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(共49张PPT)
6.3种群基因组成的变化与物种的形成
第六章 生物的进化
学习目标
1、清楚种群、种群基因库、基因频率等概念。
2、运用数学方法讨论种群基因频率的变化。
3、阐明自然选择对种群基因频率变化的影响。
4、说明隔离在物种形成中的作用
问题探讨
2.超猴使其所在的群体强大起来，但他却没有合适伴侣孤独一生，其死后猕猴群体又恢复到原来的样子，这能不能说猕猴群体进化了？
3.假如超猴降低一点择偶标准，与普通雌性交配生小猴子。当超猴死去，多年之后，超猴的表型（基因）能不能在群体中扩散开来？
假定猕猴群体中有一只雄性个体发生了变异（超猴），变异使其在生存斗争中获得了优势。
是生物进化的基本单位
种群
生活在 的 全部个体的集合
1、种群：
☆种群特点：是可进行基因交流的群体，是生物繁殖与进化的基本单位。
一. 种群和种群基因库
同种生物
一定区域
一片草地上的成年梅花鹿 （ ） 一个草地上的所有蒲公英 （ ）
一个湖泊中的全部鱼 （ ） 菜市场上所有大白菜（ ）
判断
一片水田上的所有水稻
一片树林中的全部猕猴
×
√
×
×
一. 种群和种群基因库
种群在繁衍过程中，个体有新老交替，基因却代代相传。
2. 基因库：
一个种群中全部个体所含有的全部基因。
一. 种群和种群基因库
每个个体所含的基因只是基因库的一部分
个体数目越多、个体间差异越大，该种群基因库 。
越大
3.基因频率：
在一个种群基因库中，某个基因占 数的比值。
一. 种群和种群基因库
全部等位基因
A基因频率=
×100%
2×AA＋Aa
2(AA＋Aa＋aa)
= 60%
= 40%
a基因频率
方法一：已知基因型个体数求基因频率
基因频率 ＝
该基因的总数
该等位基因的总数
×100%
例：从种群中随机抽出100个个体，测知基因型为AA、Aa和aa的个体分别是30、60和10个。那么A和a的基因频率是多少
例1　已知人的褐眼(A)对蓝眼(a)是显性。在一个有30 000人的群体中，蓝眼的有3 600人，褐眼的有26 400人(其中纯合子有12 000人)。那么，在这个人群中A、a的基因频率分别是
A.64%和36%　　B.36%和64%　　C.50%和50%　　D.82%和18%
A
习题巩固
大本P88
方法二：已知基因型频率求基因频率
基因频率：在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因总数的比值。
一. 种群和种群基因库
基因频率 ＝纯合子频率+1/2杂合子频率
【练】AA、Aa、aa的个体分别占24%、72%、4%、那么A、a的基因频率是多少？（ ）
A. 36%和64% B. 57%和43%
C. 24%和72% D. 60%和40%
D
方法二：已知基因型频率求基因频率
一. 种群和种群基因库
基因频率 ＝纯合子频率+1/2杂合子频率
例3　某小麦种群中TT个体占20%，Tt个体占60%，tt个体占20%，由于某种病害导致tt个体全部死亡，则病害发生前后该种群中T的基因频率分别是
A.50%、50%　　B.50%、62.5% C.62.5%、50%　　 D.50%、100%
B
7．金霉素（一种抗生素）可抑制tRNA 与 mRNA 的结合，该作用直接影响的过程是（）
A.DNA 复制 B．转录 C、翻译 D. 逆转录
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 1500 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%

B
C
10．孔雀鱼雄鱼的鱼身具有艳丽的斑点，斑点数量多的雄鱼有更多机会繁殖后代，但也容易受到天敌的捕食，关于种群中雄鱼的平均斑点数量，下列推测错误的是（）
A. 缺少天敌，斑点数量可能会增多
B. 引入天敌，斑点数量可能会减少
C. 天敌存在与否决定斑点数量相关基因的变异方向
D. 自然环境中，斑点数量增减对雄鱼既有利也有弊
C
11．白菜型油菜（2n=20）的种子可以榨取食用油（菜籽油）。为了培育高产新品种，科学家诱导该油菜未受精的卵细胞发育形成完整植株 Bc。下列叙述错误的是（）
A. Bc 成熟叶肉细胞中含有两个染色体组
B. 将 Bc 作为育种材料，能缩短育种年限
C. 秋水仙素处理 Bc幼苗可以培育出纯合植株
D. 自然状态下 Bc因配子发育异常而高度不育
A
习题巩固
方法三：若某基因只位于X染色体上
某基因的数目
雌性个体数×2+雄性个体数
× 100%
基因频率=
例2　在一次红绿色盲的调查中，共调查男女各200名，调查发现，女性红绿色盲基因的携带者有15人，患者有5人，男性患者有11人。那么这个群体中红绿色盲基因的频率是
A.4.5%　　B.6%　　C.9%　　D.7.8%
√
大本p88
习题巩固
变式3.在男女学生比例均等的某校学生中，有红绿色盲患者占4.5%，且全为男性，红绿色盲基因携带者占7%，在该校学生中的色盲基因频率是
A.11.5%　　B.7.7%　　C.8%　　D.4.54%
√
大本p87
在对某工厂职工进行遗传学调查时发现，在男女各400名职工中，女性色盲基因的携带者为30人，患者为10人，男性患者为22人。那么这个群体中色盲基因的频率为 ( )
A. 4.5％ B. 5.9％ C. 6％ D. 9％
2.
