人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第6章 生物的进化第3节 种群基因组成的变化与物种的形成一 种群基因组成的变化课文课件ppt

这是一份人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第6章 生物的进化第3节 种群基因组成的变化与物种的形成一 种群基因组成的变化课文课件ppt，共60页。PPT课件主要包含了基础知识·双基夯实，一定区域，全部等位基因数，染色体变异，等位基因，有性生殖，基因型，原材料，进化的方向，不利变异等内容，欢迎下载使用。
第3节　种群基因组成的变化与物种的形成
一、种群基因组成的变化1．种群和种群基因库(1)种群①概念：三要素②特点：种群是生物________的单位。(2)基因库：由一个种群中________个体所含有的全部基因构成。(3)基因频率：在一个种群基因库中，某个基因占________________的比值。
2．种群基因频率的变化(1)可遗传变异的来源(2)可遗传变异提供了生物进化的原材料的原因①可遗传变异的形成a．基因突变产生____________
b．通过____________过程中的基因重组，可以形成多种多样的__________。②可遗传变异的结果：只提供了生物进化的__________，不能决定生物______________。3．自然选择对种群基因频率变化的影响(1)原因：不断淘汰发生__________的个体，选择保留发生__________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基因方面：种群的____________会发生定向改变。②生物性状方面：导致生物朝着______________不断进化。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相互交配并且产生________后代的一群生物。2．隔离(1)概念：不同群体间的个体，在自然条件下________不能自由交流的现象。
3．新物种的形成过程4．物种形成的必要条件：________。
〔学霸记忆〕1．生活在一定区域的同种生物全部个体的集合叫作种群。2．一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。3．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。4．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。基因突变和染色体变异统称为突变。5．在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化。
6．能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物称为一个物种。7．不同物种之间是不能相互交配的，即使交配成功，也不能产生可育的后代，这种现象叫作生殖隔离。8．同种生物由于地理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叫作地理隔离。9．隔离是物种形成的必要条件。
〔活学巧练〕判断下列叙述的正误(1)种群是生物进化的基本单位，也是生物繁殖的单位。(　　)(2)自然选择可能使种群基因频率发生改变。(　　)(3)种群基因频率的改变必将导致生物进化。(　　)(4)新物种都是经过长期的地理隔离形成的。(　　)(5)一个新物种可以扩展形成多个基因库。(　　)
〔思考〕1．达尔文考察了格克伦岛，这个岛屿上经常刮大风，岛上的少数昆虫翅特别发达，大多数昆虫翅退化。请思考下列问题：(1)在这个海岛上昆虫翅长差异的根本来源是什么？(生命观念)提示：基因突变。(2)在这个岛屿上，为什么无翅的昆虫特别多？(科学思维)提示：由于这个岛屿上经常刮大风，有翅能飞但翅不够强大的昆虫，就常常被大风吹到海里，因而生存和繁殖后代的机会较少，而无翅或残翅的昆虫，由于不能飞翔，就不容易被风吹到海里，因而生存和繁殖后代的机会就多。经过自然选择之后，海岛上无翅或残翅的昆虫就特别多，这种现象产生的原因是自然选择。
2．只要不同种群的基因库产生了明显差异，就一定产生新物种吗？(科学思维)提示：不一定。不同种群的基因库产生了明显差异，不一定产生新物种，只有出现生殖隔离后才能形成新物种。3．新物种形成的标志是什么？(生命观念)提示：出现生殖隔离。
