资源简介 (共42张PPT)第6章第3节 种群基因组成的变化与物种的形成生物的进化第1课时 种群基因组成的变化知识目标 素养目标1．阐述种群、种群基因库、基因频率等概念的内涵(重点)； 2．运用数学方法讨论种群基因频率的变化，阐明自然选择对种群基因频率变化的影响(难点)； 3．探究抗生素对细菌的选择作用(重点) 生命观念：通过学习基因频率与基因型频率、种群等概念的内涵，认同种群是生物繁殖和进化的基本单位；通过数学模型分析，说明种群内可遗传变异是导致种群基因频率变化的内因；科学思维：运用数学方法计算种群的基因频率和基因型频率，建构遗传平衡定律的数学模型；科学探究：通过探究活动和实例分析，阐明自然选择导致种群基因频率的定向改变；社会责任：通过比较模拟实验数据与数学模型演绎数据，验证模型，形成严谨的科学态度新知导学 研究生物的进化，仅研究个体和表型是不够的，还必须研究______________ ________。群体基因组成的变化生物个体的表型直接作用于表型随个体死亡而消失基因随生殖而延续并在群体中扩散自然选择生物个体的表型1．种群(1) 概念(教材P110)：生活在____________的________生物________个体的集合。[判断]下列情况是否属于种群：①一个池塘中的全部鱼 ( )②一个池塘中的全部鲤鱼 ( )③两个池塘内的全部草鱼 ( )④一片草地上的成年梅花鹿 ( )⑤一个学校的所有人 ( )⑥一个菜市场中的全部鲤鱼 ( )目标一 为什么说种群是生物进化的基本单位一定区域同种全部×√××××概念的要点①一定地域内 ②同种生物构成 ③全部个体的总和(2) 种群是生物______________的基本单位。是进化单位的理由：①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，并通过繁殖将各自的基因传给后代。②种群在繁衍过程中，个体有新老交替，基因却代代相传。繁殖和进化2．基因频率和基因型频率(1) 概念[连线][思考]种群基因库是永久不变的吗？______________________________________ ________________________________________________________________________________________________种群中的个体代代死亡，但它携带的部分基因会随着繁殖遗传给后代，并通过突变使新基因进入基因库，所以基因库在世代相传中得到保留和发展。等位基因基因型频率情景一：某大熊猫种群中有鲜味受体基因T，鲜味受体假基因t。种群中抽出100个体，测知基因型为TT、Tt和tt的个体分别是30、60和10个。①不同基因型的频率是多少？___________________________________________ ___________________②T、t的基因频率是多少？总结：在种群中，一对等位基因的基因型频率之和等于1，基因频率之和也等于1。TT基因型频率：30%；Tt基因型频率：60%；tt基因型频率：10%情景二：某种群中基因型XBXB有20个，XBY有5个，XBXb有20个，XbY有5个。①求基因型频率：XBXB基因型频率＝XBXB个体数/所有个体×100%＝20/(20＋5＋20＋5)×100%＝40%XbY基因型频率＝XbY个体数/所有个体×100%＝5/(20＋5＋20＋5)×100%＝10%②求基因频率：XB基因频率＝XB基因数/(XB基因数＋Xb基因数)×100%＝(40＋5＋20)/(40＋5＋40＋5)×100%＝65/90×100%≈72.2%Xb基因频率＝1－XB基因频率＝27.8% 方法规律 基因频率的计算(1) 常染色体遗传：设定A%、a%分别表示基因A和a的频率，AA、Aa、aa分别表示AA、Aa、aa三种基因型的个体数，则：A%＋a%＝1(2) 伴X染色体遗传：设定XB%、Xb%分别表示基因XB和Xb的频率，XBXB、XBXb、XbXb、XBY、XbY分别表示XBXB、XBXb、XbXb、XBY、XbY五种基因型的个体数，则：C解析：由图可知，AA∶Aa∶aa＝1∶1∶1，所以a的基因频率＝1/3＋(1/2)×(1/3)＝0.5。下图表示某个种群基因型的组成情况，A、a为一对等位基因。则该种群中a的基因频率是 ( )A．0.11 B．0.4C．0.5 D．0.5511．用数学方法讨论种群基因频率的变化——教材P111“思考·讨论”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。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配子的比例分别是______________。子一代基因型频率为_______________________________。(2) 子一代种群中S和s的基因频率分别是______________。 目标二 种群基因频率的变化及其与自然选择的关系20%、80%SS占4%，Ss占32%，ss占64%20%、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？________。请完成下表。亲代基因型的比例 SS(10%) Ss(20%) ss(70%)配子的比例 S(10%) S(10%) s(10%) s(70%)子一代基因型频率 SS(4%) Ss(32%) ss(64%)子一代基因频率 S(20%) s(80%) 子二代基因型频率 SS(_______) Ss(________) ss(________)子二代基因频率 S(________) s(________) 一样4%32%64%20%80%总结：遗传平衡定律(哈迪—温伯格定律)(1) 使用条件：①种群______________；②所有的雌雄个体间都能____________并产生后代；③没有迁入和迁出；④不同表型的个体________________________；⑤基因A及其等位基因a都不产生突变。(2) 同时满足上述5个条件的种群处于遗传平衡状态，其种群基因频率和基因型频率将世代____________。(3) 数学表达式：若A的基因频率为p，a的基因频率为q，且p＋q＝1；则AA的基因型频率＝p2，aa的基因型频率＝q2，Aa的基因型频率＝2pq，且p2＋2pq＋q2＝1。[若为伴X染色体遗传，相关规律详见阶段整合与能力提升(五)]数量足够大自由交配生存和繁殖的机会均等保持不变(4) 应用一：已知基因频率求基因型频率如：已知A的基因频率为p，那么AA的基因型频率为______。应用二：已知基因型频率求基因频率但对自然界的种群来说，这5个条件不可能同时都成立。现实中：自然界中种群的基因频率一定会发生变化，也就是说种群的进化是必然的。p22．探究自然选择对种群基因频率变化的影响——教材P112～113“探究·实践”(1) 提出问题：_________________________________________________？(2) 作出假设：______________________________________________。(3) 实验思路与结果：1870年，桦尺蛾种群的基因型频率为SS为10%，Ss为20%，ss为70%，S基因的频率为20%。在树干变黑这一环境条件下，假如树干变黑不利于浅色桦尺蛾的生存，使得种群中浅色(ss)个体每年减少10%，黑色(SS和Ss)个体每年增加10%。