生物人教版（2019）必修2 6.3.1种群基因组成的变化与物种的形成（共22张ppt1份视频）课件

(共22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
学习目标
1.通过解决真实情境中的问题，阐明种群是生物繁殖和进化的基本单位，生成基因库、基因型频率和基因频率的概念，明确进化的实质。
2．运用数学方法计算不同情境下的种群基因频率和基因型频率的变化，概括、归纳影响种群基因频率变化的原因，并能解决实际问题。
3.通过小组建模模拟活动，阐明自然选择对种群基因频率变化的影响，并据此解释新情境中的进化过程。
4．通过对进化实例等资料的分析，进一步深化进化与适应观，增强保护环境的意识。
视频情景导新课
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在19世纪中叶之前，曼彻斯特地区的树干上长满了浅色的第一，桦尺蛾几乎都是浅色的。
随着工业革命，工厂排出的煤烟使地衣不能生存，结果树皮裸露并被熏成黑褐色。到1985年，曼彻斯特附近的黑色桦，尺蛾所占比例激增到接近98%；而在非工业化地区，浅色桦尺蛾仍然占绝对优势。
一、种群和种群基因库
任务一：1 结合视频和资料，小组合作构建“桦尺蛾黑化” 形成的模型？
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桦尺蛾体色有浅色和黑色
黑色个体被天
敌捕食几率小
浅色个体被天
敌捕食几率大
存活的多，
后代也多
存活的少，
后代也少
黑色个体
越来越多
浅色个体
越来越少
2 研究 “桦尺蛾黑化” 现象，应从什么方面着手？
个体 / 群体？
表型 / 基因型？
数量 / 比例？
任务二：阅读课本110-111页，理解以下概念
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生活在曼彻斯特地区一片桦树林中的全部桦尺蛾（包括卵、幼虫：蠖、蛹、成虫：蛾）。
生活在一定区域的同种生物全部个体的集合。
一个种群中全部个体所含有的全部基因。
基因频率＝
该基因的总数
全部等位基因的总数
×100%
在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比值。
在一个种群中，某基因型个体占种群内全部个体的比值。
种群
基因库
基因频率
基因型频率
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情境 在一个桦尺种群中, 基因型为SS、Ss、ss有100、200、700个，问题1、计算该种群中SS、Ss、ss的基因型频率分别是多少？
问题2、计算S和s的基因频率分别是多少
问题3、该种群中的个体自由交配一代后，子一代的基因频率和基因型频率是多少
任务三：小组合作，完成表格
二、用数学方法讨论种群基因频率的变化
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亲代基因型频率 SS(10%) Ss(20%) ss(70%)
亲代基因频率 （配子的比值） S( ) S( ) s( ) s( )
S( ) s( ) 子一代基因型频率 SS( ) Ss( ) ss( )
子一代基因频率 S( ) s( ) 10%
10%
10%
70%
20%
80%
4%
32%
64%
20%
80%
在一个桦尺种群中, 基因型为SS、Ss、ss有100、200、700个，问题1、计算该种群中SS、Ss、ss的基因型频率分别是多少？
问题2、计算S和s的基因频率分别是多少
问题3、该种群中的个体自由交配一代后，子一代的基因频率和基因型频率是多少
任务三：阅读材料小组合作，完成表格
在一个桦尺蛾种群中, 基因型为SS.Ss.ss各有100、 200、 700个，即S和s的基因频率分别是20%和80%,若该种群发生以下4种情况，则种群中S和s基因频率分别为多少
问题1:所有SS个体失去求偶和交配能力，且随机交配一代；
问题2:有10个SS个体突变为Ss，(s代表不同的隐性突变基因）；
问题3:从外地迁入了100只基因型为ss的桦尺蛾；
问题4:由于工业污染使树皮变成了黑色，致使浅色桦尺蛾中有 20%被捕食，而黑色桦尺蛾中仅有1%被捕食。
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任务四：阅读材料小组合作讨论交流回答以下问题，完成表格
SS个体数 Ss个体数 ss个体数 S基因频率 s基因频率
初始值 100 200 700
问题1 0 200 700
问题2 90 210 700
问题3 100 200 800
问题4 99 198 560
任务四：小组合作讨论交流回答以下问题，完成表格
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20% 80%
11.11% （1/9） 88.89%
(8/9）
19.5%
80.5%
18.18% （2/11） 81.82%
（9/11）
23.1% 76.9%
如果一个桦尺蛾种群中仅有50个个体, 其中基因型为Ss有1个，ss有49个，若Ss个体在交配前偶然死亡，S、s基因频率为多少？
S: 0， s: 100%
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任务五：阅读材料并计算
任务六：结合任务五和任务六的结果，总结种群基因频率改变的原因
1、种群规模小;
2、种群个体间不能自由交配产生后代;
