2)＝0.1，V＝1－0.1＝0.9，故A正确、B错误；因Vv、vv的数目不变，而该种群的总数增加一倍，所以Vv、vv的基因型频率均降低了50%，C、D正确。
3．（等级考）在一个随机交配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20%，Aa基因型的频率为80%，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.1/5 B．1/4C.3/7 D．11/21
解析：根据题干信息，亲代中，A的基因频率为20%＋80%×(1/2)＝60%，a基因的频率为80%×(1/2)＝40%。随机交配得到的子一代的基因型及其比例为AA∶Aa∶aa＝(60%×60%)∶(2×60%×40%)∶(40%×40%)＝36%∶48%∶16%。又因aa基因型为致死型，故随机交配繁殖一代后，AA基因型的个体占36%/(36%＋48%)＝3/7。
4．（等级考）某植物种群中，AA个体占16%，aa个体占36%。该种群随机交配产生的后代中AA个体百分比、A基因频率和自交产生的后代中AA个体百分比、A基因频率的变化依次为（ ）A.增大，不变；不变，不变 B.不变，增大；增大，不变C.不变，不变；增大，不变 D.不变，不变；不变，增大
解析：随机交配的种群，基因频率和基因型频率稳定不变，保持平衡，符合遗传平衡定律。自交时，基因频率不变，杂合子所占比例会逐代减少，纯合子所占比例逐代增多，所以AA个体百分比会增大。
学习主题三 探究抗生素对细菌的选择作用任务一 根据教材P115“探究·实践”，回答下列问题：1．要从什么位置挑取细菌再进行培养？原因是什么？2．连续培养几代后，抑菌圈的直径发生了什么变化？这说明抗生素对细菌产生了什么作用？
提示：从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌。因为抑菌圈边缘生长的细菌可能是耐药菌。
提示：抑菌圈由大变小，细菌繁殖快，在繁殖过程中会不断地突变，产生耐药性，被含有抗生素的纸片筛选出来。因为含有抗生素的纸片在培养基上会形成一个以纸片为中心的浓度梯度，所以耐药性较强的细菌会分布在抑菌圈的边缘，挑取抑菌圈边缘的细菌进行连续培养，相当于提高了耐药性的基因频率，继续用抗生素筛选会筛选出耐药性更强的细菌。因此，抑菌圈会由大变小。
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？怎么理解变异是有利还是有害的？
提示：本实验中细菌产生的耐药性变异有利于细菌的生存，属于有利变异。在生物进化过程中，生物产生的有利变异是指有利于生物生存、适应环境的变异，而不是对人类有利的变异。
任务二 滥用抗生素的现象十分普遍，请举例说明滥用抗生素的危害。
提示：①增强细菌的耐药性：抗生素的滥用及不合理的使用在一定程度上使抗生素接触细菌的机会增大，使细菌耐药性积累并加强，使抗生素的药效减弱，甚至完全不起作用。②不良反应繁多：滥用抗生素导致大量不良反应产生，如应用氯霉素时可引发再生障碍性贫血。③菌群失调：抗生素的长期大量滥用，使未被抑制的细菌类型繁殖迅速，造成菌群失调的情况，导致患者免疫力下降，病情加重或产生新的病变。
1.抑菌作用机理分析氨苄西林、阿莫西林和头胞克肟，主要抑制细菌细胞壁的合成，细胞壁形成一旦受阻，细菌就不能正常繁殖。硫酸庆大霉素主要抑制细菌蛋白质合成和破坏细菌细胞膜的完整性，蛋白质合成受阻和细胞膜的完整结构遭到破坏，也导致细菌无法正常繁殖。诺氟沙星主要抑制DNA解旋酶，使DNA复制受阻，从而导致细菌死亡，对细菌的正常繁殖影响最大。注：酵母菌和大肠杆菌对诺氟沙星的耐受能力不同，这与酵母菌的DNA主要分布于细胞核而大肠杆菌的DNA主要分布于拟核有关。
2.教材P115“探究·实践”实验现象的分析和实验结论（1）实验现象与区域①相比，区域②③④纸片周围会出现抑菌圈；区域②③④抑菌圈的平均直径逐代变小。（2）实验结论①细菌耐药性的出现是发生了可遗传的变异。②抗生素的选择作用导致耐药菌比例逐代升高。
【重点笔记】1．要点归纳（1）抗生素不是诱变因子，因此细菌耐药性变异的产生与抗生素无关。（2）细菌产生耐药性变异的过程属于基因突变，而基因突变具有不定向性。（3）滤纸片上的抗生素杀死了其周围的细菌，使其不能形成菌落而出现抑菌圈。2．易错警醒变异在前，选择在后。