完成下列表格：(注意：不同年份该种群的个体总数可能有所变化)如何解释桦尺蛾种群中s基因的频率越来越低的现象自然选择使桦尺蛾种群的基因频率发生定向改变将环境的作用的大小进行调整，比如将浅色个体每年减少的数量百分比调高点，重新进行相关计算，得出结果。(4) 分析结果，得出结论：自然选择可以____________种群的基因频率，且环境的选择作用越大，改变的幅度也越______。 第1年 第2年 第3年 第4年 ……基因型 频率 SS 10% 11.5% 13% 14.6% ……Ss 20% 22.9% 26% 29.2% ……ss 70% 65.6% 61% 56.2% ……基因 频率 S 20% 23% 26% 29.2% ……s 80% 77% 74% 70.8% ……定向改变大3．自然选择对基因频率的影响(1) 选择的对象(2) 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。(3) 选择的结果：从生物个体角度看，导致生物个体生存或死亡；从基因角度看，导致控制该性状基因的频率上升或下降。总结：生物进化的实质是______________________，____________决定生物进化的方向。种群基因频率的改变自然选择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不定向定向C某植物种群中基因型为Aa的个体占20%，基因型为aa的个体占20%。对于该植物种群，下列相关叙述错误的是 ( )A．该种群中A基因频率为70%，a基因频率为30%B．将Aa个体与aa个体杂交，过程中会出现基因的分离C．该种群随机受粉产生的后代中AA基因型频率不变D．该种群个体进行自交产生的后代中A基因频率不变2解析：分析题意，某植物种群中基因型为Aa个体占20%，基因型为aa个体占20%，则基因型为AA个体占60%。该种群中A的基因频率为20%×(1/2)＋60%＝70%，a的基因频率为1－70%＝30%，A正确；将Aa个体与aa个体杂交时产生配子的过程中会出现基因的分离，B正确；亲代中，A的基因频率为70%，随机受粉后，子代中AA基因型频率为70%×70%＝49%，即由60%降为49%，C错误；若无人工选择和淘汰，该种群个体自交产生的后代中A基因频率不变，D正确。 方法规律 一种群如果连续自交多代，它的进化趋势是种群没有进化，从基因频率上看是基因频率没有变化，而从基因型上看是该种群纯合子逐代增多，杂合子逐代减少。B下图表示环境条件发生变化后某个种群中A和a基因频率的变化情况。下列叙述错误的是 ( )A．P点时两曲线相交，此时A和a的基因频率均为50%B．该种群中杂合子的比例会越来越高，逐渐取代纯合子C．Q点表示环境发生了变化，A控制的性状更加适应环境D．在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变3解析：P点两曲线相交，表示A、a的基因频率相等，由于A、a的基因频率之和是1，因此A、a的基因频率各占50%，A正确；由于A的基因频率升高，AA的基因型频率也会升高，因此杂合子不能取代纯合子，B错误；由题意可知，Q点可能是环境发生变化，A控制的性状更加适应环境，C正确；自然选择决定生物进化的方向，在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变，D正确。目标三 实验：探究抗生素对细菌的选择作用菌落：单个菌体或孢子在一定固体培养基上生长繁殖后形成的肉眼可见的微生物聚集体。如何设计实验探究某抗生素的抗菌作用？如何定量描述抗生素的作用效果？等计量的同种的抗生素对同种微生物的作用效果一定相同吗？差异产生的原因是什么？1．实验原理(教材P115)：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。在实验室连续培养细菌时，如果向培养基中添加抗生素，耐药菌有可能存活下来。2．实验目的(教材P115)：通过观察细菌在含有抗生素的培养基上的生长状况，探究抗生素对细菌的选择作用。自变量：______________；因变量：细菌是否被杀死(有无__________)有无抗生素抑菌圈抑菌圈（直径越大，抗生素的作用越强）经高温灭菌的牛肉膏蛋白胨液体培养基及固体培养基平板，细菌菌株(如大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等)，含有抗生素(如青霉素、卡那霉素等)的圆形滤纸片(以下简称”抗生素纸片”)，不含抗生素的纸片，镊子，涂布器，无菌棉签，酒精灯，记号笔，直尺等。液体培养基固体培养基一种应用最广泛和最普遍的细菌培养基，又称普通培养基用于扩大培养用于观察菌落、分离、保存菌种等材料用具加入凝固剂如琼脂3．实验步骤(教材P115)(1) 记号笔将培养基分为四个区并标号①②③④。(2) 将细菌涂布在培养基平板上。(3) ①号区域的中央放置不含抗生素纸片和②③④号区域的中央分别放置含有抗生素的纸片。(4) 将培养皿倒置于37 ℃的恒温箱中培养12～16 h。(5) 观察有无抑菌圈→判断是否抑菌；测量抑菌圈直径→判断抑菌强弱。(6)从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌，接种到已灭菌的液体培养基中培养，并重复以上步骤。菌落：单个菌体或孢子在一定固体培养基上生长繁殖后形成的肉眼可见的微生物聚集体4．实验结果：抗生素周围______________，连续培养若干代后，抑菌圈的直径越来越____。[思考]抗生素滤纸片周围的抑菌圈的直径为什么会逐代变小？____________________________________________________出现了抑菌圈小经过抗生素的持续多代筛选，细菌的耐药性越来越强。抑菌圈（直径越大，抗生素的作用越强）抑菌圈直径/cm 第一代 第二代 第三代1 2.26 1.89 1.622 2.41 1.91 1.673 2.42 1.87 1.69平均值 2.36 1.89 1.665．实验结论：①细菌发生了可遗传变异；②抗生素的选择导致____________ ______________。[思考](1) 细菌耐药性变异的产生与抗生素________(填“有关”或“无关”)，因为______________________。(2) 细菌产生耐药性变异的过程是定向的吗？为什么？提示：不是。因为细菌产生耐药性变异的过程属于基因突变，而基因突变具有不定向性。(3) 为什么培养基中抗生素滤纸片周围会出现抑菌圈？提示：因为滤纸片上的抗生素杀死了其周围的细菌，使细菌不能形成菌落而出现抑菌圈。耐药菌的比例逐渐代提高无关抗生素并非诱变因子某同学为探究阿莫西林(一种常用的青霉素类抗生素)对细菌的选择作用，将菌液加到培养基上涂布均匀后，在②③④号位贴上沾有0.5 mg·mL-1阿莫西林溶液的滤纸片。如图为第一代实验结果，下列叙述错误的是 ( )A．①处滤纸片上不含抗生素，起对照作用B．从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌继续培养C．连续培养几代后，②③④号位抑菌圈的平均直径将会变大D．