资源简介

(共33张PPT)
必修2
第6章
第3节
种群基因组成的变化与物种的形成
第一节
种群基因组成的变化
导入
先有鸡还是先有蛋？
甲同学说：“当然先有鸡蛋了，因为只有生殖细胞产生的基因突变才能遗传给后代，体细胞即使发生了基因突变，也不能影响后代的性状。”
乙同学说：“不对，人们在养鸡过程中，是根据鸡的性状来选择的，只让符合人类需要的鸡繁殖后代，因此是先有鸡，后有蛋。”
讨论
你同意哪位同学的观点？你的理由是什么？
种群基因组成的变化
思考：某种飞蛾的体色为白色，但由于基因突变产生了一只黑色飞蛾。这只黑色飞蛾如何将自己的体色保留下来？
通过繁殖传递给后代
……
传递基因
种群是生物进化的基本单位
Q:什么叫做种群？
种群中扩散
一、种群是生物进化的基本单位
1.种群：生活在一定区域的同种生物的全部个体的集合叫做种群。
一片草地上的所有幼体蝗虫(　 )
一个池塘里所有的鱼(　 )
一片农田中所有的雌性三化螟(　 )
两片草地上所有的野驴(　 )
一个培养皿中所有的大肠杆菌(　 )
2.特点：一个种群就是一个繁殖单位，雌雄可以通过繁殖将各自的基因传递给后代。
种群和种群基因库
注意：一个种群内的生物必须为同一个物种。
思考: 新、老蝗虫种群在基因组成有什么变化吗？
……
可能出现：基因重组、基因突变等等…
3.基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因，叫做这个种群的基因库。
4.基因频率：在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因的比值，叫做基因频率。
Ex.在某昆虫种群中，昆虫绿色翅基因为A，褐色翅基因为a，抽取100个个体， 100个个体含有200个基因。测得基因型结果如下：AA 30个，Aa 60个，aa 10个，计算：A、a的基因频率与基因型频率
A基因个数：2X30+60=120个
A基因频率=120/200X100%=60%
a基因个数：2X10+60=80个
a基因频率=80/200X100%=40%
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相等的，基因A和a都不产生突变，根据孟德尔分离定律计算。
(1)该种群产生的A配子和a配子的比例各是多少？
已知：AA 30个，Aa 60个，aa 10个
AA=30/(30+60+10)=30%
Aa=60/(30+60+10)=60%
aa=10/(30+60+10)=10%
30% AA产生配子，只有A
60% Aa产生配子，1/2 A 1/2 a
10% Aa产生配子，只有a
30% X 1
60% X 1/2
10% X 1
某个基因型频率=(该基因的个体数/该种群个体总数)X100%
(2)子代的基因型频率各是多少？
(3)子代种群的基因频率各是多少？
某个等位基因的频率=该等位基因纯合子的基因频率+1/2杂合子的基因频率
AA=30%
Aa=60%
aa=10%
A=30%+1/2 X 60%=60%
a=10%+1/2 X 60%=40%
亲代基因型的比值
AA(30%)
Aa(60%)
aa(10%)
配子的比值
子代基因型频率
子代基因频率
A(30 %)
A/a(30 %)
a(10 %)
AA(36%)
Aa(48%)
aa(16%)
A(60%)
a(40%)
(4)填表后思考，子二代、子三代以及若干代后，种群的基因频率会同子一代一样吗？
子一代
AA基因型频率:60%X60%=36%
Aa基因型频率:2X60%X40%=48%
aa基因型频率:40%X40%=16%
产生各种配子的比率：A=36%+48%X1/2=60%
a=48%X1/2+16%=40%
子二代
AA基因型频率:60%X60%=36%
Aa基因型频率:2X60%X40%=48%
aa基因型频率:40%X40%=16%
子二代的基因频率与子一代相同
产生各种配子的比率：A=36%+48%X1/2=60%
a=48%X1/2+16%=40%
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？
回顾第一条，总结5个条件.
假设上述昆虫种群非常大，所有的雌雄个体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相等的，基因A和a都不产生突变，根据孟德尔分离定律计算。
条件1：种群非常大 条件2：雌雄个体能自由交配产生后代
条件3：没有迁入和迁出 条件4：不同性状个体的生存机会均等
条件5：不产生突变
3.如果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？
种群基因频率的变化
可遗传变异
基因突变
基因重组
染色体变异
突变
产生等位基因，使种群基因频率发生变化
生物自发突变很低，并且大多数的突变都是有害的，为什么还说其能为生物进化提供原材料呢？
2.6 X 10^7
海岛条件下
正常条件下
突变的有利和有害也不是绝对的
自然选择对种群基因频率变化的影响
基因突变
等位基因
基因重组
多种基因型
染色体变异
提供原材料
突变和基因重组产生进化的原材料
突变和基因重组都是随机的、不定向的，那么，种群基因频率的改变是否也是不定向的？
生物朝着哪个方向进行进化到底是由谁决定的？
探究·实验
探究自然选择对种群基因频率变化的影响
英国的曼彻斯特地区有一种桦尺蛾，其体色受道一对等位基因S和s控制，黑色(S)对浅色(s)是显性的。在19世纪之前，桦尺蛾几乎都是浅色的，S的基因频率5%。到20世纪中叶，黑色桦尺蛾却成了常见的类型， S基因达到了95%。背景：19世纪之前树干为浅色地衣，19世纪后工业污染导致树皮变成黑色。
