高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》种群基因组成的变化学案及答案

这是一份高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》种群基因组成的变化学案及答案，共7页。学案主要包含了种群基因组成的变化，隔离在物种形成中的作用等内容，欢迎下载使用。
导学案
★学习目标与核心素养
1.生命观念：阐述种群、种群基因库、基因频率等概念的内涵；阐明自然选择对种群基因频率变化的影响。
2.科学思维：说明隔离在物种形成中的作用。
3.科学探究：运用数学方法讨论种群基因频率的变化。
★学习重点难点
教学重点：
1.种群、物种、基因频率、隔离等概念；
2.变异、选择和隔离在生物进化中的作用。
教学难点：
1.自然选择对种群基因频率变化的影响；
2.隔离在物种形成中的作用。
★学习过程
一、种群基因组成的变化
自然选择直接作用的是生物的_______，而且是个体的_______。但研究生物的进化，仅研究_______和_______是不够的，还必须研究种群_____________________。
1.种群和种群基因库
（1）种群：生活在______________的_______生物______________的集合叫作种群。
种群中的个体并不是机械地集合在一起，而是彼此可以交配实现______________，并通过繁殖将各自的基因遗传给后代。
（2）种群的基因库：一个种群中_________所含有的_________，叫作这个种群的基因库。
（3）基因频率：在一个种群基因库中，某个基因占________________的比值，叫作基因频率。基因频率=某基因的数目/该基因的________________=纯合子基因型频率+_________
________________。
【思考·讨论·用数学方法讨论基因频率的变化】
1.假设上述昆虫种群非常大，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，不同翅色的个体生存和繁殖的机会是均等的，基因A和a都不产生突变，根据孟德尔的分离定律计算。
（1）该种群产生的A配子和a配子的比值各是多少？
（2）子代基因型的频率各是多少？
（3）子代种群的基因频率各是多少？
（4）将计算结果填入右表，想一想，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？
2.上述计算结果是建立在5个假设条件基础上的。对自然界的种群来说，这5个条件都成立吗？你能举出哪些实例？
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，种群的基因频率会发生变化吗？基因A2的频率可能会怎样变化？
哈迪——温伯格定律：一个有性生殖的自然种群中，在符合以下五个条件的情况下，种群的基因频率和基因型频率可以世代相传不发生变化，保持平衡。五个条件：a.种群非常大；b.所有雌雄个体之间________________；c.没有________和________；d.没有___________；e.没有________和重组。
若种群中一对等位基因为A和a，设A的基因频率=p，a的基因频率=q，因为（p＋q）=A%+a%=1，则（p+q）2=p2+2pq+q2=AA%+Aa%+aa%=1。AA的基因型频率=________；aa的基因型频率=________；Aa的基因型频率=________。
自交和自由交配时基因频率和基因型频率的变化规律：
2.种群基因频率的变化
基因突变在自然界是普遍存在的，基因突变产生新的________________，这就可以使种群的基因频率发生变化。达尔文曾明确指出，________________提供了生物进化的原材料。现代遗传学研究表明，________________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________。
【知识链接】回忆前面所学的知识，想一想，染色体数目和结构的变异都能引起种群基因频率的变化吗？
突变的有利与有害是________的，而不是________的，这往往取决于生物的________。
【探究·实践·探究自然选择对种群基因频率变化的影响】
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？
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？
【探究·实践·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？
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。
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？
4.你认为你的数据和结论是有效的吗？
5.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？请你查阅资料，举出更多滥用抗生素的实例。
二、隔离在物种形成中的作用
1.物种的概念
