6.3 种群基因组成的变化与物种的形成人教版（2019）必修2 课堂同步复习课件(共40张PPT)

(共40张PPT)
高中生物人教版
第六章第三节 种群基因组成的变化与物种的形成
01
思维导图
02
知识剖析
1
种群
(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。
(2)对种群概念的理解
①三个要素：“一定区域”“同种”和“全部”。
考点01种群和种群基因库
1
种群
②两个条件：“时间”和“空间”,即种群具有一定的时空限制，离开一定的空间和时间的种群是不存在的。
③两个基本单位：种群是生物繁殖和进化的基本单位。
(3)实例分析
①一片树林中的全部猴，不是一个种群，因为全部猴不是同种生物。
②甲地树林中的猕猴和乙地树林中的猕猴是两个种群。
③一片树林中所有幼年猕猴不是一个种群，因为幼年猕猴不是同种生物的全部个体。
考点01种群和种群基因库
2
基因库
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。
考点01种群和种群基因库
3
基因频率
(1)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。
(2)计算公式
基因频率=种群中某基因的总数/该基因及其等位基因的总数*100%
考点01种群和种群基因库
4
基因型频率
(1)基因型频率的概念
某种基因型的个体在种群中所占的比值。
(2)计算公式
基因型频率=种群中某基因的个体数/该种群个体总数*100%
考点01种群和种群基因库
1
可遗传的变异的来源
基因重组、基因突变、染色体变异。→统称为突变
考点02种群基因频率的变化
2
可遗传的变异的形成
基因突变产生的等位基因，通过有性生殖过程中的基因重组，可以形成多种多样的基因型，从而使种群中出现多种多样可遗传的变异类型。
考点02种群基因频率的变化
3
可遗传的变异的特点
(1)突变和重组都是随机的、不定向的。
(2)虽然生物自发突变的频率很低，而且许多突变是有害的，但种群是由许多个体组成的，每个个体的细胞中都有成千上万个基因，这样，每一代几乎产生大量的突变。
考点02种群基因频率的变化
4
可遗传的变异的作用
只是提供生物进化的原材料，不能决定生物进化的方向。5可遗传的变异的利害性
变异的有利和有害是相对的，是由生物的生存环境决定的。同样的变异在不同的生存环境中可能有利，也可能有害。例如：
考点02种群基因频率的变化
1
探究自然选择对种群基因频率变化的影响
(1)提出问题
桦尺蛾种群中s基因的频率为什么越来越低呢
(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)讨论探究思路
创设数字化情境引导学生通过数学方法探究并验证假设。
考点03自然选择对种群基因频率变化的影响
1
探究自然选择对种群基因频率变化的影响
(4)制订并实施探究方案
①创设数字化的问题情境：假设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%。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%。
②将计算结果填入表中。
考点03自然选择对种群基因频率变化的影响
1
探究自然选择对种群基因频率变化的影响
(5)改变环境，重新计算
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为20%,重新计算种群基因型频率和基因频率，与(4)中所得的数据进行比较。
考点03自然选择对种群基因频率变化的影响
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% 29.3% ……
SS 70% 65.6% 61% 56.1% ……
基因频率 S 20% 23% 26% 29.2% ……
S 80% 77% 74% 70.8% ……
1
探究自然选择对种群基因频率变化的影响
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。
考点03自然选择对种群基因频率变化的影响
2
自然选择对种群基因频率变化的影响
(1)过程
(2)生物进化的实质：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。
考点03自然选择对种群基因频率变化的影响
2
自然选择对种群基因频率变化的影响
(3)生物进化的方向：变异是不定向的，自然选择是定向的，定向的自然选择决定了生物进化的方向。
◎提醒
基因频率与生物进化的关系
(1)基因频率是否改变是判断生物是否进化的有效依据。只要基因频率改变，生物就进化；只要生物进化，基因频率一定改变。若基因频率不变，生物就没有进化。
考点03自然选择对种群基因频率变化的影响
2