提出问题：为什么s（决定浅色性状）的基因频率变低？
作出假设： 。
自然选择使桦尺蛾种群基因频率发生定向改变
讨论探究：假如树干变黑不利于浅色桦尺蛾的生存，使得种群中浅色个体每年减少10%，黑色个体每年增加10%。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？
基因型
频率
基因
频率
SS
Ss
ss
S
s
第一年
第二年
第三年
第四年
……
10%
20%
70%
20%
80%
11.5%
22.9%
65.9%
23%
77%
13%
26%
61%
26%
74%
14.6%
29.3%
56.1%
29.2%
70.8%
讨论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？
树干变黑导致桦尺蛾种群中浅色个体生存不利，更容易被天敌发现，因此浅色个体将会持续减少，从而影响了浅色个体的交配与繁殖。
讨论2：在自然选择过程中，直接受选择的是基因还是表型？为什么？
自然选择中直接受选择的是表现型，因为天敌看到的是桦尺蛾的体色，而不是控制体色的基因。
总结：自然选择使得种群的基因频率发生定向的改变！
自然选择决定生物进化的方向！
探究·实验
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。在实验室联系培养细菌时，如果向培养基中添加抗生素，耐药菌有可能存活下来。
培养对象：大肠杆菌
培养条件：经高温灭菌的牛肉膏蛋白胨液体培养基及固体培养基
筛选物质：抗生素（青霉素、卡那霉素等）
补充知识*： 氨苄青霉素与硫酸卡那霉素的作用机制是通过阻止细菌细胞壁和蛋白质的合成、从而起到杀菌作用。
补充知识*： 抑菌圈法又叫扩散法,是利用待测药物在琼脂平板中扩散使其周围的细菌生长受到抑制而形成透明圈,即抑菌圈,根据抑菌圈大小判定待测药物抑菌效价的一种方法。
结果和讨论
问题1.在培养基上是否有细菌的生长？在放置有抗生素纸片上的区域呢？
滤纸片
沾有抗生素的滤纸片
问题2.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？
有；可能有也可能没有
抑菌圈逐渐变小，通过抗生素的筛选，耐药菌越来越多
问题3.为什么要在抑菌圈的边缘挑取细菌？
问题4.你的数据是否支持“耐药菌是普遍存在的”这一说法？
抗生素能够杀死细菌,抑菌圈边缘的抗生素浓度较低,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。
抑菌圈边缘生长的细菌可能是耐药菌。
问题5.在本实验的培养条件下，耐药菌所产生的变异是有利的还是有害的？你怎么理解变异是有利的还是有害的？
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。
问题6. 滥用抗生素的后果是什么？
1．草地金针虫幼虫长期生活在土壤中，严重危害植物地下部分，其成虫生活在地上，对植物一般无危害。使用杀虫剂一段时间后，其抗药性不断增强。研究发现金针虫常染色体上的抗性相关基因a可突变成a1或a2。下列相关叙述正确的是（　　）
A．基因a1、a2的产生体现了基因突变的随机性
B．杀虫剂定向选择金针虫，使其产生抗药性变异
C．基因a、a1、a2的遗传遵循基因的分离定律
先变异再进行自然选择
练一练
第二课时
隔离在物种形成中的作用
物种的概念
64条染色体
62条染色体
63条染色体
物种：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为一个物种，简称“种”。
思考：马和驴是一个物种吗
生殖隔离：不同物种之间一般不能相互交配，即使交配成功，也不能产生可与的后代，这种现象叫做生殖隔离。
隔离及其在物种中形成的作用
地理隔离：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，叫做地理隔离。
隔离：包括地理隔离和生殖隔离，指不同群体间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。
由于地理障碍加工一个物种分为大大小小的群体，这些群体就是不同的种群。
在一个山谷中，有一个老鼠群自由繁衍直到被山谷中间的河流分开。
后来，河流干涸了，两个种群又相遇了，它们之间已经大大不同，还能繁殖后代吗？
思考·讨论
隔离在物种形成中的作用
讨论
问题1. 设想南美洲大陆的一些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？
因为其数量不多，因此其基因频率可能是不一样的。
问题2. 不同岛屿上的地雀种群，产生突变的情况一样吗？
突变是随机发生的，因此产生突变的情况不一样。
问题3. 对不同岛屿上的地雀种群来说，环境的作用有没有差别？这对种群频率的变化会产生什么影响？
由于不同岛屿上的食物和栖息条件不一样，因此u安静的作用有差别，导致种群基因频率朝不同方向发展。
问题4. 如果这片海域只有一个小岛，还会形成这么多种地雀吗？
不会，个体之间就可以进行杂交，进行基因交流。
问题5. 通过地雀的形成过程，你能说出物种形成需要经过哪些环节吗？
突变和基因重组产生进行的原材料，自然选择决定生物进化的方向，隔离导致物种的形成。
地雀
地雀
地雀
突变1.2.3.4…
突变5.6.7.8…
突变11.12.13.14…
环境1
环境2
自然选择
自然选择
自然选择
突变1
突变5
突变11
重复以上过程，导致各个岛屿的地雀的基因组产生了明显差异
地雀1
地雀3
地雀2
环境3
地理隔离与生殖隔离的比较
生殖隔离
2
0
2
4
下课

展开更多......

收起↑