人教版（2019）高中生物必修2 第6章 第3节 第1课时 种群基因组成的变化课件(共23张PPT)

(共23张PPT)
第6章
生物的进化
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
内容索引
学习目标
活动方案
知识体系
学 习 目 标
1. 阐述种群、种群基因库、基因频率等概念的内涵。
2. 运用数学方法讨论种群基因频率的变化。
3. 说明突变和基因重组提供进化的原材料。
4. 阐明自然选择对种群基因频率变化的影响。
活 动 方 案
阅读教材第111页图6－9“某昆虫决定翅色的基因频率”，决定翅色为绿色的基因为A，褐色的基因为a。结合教材回答下列问题。
(1) 什么是种群？为什么说种群中的个体并不是机械地集合在一起？
【答案】 种群是指生活在一定区域的同种生物全部个体的集合。种群中的个体彼此可以交配，并通过繁殖将各自的基因传给后代。
(2) 自然选择直接作用的是生物个体的表型，为什么还要研究种群基因组成的变化？
【答案】 自然界中个体的表型会随着个体的死亡而消失。决定生物表型的基因可以通过生殖而世代延续，并且在群体中扩散。
活动一：阐述种群、种群基因库、基因频率等概念的内涵
(3) 什么是基因库？种群中一个个体所含有的基因包含该种群中的所有基因吗？
【答案】 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。种群中一个个体所含有的基因只是该种群中基因库的一部分。
(4) 什么是基因频率？如何计算？
【答案】 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值。
(5) 某昆虫的种群中，决定翅色为绿色的基因为A，褐色的基因为a。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个、60个和10个。那么A和a的基因频率分别是多少？
【答案】 方法一：概念法
A＝[(30×2＋60)÷200]×100%＝60%
a＝[(10×2＋60)÷200]×100%＝40%
方法二：通过基因型频率计算
A的基因频率＝AA的基因型频率＋1/2Aa基因型频率
A＝30%＋1/2×60%＝60%　a＝10%＋1/2×60%＝40%
假设上述昆虫种群非常大，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，自然选择对翅色这一相对性状没有作用，基因A和a都不产生突变。
(1) 根据孟德尔的分离定律计算该种群产生的A配子和a配子的比率、子代种群的基因型频率和基因频率。将计算结果填入下表。
活动二：运用数学方法讨论种群基因频率的变化
亲代基因型的频率 AA(30%) Aa(60%) aa(10%)
配子的比率 A( 　　) A(　 　) a( 　　) a(　 　)
子代基因型频率 AA(　 　) Aa(　 　) aa(　 　)
子代基因 频率 A(　 　) a(　 　)
30%
30%
30%
10%
36%
48%
16%
60%
40%
(2) 子二代、子三代以及若干代以后(填入下表)，种群的基因频率会同子一代一样吗？
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%
【答案】 基因频率亲本与子代相同，基因型频率从子一代开始就稳定下来了。
36%
48%
16%
60%
40%
36%
48%
16%
60%
40%
36%
48%
16%
60%
40%
(3) 若种群中一对等位基因为A和a，设A的基因频率＝p，a的基因频率＝q，(p＋q)＝A%＋a%＝1。则随机交配一代后，子代AA、Aa和aa基因型频率分别是多少？
【答案】 因为p＋q＝A%＋a%＝1，则(p＋q)2＝p2＋2pq＋q2＝AA%＋Aa%＋aa%＝1。AA%＝p2，Aa%＝2pq，aa%＝q2。
(4) 上述计算结果是建立在五个假设条件基础上的。对自然界的种群来说，这五个条件都成立吗？
【答案】 不都成立，实际中，这样的平衡是不存在的。足够大的种群是不存在的；种群中充分的随机交配也是不现实的；基因突变每时每刻都有可能发生；由于各种原因，种群中有的个体会离开该群体，也可能有的同种的外来个体会迁入该种群；在自然界中，自然选择是不可抗拒的，始终对种群发挥作用。
下面是突变和基因重组提供进化的原材料模型，结合教材第112页“种群基因频率的变化”，回答下列问题。
活动三：说明突变和基因重组提供进化的原材料
(1) 某生物种群只有AA、Aa、aa。如果该种群出现了新的基因型A2a，形成A2的变异是什么？种群的基因频率会发生改变吗？
【答案】 形成A2的变异是基因突变。种群的基因频率会发生改变。
(2) 可遗传的变异提供了生物进化的原材料。其来源于什么？
【答案】 可遗传的变异来源于基因突变、基因重组、染色体变异。基因突变、染色体变异统称为突变。
(3) 突变具有低频性，能为生物进化提供原材料吗？
【答案】 突变的频率虽然很低，但一个种群往往由许多个体组成，而且每一个个体的每一个细胞内都有成千上万个基因，所以在种群中每一代都会产生大量的突变，可以为生物进化提供原材料。
(4) 突变具有多害少利性，还能为生物进化提供原材料吗？
【答案】 生物变异是否有利，取决于它们的生存环境，微小有利的变异不断积累也能导致生物进化。
(5) 突变和基因重组能决定生物进化的方向吗？
【答案】 突变和基因重组是随机的、不定向的，不能决定生物进化的方向。
(6) 基因重组不能产生新基因，为什么也能为生物进化提供原材料？
【答案】 基因重组可以形成多种多样的基因型，使种群出现大量的可遗传变异类型。
以下分别是自然选择决定生物进化的方向原理分析和实例分析模式图，结合教材第112页、113页“探究·实践：探究自然选择对种群基因频率变化的影响”，回答下列问题。
原理分析：
活动四：阐明自然选择对种群基因频率变化的影响
实例分析：
桦尺蛾的体色进化
(1) 如果树干变黑，是否影响浅色桦尺蛾的出生率？
【答案】 影响。因为树干变黑后，浅色桦尺蛾易被发现，导致其个体数减少，有生育能力的浅色桦尺蛾数量减少，从而影响出生率。
(2) 在自然选择过程中，直接受选择的是基因型还是表型？请简要说明。
【答案】 直接受选择的是表型。例如天敌看到的是性状，而不是控制性状的基因。
(3) 生物变异和自然选择哪个能决定生物进化的方向？为什么？
【答案】 自然选择决定生物进化的方向。因为生物进化的方向是定向的，生物变异是不定向的，而自然选择是定向的，所以生物进化的方向是由定向的自然选择所决定的。
(4) 根据原理分析，自然选择的实质是什么？
【答案】 种群基因频率的定向改变。
(5) 如果没有自然选择，种群的基因频率是否还会改变？
【答案】 会改变。除自然选择外，还有基因突变、迁入和迁出等因素都会使种群基因频率发生变化。
知 识 体 系
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