3、有个体的迁入和迁出;
4、发生突变;
5、
种群基因频率改变的原因
不同表型个体生存和繁殖机会不相等
自然选择
种群遗传平衡
1.种群规模非常大;
2.种群个体间都能自由交配并产生后代;
3.没有迁入和迁出;
4.没有突变的发生;
5.没有发生自然选择。
遗传平衡定律
(P+q)2=p2+2pq+q2
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基因突变
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
种群基因频率
染色体变异
突变
自然选择
二、用数学方法讨论种群基因频率的变化
任务三：写出男女有关色觉的基因型及婚配方式
　　19世纪中叶以前，桦尺蛾几乎都是浅色型的，该种群中S（黑色）基因的频率很低，在5%以下。到了20世纪中叶，黑色型的桦尺蛾却成了常见的类型，S基因的频率上升到95%以上。
桦尺蛾种群中s基因（决定浅色性状）的频率为什么越来越低呢
提出问题
　　黑褐色的生活环境，不利于浅色桦尺蛾的生存，对黑色桦尺蛾生存有利，环境的选择作用使该种群的s基因的频率越来越低，即自然选择可以使种群的基因频率发生改变。
作出假设
三、自然选择对种群基因频率变化的影响
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1870年，桦尺蛾种群的基因型频率为：SS10%，Ss20%，ss70%，S基因的频率为20%。
假如树干变黑使得浅色个体每年减少10%，黑色个体增加10%。
第2-10年，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？（计算结果填入下表）
任务七：阅读资料，计算数据
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第1年 第2年 第3年 第4年 ……
基因型频率 SS 10% 11.5%
Ss 20% 22.9%
ss 70% 65.6%
基因频率 S 20% 23%
s 80% 77%
70.7%
26%
29.2%
14.7%
56.1%
60.9%
26.1%
73.9%
29.3%
13.1%
升高
降低
1870年，桦尺蛾种群的基因型频率为：SS10%，Ss20%，ss70%，S基因的频率为20%。
问题2：假如环境治理使得地衣恢复树干变白，浅色个体每年增加10%，黑色个体减少10%。
问题3：假如环境恶化，树干变黑加快，使得浅色个体每年减少20%，黑色个体增加20%。
问题4：假如环境大幅改善，地衣恢复树干变白，浅色个体每年增加20%，黑色个体减少20%。
预期该种群的基因频率变化？
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任务七：阅读资料，分析数据，得出结果及结论
结果？
S（深色）基因频率逐渐下降，s（浅色）基因频率逐渐上升。
树干变黑，S（深色）基因频率逐渐上升，s（浅色）基因频率逐渐下降。
树干变白，S（深色）基因频率逐渐下降，s（浅色）基因频率逐渐上升。
环境变化剧烈，基因频率变化更明显。
在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变，
自然选择决定生物进化方向。
分析结果
得出结论
任务七：阅读资料，分析数据，得出结果及结论
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生物进化的实质是种群基因频率在自然选择作用下的定向改变。
问题1 树干变黑会影响桦尺蠖种群中浅色个体的出生率吗？为什么？
问题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？
会，因为树干变黑后，浅色个体容易被发现，被捕食的概率增加，许多个体可能没有交配、产卵前就被天敌捕食，导致其个体数减少，影响出生率。
表现型，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蠖时，看到的是桦尺蠖的体色而不是控制体色的基因。
自然选择使基因频率定向改变。
结论：自然选择决定生物进化的方向
任务八：小组讨论，分析以下问题
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生物进化的实质：
种群 基因频率的定向改变！
变异是不定向的
自然选择
（定向）
不利变异被淘汰，有利变异逐渐积累
种群的基因频率发生定向改变
生物朝一定方向缓慢进化
因此，在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化。
分析：
结论：
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进化
基因频率的改变
突变和基因重组
自然选择
种群
基本 单位
原 材 料
决定 方向
实 质
课堂小结
（1）一个池塘中的全部鱼
（2）一个池塘中的全部鲤鱼
（3）两个池塘内的全部青蛙
（4）一片草地上的全部植物
（5）一片草地上的成年梅花鹿
1 判断下列是否属于种群：
√
巩固练习促提升
2.某工厂有男女职工各200人，对他们进行调查时发现，女色盲5人，女性携带15人。男性色盲11人，求XB,Xb的频率？
【解析】由于男性个体中的Y染色体上没有与色盲有关的基因，所以应该将Y染色体所占的比例去除。
Xb= ×100% =6%
200*2 + 200
15 + 5*2 +11