第3节 种群基因组成的变化与物种的形成（第1课时）
教学目标
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．阐明自然选择对种群基因频率的影响。
4．说明隔离在物种形成中的作用。
教学重难点
【教学重点】
1．种群、物种、基因频率、隔离等概念。
2．变异、选择和隔离在生物进化中的作用。
【教学难点】
1．自然选择对种群基因频率变化的影响。
2．隔离在物种形成中的作用。
教学过程
一、导入新课
创设问题情境，通过问题串，引发学生思考。
某种昆虫的翅色是灰色（基因型为aa），偶然出现一绿色的变异个体（基因型为Aa），如果绿色翅与灰色翅比较，更适应环境。按照达尔文“适者生存，不适者淘汰”的观点，这一有利变异的个体能永远生存下去吗？该个体中的有利基因A，怎样才能世代传衍下去？即使Aa的个体能够繁殖，后代都是绿色个体吗？通过该问题的探讨，可以使学生发现，某个体的有利变异的基因只有在群体中，通过有性生殖才能世代延续，另外有利变异个体（Aa）的有性生殖的后代，还会出现aa的个体。因此，研究生物的进化，仅仅研究个体的表现型是否与环境相适应是不够的，还需要研究群体的基因组成变化，这个群体就是种群（提出种群的概念）。
二、讲授新课
（一）种群基因组成的变化
1．种群
教师通过具体实例来讲解种群的概念。例如，一片树林中的全部猕猴是一个种群，一片草地上的所有蒲公英也是一个种群（展示图片）。引导学生归纳出以下的种群三要素：同一区域、同一物种的生物、全部个体。师生共同归纳出种群的特点：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，并通过繁殖将各自的基因传给后代。
最后总结：一个生物“种”或“物种”与种群的区别；种群是繁殖的单位；研究生物性状的维持和变化不能立足于个体的变化，只能以种群为单位。因此，要从研究种群中全部个体所含有的全部基因入手（引出基因库的概念）。
2．基因库和基因频率
教师介绍基因库和基因频率的概念。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。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。某基因的基因频率=该基因的总数/全部等位基因的总数×100%。利用教材P111页的实例，
指导学生练习计算基因频率的方法。在学生理解了基因库的基本含义，以及学会了基因频率的计算方法后，教师提出问题：一个种群基因库中的基因频率，在子代又会怎样呢？
学生阅读教材P111思考·讨论“用数学方法讨论基因频率的变化”并完成配子比值、子代基因型、子代基因频率的计算，完成表格。完成子一代的基因型频率和基因频率之后，继续计算子二代、子三代的基因型频率和基因频率计算。
完成计算后，教师引导学生思考：各代基因频率相同吗？基因型频率相同吗？这有什么前提条件吗？（各代基因频率相同。基因型频率从子一代开始保持不变。需要满足5个前提条件。）教师总结：依据孟德尔遗传法则，一个种群的等位基因频率，在上下代是稳定不变的，也就是说种群是稳定不变的。教师提出问题：这种现象在自然界的种群中会发生吗？由此引发学生讨论。
在学生讨论的基础上，教师和学生共同总结得出，自然界中种群的基因频率要稳定不变（不进化），必须满足以下几点：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。显然，同时满足以上5个条件是不可能的，即使前4个条件可以满足，基因突变和染色体变异总会发生的。通过讨论基因频率的变化可以认识到，自然界中种群的基因频率一定会发生变化，也就是说种群的进化是必然的。
三、课堂反馈
1．下列关于种群的叙述中，错误的是（ B ）
A．种群是生物进化和繁殖的基本单位
B．一个池塘中的全部鱼是一个种群
C．一个种群中的全部基因构成该种群的基因库
D．种群内的个体会死亡，但基因库却可在代代相传的过程中得到保持和发展
2．在某一种群中，经过调查得知，隐性性状约占9%（等位基因用A、a表示），那么该性状的AA、Aa基因型个体出现的频率分别约为（ C ）
A．0.9、0.82 B．0.36、0.55
