6.3种群基因组成的变化与物种的形成(共34张PPT)-2022-2023学年高一生物人教版（2019）必修二同步课件

(共34张PPT)
第六章 生物的进化
第3节 种群基因组成的变化与物种的形成
问题探讨
先有鸡还是先有蛋？
甲同学说：当然是先有鸡蛋了，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，只让符合人类需求的鸡繁殖后代，因此是先有鸡后有蛋。
思考
这两种观点都有一定的道理，但都不全面。因为它们忽视了鸡和蛋在基因组成上的一致性也忽视了生物的进化是以种群为单位而不是以个体为单位这一重要观点。生物进化的过程是种群基因库在环境的选择作用下定向改变的过程，以新种群与祖先种群形成生殖隔离为标志，并不是在某一时刻突然有一个个体或一个生殖细胞成为一个新物种。
枯叶蝶的翅很像一片枯叶，这有什么适应意义？
种群
同一区域、同一物种的生物、全部个体
判断下列是否属于种群
（1）（4）属于种群。
（1）一个池塘中的全部鲤鱼
（2）一个池塘中的全部鱼
（3）一片草地上的全部植物
（4）一片草地上的全部蒲公英
种群的特点：
种群中的个体并不是机械地集合在一起，而是彼此可以交配实行基因交流，并通过繁殖将各自的基因传给后代。
基因库：
一个种群中全部个体所含有的全部基因。
基因频率：
在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率。
基因型频率、基因频率与基因库的比较
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
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-
遗传平衡的条件：
（1）该种群非常大。
（2）所有的雌雄个体都能自由交配。
（3）没有迁入和迁出。
（4）自然选择对不同表现型的个体没有作用。
（5）这对基因不发生突变，并且携带这对基因的染色体不发生变异。
思考
(1)该种群产生的A配子和a配子的比率是多少？
A配子 占60%。a配子占40%
(2)子一代基因型的频率各是多少？
子代基因型频率：AA占36%，Aa占48%，aa占16%
(3)子一代种群的基因频率各是多少？
子代种群的基因型频率：A占60%，a占40%
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？
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。
如果该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？
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。
1.基因突变与基因频率改变有什么关系？为什么？
基因突变产生新的等位基因，这就可能使种群的基因频率发生变化。
2.在自然情况下，突变的频率是很低的，且多数是有害的，对生物的进化有重要意义吗？
如果蝇约有104对基因，假定每个基因的突变频率是10－5，对于一个中等大小的果蝇种群（约有108个个体）来说
每一代出现的基因突变数是：
2×104×10－5×108＝2×107（个）
种群是由许多个体组成的，每个个体的每一个细胞内都有成千上万个基因，这样每一代就会产生大量的突变。
某海岛上残翅和无翅的昆虫
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。
思考
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？
树干变黑会影响桦尺蛾种群中浅色个体的出生率，这是因为树干变黑后，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。
思考
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。
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？
突变和基因重组产生进化的原材料
突变
基因重组
新的等位基因
多种多样的基因型
种群中出现大量可遗传的变异
变异是不定向的
形成了进化的原材料,不能决定生物进化的方向
思考
在本实验的培养条件下，耐药菌所产生的变异是有利还是有害的？你怎么理解变异是有利还是有害的？
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。
1.生活在同一个草原，它们是同一个物种吗？
2.怎样判断两个种群是否属于同一物种？
隔离与物种的形成
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物种，简称“种”。
生殖隔离
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，这种现象叫做生殖隔离。
地理隔离
同一种生物由于地理上的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。
隔离在物种形成的过程中扮演着重要角色。
隔离在物种形成中的作用
加拉帕戈斯群岛的地雀
思考
由于这两个种群的个体数量都不够多，基因频率可能是不一样的。
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？
思考
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。
思考
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。
思考
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。
突变和基因重组
种群基因频率
改变
积累
基因库的差别
种群间生殖隔离
标志着
地理隔离
时间
扩大
自然选择
物种形成
导致
导致
练一练
1.下列与种群有关的叙述不正确的是( )
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.基因型频率是指在一个种群中，某种基因型的个体数占该种群个体总数的比值
C.一个种群的基因库在代代相传中得以保持和发展
D.种群的基因频率是恒定不变的
D
2.一个随机交配的足够大的种群中，某一相对性状（由基因A、a控制）中显性性状的基因型的频率是0.36，
则( )
A.该种群繁殖一代后杂合子（Aa）的基因型频率是0.32
B.显性基因的基因频率大于隐性基因的基因频率
C.若该种群基因库中的基因频率发生变化，说明一定形成了新物种
D.若该种群中A的基因频率为0.4，则表现为A基因所控制的性状的个体在种群中占40%
A
3.下列关于物种和种群的说法，错误的是( )
A.同一种群一般不存在地理隔离 B.同一物种可包括多个种群
C.同一物种不存在隔离 D.不同物种一定存在生殖隔离
C
4.下列有关物种形成的说法，错误的是( )
A.自然选择可以定向改变种群的基因频率，因而可能导致新物种的形成
B.突变和基因重组可以使种群产生定向变异，因而可能导致新物种的形成
C.经过突变和基因重组、自然选择及隔离三个基本环节，能导致新物种的形成
D.经过长期的地理隔离，最后出现生殖隔离，从而导致新物种形成
B