抑菌圈边缘的细菌中，抗药性细菌的占比可能会高于抑菌圈外的4C解析：据图可知，①处滤纸片周围没有抑菌圈，说明①处滤纸片是对照组，A正确；抑菌圈边缘上的细菌可能具有抗药性，实验中需要从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌，接种到已经灭菌的培养基上继续培养，重复实验中抗生素的选择作用步骤，记录每一代抑菌圈的直径，B正确；阿莫西林对细菌起选择作用，随着培养代数增多，耐药菌的比例增大，因此在连续培养几代后，抑菌圈的平均直径变小，C错误；阿莫西林对细菌起选择作用，则抑菌圈边缘细菌的抗药性可能高于抑菌圈外细菌的，D正确。随堂内化一、 概念诊断评价(1) 一个种群中某基因占所有基因数的比值叫作基因频率。 ( )(2) 若亲子代间基因频率不变，基因型频率也一定不变。 ( )(3) 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。 ( )(4) 有害突变不能成为生物进化的原材料。 ( )(5) 生物进化的实质是种群基因型频率的改变。 ( )(6) “耐药性”基因频率的改变引起病菌发生了进化，产生新的“耐药性”病菌。 ( )(7) 抗生素的滥用导致“耐药性”细菌被优选出来，实质是抗生素对细菌选择的结果。 ( )××√×××√二、 学情随堂评价1．果蝇的突变型基因B＋对B为显性，这对基因位于常染色体上。已知基因B＋纯合会导致1/4的胚胎死亡。某果蝇自然种群中B的基因频率为20%，让该种群中的果蝇随机交配得到F1，F1随机交配获得F2。下列说法错误的是 ( )A．亲本中B＋B＋的基因型频率为64%B．F1中杂合子所占比例为8/25C．F2突变型个体中纯合子所占比例为6/11D．种群的基因频率发生了改变，说明生物发生了进化B解析：亲本中B的基因频率为20%(q＝0.2)，B＋的频率p＝1－0.2＝0.8。根据哈迪—温伯格定律，B＋B＋的基因型频率为p＝0.82＝64%，A正确。亲本随机交配后，F1的基因型理论频率为B＋B＋(64%)、B＋B(32%)、BB(4%)。由于B＋B＋有1/4纯合致死，存活率为(3/4)×64%＝48%。总存活个体为48%＋32%＋4%＝84%。F1中杂合子B＋B的频率为32%/84%＝8/21，B错误。F1的基因型频率为B＋B＋(4/7)、B＋B(8/21)、BB(1/21)，F1随机交配时，B＋配子比例为[(4/7)×2＋(8/21)×1]/2＝16/21，B配子比例为5/21。F2的基因型频率为B＋B＋(256/441)、B＋B(160/441)、BB(25/441)。B＋B＋存活率为3/4，即192/441。突变型个体(B＋B＋和B＋B)总占比为(192＋160)/441＝352/441，其中纯合子(B＋B＋)占192/352＝6/11，C正确。生物进化的实质是种群基因频率的改变，D正确。B解析：突变是有利还是有害，是根据环境而定的。2．研究人员追踪了细菌在柠檬酸基质上生长的变化，细菌最终出现了柠檬酸代谢突变，实现了进化。下列分析错误的是 ( )A．突变和柠檬酸会影响细菌的基因频率B．细菌出现柠檬酸代谢突变都是一种有利突变C．细菌出现柠檬酸代谢突变是随机的D．柠檬酸对细菌柠檬酸突变进行定向选择3．一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。某生物兴趣小组在接种大肠杆菌的培养基中放置含多种抗生素的圆形滤纸片，如下图所示。每次挑取可能具有抗药性的菌落重复培养几代，记录每一代培养物抑菌圈的大小，结果如下表所示。抗生素 无抗生素 青霉素 阿奇霉素 四环素抑菌圈半径 平均值/cm 第一代 0 0.19 0.95 1.31第二代 0 0 0.74 0.7下列分析正确的是 ( )A．大肠杆菌对不同抗生素的抗性能力有差异，且对四环素的抗性最强B．大肠杆菌的变异为进化提供原材料，同时决定进化的方向C．培养两代后抑菌圈的半径变小，说明抗生素对细菌有选择作用D．抗生素提高了大肠杆菌的突变率，导致抗性基因的产生抗生素 无抗生素 青霉素 阿奇霉素 四环素抑菌圈半径 平均值/cm 第一代 0 0.19 0.95 1.31第二代 0 0 0.74 0.7C解析：大肠杆菌对不同抗生素的抗性能力有差异，其中对青霉素的抑菌圈半径最小，所以对青霉素抗性最强，A错误；自然选择决定进化的方向，变异不能决定进化的方向，B错误；抑制圈的直径越大，说明抗生素杀菌能力越强，在连续培养几代后，抑菌圈的直径会变小，说明通过抗生素的选择作用，细菌中的耐药菌越来越多，C正确；抗生素不会导致抗性基因的产生，抗生素只能起选择作用，D错误。第3节 种群基因组成的变化与物种的形成第1课时 种群基因组成的变化1．过度使用抗生素会加快耐药菌株的出现。下列叙述正确的是( )A．抗生素与细菌进化无关B．抗生素诱导细菌产生耐药变异C．细菌的耐药性变异可遗传D．抗生素不影响菌群耐药基因频率2．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．只有在新物种形成时，才发生基因频率的改变D．生物性状的改变一定引起生物的进化3．某动物种群中，基因型为AA、Aa和aa的个体依次占25%、50%和25%。若该种群中基因型为aa的个体没有繁殖能力，其他个体间可以随机交配，理论上，F1中A的基因频率和Aa的基因型频率分别是( )A．2/3、4/9 B．2/3、1/9C．2/3、1/3 D．1/3、4/94．某工厂有男、女职工各200名，对他们的红绿色盲患病情况进行调查时发现，女性患者有5人，男性患者有11人，携带者有15人，则这个工厂职工中的色盲基因的基因频率是( )A．12% B．5.8%C．6% D．3%5．科学家研究了生活在不同海拔的纳西族人的促红细胞生成素基因(EPO)，发现高海拔组和低海拔组的EPO碱基序列存在差异，从而导致血红蛋白含量不同，测定不同种群EPO序列还有利于分析他们的亲缘关系。下列分析正确的是( )A．EPO序列可以为研究生物进化提供最直接的证据B．高海拔环境选择使EPO基因频率发生定向改变C．缺氧环境是造成EPO表达量上升的根本原因D．高海拔直接作用于EPO基因而不是个体表型6．下图是对某棉铃虫灾区先后使用两种杀虫剂处理后棉铃虫种群密度(单位面积内的个体数量)的变化情况。下列叙述错误的是( )A．图中曲线变化主要是由于杀虫剂对不同抗药性的棉铃虫进行了选择B．使用杀虫剂A后，棉铃虫种群中抗杀虫剂A基因的频率先减小后增大C．使用杀虫剂B会导致棉铃虫种群的进化方向发生改变D．图示实例可以说明变异的有利或有害是由环境条件决定的7．实验小组在进行“探究抗生素对细菌的选择作用”实验时，观察到下图所示的实验结果，相关叙述错误的是( )A．缺少用不含抗生素的圆纸片放置于培养基的区域作为对照B．从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌继续培养，记录每一代培养物抑菌圈的直径C．抑菌圈直径随培养代数的增加而增大D．使用过的培养基和纸片等需经过高温灭菌处理才能废弃8．雄性长尾寡妇鸟长着极长的尾羽，科研人员将其尾羽剪短，把剪下的部分粘到其他雄性个体的尾羽上，使之超出自然长度。结果发现，在人工加长尾羽雄鸟的领地中新巢数目最多，依据实验结果分析，下列叙述正确的是( )A．人工加长尾羽的雄性寡妇鸟的子代多为加长尾羽B．雄性长尾寡妇鸟的尾羽长度决定了其领地的大小C．雄性长尾寡妇鸟的尾羽长度与其繁殖成功率有关D．科研人员的做法直接导致雄性长尾寡妇鸟的突变9．科学家对某地一种蟹的体色进行统计，发现中间体色的个体占比较多，深色和浅色个体占比较少且无显著差异。据此推测不合理的是( )A．