1．一般情况下，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。下列关于“探究抗生素对细菌的选择作用”的探究实践的说法错误的是（ ）A．放置不含抗生素的纸片起对照作用B．耐药菌发生了基因突变，不利于其生存C．重复几代，抑菌圈的直径会逐渐减小D．本实验说明抗生素对细菌有选择作用
解析：探究抗生素对细菌的选择作用，自变量为是否使用抗生素，故放置不含抗生素的纸片，属于对照组，起对照作用，A正确；耐药菌发生了基因突变，能在含有抗生素的培养基中生存，因此耐药菌发生了基因突变，有利于其生存，B错误；重复几代，细菌的抗药性越来越强，抑菌圈的直径会逐渐减小，C正确；随着培养代数的增加，抑菌圈逐渐减小，说明抗生素能定向选择耐药菌，D正确。
2．抗生素纸片扩散法是指将浸有抗生素的纸片贴在涂有细菌的琼脂平板上，在纸片周围一定距离内的细菌生长受到抑制，过夜培养后形成一个抑菌圈。利用该方法观察某细菌在含有抗生素的培养基上的生长状况，可探究抗生素对细菌的选择作用。下列关于该实验的说法正确的是（ ）A．抗生素使细菌发生耐药性突变，这是细菌适应抗生素的结果B．实验中可以通过抑菌圈的大小来判定抗生素的抑菌效果C．从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌继续培养，连续选择几代后抑菌圈的直径会变大D．在本实验条件下，细菌产生耐药性的变异对人类而言是有利变异
解析：抗生素只对细菌的耐药性突变进行选择，不是抗生素使细菌发生耐药性突变，A错误；如果细菌对抗生素敏感，在该抗生素纸片周围会出现抑菌圈，抑菌圈越大，说明细菌对抗生素越敏感，因此实验中可以通过抑菌圈的大小来判定抗生素的抑菌效果，B正确；抑菌圈边缘的菌落对该抗生素不敏感，从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌继续培养，连续选择几代后抑菌圈的直径会变小，C错误；在本实验中，能够耐抗生素的细菌生存下来，不能耐抗生素的细菌不能生长繁殖，因此在抗生素的选择下，细菌产生耐药性的变异对细菌而言是有利变异，D错误。
主干落实1.一个种群中全部个体所含有的全部基因，叫作这个种群的基因库。2．种群是生物进化的基本单位。3．突变和基因重组产生进化的原材料。4．自然选择决定生物进化的方向。5．生物进化的实质是种群基因频率的改变。
1.有关基因频率和生物进化的关系，以下说法正确的是（ ）A．生物只要发生进化，基因频率就会改变B．只有新物种形成时，才发生基因频率的改变C．基因频率的改变不一定引起生物的进化D．生物在进化的过程中不一定有基因频率的改变
解析：生物进化的实质就是种群基因频率的改变。所以基因频率改变生物就进化，基因频率不改变生物就没有进化。
2．如果一个种群中，控制某一性状的基因频率增加，说明（ ）A．控制该性状的基因不能传递给子代B．该种群的全部个体为纯合子C．该种群的繁殖速度加快D．该性状对环境条件有较强的适应性
解析：一个种群中，控制某一性状的基因频率增加，说明该基因控制的性状具有较强的适应性，能够传递给子代，A错误；控制某一性状的基因频率的增加并不一定导致该种群的全部个体都成为纯合子，B错误；控制某一性状的基因频率的增加该种群的繁殖速度不一定加快，C错误；控制某一性状的基因频率增加是自然选择的结果，说明该基因控制的性状对环境条件具有较强的适应性，D正确。
3．现代生物进化理论认为，生物进化的实质是种群基因频率的改变。可以定向改变种群基因频率的是（ ）A．基因突变 B．基因重组C．自然选择 D．迁移
解析：能定向改变种群基因频率的是自然选择。
4．英国的曼彻斯特地区有一种桦尺蛾。在自然条件下，桦尺蛾的体色受一对等位基因S和s控制，黑色（S）对浅色（s）是显性。19世纪中叶以前，桦尺蛾种群中S基因的频率很低。随着英国工业的发展，桦尺蛾种群中S基因的频率提高了很多，如下表：
请根据上述材料回答：（1）1850年以前，浅色桦尺蛾比例很高，黑色桦尺蛾比例很低，这表明稀有的黑色型是由浅色型通过 产生的。（2）从1850年到1898年间，黑色桦尺蛾逐渐取代浅色桦尺蛾，这表明黑色基因（S）和浅色基因（s）的频率均发生 。（3）被污染的环境使得浅色桦尺蛾容易被鸟类捕食而处于选择劣势，黑色桦尺蛾由于具有保护色而处于选择优势，这一事实表明，种群中产生的变异是 ，经过长期的 ，使种群的 发生定向的改变，导致生物朝着一定的方向缓慢地进化。