4．经过漫长的地理隔离，是否一定会产生生殖隔离？(科学思维)提示：不一定产生生殖隔离。如果两个种群的生活环境都不发生变化、变化微小或发生相似的变化，则两个种群的进化方向相同，不会产生生殖隔离。5．发现一种外形很像紫花苜蓿的植物，如何确定它和紫花苜蓿是不是同一物种？(科学探究)提示：自然状态下，让该植物与紫花苜蓿杂交，观察是否能产生可育后代。
2．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，因此它们只提供生物进化的原材料，不能决定生物进化的方向。(3)变异的有利和有害是相对的，由生存环境决定。3．自然选择决定生物进化的方向(1)区分自然选择的直接对象、间接对象与根本对象①自然选择的直接对象是生物的变异性状(表型)。②自然选择的间接对象是相关的基因型。
③自然选择的根本对象是与变异性状相对应的基因。即自然选择的实质是环境对变异所对应的基因的选择，因而可以改变种群的基因频率。(2)选择的因素：生物所处的自然环境。(3)选择的手段：生存斗争，包括种内斗争、种间斗争、生物与无机环境之间的斗争。(4)选择的结果①从生物个体角度看：导致生物个体生存或死亡。②从基因角度看：导致控制该性状的基因频率上升或下降。
4．变异先于环境选择(1)变异在环境变化之前已经产生，环境只是起选择作用，不能定向诱发基因突变。(2)变异是不定向的，而自然选择能定向改变种群基因频率，从而使种群发生定向进化。(3)生物体内产生的变异是不定向的，经过长期的自然选择和种群繁衍，控制有利变异的基因不断积累，控制不利变异的基因逐渐被淘汰，种群的基因频率发生定向改变，从而导致生物沿着一定方向缓慢进化。因此，生物进化的方向是由自然选择决定的。
[特别提醒]　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)生物进化是定向的。
(2022·海南省文昌中学高一期末)为了防止滥用抗生素，上海等地区规定普通感冒不准使用抗生素。滥用抗生素会对人体细菌造成耐药性，如果被细菌感染，则往往由于体内细菌能够抵抗各种抗生素而无药可救。下列有关说法错误的是(　　)A．抗生素的滥用导致“耐药性”细菌优选出来B．细菌中本来就存在耐药性个体，长期使用抗生素会导致“耐药性”基因频率下降C．“耐药性”基因频率的改变引起细菌发生了进化D．基因频率虽然改变了，但是新的细菌(物种)不一定产生
[解析]　细菌中本来就存在耐药性个体，长期使用抗生素，对细菌起到一种选择作用，不耐药个体被淘汰，耐药个体保存下来，长期将会导致“耐药性”基因频率上升。B错。故本题选B。
(2022·河北省石家庄市高一下学期期末)人类发展的历史也是一部生物进化史，下列有关叙述正确的是(　　)A．自然选择的方向不同使各地区的种群基因库存在差异B．物种是生物繁殖和进化的基本单位C．自然选择决定了生物变异和进化的方向D．生物进化的实质是种群基因型频率的改变
[解析]　自然选择的方向不同使各地区的种群基因库存在的差异越来越多，A正确；种群是生物繁殖和进化的基本单位，B错误；自然选择决定了生物进化的方向，而生物变异是不定向的，C错误；生物进化的实质是种群基因频率的改变，D错误。故选A。
基因频率和基因型频率的有关计算
3．根据遗传平衡定律计算基因频率和基因型频率
(2022·广西玉林市玉州区高一期末)从某果蝇种群中随机抽取250只个体，测得基因型为AA、Aa、aa的个体分别是80只、150只、20只。该果蝇种群中，A与a的基因频率分别是(　　)A．65%、35%B．62%、38%C．95%、5%D．40%、60%
[解析]　在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率，叫作基因频率。根据题意可知，A基因的数量是2×80＋150＝310个，a基因的数量是2×20＋150＝190个，所以A的基因频率为310÷ (250×2)＝62%，a的基因频率为190÷(250×2)＝38%，故B项正确，A、C、D项错误。
(2022·河北省石家庄市高一下学期期末)研究人员对某大型社区进行色盲遗传病调查研究后发现：7 488名女性中有患者42人，携带者722人；8 024名男生中有患者762人。那么，该群体中色盲的基因频率是(　　)A．4.4%B．5.1%C．6.8%D．7.2%