C
1.假设的昆虫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
④AA、Aa、aa三种基因型昆虫的生存和繁殖能力均等（自然选择对A、a控制的翅型性状没作用）
⑤ A和a都不产生突变,即没有基因突变和染色体变异
思考·讨论——用数学方法讨论基因频率的变化
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？
亲代基因型比值 AA(30%) Aa(60%) aa(10%)
配子的比值 A ( ) A ( ) a ( ) a ( )
A ( ) a ( )
子代基因型频率 AA ( ) Aa ( ) aa ( )
子代基因频率 A ( ) a ( )
36%
16%
48%
60%
40%
30%
10%
30%
30%
60%
40%
思考·讨论——用数学方法讨论基因频率的变化
亲代 子一代 子二代 子三代
基因型频率 AA 30%
Aa 60%
aa 10%
基因 频率 A 60%
a 40%
36%
48%
16%
60%
40%
60%
60%
40%
40%
36%
36%
48%
48%
16%
16%
种群的基因频率会同子一代一样
这样的种群：
①自由交配时，基因频率 ，基因型频率 。
② 若为自交，基因频率 ，基因型频率 。
不变 不变
（4）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？
不变 改变
纯合子增多杂合子减少
3.遗传平衡定律（哈代 — 温伯格定律）：
一. 种群和种群基因库
当群体满足以下五个条件：
种群的基因频率将不会改变。
设 A 的基因频率为 p ， a 的基因频率为 q ；则 p + q = 1 ，且：
( p + q )2 = p2 + 2pq + q2
AA基因型频率
Aa基因型频率
aa基因型的频率
①种群数量足够大；②所有雌雄个体间都能自由交配并产生后代； ③没有迁入与迁出；④没有自然选择 不发生突变
遗传平衡定律（哈代-温伯格定律）：
雌配子 雄配子 A(p) a(q)
A(p)
a(q)
AA(p2)
Aa(pq)
Aa(pq)
aa(q2)
方法四：利用遗传平衡定律计算基因频率
遗传平衡所指的种群是理想种群，在自然条件下，这样的种群是不存在的。这说明在自然界中，种群的基因频率迟早要发生变化，也就是说种群的进化是必然的。
【练】在某一种群中，经过调查得知，隐性性状（等位基因用A、a表示）约占9％，那么该性状的AA、Aa基因型个体出现的频率分别约为（ ）
A.0.9、0.82 B.0.36、0.55
C.0.49、0.42 D.0.18、0.73
C
3.遗传平衡定律的应用
一. 种群和种群基因库
( p + q )2 = p2 + 2pq + q2
某人群中某常染色体显性遗传病的发病率为 19 % ，一对夫妇中妻子患病，丈夫正常，他们所生的子女患该病的概率是（ ）
A. 9/19 B. 10/19 C. 1/19 D. 1/2
1.