自然选择对种群基因频率变化的影响
(2)在生物进化过程中某基因频率如果增大，反映该基因控制的性状对环境的适应能力较强。
(3)基因型频率改变，生物不一定进化。
考点03自然选择对种群基因频率变化的影响
1
实验原理
(1)一般情况下，一定浓度的抗生素能杀死细菌，但变异的细菌可能产生耐药性。
(2)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。
考点04探究抗生素对细菌的选择作用
2
实验步骤
考点04探究抗生素对细菌的选择作用
步骤1 分组编号 用记号笔在培养皿的底部画2条相互垂直的直线，将培养皿分为4个区域，分别标记为①~④
步骤2 接种 取少量细菌的培养液，用无菌的涂布器(或无菌棉签)均匀地涂抹在培养基平板上
步骤3 控制变量 用无菌的镊子先夹取1张不含抗生素的纸片放在①号区域的中央(对照组),再分别夹取1张抗生素纸片放在②~④号区域的中央(实验组),盖上皿盖
步骤4 培养 将培养皿倒置于37℃恒温箱中培养12～16h

步骤5 观测结果 观察培养基上纸片附近是否出现抑菌圈，测量、记录抑菌圈的直径，并取平均值

步骤6 重复实验 从抑菌圈边缘的菌落上挑出细菌，接种到已灭菌的液体培养基中培养，重复步骤2~5。如此重复几代，记录每一代培养物抑菌圈的直径→其大小表明抗生
3
实验结果
与区域①相比，区域②③④纸片周围会出现抑菌圈；
②③④区域抑菌圈的平均直径逐代越来越小。4实验结论
(1)细菌耐药性的出现是发生了可遗传的变异；
(2)抗生素的选择作用导致耐药菌比例逐代升高。
考点04探究抗生素对细菌的选择作用
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物种。
考点05探究抗生素对细菌的选择作用
2
隔离
(1)概念：不同群体间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。
(2)类型
考点05探究抗生素对细菌的选择作用
项目 生殖隔离 地理隔离
区别 概念 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 同种生物由于地理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
发生范围 不同物种 同种生物
特点 群体间不能发生基因交流 自然条件下基因不能交流，一定条件下可以进行基因交流
2
隔离
考点05探究抗生素对细菌的选择作用
区别 结果 形成不同的物种 形成不同的亚种，进而可能形成不同的物种
联系 ①地理隔离是物种形成的量变阶段，生殖隔离是物种形成的质变阶段； ②长期的地理隔离通常会形成生殖隔离，生殖隔离是物种形成的最后阶段，是物种形成的标志 3
隔离在物种形成中的作用
(1)新物种形成的一般过程
地理隔离：①不同种群出现不同的突变和基因重组；②不同种群间不发生基因交流→自然选择：①食物和栖息条件不相同；②自然选择对不同种群基因频率的改变所起的作用不同→生殖隔离：基因库形成明显的差异，并逐步出现生殖隔离，从而形成不同的物种
(2)结论：隔离是物种形成的必要条件。
考点05探究抗生素对细菌的选择作用
1
物种形成的三个环节及其相互关系
(1)物种形成的三个环节
(2)相互关系
考点06物种形成与生物进化
1
物种形成的三个环节及其相互关系
◎提醒
(1)基因突变、基因重组和染色体变异都能产生新的基因型，但是只有基因突变能产生新(等位)基因。
(2)可遗传的变异是生物进化的前提，但需要指出的是，并不是所有可遗传的变异都能成为生物进化的原材料，只有引起种群中个体的存活率和繁殖率出现差异的变异才能成为生物进化的原材料。
考点06物种形成与生物进化
2
物种形成的方式
考点06物种形成与生物进化
3
新物种形成与生物进化的关系
考点06物种形成与生物进化
项目 新物种形成 生物进化
标志 出现生殖隔离 种群基因频率改变
变化前后 属于不同的 可能属于同一个物种，也可能属
生物关系 物种 于不同的物种
联系 ①生物进化的实质是种群基因频率的改变，这种改变可大可小，不一定会突破物种的界限，即生物进化不一定导致新物种的形成；②新物种一旦形成，则说明生物发生了进化
03
综合训练
种群是指生活在同一地点的同种生物的一个群体。种群的个体通过繁殖各自的基因传递给后代。下列叙述不正确的有（　　）
A．自然选择使种群基因频率发生定向改变
B．种群基因频率的改变导致生物的进化
C．种群通过生物个体的进化而进化
D．种群通过地理隔离可能达到生殖隔离
A、自然选择使种群基因频率发生定向改变，A正确；
B、生物的进化的实质是种群基因频率的改变，B正确；
C、生物通过种群而进化，是通过种群中基因频率的改变而进化的，C错误；
D、种群一般通过长期的地理隔离而达到生殖隔离，D正确。
C
考点01种群和种群基因库
下列哪项对种群的基因频率没有影响（　　）
A．随机交配 B．基因突变