深色蟹和浅色蟹比例接近，说明自然选择对蟹的体色不起作用B．中间体色的个体占比较多，说明此种体色与该地环境色彩相近C．若该地开发导致植被破坏、土地裸露，浅色蟹的比例可能会增加D．去除该地蟹所有天敌，蟹体色的基因频率可能发生变化10．某二倍体动物的性别决定方式为ZW型，雌性和雄性个体数的比例为1∶1。该动物种群处于遗传平衡，雌性个体中有1/10患甲病(由Z染色体上h基因决定)。下列叙述正确的是( )A．该种群有11%的个体患该病B．该种群h基因的频率是10%C．只考虑该对基因，种群繁殖一代后基因型共有6种 D．患甲病的雄性个体占种群的1%11．研究人员将结核杆菌分别接种在含有不同浓度抗生素A与B的培养基中(“＋”代表含抗生素，“＋”的多少代表抗生素浓度，“－”代表不含抗生素)，对两种抗生素的药性进行分析。在37 ℃环境下培养24 h后，细菌生长情况如下图。下列叙述错误的是( )A．本实验的自变量是抗生素的浓度，因变量是细菌生长情况B．长期使用抗生素A可能会增大结核杆菌的抗药性基因频率C．结核杆菌的基因突变为抗生素的选择提供原材料D．与联合使用抗生素B相比，单独使用抗生素A抑菌效果更强12．果蝇的灰体(H)对黄体(h)为显性。在一个随机交配的果蝇种群中，灰体果蝇所占的比例保持在84%。下列关于该果蝇种群的分析，正确的是( )A．所有个体的H和h基因称为果蝇种群的基因库B．该种群的灰体果蝇中纯合子所占的比例为3/7C．果蝇繁殖一代后，h的基因频率将会小于40%D．自然环境对果蝇基因型具有直接的选择作用13．某兴趣小组为探究不同抗生素分别对三种细菌的抑制作用，将含有不同抗生素的纸片放在生长有细菌的培养基上，观察抑菌圈的直径，结果如下图所示。下列叙述错误的是( )A．实验过程中需使用不含抗生素的滤纸片作空白对照B．枯草芽孢杆菌对阿莫西林和四环素的敏感度均较大C．三种细菌的抗药性随着抗生素浓度升高而不断增强D．抗生素治疗也可能抑制致病菌外的其他菌群的生长第1课时 种群基因组成的变化题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13答案 C B A C B B C C A B A B C1．C 解析：抗生素与细菌进化有关，抗生素决定细菌进化的方向，A错误；细菌产生耐药变异是自发的，与抗生素的使用无关，B错误；抗生素起到选择作用，会影响菌群耐药基因频率，D错误。2．B 解析：生物进化的实质是种群基因频率的改变，所以种群基因频率发生改变一定会引起生物的进化，A错误，B正确；只要生物发生了进化，就会发生基因频率的改变，但不一定形成新物种，C错误；生物的性状受基因和外界环境的共同作用，性状改变，基因不一定改变，故基因频率不一定改变，生物也不一定进化，D错误。3．A 解析：AA、Aa和aa基因型的个体依次占25%、50%、25%。若该种群中的aa个体没有繁殖能力，个体间可以随机交配，则具有繁殖能力的个体中，AA占1/3，Aa占2/3。因此A的基因频率为2/3，a的基因频率为1/3，据遗传平衡定律，其他个体间可以随机交配，后代中AA的频率为(2/3)×(2/3)＝1/9，Aa为2×(2/3)×(1/3)＝4/9，aa为(1/3)×(1/3)＝1/9。F1中A的基因频率为2/3，Aa的基因型频率为4/9，A正确。4．C 解析：设色盲基因是Xb，则基因型为XbXb的个体有5人，基因型为XBXb的个体有15人，基因型为XBXB的个体有180人，基因型为XbY的个体有11人，基因型为XBY的个体有189人，由基因频率的概念可知，Xb的基因频率＝(5×2＋15＋11)/(200×2＋200)×100%＝6%。5．B 解析：化石是研究生物进化最直接的证据，而EPO序列属于分子水平的证据，属于间接证据，A错误；自然选择通过作用于个体的表型，使适应环境的个体有更多机会传递基因，导致种群基因频率定向改变，高海拔环境通过选择EPO基因的优势变异，使其频率发生定向变化，B正确；缺氧环境可能通过调控机制促进EPO基因的表达，但根本原因是基因序列不同，C错误；自然选择直接作用于个体的表型(如血红蛋白含量)，D错误。6．B 解析：杀虫剂A会将不抗杀虫剂A的棉铃虫淘汰，所以使用杀虫剂A后，棉铃虫种群中抗杀虫剂A基因的频率会增大，B错误；使用杀虫剂B之后，棉铃虫种群对杀虫剂的抗性情况发生了变化，从而导致棉铃虫种群的进化方向发生改变，C正确。7．C 解析：为研究抗生素对细菌的选择作用，实验中需要采用不含抗生素的纸片作为空白对照，并将不含抗生素的纸片和含抗生素的纸片分布放置在培养基的不同区域，因此图中缺乏对照处理，A正确；抑菌圈边缘上的细菌可能产生了抗药性，实验中需要从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌，接种到已经灭菌的培养基上继续培养，重复实验中抗生素的选择作用步骤，记录每—代抑菌圈的直径，B正确；由于抗生素对细菌起到定向选择作用，将具有抗药性的细菌逐代选择出来，细菌的抗药性逐渐增强，因此抑菌圈直径随培养代数的增加而减小，C错误；使用过的培养基和纸片等需经过高温灭菌处理才能废弃，以免污染环境，D正确。8．C 解析：人工加长尾羽是后天获得的性状，未涉及遗传物质的改变，无法通过遗传传递给子代，因此人工加长尾羽雄鸟的子代尾羽性状多数与未加长前一致，A错误；实验结果仅表明加长尾羽雄鸟领地中新巢数目多，但未直接证明尾羽长度决定领地大小，B错误；加长尾羽雄鸟领地中的新巢数目最多，说明尾羽长度可能作为性选择信号，提高雄性吸引雌性的能力，从而增加繁殖成功率，C正确；科研人员剪粘尾羽属于表型改变，未直接导致突变，D错误。9．A10．B 解析：雌性患病率为1/10，即雌性中ZHW占9/10、ZhW占1/10，因此Zh的频率为1/10，雄性中患病率为(1/10)2＝1%，患病的雄性个性占1%÷2＝0.5%，雌性和雄性个体数的比例为1∶1，因此，该种群中患病率为5%＋0.5%＝5.5%，A、D错误；雌性中患病(ZhW)基因型频率等于h基因频率，故种群中h基因频率为10%，B正确；只考虑该对基因，种群繁殖一代后，后代雌性基因型为ZHW、ZhW(2种)，雄性为ZHZH、ZHZh、ZhZh(3种)，共5种基因型，C错误。11．A 解析：该实验自变量是抗生素种类和浓度，A错误；长期使用抗生素A会选择抗药性结核杆菌，增大其抗性基因频率，B正确；基因突变是可遗传的变异，可以为进化提供原材料，C正确；比较后面3组实验结果，可以发现单独使用高浓度抗生素A抑菌效果强于联合使用抗生素B，D正确。12．B 解析：基因库包括种群中所有个体所含有的所有基因，所有个体的H和h基因不能称为果蝇种群的基因库，A错误；在一个随机交配的果蝇种群中，灰体果蝇所占的比例保持为84%，说明黄体果蝇占16%，h的基因频率为40%，H的基因频率为1－40%＝60%，故HH占36%，Hh占48%，所以在该种群灰体果蝇中，纯合子个体占0.36/(0.36＋0.48)＝3/7，B正确；在无改变基因频率的因素影响下，果蝇随机交配，繁殖一代后，h的基因频率仍然为40%，C错误；自然环境直接选择果蝇的表型，不对基因型直接选择，D错误。13．