B
3.某常染色体隐性遗传病在人群中的发病率为1%，色盲在男性中的发病率为7%。现有一对表现正常的夫妇，妻子为该常染色体遗传病致病基因和色盲致病基因携带者。那么，他们所生孩子同时患上述两种遗传病的概率是
√
例5　在某植物种群中，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
√
4.某植物种群中，AA基因型个体占30%，aa基因型个体占20%，若该种群植物自交，后代中AA、aa基因型个体出现的频率以及A、a的基因频率分别是
A.55%、45%、45%、55%
B.42.5%、32.5%、45%、55%
C.55%、45%、55%、45%
D.42.5%、32.5%、55%、45%
√
1
2
3
4
5
6
思考·讨论——用数学方法讨论基因频率的变化
2.对于自然界的种群来说，这5个条件都成立吗？原因是什么？
3.如果该种群出现新的等位基因A2（A/a的等位基因），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？
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，要看这一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。
残翅：
正常环境下：
不利变异
大风环境下：
有利变异
四、运用男性基因型频率计算该地区X染色体上基因频率
(以红绿色盲为例)红绿色盲为伴X染色体隐性遗传病，色盲基因b位于X染色体上，男性中色盲占x%，则此地区Xb(男性中的＝女性中的＝人群中的)的基因频率也为x%，此地区女性中色盲率则为(x%)2。
例6　与外界隔离的某岛屿上，经调查该地区居民中白化病的致病基因频率为a，红绿色盲的致病基因频率为b，抗维生素D佝偻病的致病基因频率为c，下列有关叙述不正确的是
解析　女性个体中同时患红绿色盲和抗维生素D佝偻病的占b2(2c－c2)，D错误。
√
无法进化
先打破平衡
遗传平衡
生物怎么进化？
种群较小
不自由交配
有突变
有选择
有迁入、迁出
基因频率发生改变
生物进化标志：种群基因频率发生改变。
基因突变（新的等位基因）
染色体变异
基因重组
不能遗传的变异
可遗传的变异
变异
二. 种群基因频率的变化
思考：基因重组和染色体变异能不能引起种群基因频率的变化？
都可以引起种群基因频率的改变
突变
生物进化的原材料
生物自发突变的频率很低，且大多数突变对生物体是有害的，它为何还能作为生物进化的原材料呢？
【例如】果蝇1组染色体上约有1.3×104个基因，假定每个基因的突变频率都为10-5，对一个约有108个个体的果蝇种群来说，每一代出现的基因突变数是：
每个果蝇的基因数：_______
2x1.3x104x10-5x108
2x1.3x104
每个果蝇的突变基因数：___________
2x1.3x104x10-5
1个果蝇种群的突变基因数：___________
=2.6x107（个）
突变的多害少利是绝对的吗？
不是，利和害是相对于环境而言的
种群基因频率的改变是否也是不定向的？
自然选择对种群基因频率变化的影响
三.自然选择对种群基因频率变化的影响
英19世纪曼彻斯特
英20世纪曼彻斯特
桦尺蠖
桦尺蠖
探究·实践
5%以下
S(黑色)基因频率：
95%以上
提出问题：
桦尺蛾种群中S基因的频率为什么越来越高？
做出假设：
根据所学知识做出假设：__________________________________________________________________
讨论探究思路：
创设数字化情境：1870年，桦尺蛾种群基因型频率为SS 10%，Ss 20%，ss 70%。假定树干变黑不利于浅色桦尺蛾的生存，使得浅色个体每年减少10%，黑色个体每年增加10%。
探究·实践
由于环境改变，桦尺蠖的
灰色（ss）不适应环境而被淘汰，
将计算结果填入下表：
第1年 第2年 第3年 第4年 ……
基因型频率 SS 10% 11.5%
Ss 20% 22.9%
ss 70% 65.6%
基因 频率 S 20% 23%
s 80% 77%
探究·实践
26%
60.9%
26.1%
73.9%
13.1%
70.7%
29.2%
14.7%
56.1%
29.3%
升高
降低
桦尺蠖的灰色（ss）不适应环境而被淘汰，导致基因s频率不断降低，基因S的频率升高。
结论：
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？
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，导致其个体数减少，影响出生率。
直接受选择的是表型（体色），而不是基因型，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蛾时，看到的是桦尺蛾的体色而不是控制体色的基因。淘汰不利变异基因， 积累有利变异基因。
探究·实践
不利变异被淘汰，有利变异逐渐积累
自然选择
种群基因频
率发生定向改变
生物朝一定方向缓慢进化
变异
（不定向）
（定向）
生物进化的实质是种群基因频率的定向改变。
三.自然选择对种群基因频率变化的影响
自然选择决定生物进化的方向
课堂总结
生物进化的基本单位
生物进化的实质
生物进化的原材料
决定生物进化的方向
种群
基因频率的改变
突变和基因重组
自然选择
4.下列关于生物变异和生物进化的叙述中，正确的是
A.变异都能为生物进化提供原材料
B.自然选择决定了生物进化的方向
C.只有基因突变才能导致种群基因频率发生改变
D.抗生素的使用使病原体产生了适应性的变异
1
2
3
4
5
6
√
1.某海岛上因为经常有大风天气，某种昆虫中无翅的或翅特别发达的个体比翅普通（中间型）的更易生存，长此以往形成了现在的无翅或翅特别发达的表型占绝对优势的昆虫种群。下列分析正确的是（ ）