解析：(1)稀有的黑色型是由浅色型通过突变产生的。(2)黑色桦尺蛾逐渐取代浅色桦尺蛾，这表明黑色基因(S)和浅色基因(s)的频率均发生定向改变。(3)种群产生的变异是不定向的，在自然选择的作用下，不利变异不断被淘汰，有利的变异逐渐积累，从而使种群基因频率发生定向改变。
教材第110页►【问题探讨】讨论：开放性试题，合理即可。教材第111页►【思考·讨论】1．（1）A配子占60%，a配子占40%。（2）子代基因型的频率：AA占36%；Aa占48%；aa占16%。（3）子代种群的基因频率：A占60%；a占40%。
（4）若干代以后种群的基因频率会同子一代一样。
2．对于自然界的种群来说，这5个条件不可能同时都成立。例如，翅色与环境色彩较一致的个体，被天敌发现的机会就少些。3．突变产生新的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的还是有害的。
教材第112～113页►【探究·实践】1．树干变黑会影响桦尺蛾种群中浅色个体的出生率，这是因为许多浅色个体可能在交配、产卵前就已被天敌捕食。2．在自然选择过程中，直接受选择的是表型。比如，天敌看到的是桦尺蛾的体色而不是控制体色的基因。
教材第114页►【练习与应用】一、概念检测1．（1）√（2）× 基因频率的变化受环境的影响。（3）√2．D 种群是指生活在一定区域的同种生物全部个体的集合。3．C 在一对等位基因中，一个基因的频率＝含该基因的纯合子的基因型频率＋杂合子的基因型频率×（1/2）。故基因B的频率为18%＋78%×（1/2）＝57%；基因b的频率为1－57%＝43%。4．C 环境温度变化，突变体的生存能力发生变化，这说明突变的有害或有利取决于生存环境。
二、拓展应用1．提示：如选择育种和杂交育种。2．提示：如果气候等其他条件也合适，并且这个种群具有一定的繁殖能力，该种群的个体数会迅速增加。否则，也可仍然处于濒危状态甚至绝灭。
知识梳理·填准记牢——自主·预习·先知一、种群和种群基因库1．种群的含义和特点(1)含义①范围：________。②组成：______生物的______个体。(2)特点①不是__________在一起。②彼此可以交配，并通过繁殖将__________遗传给后代。
二、种群基因频率的变化
三、自然选择对种群基因频率变化的影响1．原因：不断淘汰具有________的个体，选择保留具有________的个体。2．选择的对象(1)直接作用对象：个体的______。(2)最终选择的对象：决定表型的______。3．选择的结果(1)生物性状方面：朝着适应环境的方向不断进化。(2)基因方面：种群________会发生________改变。
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________。在实验室连续培养细菌时，如果向培养基中添加抗生素，________有可能存活下来。2．方法步骤
3．注意事项实验结束后，应将耐药菌、培养基、纸片等进行高温________处理，防止对环境造成污染。
知识应用·强化落实——效果·检测·定向判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)1．一个池塘中所有的鱼是一个种群。( )2．一个种群中某个体的所有的基因叫做这个种群的基因库。( )3．控制果蝇眼色的全部基因构成基因库。( )4．生活在同一地域的东北虎的全部基因构成一个种群基因库。( )5．某个种群中某等位基因如A和a的频率之和等于1。( )
提示：× 基因库指一个种群的全部基因。
6．变异不仅为生物进化提供了原材料，而且决定了生物进化的方向。( )7．种群的基因频率不变时，则生物没有发生进化。( )8．生物变异是不定向的，但生物进化是定向的。( )
课程标准阐明具有优势性状的个体在种群中所占比例将会增加用数学方法讨论自然选择使种群的基因频率发生变化素养达成1.分析、认同种群是生物进化的基本单位。（生命观念）2．运用归纳与概括、批判性思维阐释生物进化的原因。（科学思维）3．运用统计与概率的相关知识，解释并预测某一性状的分布及变化。（科学探究）4．引导人们关注不正确使用抗生素带来的危害，关注人体健康。（社会责任）。
你发现没有，自然界中的生物，各有其生存之道。有的善于飞翔，有的善于奔跑，有的善于游泳……这都是他们长期进化的结果。你知道他们都是如何进化的吗？
