2022-2023学年高一生物人教版（2019）必修二课件： 6.3种群基因组成的变化与物种的形成（31张ppt）

(共31张PPT)
第3节 种群基因组成的变化与物种的形成
第6章 生物的进化
一、种群基因组成的变化
一、种群和种群基因库
1、种群的概念：生活在一定区域的同种生物全部个体的集合叫作种群
（1）对种群概念的理解：
①两个要素：“同种”和“全部”
②两个条件：“时间”和“空间”
③两个基本单位：“生物繁殖的基本单位”和“生物进化的基本单位”
（2）举例：一片草地上所有的蒲公英
2、基因库的概念：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、基因频率生物概念：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
项目 含义 变化后与进化的关系
基因型频率 某个基因型个体数/全部等位基因数×100% 生物不一定进化
基因频率 某基因数/全部等位基因数×100%
导致生物进化
基因库 种群中的全部基因 可导致生物进化，它的变化是形成新物种的前提
基因型频率、基因频率与基因库的比较
遗传平衡定律的计算公式
假设A和a是一对等位基因，用p代表A的基因频率，q代表基因a的频率。遗传平衡定律公式可以写成：（p+q）2=p2+2pq+q2，若已知AA的基因频率为x，则A基因的频率= ，a基因的频率=1-
某昆虫决定翅色的基因频率
例如，在某昆虫种群中，决定翅色为绿色的基因是A， 决定翅色为褐色的基因是a， 从这个种群中随机抽取100个个体，测得基因型为AA、Aa和aa的个体分别是30、60和10个，就这对等位基因来说，每个个体可以看作含有2个基因，那么，这100个个体共有200个基因。由此可知：
A基因的数量是2x30+60=120个；
a 基因的数量是2x10+60=80个；
A基因的频率为120÷200=60%；
a基因的频率为80÷200=40%。
1、（1）A配子 占60%。a配子占40%
（2）子代基因型频率：AA占36%，Aa占48%，aa占16%
（3）子代种群的基因型频率：A占60%，a占40%
（4）
亲代基因型的比值 AA（30%） Aa（60%） aa（10%）
配子的比值 A（30%） A（30%） a（30%） a（10%）
子代基因型频率 AA（36%） Aa（48%） aa（16%）
子代基因频率 A（60%） a（40%）
2、对自然界的种群而言，这5个条件是理想状态，实际是不存在的，如种群数量不可能无限大；由于受地理隔离的作用，雌雄个体间会失去自由交配的机会；有个体的迁入、迁出；自然选择会对翅色遗传起选择作用；基因突变频率虽低，但却是普遍存在的。以上事实说明，上述计算结果是在假设的理想条件下得到的
3、若种群产生新基因A2，会使种群的基因频率发生变化。基因A2的频率增大还是减少，要看这一突变对生物体有利还是有害
遗传平衡定律的前提条件：
1、种群足够大
2、种群个体间的交配是随机的
3、没有突变产生
4、种群之间不存在个体的迁移
5、没有自然选择
二、种群基因频率的变化
有翅的昆虫中有时会出现残翅和无，翅的突变类型，这类昆虫在正常情况下很难生存下去。但是在经常刮大风的海岛上，这类昆虫却因为不能飞行而避免了被海风吹到海里淹死。
某海岛上残翅和无翅的昆虫
基因突变率：基因突变个体数占被观察个体总数的比率
基因突变数：每一个基因的突变率虽然很低，但在一个种群中基因的突变数量仍然很大
桦尺蛾
三、自然选择对种群基因频率变化的影响
如果第1年种群个体数为100个，当黑色（表型）个体每年增加10%时，基因型为SS（黑色）的个体第2年将会增加到11个，基因型为Ss（黑色）的个体第2年将增加到22个，基因型为ss（浅色）的个体第2年将减少到63个。第2年种群个体总数为96个，基因型SS的频率是11-96~11. 5%；基因型Ss的频率是22: 96~22. 9%；基因型ss的频率是63: 96≈65. 6%。基因S的频率是 11. 5%+1/2x22. 9%~23%， 基因s的频率1-23%-77%。根据此方法可计算出以后年份的基因型频率和基因频率。
课本P113第2年基因型频率和基因频率的计算方法：
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%
2、计算结果：
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可育后代的一群生物称为一个种群
2、生殖隔离的概念：不同物种之间一边是不能相互交配的，即使交配成功， 也不能产生可育的后代 ，这种现象叫做生殖隔离
3、地理隔离的概念： 同种生物由于地理障碍而分成不同的种群，使得种群之间不能发生基因交流的现象 ，叫做地理隔离
4、隔离的概念：不同种群间的个体，在自然条件下 不能自由交流的现象 ，统称为隔离
地理隔离导致产生两个种群的示意图
物种2
种群1
物种1
基因交流
种群2
A
基因交流
B
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；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
分析地理隔离和生殖隔离
加拉帕戈斯群岛的地雀
5、隔离在物种形成中的作用
1、设想南美洲大陆的一种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？
（由于这两个种群的个体数量都不够多，基因频率可能不一样）
2、不同岛屿上的地雀种群，产生突变的情况一样吗？
（不一样，因为突变是随机发生的）
3、对不同岛屿上的地雀种群来说，环境的作用有没有差别？这对种群基因频率的变化会产生什么影响？
（不同岛屿的地形和植被条件不一样，因此环境的作用会有差别，导致种群基因频率朝不同的方向改变）
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，因为个体间有基因的交流）
1、水稻非糯性(Y)对糯性(y)为显性，抗病(R)对不抗病(r)为显性。用非糯性抗病和糯性不抗病的两纯 种水稻杂交，让F1自交三代，在自然情况下，基因频率的变化是( )
A.Y逐渐增大、R逐渐增大
B.Y逐渐减小、R逐渐减小
C.Y基本不变、R基本不变
D.Y基本不变、R逐渐增大
D
2、某动物种群中,AA、Aa和aa遗传因子组成的个体依次占25%、50%、25%。若该种群中的aa个体没有繁殖能力,其他个体间可以随机交配,理论上,下一代AA︰Aa︰aa遗传因子组成个体的数量比为( )
A.3︰3︰1 B.4︰4︰1 C.1︰2︰0 D.1︰2︰1
3、现代生物进化理论认为,生物进化的实质是种群基因频率的改变。可以定向改变种群基因频率的是( )
A.基因突变 B.基因重组 C.自然选择 D.迁移
C
B
4、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基因型频率、A基因频率和自交产生的后代中AA基因型频率、A基因频率的变化依次为（ ）
A.不变、不变、增大、不变 B.不变、增大、增大、不变
C.增大、不变、不变、不变 D.不变、不变、不变、增大
5、关于地理隔离和生殖隔离,说法不正确的是（ ）
A.生殖隔离不一定是地理隔离的必然结果
B.地理隔离的两个种群,如果人为地放在一起,一定不能相互交配产生可育后代
C.生殖隔离产生的关键原因是种群基因库的差异
D.不同的物种之间一定具有生殖隔离
B
A
6、南水北调工程可能导致南方水系中的血吸虫随水北上，专家担心血吸虫会在北方水系中形成新的亚种或物种，对北方人民的健康形成新的威胁。假如南方的部分血吸虫来到北方，下列相关说法错误的是（ ）
A.会慢慢形成新的种群
B.会因定向变异形成新的亚种或物种
C.会与南方的血吸虫之间形成地理隔离
D.可能与南方的血吸虫之间形成生殖隔离
B