C 解析：若未设置空白对照，无法确定抑菌圈的形成是由抗生素引起还是其他因素(如滤纸片污染)导致的，因此，需使用不含抗生素的滤纸片作空白对照，A正确；抑菌圈直径越大，说明细菌对抗生素越敏感，从图中可知，在相同抗生素浓度下，枯草芽孢杆菌的抑菌圈直径明显大于大肠杆菌和金黄色葡萄球菌，这表明枯草芽孢杆菌对阿莫西林和四环素的敏感度均较大，B正确；抗药性是指细菌耐受抗生素的能力，抑菌圈直径随抗生素浓度升高而增大，说明抗生素对细菌的抑制作用增强，即细菌的抗药性随抗生素浓度升高而减弱，C错误；抗生素具有广谱性，多数情况下不仅能抑制致病菌，也可能对人体内的正常菌群(非致病菌)产生抑制作用，实验中不同抗生素对多种细菌均有抑制作用，间接支持了“抗生素可能抑制致病菌外其他菌群”的结论，D正确。第3节 种群基因组成的变化与物种的形成第1课时 种群基因组成的变化知识目标 素养目标1．阐述种群、种群基因库、基因频率等概念的内涵(重点)； 2．运用数学方法讨论种群基因频率的变化，阐明自然选择对种群基因频率变化的影响(难点)； 3．探究抗生素对细菌的选择作用(重点) 生命观念：通过学习基因频率与基因型频率、种群等概念的内涵，认同种群是生物繁殖和进化的基本单位；通过数学模型分析，说明种群内可遗传变异是导致种群基因频率变化的内因； 科学思维：运用数学方法计算种群的基因频率和基因型频率，建构遗传平衡定律的数学模型； 科学探究：通过探究活动和实例分析，阐明自然选择导致种群基因频率的定向改变； 社会责任：通过比较模拟实验数据与数学模型演绎数据，验证模型，形成严谨的科学态度 研究生物的进化，仅研究个体和表型是不够的，还必须研究__群体基因组成的变化__。目标一 为什么说种群是生物进化的基本单位1．种群(1) 概念(教材P110)：生活在__ __的__ __生物__ __个体的集合。[判断]下列情况是否属于种群：①一个池塘中的全部鱼( )②一个池塘中的全部鲤鱼( )③两个池塘内的全部草鱼( )④一片草地上的成年梅花鹿( )⑤一个学校的所有人( )⑥一个菜市场中的全部鲤鱼( )(2) 种群是生物__ __的基本单位。是进化单位的理由：①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，并通过繁殖将各自的基因传给后代。②种群在繁衍过程中，个体有新老交替，基因却代代相传。2．基因频率和基因型频率(1) 概念[连线][思考]种群基因库是永久不变的吗？(2) 公式基因频率＝×100%＝纯合子频率＋1/2杂合子频率__基因型频率__＝×100%情景一：某大熊猫种群中有鲜味受体基因T，鲜味受体假基因t。种群中抽出100个体，测知基因型为TT、Tt和tt的个体分别是30、60和10个。①不同基因型的频率是多少？②T、t的基因频率是多少？情景二：某种群中基因型XBXB有20个，XBY有5个，XBXb有20个，XbY有5个。①求基因型频率：XBXB基因型频率＝XBXB个体数/所有个体×100%＝20/(20＋5＋20＋5)×100%＝40%XbY基因型频率＝XbY个体数/所有个体×100%＝5/(20＋5＋20＋5)×100%＝10%②求基因频率：XB基因频率＝XB基因数/(XB基因数＋Xb基因数)×100%＝(40＋5＋20)/(40＋5＋40＋5)×100%＝65/90×100%≈72.2%Xb基因频率＝1－XB基因频率＝27.8% 方法规律 基因频率的计算(1) 常染色体遗传：设定A%、a%分别表示基因A和a的频率，AA、Aa、aa分别表示AA、Aa、aa三种基因型的个体数，则：A%＝×100%＝AA%＋1/2Aa%a%＝×100%＝aa%＋1/2Aa%A%＋a%＝1(2) 伴X染色体遗传：设定XB%、Xb%分别表示基因XB和Xb的频率，XBXB、XBXb、XbXb、XBY、XbY分别表示XBXB、XBXb、XbXb、XBY、XbY五种基因型的个体数，则：XB% ＝×100%Xb% ＝×100%下图表示某个种群基因型的组成情况，A、a为一对等位基因。则该种群中a的基因频率是( )A．0.11 B．0.4C．0.5 D．0.55目标二 种群基因频率的变化及其与自然选择的关系1．用数学方法讨论种群基因频率的变化——教材P111“思考·讨论”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。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配子的比例分别是____。子一代基因型频率为__ __。(2) 子一代种群中S和s的基因频率分别是____。 (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？__ __。请完成下表。亲代基因型 的比例 SS(10%) Ss(20%) ss(70%)配子的比例 S(10%) S(10%) s(10%) s(70%)子一代基因 型频率 SS(4%) Ss(32%) ss(64%)子一代 基因频率 S(20%) s(80%)子二代 基因型频率 SS(____) Ss(____) ss(____)子二代 基因频率 S(____) s(__8__)总结：遗传平衡定律(哈迪—温伯格定律)(1) 使用条件：①种群__ __；②所有的雌雄个体间都能__ __并产生后代；③没有迁入和迁出；④不同表型的个体__ __；⑤基因A及其等位基因a都不产生突变。(2) 同时满足上述5个条件的种群处于遗传平衡状态，其种群基因频率和基因型频率将世代__ __。(3) 数学表达式：若A的基因频率为p，a的基因频率为q，且p＋q＝1；则AA的基因型频率＝p2，aa的基因型频率＝q2，Aa的基因型频率＝2pq，且p2＋2pq＋q2＝1。[若为伴X染色体遗传，相关规律详见阶段整合与能力提升(五)](4) 应用一：已知基因频率求基因型频率如：已知A的基因频率为p，那么AA的基因型频率为_ __。应用二：已知基因型频率求基因频率如：已知aa的基因型频率为P，那么a的基因频率为。但对自然界的种群来说，这5个条件不可能同时都成立。现实中：自然界中种群的基因频率一定会发生变化，也就是说种群的进化是必然的。2．探究自然选择对种群基因频率变化的影响——教材P112～113“探究·实践”(1) 提出问题：__ __？(2) 作出假设：__ __。(3) 实验思路与结果：1870年，桦尺蛾种群的基因型频率为SS为10%，Ss为20%，ss为70%，S基因的频率为20%。在树干变黑这一环境条件下，假如树干变黑不利于浅色桦尺蛾的生存，使得种群中浅色(ss)个体每年减少10%，黑色(SS和Ss)个体每年增加10%。完成下列表格：(注意：不同年份该种群的个体总数可能有所变化)第1年 第2年 第3年 第4年 ……基因型 频率 SS 10% 11.5% 13% 14.6% ……Ss 20% 22.9% 26% 29.2% ……ss 70% 65.6% 61% 56.2% ……基因 频率 S 20% 23% 26% 29.2% ……s 80% 77% 74% 70.8% ……将环境的作用的大小进行调整，比如将浅色个体每年减少的数量百分比调高点，重新进行相关计算，得出结果。(4) 分析结果，得出结论：自然选择可以__ __种群的基因频率，且环境的选择作用越大，改变的幅度也越__ __。3．自然选择对基因频率的影响(1) 选择的对象(2) 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。(3) 选择的结果：从生物个体角度看，导致生物个体生存或死亡；从基因角度看，导致控制该性状基因的频率上升或下降。总结：生物进化的实质是__ __，____决定生物进化的方向。某植物种群中基因型为Aa的个体占20%，基因型为aa的个体占20%。对于该植物种群，下列相关叙述错误的是( )A．