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高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》一 种群基因组成的变化教学ppt课件
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这是一份高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》一 种群基因组成的变化教学ppt课件，共29页。PPT课件主要包含了自然选择，直接对象，个体的性状表型，这个群体就是种群，根本对象，种群的基因，种群和种群基因库，基因库，基因频率，基因型频率等内容，欢迎下载使用。
第六章 生物的进化
第3节 种群基因组成的变化与物种的形成
第1课时 种群基因组成的变化
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。
生活在一定区域的同种生物的全部个体叫作种群。
①一个池塘中的全部鱼 ②一个池塘中的全部鲤鱼③两个池塘内的全部蓝细菌④一片草地上的全部植物⑤一片草地上的成年梅花鹿
判断下面例子是不是一个种群：
种群是生物进化的基本单位，种群中的雌雄个体可以通过繁殖将各自的基因遗传给后代。种群也是生物繁殖的单位。
同前一年的蝗虫种群相比，新形成的蝗虫种群在基因组成上会有什么变化吗？
一个种群中全部个体所含有的全部基因。
在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率。
在一个种群基因库中，某个基因型的个体占个体总数的比值。
在某昆虫种群中，决定体色为黑色的基因是A，决定体色为褐色的基因是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的个体分别是30、60和10个，求A和a的基因频率。
例：在调查红绿色盲时，随机抽查了200人，其中男女各100人。女性患者1人，携带者3人，男性患者4人。色盲基因的频率为多少？
A基因频率 = AA的基因型频率+1/2Aa基因型频率
= 30%+1/2×60% = 60%
= 10%+1/2×60% = 40%
AA=30% Aa=60% aa=10%
a基因频率 = aa的基因型频率+1/2Aa基因型频率
类型2：已知基因型频率求基因频率
假设上述昆虫种群数量非常大，所有雌雄个体都能自由交配并能产生后代，没有迁入和迁出，不同基因型的个体生存和繁殖的机会是均等的，基因A和a都不产突变，根据孟德尔的分离定律计算。
一个种群繁殖若干代后，其基因频率会不会发生变化？
遗传平衡：种群基因频率和基因型频率不发生变化
当群体满足以下五个条件： ①昆虫群体数量足够大； ②全部的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代； ③没有迁入与迁出； ④自然选择对性状没有作用； ⑤基因A和a都不产生突变
设A的基因频率为p，a的基因频率为q；则有p+q=1，那么
种群的基因频率将不会改变
(p + q)2 =p2 + 2pq + q2
类型3：利用遗传平衡定律（哈代 —— 温伯格定律）
◆上述计算结果是建立在5个假设条件基础上的。对于自然界的种群来说，这5个条件都成立吗?
生物进化的实质：种群基因频率发生变化。
（提供生物进化的原材料）
基因突变在自然界是普遍存在的。基因突变产生新的等位基因，这就可以使种群的基因频率发生变化。
二、种群基因频率的变化
思考：在自然情况下，突变的频率是很低的，且多数是有害的，对生物的进化有重要意义吗？
例: 果蝇一组染色体上约有1.3×104基因，假定每个基因的突变率都是10-5，若有一个中等数量的果蝇种群（约有108个个体），那么每一代出现基因突变数是多少呢？
2×1.3× 104
每一代就会产生大量的突变个体，且大多数突变对生物体是有害的。突变的有利与有害是相对的而不是绝对的，这往往取决于生物的生存环境。
①基因突变产生新的等位基因，这就可以使种群的基因频率发生变化。
种群中出现大量可遗传的变异
形成了进化的原材料,不能决定生物进化的方向
②突变（基因突变和染色体变异）和基因重组产生进化的原材料。
黑色(S基因)和浅色(s基因)桦尺蛾的数量变化
三、自然选择对种群基因频率变化的影响
假设桦尺蛾种群个体总数为100个。
SS基因型频率=11/96=11.5%Ss基因型频率=22/96=22.9%ss基因型频率=63/96=65.6%
SS=10个Ss=20个Ss=70个
SS= 10×1.1=11个Ss= 20×1.1=22个ss= 70×0.9=63个
S频率=11.5%+1/2×22.9%=23%
s频率=65.6%+1/2×22.9%=77%
根据课本P113数字话情境的内容，计算第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？
结论：在自然选择的作用下,可以使基因频率发生定向改变。
思考1.树干变黑会影响桦尺蠖种群中浅色个体的出生率吗？为什么？
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？
会，因为树干变黑后，浅色个体容易被发现，被捕食的概率增加，许多个体可能没有交配、产卵前就被天敌捕食，导致其个体数减少，影响出生率。
表现型，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蠖时，看到的是桦尺蠖的体色而不是控制体色的基因。
变黑的环境使控制浅色的s基因频率减少,S基因频率增加。自然选择使基因频率定向改变→自然选择决定生物进化的方向
探究实践：探究抗生素对细菌的选择作用
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。
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。
1.记号笔将培养基分为四个区并标号
2.将细菌涂布在培养基平板上
3.将含抗生素的纸片和不含抗生素的纸片置于不同的分区， 盖上皿盖。
4.将培养皿倒置于37℃的恒温箱中培养12~16h
5.观察并测量抑菌圈直径,并取平均值
思考1：在连续培养几代后，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？
抑菌圈的直径随着培养代数的增加而逐渐缩小;说明在细菌在抗生素的选择作用下，细菌的抗药性逐渐增强。
思考：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。
思考：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。