(2022·江苏省宿迁市高一下学期期末)果蝇的长翅(V)对残翅(v)为显性。在一个由600只长翅果蝇和400只残翅果蝇组成的种群中，若杂合子占所有个体的40%，那么隐性基因v 在该种群内的基因频率为(　　)A．20%B．40%C．60%D．80%[解析]　果蝇的长翅为显性基因，残翅为隐性基因，根据题意，残翅果蝇所占比例为40%，杂合子所占比例为40%，则v基因的基因频率为：vv的基因型频率＋1/2×Vv的基因型频率＝40%＋1/2×40%＝60%，C正确。故选C。
1．地理隔离与生殖隔离(1)区别
(2)联系①图中A属于地理隔离，一旦发生某种地质变化，两个分开的小种群重新相遇，可以再融合在一起。
②图中B属于生殖隔离，一旦形成就保持物种间基因的不可交流性，从而保证了物种的相对稳定。地理隔离是物种形成的量变阶段，生殖隔离是物种形成的质变阶段；长期的地理隔离通常会形成生殖隔离，生殖隔离是物种形成的关键，是物种形成的最后阶段。
2．物种形成的两种方式(1)渐变式：经过长期的地理隔离而达到生殖隔离，形成新物种(物种形成的主要方式)
(2)骤变式：主要是通过异源多倍体的染色体变异的方式形成新物种，一旦出现就形成生殖隔离(基因频率改变)。此种方式多见于植物，如：3．物种形成的三个环节(1)内容①突变和基因重组产生进化的原材料。②自然选择决定生物进化的方向。③隔离是物种形成的必要条件。
4．物种形成与生物进化的关系
[归纳总结]　进化和物种形成的判断方法(1)进化取决于种群基因频率是否发生改变。只要种群的基因频率发生改变，生物就一定发生了进化。(2)物种形成取决于是否形成生殖隔离。①进化是量变，进化不一定形成新物种。②物种形成是质变，新物种形成一定发生了进化。(3)新物种形成不一定经过地理隔离，但不管哪种方式都需要达到生殖隔离才能完成新物种的形成。
(2022·广东省中山市高一期末)南水北调工程可能导致南方水系中的血吸虫随水北上。与血吸虫相关的叙述，错误的是(　　)A．它会产生定向变异来适应环境B．它与北方血吸虫之间存在着地理隔离C．它会因环境改变发生定向进化D．漫长的地理隔离可能使其演化成新物种[解析]　突变是不定向的， A错误；环境的选择会使基因频率发生改变，所以进化是定向的， C正确；专家担心血吸虫会在北方水系中形成新的亚种或物种，可能会因为地理隔离产生生殖隔离，B、D正确。
(2022·山东省临沂市高一下学期期末)加拉帕戈斯群岛的地雀形成13种物种的进化过程中，地理隔离起到的作用不包括(　　)A．基因交流的困难增大B．基因库的差异增大C．进化方向差异增大D．变异方向不同[解析]　地理隔离导致种群之间基因交流的困难增大，A正确；由于地理隔离使种群之间不能发生基因交流，所以导致种群之间基因库的差异增大，B正确；地理隔离使种群生活在不同的环境，导致进化方向差异增大，C正确；变异是不定向的，不是由地理隔离决定的，D错误。故选D。
(2022·山东省潍坊市高一下学期期末)科罗拉多大峡谷中的原松鼠种群被一条河流分隔成两个种群后，其进化过程如图所示。下列说法正确的是(　　)A．a是新物种形成的必要条件B．基因频率的定向改变是自然选择导致的C．b出现后两种群的基因库就完全不同了D．品系1和品系2出现是个体间生存斗争的结果
[解析]　生殖隔离的产生是新物种形成的标志，故b是新物种形成的必要条件，A错误；自然选择决定了生物进化的方向，故基因频率的定向改变是自然选择导致的，B正确；b出现后两种群的基因库就不完全相同了，C错误；品系1和品系2出现说明变异具有不定向性，D错误。故选B。
自交和自由交配时基因频率和基因型频率的变化规律
(1)某种群的所有个体自交，若没有进行选择，则自交后代的基因频率不变，基因型频率会改变，并且杂合子的基因型频率降低，纯合子的基因型频率升高。(2)某种群的所有个体随机交配，在无基因突变、各种基因型的个体生活力相同时，处于遗传平衡的种群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改变。
(2022·河南南阳市期末)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]　根据题意分析，已知AA＝16%，aa＝36%，则Aa＝1－16%－36%＝48%，A基因频率＝16%＋1/2×48%＝40%，a基因频率＝36%＋1/2×48%＝60%。若随机交配后代的基因型频率为：AA＝40%×40%＝16%，aa＝60%×60%＝36%，Aa＝2×40%×60%＝48%；若自交后代的基因型频率为：AA＝16%＋48%×1/4＝28%，aa的基因型频率是aa＝36%＋48%×1/4＝48%，Aa的基因型频率是Aa＝48%×1/2＝24%，自交后代基因频率是：A＝28%＋24%×1/2＝40%，a＝48%＋24%×1/2＝60%。因此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不变、不变、增大、不变。故选C。