学习主题一 种群基因组成的变化【师问导学】任务一 阅读教材P110～112内容，思考回答下列问题：1．为什么生物进化的基本单位是种群而不是个体？
提示：因为个体的寿命是有限的，个体表型会随着个体的死亡而消失。决定生物性状的基因可以通过生殖而世代延续，并且在群体中扩散，因此生物进化应该研究群体的基因组成的变化。
2．突变具有低频性，能为生物进化提供原材料吗？
提示：突变的频率虽然很低，但一个种群往往由许多个体组成，而且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，可以为生物进化提供原材料。
3．突变大多数对生物体是不利的，能为进化提供原材料吗？
提示：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。
4．所有的变异都能导致种群基因频率的改变吗？为什么？
提示：不能。只有可遗传的变异才能影响种群基因库的组成，才能改变基因频率。
5．基因突变和基因重组对种群遗传组成的影响一样吗？试分析原因。
提示：二者都能对种群遗传组成产生影响，但影响角度不一样。只有基因突变才能出现新基因，才能丰富基因库，改变基因频率，从而影响种群的遗传组成；而基因重组不能产生新基因，只能增加基因型的种类，以此来影响种群的遗传组成。
任务二 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”，这种说法正确吗？分析原因。
提示：不正确。发生在体细胞中的突变，可以通过无性繁殖的方法传递给后代，如发生基因突变的花芽或叶芽，通过植物组织培养技术或者嫁接的方法可以传递给下一代，因此能为生物进化提供原材料。
任务三 根据教材P112～113“探究·实践”提供的资料，回答下列问题：1．桦尺蛾种群中产生的可遗传的变异有哪些类型？ 2.对桦尺蛾种群来说，在自然选择过程中直接受选择的是表型还是基因型？为什么？
提示：突变（包括基因突变和染色体变异）和基因重组。
提示：直接受选择的是表型。因为天敌等直接看到的是性状，而不是控制性状的基因。
3．根据表格中的数据分析，桦尺蛾种群发生进化了吗？判断的依据是什么？ 4．根据资料分析，决定桦尺蛾进化方向的是什么？为什么？
提示：发生了进化。依据是桦尺蛾种群的基因频率发生了改变。
提示：自然选择。在自然选择的作用下，具有有利变异的个体有更多机会产生后代，种群中相应基因的频率会不断提高；相反，具有不利变异的个体保留下来的机会少，相应基因的频率会下降。
【重点笔记】1．影响种群基因频率变化的因素（1）外因：自然选择。（2）内因：基因突变和部分染色体变异，如缺失和重复等能直接引起基因频率的变化，基因重组只改变了基因型频率，在自然选择的作用下淘汰部分个体后可引起基因频率的变化。2．进化中的定向与不定向（1）变异是不定向的。（2）自然选择是定向的。（3）种群基因频率的变化是定向的。（4）生物进化的方向是定向的。
1.判断种群的“三要素”（1）生活在一定区域。（2）同种生物。（3）全部个体的集合。
2．影响基因频率变化的因素（1）基因突变，由于基因突变可以产生新的基因，从而使基因的种类发生变化，进而导致基因频率的改变。（2）基因重组，通过基因重组可以产生新的基因型，从而出现新的表型，不同表型的个体对环境的适应能力不同，因此可通过自然选择导致基因频率的改变。（3）变异是不定向的，自然选择是定向的，通过自然选择，不适应环境的个体被淘汰，适应环境的个体生存下来并繁殖后代，使某些基因频率增加，另一些基因频率减少。（4）迁移：迁移必然导致基因的流动，若迁入群体较大，且迁入群体与原群体的某些基因的频率存在较大差异，则对原群体的基因频率有较大影响。
3．生物进化的实质实例分析：以桦尺蛾的体色进化为例。由上图可以看出，生物进化的实质是种群基因频率发生改变，即在生物进化过程中某基因的频率如果逐渐增大，说明该基因控制的性状对环境的适应能力较强。
4．突变和基因重组产生进化的原材料（1）突变和基因重组使种群的基因频率发生不定向的改变。（2）由于突变和基因重组都是随机的、不定向的，因此它们只是提供了生物进化的原材料，不能决定生物进化的方向。
5．自然选择决定生物进化方向的原理分析
1．（合格考）下列有关种群的叙述中，不正确的是（ ）A．种群是生物进化的基本单位B．种群内的雌雄个体彼此可以交配C．种群是同种个体的机械集合D．种群是生物繁殖的基本单位
解析：同一种群的不同个体相互联系，并通过交配保持一个共同的基因库，因此，种群不是个体的机械集合。