A. 大风导致昆虫出现无翅和翅特别发达的变异
B. 昆虫翅的全部基因构成了该种群的基因库
C. 大风在昆虫翅的进化过程中起选择作用
D. 无翅昆虫与翅特别发达的昆虫组成了两个种群
C
巩固练习
2．一只果蝇的突变体在21℃的气温下，生存能力很差，但是，当气温上升到25.5℃时，突变体的生存能力大大提高。这说明（ ）
A．突变是不定向的
B．突变是随机发生的
C．突变的有害或有利取决于环境条件
D．环境条件的变化对突变体都是有害的
C
6.3 种群基因组成的变化与物种的形成-【新教材】人教版（2019）高中生物必修二课件(共35张PPT)
6.3 种群基因组成的变化与物种的形成-【新教材】人教版（2019）高中生物必修二课件(共35张PPT)
巩固练习
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耐药性。
探究·实践—探究抗生素对细菌的选择作用
1.用记号笔将培养皿分区。
2.将大肠杆菌均匀涂布在培养基上。
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.培养皿倒置，37℃培养12h。观察培养基上大肠杆菌生长情况。
5.挑起抑菌圈边缘的菌落，重复几代，测定抑菌圈的直径
方法步骤：
实验结果和结论：
抑菌圈的直径逐代缩小说明通过抗生素的选择作用，细菌中的耐药性类型越来越多。
组别 抑菌圈直径/cm
第一代 第二代 第三代
1 2.26 1.89 1.62
2 2.41 1.91 1.67
3 2.42 1.87 1.69
平均值 2.36 1.89 1.66
探究·实践—探究抗生素对细菌的选择作用
3、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
C
巩固练习
2．农业生产中长期使用某种杀虫剂后，害虫的抗药性增强，杀虫效果下降，原因是(　　)
A．杀虫剂诱发了害虫抗药性基因的产生
B．杀虫剂对害虫具有选择作用，使抗药性害虫的数量增加
C．杀虫剂能诱导害虫分解药物的基因大量表达
D．抗药性强的害虫所产生的后代具有很强的抗药性
B
巩固练习
(3)用上述最有效的抗生素对细菌进行处理，并测定细菌
数量变化，如图2所示。
①向培养基中加抗生素的时刻为___点。
②细菌种群进化是定向的，而变异是________，细菌的抗药性产生于环境变化之___(填“前”“中”或“后”)，抗生素对细菌变异的作用不是“诱导”，而是________。
③尽管有抗药性基因存在，但使用抗生素仍然能治疗由细菌引起的感染，原因在于细菌种群中__________________________________。
1．检测细菌对各种抗生素的药敏程度实验方法如下：在固体培养基中培养着状态相同的某种细菌，将含有一定浓度不同抗生素的滤纸片(大小相同)放置在不同固体培养基的表面，抗生素向周围扩散，如果抑制该细菌生长，则在滤纸片周围出现抑菌圈(图1中里面的圈)，结果如下图所示。
(1)衡量本实验结果的指标是____________。
(2)图1中抑制细菌最有效的是___培养皿中的抗生素。
抑菌圈的大小
B
B
不定向的
前
选择
有抗药性基因的个体占极少数
5.囊鼠的体毛深色(D)对浅色(d)为显性，若毛色与环境差异大则易被天敌捕食。调查不同区域囊鼠深色表型概率，检测并计算基因频率，结果如图。
下列叙述错误的是
A.深色囊鼠与浅色囊鼠在不同区
　域的分布现状受自然选择影响
B.与浅色岩P区相比，深色熔岩床
　区囊鼠的杂合子频率低
C.浅色岩Q区的深色囊鼠的基因型
　为DD、Dd
D.与浅色岩Q区相比，浅色岩P区囊鼠的隐性纯合子频率高
√
1
2
3
4
5
6
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
6.若某种群中原本只存在基因型为Aa的个体，由于外界因素的改变，该种群被分割成甲、乙两个种群，如图表示分割后的两个种群中A基因的基因频率变化情况。下列叙述正确的是
A.T时刻甲、乙种群中杂合子的基因型频
　率相同
B.T时刻将甲、乙种群混合后，A基因的
　基因频率为0.5
C.甲、乙种群均未发生进化
D.环境通过对基因型的选择影响基因频率
√
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B组　综合强化练
11.果蝇长翅(V)和残翅(v)由常染色体上的一对等位基因控制。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%
√
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15.(2020·辽宁抚顺六校联合体高一期中)关于种群基因频率的叙述中，错误的是
A.基因频率是指在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比值
B.基因频率越大，突变率越高
C.基因突变、基因重组和自然选择会造成基因频率的改变
D.自然选择会使原来同一种群的基因频率向着不同的方向发展
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16.(2019·河南郑州摸底测试)假设羊的毛色遗传由一对等位基因控制，黑色(B)对白色(b)为显性。一个随机交配多代的羊群中，白毛和黑毛的基因频率各占一半，现需对羊群进行人工选择，逐代淘汰白色个体。下列说法正确的是
A.淘汰前，该羊群中黑色个体数量与白色个体数量相等
B.淘汰前，随着交配代数增加，羊群中纯合子的比例增加
C.随着淘汰代数的增加，羊群中B和Bb的频率均逐渐增加
D.白色羊至少要淘汰2代，才能使b基因频率下降到25%
√
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