问题探讨☞P110提示：同意乙同学的观点。因为进行人工选择时是选择的表型，只有符合需要的类型才能保存下来，不需要的类型就会淘汰掉。选择时根据鸡的性状，而不是鸡蛋的性状。思考·讨论☞P1111．(1)A＝60%，a＝40%。[解析]　100个个体共有200个基因，A的数量＝2×30＋60＝120个；a的数量＝2×10＋60＝80；A的基因频率＝120÷200×100%＝60%；a的基因频率＝80÷200×100%＝40%。
(2)基因型频率AA＝36%、Aa＝48%、aa＝16%。[解析]　AA＝(60%)2＝36%；Aa＝2×60%×40%＝48%；aa＝(40%)2＝16%。(3)A＝60%，a＝40%。[解析]　A＝AA＋1/2×Aa＝36%＋1/2×48%＝60%，a＝1/2×Aa＋aa＝1/2×48%＋16%＝40%。
种群的基因频率同子一代一样。
2．提示：不能；生物会发生基因突变，个体之间的交配也不能做到完全随机；生物种群之间会有迁入和迁出。3．提示：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，要看该突变对生物体是有益还是有害的，这取决于生物生存的环境。
知识链接☞P112提示：(1)染色体数目变异必然引起染色体上基因数目的变化，进而引起种群基因频率的变化。(2)染色体结构变异不一定引起基因频率的改变，如倒位和易位，只是改变了基因的排列顺序，基因的数量并没有改变。探究·实践☞P1121．提示：树干变黑会使桦尺蛾种群中浅色个体减少。因为树干变黑以后浅色的个体容易被天敌发现，导致浅色个体减少。2．提示：在自然选择过程中，直接选择的是表型。比如天敌看到的是桦尺蛾的体色(表型)而不是控制体色的基因型。
练习与应用☞P114一、概念检测1．(1)√(2)×　基因频率的改变也受环境的影响。(3)√2．D　一个湖泊中的全部鱼包括多个物种，不属于种群，A错误；一个森林中的全部蛇包括多个物种，不属于种群，B错误；一间屋中的全部蟑螂包括多个物种，不属于种群，C错误；卧龙自然保护区的全部大熊猫是生活在同一区域的同种生物，是一个种群，D正确。
3．C　种群中一个基因的频率等于它的纯合子频率与1/2杂合子频率之和，所以B基因的频率为18%＋78%×1/2＝57%，b基因的频率为4%＋78%×1/2＝43%，C项正确。4．C　因题中给出的突变是不适于21 ℃气温，而适于25.5 ℃气温，A、B项错误；温度的变化有利于突变体的生存，只能说明突变是否有利取决于它对环境的适应度，不能体现出基因突变的特点，C项正确，D项错误。
二、拓展应用1．提示：如选择育种和人工杂交育种。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，也可能仍然处于濒危状态甚至灭绝。3．(1)提示：有关联，由表中数据可知，抗生素使用得越多，细菌对该类抗生素的耐药率越高。(2)提示：细菌中存在各种变异类型的个体，其中就有抗药性变异，当患者使用抗生素时，抗药性细菌能够存活，不抗药的个体被杀死，随着时间的推移，抗药性个体越来越多。
(3)提示：耐药预警机制的建立可以及早发现耐药菌的出现，防止超级细菌的产生，因为超级细菌没有特效药来治疗。(4)提示：不滥用抗生素，要在医生的指导下合理使用。探究·实践☞P115结果与结论1．提示：在培养基上有细菌生长。在放有抗生素纸片的区域没有细菌。2．提示：连续培养几代后，抑菌圈的直径变小了，说明抗生素对细菌产生了选择作用。
讨论：1．提示：纸片出现抑菌圈，这是抗生素作用的结果，只有从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌，才能得到耐药细菌。2．提示：支持“耐药菌是普遍存在的”这一说法。因为细菌的耐药性是由于基因突变而产生的，基因突变具有普遍性。3．提示：耐药菌的出现对细菌来讲是有益的，因为只有这样才能存活下去；但是对于我们人类来讲是有害的，因为耐药菌的出现导致我们难以治愈疾病。所以，变异的有害还是有利是针对不同的环境来说的。
4．提示：根据自己的实验结果分析是否有效。5．提示：滥用抗生素可能会使细菌产生耐药性，进而可能会出现超级细菌。滥用抗生素的实例，某些养殖户在饲料中添加抗生素；感冒、发烧时医生开了大量的抗生素等。