能够在自然状态下________并且产生________的一群生物称为一个物种，简称“种”。不同物种之间一般是不能________的，即使交配成功，也不能产生___________，这种现象叫做生殖隔离。
2.隔离在物种形成中的作用
同种生物由于________________而分成不同的种群，使得种群间不能发生________的现象，叫做地理隔离。
地理隔离和生殖隔离都是指不同群体间的个体，在________条件下基因不能________的现象，统称为隔离。隔离的实质：阻止种群间的________。
【思考·讨论·隔离在物种形成中的作用】
1.设想南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。这两个种群的个体数量都不多。它们的基因频率一样吗？
2.不同岛屿上的地雀种群，产生突变的情况一样吗？
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？
4.如果这片海域只有一个小岛，还会形成这么多种地雀吗？
3.物种形成的三种方式
（1）________——如加拉帕戈斯群岛上13种地雀的形成。这是物种形成的主要（普遍）方式。
（2）骤变式——主要是通过________________的方式形成新物种，一旦出现可以很快形成________________，此种方式多见于植物。
（3）人工创造新物种——通过________________（如番茄—马铃薯）、多倍体远缘杂交（如甘蔗—萝卜）、________育种（如八倍体小黑麦）等方式也可以创造新物种。
4.物种形成的三个环节
（1）________________产生进化的原材料；
（2）________________导致种群基因频率的定向改变；
（3）________导致物种形成。
【思考】被子植物的出现为传粉昆虫的形成创造了条件，后者又成为食虫鸟类繁盛的前奏。你还能举出其他例子吗？
★课堂作业
1.已知人眼中的褐色（A）对蓝色（a）是显性。在一个有30000人的人群中，蓝眼人有3600人，褐眼的有26400人，其中纯合体有12000人。那么，在这个人群中A和a基因频率分布为（ ）
和0.36 和0.64 和0.50 和0.18
2.在某一种群中，已调查得知，隐性性状者（等位基因用A、a表示） 占16%，那么该性状的AA、Aa基因型个体出现的频率分别为（ ）
、0.48 、0.24 、0.48 、0.36
3.有翅昆虫有时会出现残翅或无翅的突变类型，这类昆虫在正常情况下很难生存下去。但在经常刮大风的海岛上，这些突变类型的昆虫因不能飞行，从而避免了被风吹到海里淹死。这个事例说明（ ）
A.突变多数是有害的 B.突变多数是有利的
C.突变的有害和有利并不是绝对的 D.突变的有害和有利是绝对的
4.在19世纪中叶以前，英国曼彻斯特地区的桦尺蠖几乎都是浅色型（s）的，随着工业的发展，工厂排出的煤烟逐渐将树皮熏成黑褐色，到了20世纪中叶，黑色型（S）的桦尺蠖成了常见类型。下列与此相关的叙述中正确的是（ ）
A.自然选择的方向发生了改变，所以自然选择是不定向的
B.桦尺蠖种群进化过程中接受选择的是各种基因型的个体
C.该地区桦尺蠖种群进化过程中Ss的基因型频率不会改变
D.长时间的环境污染导致s基因突变成S基因的频率增加
5.据报道，某地爆发致命超级细菌，导致一名3岁男童死亡。超级细菌是指对多数抗生素耐药的细菌，能让抗生素失效造成人体严重感染。下列关于超级细菌的叙述不符合达尔文进化观点的是（ ）
A.超级细菌对多数抗生素具有耐药性，是抗生素不断选择的结果
B.细菌中原来就存在对抗生素具有耐药性的个体
C.抗生素的选择和细菌的变异都是定向的
D.新品种抗生素的使用会影响超级细菌的进化
6.下列关于生物进化的叙述，错误的是（ ）
A.某物种仅存一个种群，该种群中每个个体均含有这个物种的全部基因
B.虽然亚洲与澳洲之间存在地理隔离，但两洲人之间并没有生殖隔离
C.无论是自然选择还是人工选择作用，都能使种群基因频率发生定向改变
D.古老地层中都是简单生物的化石，而新近地层中含有复杂生物的化石
7.下图表示某小岛上蜥蜴进化的基本过程，X、Y、Z表示生物进化的基本环节。下列相关叙述正确的是（ ）
A.图中X、Y、Z分别表示基因突变、自然选择、隔离
B.自然选择的直接对象是个体的表现型而非基因型
C.蜥蜴进化说明形成了生殖隔离
D.自然选择是导致蜥蜴变异的根本原因
8.下列关于隔离的叙述，不正确的是（ ）
A.阻止了种群间的基因交流
B.物种的形成都必定先经过长期的地理隔离
C.遗传组成上的差异是产生生殖隔离的根本原因
D.多倍体植物的产生不需要经过地理隔离
9.澳洲某小岛上生活着两种棕榈科植物。研究认为：在200万年前，它们的共同祖先迁移到该岛时，一部分生活在pH较高的石灰岩上，开花较早；另一部分生活在pH较低的火山灰上，开花较晚。由于花期不同，不能相互授粉，经过长期演变，最终形成两个不同的物种。下列有关分析正确的是（ ）
A.土壤酸碱度的选择作用，诱发个体产生不同的变异
B.基因突变产生新的等位基因，导致种群基因频率定向改变
C.花期不同阻止了基因交流，最终形成了生殖隔离
D.若将这两种植物种植在相同环境中，它们能杂交产生可育后代亲代基因型的频率
AA（30%）
Aa（60%）
aa（10%）
配子的比率
子一代基因型频率
子一代基因频率
子二代基因型频率
子二代基因频率
交配方式
基因频率
基因型频率
自交
自由交配
处于遗传平衡
不处于遗传平衡