思考：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，在此环境中就是有利变异。
1、下列关于种群的叙述中，错误的是（ ） A．种群是生物进化和繁殖的基本单位B．一个池塘中的全部鱼是一个种群C．一个种群中的全部基因构成该种群的基因库D．种群内的个体会死亡，但基因库却可在代代相传的过程中得以保持和发展
第六章 生物的进化
第3节 种群基因组成的变化与物种的形成
第1课时 种群基因组成的变化
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。
生活在一定区域的同种生物的全部个体叫作种群。
①一个池塘中的全部鱼 ②一个池塘中的全部鲤鱼③两个池塘内的全部蓝细菌④一片草地上的全部植物⑤一片草地上的成年梅花鹿
判断下面例子是不是一个种群：
种群是生物进化的基本单位，种群中的雌雄个体可以通过繁殖将各自的基因遗传给后代。种群也是生物繁殖的单位。
同前一年的蝗虫种群相比，新形成的蝗虫种群在基因组成上会有什么变化吗？
一个种群中全部个体所含有的全部基因。
在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率。
在一个种群基因库中，某个基因型的个体占个体总数的比值。
在某昆虫种群中，决定体色为黑色的基因是A，决定体色为褐色的基因是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的个体分别是30、60和10个，求A和a的基因频率。
例：在调查红绿色盲时，随机抽查了200人，其中男女各100人。女性患者1人，携带者3人，男性患者4人。色盲基因的频率为多少？
A基因频率 = AA的基因型频率+1/2Aa基因型频率
= 30%+1/2×60% = 60%
= 10%+1/2×60% = 40%
AA=30% Aa=60% aa=10%
a基因频率 = aa的基因型频率+1/2Aa基因型频率
类型2：已知基因型频率求基因频率
假设上述昆虫种群数量非常大，所有雌雄个体都能自由交配并能产生后代，没有迁入和迁出，不同基因型的个体生存和繁殖的机会是均等的，基因A和a都不产突变，根据孟德尔的分离定律计算。
一个种群繁殖若干代后，其基因频率会不会发生变化？
遗传平衡：种群基因频率和基因型频率不发生变化
当群体满足以下五个条件： ①昆虫群体数量足够大； ②全部的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代； ③没有迁入与迁出； ④自然选择对性状没有作用； ⑤基因A和a都不产生突变
设A的基因频率为p，a的基因频率为q；则有p+q=1，那么
种群的基因频率将不会改变
(p + q)2 =p2 + 2pq + q2
类型3：利用遗传平衡定律（哈代 —— 温伯格定律）
◆上述计算结果是建立在5个假设条件基础上的。对于自然界的种群来说，这5个条件都成立吗?
生物进化的实质：种群基因频率发生变化。
（提供生物进化的原材料）
基因突变在自然界是普遍存在的。基因突变产生新的等位基因，这就可以使种群的基因频率发生变化。
二、种群基因频率的变化
思考：在自然情况下，突变的频率是很低的，且多数是有害的，对生物的进化有重要意义吗？
例: 果蝇一组染色体上约有1.3×104基因，假定每个基因的突变率都是10-5，若有一个中等数量的果蝇种群（约有108个个体），那么每一代出现基因突变数是多少呢？
2×1.3× 104
每一代就会产生大量的突变个体，且大多数突变对生物体是有害的。突变的有利与有害是相对的而不是绝对的，这往往取决于生物的生存环境。
①基因突变产生新的等位基因，这就可以使种群的基因频率发生变化。
种群中出现大量可遗传的变异
形成了进化的原材料,不能决定生物进化的方向
②突变（基因突变和染色体变异）和基因重组产生进化的原材料。
黑色(S基因)和浅色(s基因)桦尺蛾的数量变化
三、自然选择对种群基因频率变化的影响
假设桦尺蛾种群个体总数为100个。
SS基因型频率=11/96=11.5%Ss基因型频率=22/96=22.9%ss基因型频率=63/96=65.6%
SS=10个Ss=20个Ss=70个
SS= 10×1.1=11个Ss= 20×1.1=22个ss= 70×0.9=63个
S频率=11.5%+1/2×22.9%=23%
s频率=65.6%+1/2×22.9%=77%
根据课本P113数字话情境的内容，计算第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？
结论：在自然选择的作用下,可以使基因频率发生定向改变。
思考1.树干变黑会影响桦尺蠖种群中浅色个体的出生率吗？为什么？
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？
会，因为树干变黑后，浅色个体容易被发现，被捕食的概率增加，许多个体可能没有交配、产卵前就被天敌捕食，导致其个体数减少，影响出生率。
表现型，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蠖时，看到的是桦尺蠖的体色而不是控制体色的基因。
变黑的环境使控制浅色的s基因频率减少,S基因频率增加。自然选择使基因频率定向改变→自然选择决定生物进化的方向
探究实践：探究抗生素对细菌的选择作用
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。
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。
1.记号笔将培养基分为四个区并标号
2.将细菌涂布在培养基平板上
3.将含抗生素的纸片和不含抗生素的纸片置于不同的分区， 盖上皿盖。
4.将培养皿倒置于37℃的恒温箱中培养12~16h
5.观察并测量抑菌圈直径,并取平均值
思考1：在连续培养几代后，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？
抑菌圈的直径随着培养代数的增加而逐渐缩小;说明在细菌在抗生素的选择作用下，细菌的抗药性逐渐增强。
思考：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。
思考：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。
思考：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，在此环境中就是有利变异。
1、下列关于种群的叙述中，错误的是（ ） A．种群是生物进化和繁殖的基本单位B．一个池塘中的全部鱼是一个种群C．一个种群中的全部基因构成该种群的基因库D．种群内的个体会死亡，但基因库却可在代代相传的过程中得以保持和发展
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