该种群中A基因频率为70%，a基因频率为30%B．将Aa个体与aa个体杂交，过程中会出现基因的分离C．该种群随机受粉产生的后代中AA基因型频率不变D．该种群个体进行自交产生的后代中A基因频率不变 方法规律 一种群如果连续自交多代，它的进化趋势是种群没有进化，从基因频率上看是基因频率没有变化，而从基因型上看是该种群纯合子逐代增多，杂合子逐代减少。下图表示环境条件发生变化后某个种群中A和a基因频率的变化情况。下列叙述错误的是( )A．P点时两曲线相交，此时A和a的基因频率均为50%B．该种群中杂合子的比例会越来越高，逐渐取代纯合子C．Q点表示环境发生了变化，A控制的性状更加适应环境D．在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变解析：P点两曲线相交，表示A、a的基因频率相等，由于A、a的基因频率之和是1，目标三 实验：探究抗生素对细菌的选择作用1．实验原理(教材P115)：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。在实验室连续培养细菌时，如果向培养基中添加抗生素，耐药菌有可能存活下来。2．实验目的(教材P115)：通过观察细菌在含有抗生素的培养基上的生长状况，探究抗生素对细菌的选择作用。自变量：____；因变量：细菌是否被杀死(有无_ __)3．实验步骤(教材P115)(1) 记号笔将培养基分为四个区并标号①②③④。(2) 将细菌涂布在培养基平板上。(3) ①号区域的中央放置不含抗生素纸片和②③④号区域的中央分别放置含有抗生素的纸片。(4) 将培养皿倒置于37 ℃的恒温箱中培养12～16 h。(5) 观察有无抑菌圈→判断是否抑菌；测量抑菌圈直径→判断抑菌强弱。(6)从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌，接种到已灭菌的液体培养基中培养，并重复以上步骤。(菌落：单个菌体或孢子在一定固体培养基上生长繁殖后形成的肉眼可见的微生物聚集体)4．实验结果：抗生素周围__ __，连续培养若干代后，抑菌圈的直径越来越__ __。[思考]抗生素滤纸片周围的抑菌圈的直径为什么会逐代变小？5．实验结论：①细菌发生了可遗传变异；②抗生素的选择导致__ __。[思考](1) 细菌耐药性变异的产生与抗生素__ __(填“有关”或“无关”)，因为__ __。(2) 细菌产生耐药性变异的过程是定向的吗？为什么？(3) 为什么培养基中抗生素滤纸片周围会出现抑菌圈？某同学为探究阿莫西林(一种常用的青霉素类抗生素)对细菌的选择作用，将菌液加到培养基上涂布均匀后，在②③④号位贴上沾有0.5 mg·mL-1阿莫西林溶液的滤纸片。如图为第一代实验结果，下列叙述错误的是( )A．①处滤纸片上不含抗生素，起对照作用B．从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌继续培养C．连续培养几代后，②③④号位抑菌圈的平均直径将会变大D．抑菌圈边缘的细菌中，抗药性细菌的占比可能会高于抑菌圈外的一、 概念诊断评价(1) 一个种群中某基因占所有基因数的比值叫作基因频率。( )(2) 若亲子代间基因频率不变，基因型频率也一定不变。( )(3) 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。( )(4) 有害突变不能成为生物进化的原材料。( )(5) 生物进化的实质是种群基因型频率的改变。( )(6) “耐药性”基因频率的改变引起病菌发生了进化，产生新的“耐药性”病菌。( )(7) 抗生素的滥用导致“耐药性”细菌被优选出来，实质是抗生素对细菌选择的结果。( )二、 学情随堂评价1．果蝇的突变型基因B＋对B为显性，这对基因位于常染色体上。已知基因B＋纯合会导致1/4的胚胎死亡。某果蝇自然种群中B的基因频率为20%，让该种群中的果蝇随机交配得到F1，F1随机交配获得F2。下列说法错误的是( )A．亲本中B＋B＋的基因型频率为64%B．F1中杂合子所占比例为8/25C．F2突变型个体中纯合子所占比例为6/11D．种群的基因频率发生了改变，说明生物发生了进化2．研究人员追踪了细菌在柠檬酸基质上生长的变化，细菌最终出现了柠檬酸代谢突变，实现了进化。下列分析错误的是( )A．突变和柠檬酸会影响细菌的基因频率B．细菌出现柠檬酸代谢突变都是一种有利突变C．细菌出现柠檬酸代谢突变是随机的D．柠檬酸对细菌柠檬酸突变进行定向选择3．一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。某生物兴趣小组在接种大肠杆菌的培养基中放置含多种抗生素的圆形滤纸片，如下图所示。每次挑取可能具有抗药性的菌落重复培养几代，记录每一代培养物抑菌圈的大小，结果如下表所示。下列分析正确的是( )抗生素 无抗生素 青霉素 阿奇霉素 四环素抑菌圈半径 平均值/cm 第一代 0 0.19 0.95 1.31第二代 0 0 0.74 0.7A．大肠杆菌对不同抗生素的抗性能力有差异，且对四环素的抗性最强B．大肠杆菌的变异为进化提供原材料，同时决定进化的方向C．培养两代后抑菌圈的半径变小，说明抗生素对细菌有选择作用D．抗生素提高了大肠杆菌的突变率，导致抗性基因的产生第3节 种群基因组成的变化与物种的形成第1课时 种群基因组成的变化知识目标 素养目标1．阐述种群、种群基因库、基因频率等概念的内涵(重点)； 2．运用数学方法讨论种群基因频率的变化，阐明自然选择对种群基因频率变化的影响(难点)； 3．探究抗生素对细菌的选择作用(重点) 生命观念：通过学习基因频率与基因型频率、种群等概念的内涵，认同种群是生物繁殖和进化的基本单位；通过数学模型分析，说明种群内可遗传变异是导致种群基因频率变化的内因； 科学思维：运用数学方法计算种群的基因频率和基因型频率，建构遗传平衡定律的数学模型； 科学探究：通过探究活动和实例分析，阐明自然选择导致种群基因频率的定向改变； 社会责任：通过比较模拟实验数据与数学模型演绎数据，验证模型，形成严谨的科学态度 研究生物的进化，仅研究个体和表型是不够的，还必须研究__群体基因组成的变化__。目标一 为什么说种群是生物进化的基本单位1．种群(1) 概念(教材P110)：生活在__一定区域__的__同种__生物__全部__个体的集合。[判断]下列情况是否属于种群：①一个池塘中的全部鱼( × )②一个池塘中的全部鲤鱼( √ )③两个池塘内的全部草鱼( × )④一片草地上的成年梅花鹿( × )⑤一个学校的所有人( × )⑥一个菜市场中的全部鲤鱼( × )(2) 种群是生物__繁殖和进化__的基本单位。是进化单位的理由：①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，并通过繁殖将各自的基因传给后代。②种群在繁衍过程中，个体有新老交替，基因却代代相传。2．基因频率和基因型频率(1) 概念[连线][思考]种群基因库是永久不变的吗？__种群中的个体代代死亡，但它携带的部分基因会随着繁殖遗传给后代，并通过突变使新基因进入基因库，所以基因库在世代相传中得到保留和发展。__(2) 公式基因频率＝×100%＝纯合子频率＋1/2杂合子频率__基因型频率__＝×100%情景一：某大熊猫种群中有鲜味受体基因T，鲜味受体假基因t。种群中抽出100个体，测知基因型为TT、Tt和tt的个体分别是30、60和10个。①不同基因型的频率是多少？