25-26学年高中生物人教版必修第二册课件：第6章　第3节　第1课时　种群基因组成的变化及探究抗生素对细菌的选择作用

第1课时种群基因组成的变化及探究抗生素对细菌的选择作用1.种群的概念及特点(1)概念：生活在一定区域的 生物 的集合。如一片树林中的全部猕猴或一片草地上的所有蒲公英都可以看作一个种群。(2)特点：种群是生物进化的 ，种群中的雌雄个体可以通过繁殖将 遗传给后代。种群也是生物繁殖的单位。2.基因库一个种群中 个体所含有的 基因，叫作这个种群的基因库。梳理　教材新知同种全部个体基本单位各自的基因全部全部3.基因频率(1)概念：在一个种群基因库中，某个基因占 的比值。全部等位基因数(3)影响因素：突变、选择、迁移等。(1)一个种群中某基因占所有基因数的比值叫作基因频率(　　)提示　在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比值，叫作基因频率。×(2)在环境条件保持稳定的前提条件下，种群的基因频率不会发生变化(　　)提示　在环境条件保持稳定的前提条件下，种群的基因频率可能受基因突变、迁入和迁出等因素的影响而发生变化。×(3)若亲子代间基因频率不变，基因型频率也一定不变(　　)提示　若亲子代间基因频率不变，基因型频率可能发生改变，如基因型为Aa的个体自交，基因频率不变，但基因型频率发生改变。×(4)种群是生物进化的基本单位，自然选择的直接选择对象是个体的表型(　　)√任务一：用数学方法讨论基因频率的变化某桦尺蛾种群中，黑色体色的基因为S，浅色体色的基因为s，抽样调查100个个体，测得基因型为SS、Ss、ss的个体数分别为10个、20个、70个。假设该桦尺蛾种群非常大、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、不同体色的个体生存和繁殖的机会是均等的、基因S和s都不产生突变等。根据孟德尔的分离定律计算并回答问题：(1)该种群产生的S配子和s配子的比值各是多少？子一代基因型频率是多少？探究　核心知识提示　S配子占20%，s配子占80%。子一代基因型频率：SS占4%，Ss占32%，ss占64%。(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S占20%，s占80%。(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？请完成表格。提示　子二代、子三代以及若干代以后，种群的基因频率与子一代一样。4%32%64%20%80%易错警示(1)影响基因频率的因素不只是环境，还有突变、生物的迁移等。(2)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。1.(2023·无锡高一检测)下列关于基因库的描述，错误的是A.基因库是一个种群的全部个体所含的全部基因B.生物个体总是要死亡的，但基因库却因种群个体的繁殖而代代相传C.种群中每个个体都含有种群基因库中的全部基因D.基因突变可能改变基因库的组成√落实　思维方法2.在某个处于遗传平衡的种群中随机抽取一定数量的个体，其中基因型为AA的个体占18%，基因型为Aa的个体占78%，基因型为aa的个体占4%，基因A和基因a的基因频率分别是A.18%、82% B.36%、64%C.57%、43% D.92%、8%√梳理　教材新知1.种群基因频率的变化(1)原因：基因突变。(2)可遗传变异的来源突变基因突变染色体变异__________基因重组(3)可遗传变异的形成、特点和作用①形成：a. 产生新的等位基因；b.通过有性生殖过程中的基因重组，可以形成多种多样的 。②特点：随机的、 。③作用：只是提供生物进化的 ，不能决定生物进化的 。(4)变异的有利和有害是相对的，是由 决定的。基因突变基因型不定向的原材料方向生存环境2.自然选择对种群基因频率变化的影响(1)原因：在自然选择的作用下，具有有利变异的个体有更多的机会产生后代，种群中相应基因的频率会 ；相反，具有不利变异的个体留下后代的机会少，种群中相应基因的频率会 。(2)结果：在自然选择的作用下， 会发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化。不断提高下降种群的基因频率(1)从根本上讲，没有突变，就没有生物的进化(　　)(2)突变具有低频性，不能为生物进化提供原材料(　　)提示　突变和基因重组为生物的进化提供原材料。√(3)有害突变不能成为生物进化的原材料(　　)提示　突变的有利和有害是相对的，都可以为生物的进化提供原材料。×(4)所有变异都不能决定生物进化的方向，但都能提供进化的原材料(　　)提示　不可遗传的变异不能为生物的进化提供原材料。××任务二：探究自然选择对种群基因频率变化的影响根据教材“探究·实践”提供的资料，回答下列问题：(1)树干变黑对桦尺蛾浅色个体的出生率有影响吗？为什么？探究　核心知识提示　有影响；树干变黑后，许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天敌捕食，导致其个体数量减少，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？提示　直接受选择的是表型；因为天敌看到的是桦尺蛾的体色(表型)，而不是控制体色的基因。(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？提示　桦尺蛾种群发生了进化；依据是桦尺蛾种群的基因频率发生了改变。(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　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的机会产生后代，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留下后代的机会少，种群中相应基因的频率会下降。