C．自然选择 D．染色体变异
A、随机交配不会影响种群基因频率，A正确；
B、基因突变可以使种群基因频率发生变化，B错误；
C、自然选择可以使种群基因频率定向改变，C错误；
D、染色体变异可以改变种群基因频率，D错误。
A
考点02种群基因频率的变化
现有两个非常大的某昆虫种群，个体间随机交配，没有迁入和迁出，无突变，自然选择对A和a基因控制的性状没有作用。种群1的A基因频率为80%，a基因频率为20%；种群2的A基因频率为60%，a基因频率为40%．假设这两个种群大小相等，地理隔离不再存在，两个种群完全合并为一个可随机交配的种群，则下一代中Aa的基因型频率是（　　）
A．75% B．50% C．42% D．27%
由于两个种群的个体数相同，因此两个种群合成一个种群后，该种群的基因频率是A＝（80%+60%）÷2＝70%，a＝（20%+40%）÷2＝30%。
由题意知，该种群非常大、个体间随机交配，没有迁入和迁出，无突变，自然选择对A和a基因控制的性状没有影响，因此遵循遗传平衡定律，所以两个种群完全合并为一个可随机交配的种群，则下一代中Aa的基因型频率是Aa＝2×A×a＝2×70%×30%＝42%。
C
考点03基因频率和基因型频率的计算
某昆虫（XY型，2n＝24）生活在环境变化不大的环境中，决定有翅的基因为A，决定残翅的基因为a，从该种群中随机抽取100个个体，测得基因型分别为AA、Aa和aa的个体数分别是48、50和2。将抽取的昆虫带到某个经常刮大风的海岛上（岛上无该昆虫），多年后对岛上该昆虫进行种群调查，从该岛上种群中随机抽取100个个体，测得基因型分别为AA、Aa和aa的个体数分别是5、10和85。
（1）若要对该昆虫的基因组测序，应该测定13 条染色体。
（2）在自然选择过程中，直接受选择的是表现型 （填“表型”或“基因型”），海岛上充当自然选择手段的因素是大风 。
（3）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率 。多年后岛上该昆虫是否发生了进化？并说明原因：基因频率发生改变，可以判断该昆虫发生了进化。
考点04探究自然选择对种群基因频率变化的影响
（4）隔离是物种形成的必要条件。进一步探究海岛上的该昆虫是否成为一个新的物种，让其与原生活环境的昆虫进行交配实验，若出现生殖隔离，则说明岛上昆虫已经成为一个新物种。
考点04探究自然选择对种群基因频率变化的影响
（1）该昆虫是XY型，体细胞含有2N＝24染色体，若要对该昆虫的基因组测序，应该测定12+1＝13条染色体。
（2）在自然选择过程中，直接选择的是表现型，间接选择基因型，海岛上充当自然选择手段的因素是大风。
（3）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率。多年前A基因频率＝48%+50%×50%＝73%；多年后A基因频率＝5%+10%×50%＝10%，基因频率发生改变，可以判断该昆虫发生了进化。
（4）隔离是物种形成的必要条件。生殖隔离标志着新物种的形成。
随着碳青霉烯类抗菌药物的广泛应用，细菌对其耐药性正逐年升高。下列叙述错误的是（　　）
A．细菌所含有的耐药基因大多是由基因突变产生的
B．耐药基因的产生增加了生物多样性中的遗传多样性
C．抗菌药物的滥用对耐药菌起到了不定向的选择作用
D．交替使用多种抗菌药物可能延缓细菌耐药性的产生
A、细菌是原核生物，原核生物没有染色体，没有有性生殖方式，其耐药基因主要来源于基因突变，A正确；
B、耐药基因的产生属于遗传变异，增加了遗传多样性，B正确；
C、抗菌药物的滥用对细菌种群起到定向选择作用（保留耐药菌，淘汰非耐药菌），C错误；
D、交替使用不同抗菌药物可减少单一选择压力，延缓耐药菌的扩散，D正确。
C
考点05探究抗生素对细菌的选择和作用
北美的林蛙、笛蛙和鼓蛙可生活在同一个池塘里，其中林蛙在水温7℃时（2月）产卵，笛蛙在水温12℃时（3月初）产卵，鼓蛙在水温16℃时（3月底）产卵。下列有关叙述错误的是（　　）
A．林蛙、笛蛙和鼓蛙属于同一物种
B．林蛙、笛蛙和鼓蛙之间存在生殖隔离
C．林蛙、笛蛙和鼓蛙体现了生物多样性中的物种多样性
D．林蛙、笛蛙和鼓蛙能生活在同一个池塘里，是长期自然选择的结果
A
考点06物种的概念 隔离与物种形成
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考点06物种的概念 隔离与物种形成
AB、由于林蛙在水温7℃时（2月）产卵，笛蛙在水温12℃时（3月初）产卵，鼓蛙在水温16℃时（3月底）产卵，说明它们的繁殖季节不同，从而导致林蛙、笛蛙和鼓蛙之间的基因交流受阻，形成了生殖隔离，由此说明三种蛙不属于同一物种，A错误、B正确；
C、三种蛙属于不同的物种，故林蛙、笛蛙和鼓蛙体现了生物多样性中的物种多样性，C正确；
D、林蛙、笛蛙和鼓蛙能生活在同一个池塘里，是长期自然选择的结果，D正确。