2．（合格考）下列选项中，对种群的基因频率没有影响的是（ ）A．染色体数目改变 B．环境改变C．自由交配 D．基因突变
解析：影响种群的基因频率的因素有基因突变、基因重组和自然选择。自由交配的过程中，基因频率是不发生变化的。综上所述，ABD不符合题意，C符合题意。
3．（等级考）关于“现代生物进化理论”观点的阐述，下列哪项是错误的（ ）A．种群是生物进化的基本单位B．基因库在代代相传的过程中保持稳定不变C．生物进化实质上是种群基因频率发生变化的过程D．自然选择决定生物进化的方向
解析：生物进化是以种群为基本单位，A正确；基因库可在代代相传的过程中保持和发展，B错误；进化的实质是种群的基因频率的改变，C正确；自然选择决定生物进化的方向，D正确。
4．（等级考）（不定项）下图表示环境条件发生变化后某个种群中A和a的基因频率的变化情况，下列说法正确的是（ ）A．环境条件发生变化后，使生物产生适应性的变异B．P点时两曲线相交，此时A和a的基因频率均为50%C．Q点时表示环境发生了变化，A基因控制的性状更适应环境D．在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变
解析：变异是不定向的，变异发生后，在自然（环境条件）选择下，适应性的变异被选择保留下来，导致种群的基因频率发生定向改变，A错误，D正确；P点时两曲线相交，此时A和a的基因频率相等，均为50%，B正确；Q点后A的基因频率增大，表示环境发生了变化，A基因控制的性状更适应环境，C正确。
学习主题二 基因频率与基因型频率的相关计算任务一 阅读教材P111第二自然段，分析探究下列问题：根据下列条件，计算种群的基因频率。1．以一对常染色体上的等位基因A、a为例，若已知种群中基因型为AA、Aa和aa的个体数目分别为a1、a2、a3，如何计算种群中A的基因频率？
2．若已知AA、Aa和aa的基因型频率分别为P1、P2、P3，如何计算A的基因频率？ 3．以只位于X染色体上的一对等位基因XB、Xb为例，若已知基因型为XBXB、XBXb、XbXb、XBY和XbY的个体数分别为a1、a2、a3、a4、a5，试求XB的基因频率。
提示：A的基因频率＝AA的基因型频率＋1/2Aa的基因型频率＝P1＋1/2P2。
任务二 试分析导致种群基因库改变的因素。
提示：基因突变；染色体变异；自然选择；种群个体数量过少；种群个体的迁入、迁出。
【重点笔记】1．遗传平衡定律（哈代—温伯格定律）（1）使用条件：①种群个体数量足够多；②所有的雌雄个体间都能自由交配并产生可育后代；③没有迁入和迁出；④不同表型的个体生存和繁殖的机会是均等的；⑤不发生基因突变。（2）实质与性质：同时满足上述5个条件的种群，处于遗传平衡状态，其种群基因频率和基因型频率将世代保持不变。（3）数学表达式：设A的基因频率为p，a的基因频率为q，且p＋q＝1，则AA的基因型频率＝p2，aa的基因型频率＝q2，Aa的基因型频率＝2pq，且p2＋2pq＋q2＝1。
2．易错警示（1）基因频率是指一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比值。（2）影响基因频率的因素不只是环境，还有基因突变、生物的迁移等。（3）基因频率不改变，基因型频率不一定保持不变。如杂合子Aa自交后代，基因频率不变，而基因型频率改变。
3．基因频率和基因型频率的变化分析（1）杂合子连续自交时，尽管基因频率不变，但后代的基因型频率会发生改变，表现为纯合子所占比例不断增大，杂合子所占比例不断减小。（2）在无基因突变、无迁入和迁出、各种基因型的个体生活力相同时，自由交配遵循遗传平衡定律，上下代之间种群的基因频率及基因型频率不变。（3）基因频率相同的两个种群，它们的基因型频率不一定相同；当基因型频率发生改变时，基因频率不一定发生改变。4．误区警示伴X染色体遗传病中，男性中患者的表型（色盲）概率＝相关基因型（XbY）的频率＝相关基因（b）的频率。
方法二：通过基因型频率计算AA基因型频率为：30%Aa基因型频率为：60%aa基因型频率为：10%A基因频率＝AA的基因型频率＋1/2Aa基因型频率＝30%＋1/2×60%＝60%a基因频率＝aa的基因型频率＋1/2Aa基因型频率＝10%＋1/2×60%＝40%假设：①昆虫种群数量非常大；②所有的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代；③没有迁入和迁出；④不同翅色的个体生存和繁殖的机会是均等的；⑤基因A和a都不产生突变。