核心归纳(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)自然选择决定生物进化的方向有关基因频率与进化的分析和总结核心归纳(3)进化的实质是种群基因频率的改变。(4)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。有关基因频率与进化的分析和总结3.下列关于基因频率与生物进化关系的叙述，正确的是A.种群基因频率的改变不一定引起生物的进化B.生物进化的实质是种群基因频率的改变C.自然选择是影响基因频率的唯一因素D.生物性状的改变一定引起生物的进化落实　思维方法√4.在19世纪中叶以前，英国曼彻斯特地区的桦尺蛾几乎都是浅色型(ss)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_)的桦尺蛾成了常见类型。下列与此相关的叙述正确的是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.桦尺蛾种群进化过程中接受选择的是各种基因型的个体C.该地区桦尺蛾种群进化过程中Ss的基因型频率不会改变D.长时间的环境污染导致s基因定向突变成S基因√ 三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。梳理　教材新知耐药性耐药菌2.方法步骤相互垂直涂布器不含抗生素抗生素纸片12~16 h抑菌圈的直径抑菌圈边缘3.注意事项：实验结束后，应将耐药菌、培养基、纸片等进行高温灭菌处理，防止对环境造成污染。(1)细菌在抗生素的诱导作用下产生了抗药性基因(　　)(2)本实验所使用的涂布器、培养皿等都要进行灭菌处理(　　)×√任务三：探究抗生素对细菌的选择作用根据教材“探究·实践”，回答下列问题：(1)为什么要从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌？探究　核心知识提示　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)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？提示　在本实验条件下，耐药菌产生的变异一般来说是有利的；在特定环境中，有利于生物生存和繁殖的变异就是有利变异。(3)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？提示　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，导致抗生素药物失效。5.一般情况下，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”实验的说法中，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√落实　思维方法1234567891011121314对一对答案1234567891011121314对一对答案题组一　种群和种群基因库1.下列关于种群的叙述，错误的是A.种群是生物进化和繁殖的基本单位B.一片森林里的全部鸟是一个种群C.在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比值，叫作基因 频率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到保持和 发展1234567891011121314答案√2.(2021·广东，8)兔的脂肪白色(F)对淡黄色(f)为显性，由常染色体上一对等位基因控制。某兔群由500只纯合白色脂肪兔和1 500只淡黄色脂肪兔组成，F、f的基因频率分别是A.15%、85% B.25%、75%C.35%、65% D.45%、55%1234567891011121314答案√1234567891011121314答案3.(2023·扬州高一期末)某生物兴趣小组抽样调查的200人中，各种基因型的人数情况如表所示，则这200人中，b的基因频率为1234567891011121314答案A.85% B.30% C.20% D.15%√1234567891011121314答案题组二　种群基因频率的变化及自然选择对种群基因频率变化的影响4.(2023·保定高一联考)下列哪项对种群的基因频率没有直接影响A.自然选择 B.迁入和迁出C.基因突变 D.随机交配√1234567891011121314答案5.达尔文曾明确指出，可遗传的变异提供了生物进化的原材料。下列有关生物进化的说法，不正确的是A.可遗传的变异来源于基因突变、基因重组和染色体变异B.基因突变是生物变异的根本来源，但有害突变一般不能为生物进化提 供原材料C.突变产生的新基因，经有性生殖过程中的基因重组，为进化提供丰富 的原材料D.种群基因频率改变的快慢与基因控制的性状与环境适应的程度有关√1234567891011121314答案1234567891011121314答案1234567891011121314答案6.下列关于自然选择和生物进化的叙述，正确的是A.自然选择可导致不同地区种群基因库形成差异B.个体突变的方向决定了种群生物进化的方向C.自然选择决定了生物变异的方向和进化的方向D.生物进化的实质是种群基因型频率的改变√1234567891011121314答案题组三　探究抗生素对细菌的选择作用7.随着全球范围内抗生素的广泛和大量使用，抗药细菌不断出现，它可以通过多种途径对抗生素产生抗性，抗生素在不久的将来有可能成为一堆废物。请分析抗生素对细菌抗药性的产生所起的作用A.抗生素的不断使用，使细菌逐渐适应而产生抗药性B.