__TT基因型频率：30%；Tt基因型频率：60%；tt基因型频率：10%__②T、t的基因频率是多少？T%＝×100%＝60%或：T%＝30%＋(1/2)×60%＝60%t%＝×100%＝40%或：t%＝10%＋(1/2)×60%＝40%总结：在种群中，一对等位基因的基因型频率之和等于1，基因频率之和也等于1。情景二：某种群中基因型XBXB有20个，XBY有5个，XBXb有20个，XbY有5个。①求基因型频率：XBXB基因型频率＝XBXB个体数/所有个体×100%＝20/(20＋5＋20＋5)×100%＝40%XbY基因型频率＝XbY个体数/所有个体×100%＝5/(20＋5＋20＋5)×100%＝10%②求基因频率：XB基因频率＝XB基因数/(XB基因数＋Xb基因数)×100%＝(40＋5＋20)/(40＋5＋40＋5)×100%＝65/90×100%≈72.2%Xb基因频率＝1－XB基因频率＝27.8% 方法规律 基因频率的计算(1) 常染色体遗传：设定A%、a%分别表示基因A和a的频率，AA、Aa、aa分别表示AA、Aa、aa三种基因型的个体数，则：A%＝×100%＝AA%＋1/2Aa%a%＝×100%＝aa%＋1/2Aa%A%＋a%＝1(2) 伴X染色体遗传：设定XB%、Xb%分别表示基因XB和Xb的频率，XBXB、XBXb、XbXb、XBY、XbY分别表示XBXB、XBXb、XbXb、XBY、XbY五种基因型的个体数，则：XB% ＝×100%Xb% ＝×100%下图表示某个种群基因型的组成情况，A、a为一对等位基因。则该种群中a的基因频率是( C )A．0.11 B．0.4C．0.5 D．0.55解析：由图可知，AA∶Aa∶aa＝1∶1∶1，所以a的基因频率＝1/3＋(1/2)×(1/3)＝0.5。目标二 种群基因频率的变化及其与自然选择的关系1．用数学方法讨论种群基因频率的变化——教材P111“思考·讨论”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。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配子的比例分别是__20%、80%__。子一代基因型频率为__SS占4%，Ss占32%，ss占64%__。(2) 子一代种群中S和s的基因频率分别是__20%、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？__一样__。请完成下表。亲代基因型 的比例 SS(10%) Ss(20%) ss(70%)配子的比例 S(10%) S(10%) s(10%) s(70%)子一代基因 型频率 SS(4%) Ss(32%) ss(64%)子一代 基因频率 S(20%) s(80%)子二代 基因型频率 SS(__4%__) Ss(__32%__) ss(__64%__)子二代 基因频率 S(__20%__) s(__80%__)总结：遗传平衡定律(哈迪—温伯格定律)(1) 使用条件：①种群__数量足够大__；②所有的雌雄个体间都能__自由交配__并产生后代；③没有迁入和迁出；④不同表型的个体__生存和繁殖的机会均等__；⑤基因A及其等位基因a都不产生突变。(2) 同时满足上述5个条件的种群处于遗传平衡状态，其种群基因频率和基因型频率将世代__保持不变__。(3) 数学表达式：若A的基因频率为p，a的基因频率为q，且p＋q＝1；则AA的基因型频率＝p2，aa的基因型频率＝q2，Aa的基因型频率＝2pq，且p2＋2pq＋q2＝1。[若为伴X染色体遗传，相关规律详见阶段整合与能力提升(五)](4) 应用一：已知基因频率求基因型频率如：已知A的基因频率为p，那么AA的基因型频率为__p2__。应用二：已知基因型频率求基因频率如：已知aa的基因型频率为P，那么a的基因频率为。但对自然界的种群来说，这5个条件不可能同时都成立。现实中：自然界中种群的基因频率一定会发生变化，也就是说种群的进化是必然的。2．探究自然选择对种群基因频率变化的影响——教材P112～113“探究·实践”(1) 提出问题：__如何解释桦尺蛾种群中s基因的频率越来越低的现象__？(2) 作出假设：__自然选择使桦尺蛾种群的基因频率发生定向改变__。(3) 实验思路与结果：1870年，桦尺蛾种群的基因型频率为SS为10%，Ss为20%，ss为70%，S基因的频率为20%。在树干变黑这一环境条件下，假如树干变黑不利于浅色桦尺蛾的生存，使得种群中浅色(ss)个体每年减少10%，黑色(SS和Ss)个体每年增加10%。完成下列表格：(注意：不同年份该种群的个体总数可能有所变化)第1年 第2年 第3年 第4年 ……基因型 频率 SS 10% 11.5% 13% 14.6% ……Ss 20% 22.9% 26% 29.2% ……ss 70% 65.6% 61% 56.2% ……基因 频率 S 20% 23% 26% 29.2% ……s 80% 77% 74% 70.8% ……将环境的作用的大小进行调整，比如将浅色个体每年减少的数量百分比调高点，重新进行相关计算，得出结果。(4) 分析结果，得出结论：自然选择可以__定向改变__种群的基因频率，且环境的选择作用越大，改变的幅度也越__大__。3．自然选择对基因频率的影响(1) 选择的对象(2) 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。(3) 选择的结果：从生物个体角度看，导致生物个体生存或死亡；从基因角度看，导致控制该性状基因的频率上升或下降。总结：生物进化的实质是__种群基因频率的改变__，__自然选择__决定生物进化的方向。某植物种群中基因型为Aa的个体占20%，基因型为aa的个体占20%。对于该植物种群，下列相关叙述错误的是( C )A．该种群中A基因频率为70%，a基因频率为30%B．将Aa个体与aa个体杂交，过程中会出现基因的分离C．该种群随机受粉产生的后代中AA基因型频率不变D．该种群个体进行自交产生的后代中A基因频率不变解析：分析题意，某植物种群中基因型为Aa个体占20%，基因型为aa个体占20%，则基因型为AA个体占60%。该种群中A的基因频率为20%×(1/2)＋60%＝70%，a的基因频率为1－70%＝30%，A正确；将Aa个体与aa个体杂交时产生配子的过程中会出现基因的分离，B正确；亲代中，A的基因频率为70%，随机受粉后，子代中AA基因型频率为70%×70%＝49%，即由60%降为49%，C错误；若无人工选择和淘汰，该种群个体自交产生的后代中A基因频率不变，D正确。 方法规律 一种群如果连续自交多代，它的进化趋势是种群没有进化，从基因频率上看是基因频率没有变化，而从基因型上看是该种群纯合子逐代增多，杂合子逐代减少。下图表示环境条件发生变化后某个种群中A和a基因频率的变化情况。下列叙述错误的是( B )A．P点时两曲线相交，此时A和a的基因频率均为50%B．该种群中杂合子的比例会越来越高，逐渐取代纯合子C．Q点表示环境发生了变化，A控制的性状更加适应环境D．在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变解析：P点两曲线相交，表示A、a的基因频率相等，由于A、a的基因频率之和是1，因此A、a的基因频率各占50%，A正确；由于A的基因频率升高，AA的基因型频率也会升高，因此杂合子不能取代纯合子，B错误；由题意可知，Q点可能是环境发生变化，A控制的性状更加适应环境，C正确；自然选择决定生物进化的方向，在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变，D正确。