假设1870年，桦尺蛾种群的基因型频率为SS 10%，Ss 20%，ss 70%，S基因的频率为20%。在树干变黑这一环境条件下，假如树干变黑不利于浅色桦尺蛾的生存，使得种群中浅色个体每年减少10%，黑色个体每年增加10%。第2～10年间，该种群每年的基因型频率各是多少？每年的基因频率是多少？
【师说核心】1.基因频率和基因型频率比较
题型三 X染色体上基因的基因频率的计算XY型性别决定的生物，基因在X染色体上，Y染色体上无等位基因，计算时只计X染色体上的基因数，不考虑Y染色体。ZW型性别决定也是这样。(N表示个体数)。不涉及Y染色体，XB＋Xb＝1。
3．自交、自由交配与基因频率改变的关系（1）自交是指基因型相同的个体交配，雌雄同株植物是指自花传粉。自交的结果是杂合基因型频率降低，纯合基因型频率增加，在无选择条件下，各基因频率不变。（2）自由交配是指种群内雌雄个体间相互交配。在无选择的条件下，基因频率、基因型频率均保持不变，相关计算可按哈代—温伯格遗传平衡定律进行。（3）只要种群的基因频率不变，即使基因型频率改变，种群也未发生进化。
1．（合格考）基因型为BB的个体占18%、Bb的个体占78%，则基因B和b的基因频率分别是（ ）A．18% 82% B．36% 64%C. 57% 43% D．92% 8%
解析：B的基因频率＝18%＋1/2×78%＝57%，b的基因频率＝1－57%＝43%。
2．（合格考）果蝇的长翅（V）和残翅（v）由一对常染色体上的等位基因控制。假定某果蝇种群有20 000只果蝇，其中残翅果蝇个体数量长期维持在4%，若再向该种群中引入20 000只纯合长翅果蝇，在不考虑其他因素影响的前提下，关于纯合长翅果蝇引入后种群的叙述，错误的是（ ）A.v基因频率降低了50% B.V基因频率增加了50%C.杂合果蝇比例降低了50% D.残翅果蝇比例降低了50%
解析：因该果蝇种群vv的基因型频率为4%，由遗传平衡定律公式算出v＝0.2，V＝0.8，进而计算出引入纯种长翅果蝇前，基因型为vv的果蝇有0.04×20 000＝800(只)，基因型为Vv的果蝇有2×0.2×0.8×20 000＝6 400(只)，VV有0.8×0.8×20 000＝12 800(只)。引入20 000只纯合长翅果蝇后，基因频率v＝(800×2＋6 400)/(40 000×2)＝0.1，V＝1－0.1＝0.9，故A正确、B错误；因Vv、vv的数目不变，而该种群的总数增加一倍，所以Vv、vv的基因型频率均降低了50%，C、D正确。
3．（等级考）在一个随机交配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20%，Aa基因型的频率为80%，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.1/5 B．1/4C.3/7 D．11/21
解析：根据题干信息，亲代中，A的基因频率为20%＋80%×(1/2)＝60%，a基因的频率为80%×(1/2)＝40%。随机交配得到的子一代的基因型及其比例为AA∶Aa∶aa＝(60%×60%)∶(2×60%×40%)∶(40%×40%)＝36%∶48%∶16%。又因aa基因型为致死型，故随机交配繁殖一代后，AA基因型的个体占36%/(36%＋48%)＝3/7。
4．（等级考）某植物种群中，AA个体占16%，aa个体占36%。该种群随机交配产生的后代中AA个体百分比、A基因频率和自交产生的后代中AA个体百分比、A基因频率的变化依次为（ ）A.增大，不变；不变，不变 B.不变，增大；增大，不变C.不变，不变；增大，不变 D.不变，不变；不变，增大
解析：随机交配的种群，基因频率和基因型频率稳定不变，保持平衡，符合遗传平衡定律。自交时，基因频率不变，杂合子所占比例会逐代减少，纯合子所占比例逐代增多，所以AA个体百分比会增大。
学习主题三 探究抗生素对细菌的选择作用任务一 根据教材P115“探究·实践”，回答下列问题：1．要从什么位置挑取细菌再进行培养？原因是什么？2．连续培养几代后，抑菌圈的直径发生了什么变化？这说明抗生素对细菌产生了什么作用？
提示：从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌。因为抑菌圈边缘生长的细菌可能是耐药菌。