细菌的变异是不定向的，抗生素对细菌进行了定向选择C.细菌的变异是定向的，抗生素对细菌进行了定向选择D.抗生素使细菌产生了定向变异√1234567891011121314答案8.(2024·北京平谷区高一质检)为了探究抗生素对细菌的选择作用，某小组进行了图1所示实验，将大肠杆菌的培养液均匀涂抹在培养基上，再放4片含氨苄青霉素(Amp)的圆形滤纸片。培养一段时间后，挑取抑菌圈边1234567891011121314答案缘的菌落，重复以上步骤，培养至第Ⅲ代，每代均测量并记录抑菌圈直径，结果如图2所示。下列说法正确的是1234567891011121314答案A.细菌的抗性出现在接触氨苄 青霉素之后B.抑菌圈直径越大说明细菌抗 药性越强C.抗生素的选择作用使细菌抗药基因的基因频率升高D.可通过提高抗生素浓度避免“超级细菌”的产生√1234567891011121314答案9.(2022·广东，14)白车轴草中有毒物质氢氰酸(HCN)的产生由H、h和D、d两对等位基因决定，H和D同时存在时，个体产HCN，能抵御草食动物的采食。如图表示某地不同区域白车轴草种群中有毒个体比例，下列分析错误的是A.草食动物是白车轴草种群进化的选择压力B.城市化进程会影响白车轴草种群的进化C.与乡村相比，市中心种群中h的基因频率更高D.基因重组会影响种群中H、D的基因频率√1234567891011121314答案1234567891011121314答案1234567891011121314答案10.(2024·南京高一月考)某自然生长条件下随机传粉的XY型性别决定植物的X染色体非同源区上有一对等位基因N和n，N基因控制叶片宽阔，n基因控制叶片狭长。该植物的某个处于遗传平衡的种群中，雌雄植株各占50%，且狭长叶个体占12%。下列有关该种群的叙述正确的是A.形成花粉过程中，有等位基因N和n的分离现象B.该种群中n基因频率为0.2C.该种群中雌雄个体随机交配一代后，基因频率不变，基因型频率改变D.阔叶雌株中，能稳定遗传的占1/3√1234567891011121314答案1234567891011121314答案1234567891011121314答案11.(2024·石家庄高一期中)医学上常使用抗生素治疗由细菌引起的疾病。人类滥用抗生素往往会导致细菌产生耐药性，如图为菌群耐药性形成的示意图。下列有关叙述正确的是A.使用抗生素后导致易感菌 群中耐药性个体的出现B.细菌种群的耐药基因频率 增加并通过有丝分裂完成世代传递C.应用抗生素对细菌所起的选择作用往往是不定向的D.易感菌群中出现某些耐药基因是基因突变的结果√1234567891011121314答案1234567891011121314答案1234567891011121314答案12.选择系数是表征某基因型在特定环境中不利于生存程度的指标，即某基因型的个体在某环境中适应性越差，选择系数越大。下列有关说法正确的是A.同一基因型的个体在不同环境中选择系数一般不同B.若某基因型的选择系数不变，相关基因频率不变C.某基因型的选择系数越大，相关基因频率变化越慢D.环境通过直接作用于基因型来选择淘汰选择系数大的基因型个体1234567891011121314答案√1234567891011121314答案13.果蝇是常用于遗传学研究的实验材料，据资料显示，果蝇约有104对基因，现有一黑腹果蝇的野生种群，约有107个个体。请分析回答下列问题：(1)经观察，该种群中果蝇有多种多样的基因型，分析其产生原因，是在突变过程中产生了__________，经有性生殖过程中的_________产生多种多样的基因型，使种群中产生了大量可遗传的______，它们都能为生物进化提供________。1234567891011121314答案等位基因基因重组变异原材料1234567891011121314答案(2)假定该种群中每个基因的突变率都是10－5，那么在该种群中每一代出现的基因突变数约是________个。1234567891011121314答案2×106(3)随机从该种群中抽出100只果蝇，测知基因型为AA(灰身)的个体35只，基因型为Aa(灰身)的个体60只，基因型为aa(黑身)的个体5只，则A基因的基因频率为_______， a基因的基因频率为_______。1234567891011121314答案65%35%(4)通过对果蝇及其他生物进行遗传学研究，可得出生物进化的基本单位是_______，生物进化的实质是____________________。1234567891011121314答案种群种群基因频率的改变14.(2024·天津高一检测)某地大白菜农田中蜗牛危害严重，农民起初喷洒杀虫剂R控制虫害，但几年后效果就不明显了，于是通过放养青蛙来控制害虫，如图是几年中蜗牛种群数量变化的曲线。回答下列相关问题：1234567891011121314答案(1)现代生物进化理论认为蜗牛从A点到B点发生了进化，其原因是__________________________________________________________________________________。从_____点开始，农民开始放养青蛙控制害虫。杀虫剂R的使用会使从A点到B点蜗牛种群中抗药性基因频率上升，种群基因频率发生改变C(2)蜗牛还能被一些鸟类捕食。蜗牛壳上有条纹与无条纹的性状是由一对等位基因A和a控制的，研究人员调查了某地区的1 000只蜗牛，对存活的个体数和被鸟捕食后剩下的蜗牛空壳数进行统计，得到的数据如表所示。1234567891011121314答案1234567891011121314答案在这1 000只蜗牛中，aa的基因型频率为_______。如果Aa的基因型频率为32%，则a的基因频率为________。由表中数据可推断，经多个世代后，该种群中_________(填“有条纹”或“无条纹”)基因的频率将会增大。49%65%无条纹