目标三 实验：探究抗生素对细菌的选择作用1．实验原理(教材P115)：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。在实验室连续培养细菌时，如果向培养基中添加抗生素，耐药菌有可能存活下来。2．实验目的(教材P115)：通过观察细菌在含有抗生素的培养基上的生长状况，探究抗生素对细菌的选择作用。自变量：__有无抗生素__；因变量：细菌是否被杀死(有无__抑菌圈__)3．实验步骤(教材P115)(1) 记号笔将培养基分为四个区并标号①②③④。(2) 将细菌涂布在培养基平板上。(3) ①号区域的中央放置不含抗生素纸片和②③④号区域的中央分别放置含有抗生素的纸片。(4) 将培养皿倒置于37 ℃的恒温箱中培养12～16 h。(5) 观察有无抑菌圈→判断是否抑菌；测量抑菌圈直径→判断抑菌强弱。(6)从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌，接种到已灭菌的液体培养基中培养，并重复以上步骤。(菌落：单个菌体或孢子在一定固体培养基上生长繁殖后形成的肉眼可见的微生物聚集体)4．实验结果：抗生素周围__出现了抑菌圈__，连续培养若干代后，抑菌圈的直径越来越__小__。[思考]抗生素滤纸片周围的抑菌圈的直径为什么会逐代变小？__经过抗生素的持续多代筛选，细菌的耐药性越来越强。__5．实验结论：①细菌发生了可遗传变异；②抗生素的选择导致__耐药菌的比例逐渐代提高__。[思考](1) 细菌耐药性变异的产生与抗生素__无关__(填“有关”或“无关”)，因为__抗生素并非诱变因子__。(2) 细菌产生耐药性变异的过程是定向的吗？为什么？提示：不是。因为细菌产生耐药性变异的过程属于基因突变，而基因突变具有不定向性。(3) 为什么培养基中抗生素滤纸片周围会出现抑菌圈？提示：因为滤纸片上的抗生素杀死了其周围的细菌，使细菌不能形成菌落而出现抑菌圈。某同学为探究阿莫西林(一种常用的青霉素类抗生素)对细菌的选择作用，将菌液加到培养基上涂布均匀后，在②③④号位贴上沾有0.5 mg·mL-1阿莫西林溶液的滤纸片。如图为第一代实验结果，下列叙述错误的是( C )A．①处滤纸片上不含抗生素，起对照作用B．从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌继续培养C．连续培养几代后，②③④号位抑菌圈的平均直径将会变大D．抑菌圈边缘的细菌中，抗药性细菌的占比可能会高于抑菌圈外的解析：据图可知，①处滤纸片周围没有抑菌圈，说明①处滤纸片是对照组，A正确；抑菌圈边缘上的细菌可能具有抗药性，实验中需要从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌，接种到已经灭菌的培养基上继续培养，重复实验中抗生素的选择作用步骤，记录每一代抑菌圈的直径，B正确；阿莫西林对细菌起选择作用，随着培养代数增多，耐药菌的比例增大，因此在连续培养几代后，抑菌圈的平均直径变小，C错误；阿莫西林对细菌起选择作用，则抑菌圈边缘细菌的抗药性可能高于抑菌圈外细菌的，D正确。一、 概念诊断评价(1) 一个种群中某基因占所有基因数的比值叫作基因频率。( × )(2) 若亲子代间基因频率不变，基因型频率也一定不变。( × )(3) 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。( √ )(4) 有害突变不能成为生物进化的原材料。( × )(5) 生物进化的实质是种群基因型频率的改变。( × )(6) “耐药性”基因频率的改变引起病菌发生了进化，产生新的“耐药性”病菌。( × )(7) 抗生素的滥用导致“耐药性”细菌被优选出来，实质是抗生素对细菌选择的结果。( √ )二、 学情随堂评价1．果蝇的突变型基因B＋对B为显性，这对基因位于常染色体上。已知基因B＋纯合会导致1/4的胚胎死亡。某果蝇自然种群中B的基因频率为20%，让该种群中的果蝇随机交配得到F1，F1随机交配获得F2。下列说法错误的是( B )A．亲本中B＋B＋的基因型频率为64%B．F1中杂合子所占比例为8/25C．F2突变型个体中纯合子所占比例为6/11D．种群的基因频率发生了改变，说明生物发生了进化解析：亲本中B的基因频率为20%(q＝0.2)，B＋的频率p＝1－0.2＝0.8。根据哈迪—温伯格定律，B＋B＋的基因型频率为p＝0.82＝64%，A正确。亲本随机交配后，F1的基因型理论频率为B＋B＋(64%)、B＋B(32%)、BB(4%)。由于B＋B＋有1/4纯合致死，存活率为(3/4)×64%＝48%。总存活个体为48%＋32%＋4%＝84%。F1中杂合子B＋B的频率为32%/84%＝8/21，B错误。F1的基因型频率为B＋B＋(4/7)、B＋B(8/21)、BB(1/21)，F1随机交配时，B＋配子比例为[(4/7)×2＋(8/21)×1]/2＝16/21，B配子比例为5/21。F2的基因型频率为B＋B＋(256/441)、B＋B(160/441)、BB(25/441)。B＋B＋存活率为3/4，即192/441。突变型个体(B＋B＋和B＋B)总占比为(192＋160)/441＝352/441，其中纯合子(B＋B＋)占192/352＝6/11，C正确。生物进化的实质是种群基因频率的改变，D正确。2．研究人员追踪了细菌在柠檬酸基质上生长的变化，细菌最终出现了柠檬酸代谢突变，实现了进化。下列分析错误的是( B )A．突变和柠檬酸会影响细菌的基因频率B．细菌出现柠檬酸代谢突变都是一种有利突变C．细菌出现柠檬酸代谢突变是随机的D．柠檬酸对细菌柠檬酸突变进行定向选择解析：突变是有利还是有害，是根据环境而定的。3．一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。某生物兴趣小组在接种大肠杆菌的培养基中放置含多种抗生素的圆形滤纸片，如下图所示。每次挑取可能具有抗药性的菌落重复培养几代，记录每一代培养物抑菌圈的大小，结果如下表所示。下列分析正确的是( C )抗生素 无抗生素 青霉素 阿奇霉素 四环素抑菌圈半径 平均值/cm 第一代 0 0.19 0.95 1.31第二代 0 0 0.74 0.7A．大肠杆菌对不同抗生素的抗性能力有差异，且对四环素的抗性最强B．大肠杆菌的变异为进化提供原材料，同时决定进化的方向C．培养两代后抑菌圈的半径变小，说明抗生素对细菌有选择作用D．抗生素提高了大肠杆菌的突变率，导致抗性基因的产生解析：大肠杆菌对不同抗生素的抗性能力有差异，其中对青霉素的抑菌圈半径最小，所以对青霉素抗性最强，A错误；自然选择决定进化的方向，变异不能决定进化的方向，B错误；抑制圈的直径越大，说明抗生素杀菌能力越强，在连续培养几代后，抑菌圈的直径会变小，说明通过抗生素的选择作用，细菌中的耐药菌越来越多，C正确；抗生素不会导致抗性基因的产生，抗生素只能起选择作用，D错误。 展开更多...... 收起↑ 资源列表 第3节 第1课时 种群基因组成的变化.docx 第3节 第1课时 种群基因组成的变化.pptx 第3节 第1课时 种群基因组成的变化（练习，含解析）.docx
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