思考·讨论☞P1171．提示：基因频率不一样。2．提示：不同岛屿上的地雀种群，产生的突变不一样。3．提示：不同岛屿的地形和植被条件不一样，环境的作用就会有差别，从而导致种群基因频率朝不同的方向改变。4．提示：如果只有一个小岛，则不会形成这么多种地雀。旁栏思考☞P118地衣作为先锋植物改善了土壤，为其他植物的生长创造了条件。
练习与应用☞P118一、概念检测1．(1)√　(2)√　2.D二、拓展应用1．提示：斑马和驴杂交的后代不可育。因为它们的杂交后代有53条染色体，进行减数分裂时不能正常联会，不能产生正常的配子。2．提示：我认为，人类还是不要打破自然界的规律，不要培育狮虎兽和虎狮兽。
1．(2022·山东青岛期末)下列有关种群基因库的叙述，错误的是(　　)A．一个种群的基因库包括这个种群中全部个体所含有的全部基因B．种群中每个个体都含有种群基因库的全部基因C．生物的个体总是要死亡的，但是基因库却因种群个体的繁殖而代代相传D．基因突变可以改变基因库的组成
[解析]　一个种群的基因库包括这个种群全部个体所含有的全部基因，A正确；种群基因库含有该种群全部个体的全部基因，但是每个个体不一定含有种群基因库的全部基因，B错误；基因库会通过种群个体的繁殖而代代相传，C正确；基因突变能产生新基因，可以改变基因库的组成，D正确。
2．(2022·山东省泰安市新泰市二中高一测试)武夷山自然保护区以山貌雄伟和生物多样性而闻名于世，为世界罕见的动物基因库，其中白鹇由80年代初的几百只增加到现在的一万多只，该保护区白鹇数量上升一定会导致(　　)A．种群基因库增大B．基因突变频率提高C．种群基因频率定向改变D．基因产生定向突变
[解析]　由种群基因库的概念可知，基因库大小与种群数量有关，种群数量增加，种群基因库增大，A正确；提高基因突变频率的因素是辐射、紫外光等物理因素、化学因素和生物因素，在自然保护区、人工饲养等条件不可能提高基因突变的频率，B错误；该保护区白鹇数量上升但该种群基因频率不一定发生定向改变，C错误；基因突变是不定向的，D错误。故选A。
3．(2022·吉林省舒兰市第一高级中学高一期末)在某一地区，生物学家发现两个形态特征相近而鸣叫声音不同的青蛙种群。生物学家将这两个类型的青蛙通过人工授精的方式取得受精卵，发现绝大多数的受精卵在胚胎发育的早期死亡。实验结果表明这两个类型的青蛙(　　)A．存在地理隔离B．存在亲缘关系C．属于同一物种D．存在生殖隔离[解析]　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，这种现象叫作生殖隔离。由题意知，通过人工授精的方式取得的受精卵绝大多数在胚胎发育的早期死亡，表明这两个类型的青蛙之间存在生殖隔离，D项正确，A、B、C项错误。
4．(2022·广西梧州市高一期末)某一瓢虫种群中有黑色和红色两种体色的个体，这一性状由一对等位基因控制，黑色(B)对红色(b)为显性。如果基因型为BB的个体占18%，基因型为Bb的个体占78%，基因型为bb的个体占4%。基因B和b的频率分别是(　　)A．18%、82%B．36%、64%C．57%、43%D．92%、8%[解析]　种群中B基因频率为18%＋1/2×78%＝57%，b基因频率为4%＋1/2×78%＝43%，C正确。故选C。
5．(2022·江苏省宿迁市高一下学期期末)下列有关现代生物进化理论的叙述，错误的是(　　)A．群落是生物进化的基本单位B．生殖隔离是新物种形成的标志C．突变和基因重组为生物进化提供了原材料D．自然选择使种群基因频率发生定向改变[解析]　种群是生物进化的基本单位，A错误；隔离是新物种形成的必要条件，生殖隔离是新物种形成的标志，B正确；突变和基因重组具有不定向性，为生物进化提供了原材料，C正确；自然选择使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向，D正确。故选A。
6．(2022·山东省泰安市新泰市二中高一测试)已知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了统计，结果如下表所示， 请分析回答：
(1)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42%，则a基因的基因频率为________。(2)根据表中数据推断，壳上__________(有条纹、无条纹)的蜗牛更易被鸟捕食。经多个世代后，该种群中a基因的基因频率将会________ (增大、减小)，这种基因频率的改变是通过____________实现的。