提示：抑菌圈由大变小，细菌繁殖快，在繁殖过程中会不断地突变，产生耐药性，被含有抗生素的纸片筛选出来。因为含有抗生素的纸片在培养基上会形成一个以纸片为中心的浓度梯度，所以耐药性较强的细菌会分布在抑菌圈的边缘，挑取抑菌圈边缘的细菌进行连续培养，相当于提高了耐药性的基因频率，继续用抗生素筛选会筛选出耐药性更强的细菌。因此，抑菌圈会由大变小。
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？怎么理解变异是有利还是有害的？
提示：本实验中细菌产生的耐药性变异有利于细菌的生存，属于有利变异。在生物进化过程中，生物产生的有利变异是指有利于生物生存、适应环境的变异，而不是对人类有利的变异。
任务二 滥用抗生素的现象十分普遍，请举例说明滥用抗生素的危害。
提示：①增强细菌的耐药性：抗生素的滥用及不合理的使用在一定程度上使抗生素接触细菌的机会增大，使细菌耐药性积累并加强，使抗生素的药效减弱，甚至完全不起作用。②不良反应繁多：滥用抗生素导致大量不良反应产生，如应用氯霉素时可引发再生障碍性贫血。③菌群失调：抗生素的长期大量滥用，使未被抑制的细菌类型繁殖迅速，造成菌群失调的情况，导致患者免疫力下降，病情加重或产生新的病变。
1.抑菌作用机理分析氨苄西林、阿莫西林和头胞克肟，主要抑制细菌细胞壁的合成，细胞壁形成一旦受阻，细菌就不能正常繁殖。硫酸庆大霉素主要抑制细菌蛋白质合成和破坏细菌细胞膜的完整性，蛋白质合成受阻和细胞膜的完整结构遭到破坏，也导致细菌无法正常繁殖。诺氟沙星主要抑制DNA解旋酶，使DNA复制受阻，从而导致细菌死亡，对细菌的正常繁殖影响最大。注：酵母菌和大肠杆菌对诺氟沙星的耐受能力不同，这与酵母菌的DNA主要分布于细胞核而大肠杆菌的DNA主要分布于拟核有关。
2.教材P115“探究·实践”实验现象的分析和实验结论（1）实验现象与区域①相比，区域②③④纸片周围会出现抑菌圈；区域②③④抑菌圈的平均直径逐代变小。（2）实验结论①细菌耐药性的出现是发生了可遗传的变异。②抗生素的选择作用导致耐药菌比例逐代升高。
【重点笔记】1．要点归纳（1）抗生素不是诱变因子，因此细菌耐药性变异的产生与抗生素无关。（2）细菌产生耐药性变异的过程属于基因突变，而基因突变具有不定向性。（3）滤纸片上的抗生素杀死了其周围的细菌，使其不能形成菌落而出现抑菌圈。2．易错警醒变异在前，选择在后。
1．一般情况下，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。下列关于“探究抗生素对细菌的选择作用”的探究实践的说法错误的是（ ）A．放置不含抗生素的纸片起对照作用B．耐药菌发生了基因突变，不利于其生存C．重复几代，抑菌圈的直径会逐渐减小D．本实验说明抗生素对细菌有选择作用
解析：探究抗生素对细菌的选择作用，自变量为是否使用抗生素，故放置不含抗生素的纸片，属于对照组，起对照作用，A正确；耐药菌发生了基因突变，能在含有抗生素的培养基中生存，因此耐药菌发生了基因突变，有利于其生存，B错误；重复几代，细菌的抗药性越来越强，抑菌圈的直径会逐渐减小，C正确；随着培养代数的增加，抑菌圈逐渐减小，说明抗生素能定向选择耐药菌，D正确。
2．抗生素纸片扩散法是指将浸有抗生素的纸片贴在涂有细菌的琼脂平板上，在纸片周围一定距离内的细菌生长受到抑制，过夜培养后形成一个抑菌圈。利用该方法观察某细菌在含有抗生素的培养基上的生长状况，可探究抗生素对细菌的选择作用。下列关于该实验的说法正确的是（ ）A．抗生素使细菌发生耐药性突变，这是细菌适应抗生素的结果B．实验中可以通过抑菌圈的大小来判定抗生素的抑菌效果C．从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌继续培养，连续选择几代后抑菌圈的直径会变大D．在本实验条件下，细菌产生耐药性的变异对人类而言是有利变异
解析：抗生素只对细菌的耐药性突变进行选择，不是抗生素使细菌发生耐药性突变，A错误；如果细菌对抗生素敏感，在该抗生素纸片周围会出现抑菌圈，抑菌圈越大，说明细菌对抗生素越敏感，因此实验中可以通过抑菌圈的大小来判定抗生素的抑菌效果，B正确；抑菌圈边缘的菌落对该抗生素不敏感，从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌继续培养，连续选择几代后抑菌圈的直径会变小，C错误；在本实验中，能够耐抗生素的细菌生存下来，不能耐抗生素的细菌不能生长繁殖，因此在抗生素的选择下，细菌产生耐药性的变异对细菌而言是有利变异，D错误。
主干落实1.一个种群中全部个体所含有的全部基因，叫作这个种群的基因库。2．种群是生物进化的基本单位。3．突变和基因重组产生进化的原材料。4．自然选择决定生物进化的方向。5．生物进化的实质是种群基因频率的改变。
1.有关基因频率和生物进化的关系，以下说法正确的是（ ）A．生物只要发生进化，基因频率就会改变B．只有新物种形成时，才发生基因频率的改变C．基因频率的改变不一定引起生物的进化D．生物在进化的过程中不一定有基因频率的改变
解析：生物进化的实质就是种群基因频率的改变。所以基因频率改变生物就进化，基因频率不改变生物就没有进化。
2．如果一个种群中，控制某一性状的基因频率增加，说明（ ）A．控制该性状的基因不能传递给子代B．该种群的全部个体为纯合子C．该种群的繁殖速度加快D．该性状对环境条件有较强的适应性
解析：一个种群中，控制某一性状的基因频率增加，说明该基因控制的性状具有较强的适应性，能够传递给子代，A错误；控制某一性状的基因频率的增加并不一定导致该种群的全部个体都成为纯合子，B错误；控制某一性状的基因频率的增加该种群的繁殖速度不一定加快，C错误；控制某一性状的基因频率增加是自然选择的结果，说明该基因控制的性状对环境条件具有较强的适应性，D正确。
3．现代生物进化理论认为，生物进化的实质是种群基因频率的改变。可以定向改变种群基因频率的是（ ）A．基因突变 B．基因重组C．自然选择 D．迁移
解析：能定向改变种群基因频率的是自然选择。
4．英国的曼彻斯特地区有一种桦尺蛾。在自然条件下，桦尺蛾的体色受一对等位基因S和s控制，黑色（S）对浅色（s）是显性。19世纪中叶以前，桦尺蛾种群中S基因的频率很低。随着英国工业的发展，桦尺蛾种群中S基因的频率提高了很多，如下表：
请根据上述材料回答：（1）1850年以前，浅色桦尺蛾比例很高，黑色桦尺蛾比例很低，这表明稀有的黑色型是由浅色型通过 产生的。（2）从1850年到1898年间，黑色桦尺蛾逐渐取代浅色桦尺蛾，这表明黑色基因（S）和浅色基因（s）的频率均发生 。（3）被污染的环境使得浅色桦尺蛾容易被鸟类捕食而处于选择劣势，黑色桦尺蛾由于具有保护色而处于选择优势，这一事实表明，种群中产生的变异是 ，经过长期的 ，使种群的 发生定向的改变，导致生物朝着一定的方向缓慢地进化。
解析：(1)稀有的黑色型是由浅色型通过突变产生的。(2)黑色桦尺蛾逐渐取代浅色桦尺蛾，这表明黑色基因(S)和浅色基因(s)的频率均发生定向改变。(3)种群产生的变异是不定向的，在自然选择的作用下，不利变异不断被淘汰，有利的变异逐渐积累，从而使种群基因频率发生定向改变。
教材第110页►【问题探讨】讨论：开放性试题，合理即可。教材第111页►【思考·讨论】1．（1）A配子占60%，a配子占40%。（2）子代基因型的频率：AA占36%；Aa占48%；aa占16%。（3）子代种群的基因频率：A占60%；a占40%。
（4）若干代以后种群的基因频率会同子一代一样。
2．对于自然界的种群来说，这5个条件不可能同时都成立。例如，翅色与环境色彩较一致的个体，被天敌发现的机会就少些。3．突变产生新的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的还是有害的。
教材第112～113页►【探究·实践】1．树干变黑会影响桦尺蛾种群中浅色个体的出生率，这是因为许多浅色个体可能在交配、产卵前就已被天敌捕食。2．在自然选择过程中，直接受选择的是表型。比如，天敌看到的是桦尺蛾的体色而不是控制体色的基因。
教材第114页►【练习与应用】一、概念检测1．（1）√（2）× 基因频率的变化受环境的影响。（3）√2．D 种群是指生活在一定区域的同种生物全部个体的集合。3．C 在一对等位基因中，一个基因的频率＝含该基因的纯合子的基因型频率＋杂合子的基因型频率×（1/2）。故基因B的频率为18%＋78%×（1/2）＝57%；基因b的频率为1－57%＝43%。4．C 环境温度变化，突变体的生存能力发生变化，这说明突变的有害或有利取决于生存环境。
二、拓展应用1．提示：如选择育种和杂交育种。2．提示：如果气候等其他条件也合适，并且这个种群具有一定的繁殖能力，该种群的个体数会迅速增加。否则，也可仍然处于濒危状态甚至绝灭。
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