C．0.49、0.42 D．0.18、0.73
四、课堂小结
教师与学生一起小结本节知识，学生边讲，教师边板书，或通过课件展示。
课件23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（第1课时）一、导入新课 这一有利变异的个体能永远生存下去吗？ 情景：如果在灰色翅（aa）昆虫的群体中偶然出现一只绿色翅（Aa）的变异个体，且绿色比灰色更适应环境。思考： 该个体中的有利基因A，怎样才能世代传递下去？ 若Aa的个体能够繁殖，后代都是绿色个体吗？一、导入新课 某个体的有利变异的基因只有在群体中，通过有性生殖才能时代延续。有利变异绿色个体（Aa）的有性生殖的后代，还会有灰色（aa）个体出现。 因此，研究生物的进化，仅仅研究个体的表现型是否与环境相适应是不够的，还需要研究群体的基因组成变化。这个群体就是种群。二、讲授新课（一）种群基因组成的变化1．种群生活在一定区域的同种生物全部个体的集合叫作种群。 一片树林中的全部
猕猴是一个种群一片草地上的所有蒲
公英也是一个种群二、讲授新课（一）种群基因组成的变化1．种群同一区域（区域可大可小，大到地球，小的可以是一汪池塘）
同一物种的生物
全部个体种群的三个要素二、讲授新课（一）种群基因组成的变化1．种群判断下列是否属于种群：（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否是否否否二、讲授新课【知识探究】种群概念判断（讲练结合）。二、讲授新课（一）种群基因组成的变化1．种群种群的特点 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，并通过繁殖将各自的基
因传给后代。 思考：同前一年的蝗虫种群相比，新形成
的蝗虫种群在基因组成上会有什么变化吗？二、讲授新课（一）种群基因组成的变化1．种群一个生物“种”或“物种”与种群有何区别？ 物种可以分布在自然界的不同区域。
只有在可以发生随机交配、繁殖，使基因能够世代传递的一定区域内的同种全部个体的集合才是一个种群。自然界的物种实际上是以一个个种群存在的，种群是生物繁殖、进化的基本单位。 二、讲授新课（一）种群基因组成的变化1．种群 性状是由基因控制的，因此研究生物的进化必须研究种群的基因组成和变化。如何分析种群的基因组成和变化？由此人们提出基因库和基因频率的概念。二、讲授新课（一）种群基因组成的变化2．基因库和基因频率 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。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。× 100%二、讲授新课（一）种群基因组成的变化2．基因库和基因频率 例：某昆虫种群中决定翅色为绿色的基因为A，决定翅色为褐色的基因为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、60和10个。那么A和a的基因频率是多少？A基因的基因频率为：A%== 60%a基因的基因频率为：=40% a%=二、讲授新课（一）种群基因组成的变化3．用数学方法讨论基因频率的变化 假设以上昆虫群体满足以下五个条件：
①昆虫群体数量足够大。②全部的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代。③没有迁入与迁出。④AA、Aa、aa三种基因型昆虫的生存能力完全相同（也就是说自然选择对A、a控制的翅型性状没有作用）。⑤没有基因突变和染色体变异。 遗传平衡状态二、讲授新课（一）种群基因组成的变化3．用数学方法讨论基因频率的变化在有性生殖过程中，如果符合遗传平衡，产生的雌雄配子：A 60%A 60%a 40%a 40%36%24%16%AAAaAa24%aa♀ ♂ 二、讲授新课（一）种群基因组成的变化3．用数学方法讨论基因频率的变化36%48%16%60%40%36%16%48%60%60%40%40%36%48%16%各代基因频率相同吗？基因型频率相同吗？这有什么前提条件吗？ 各代基因频率相同。基因型频率从子一代开始保持不变。需要满足上述5个前提条件。二、讲授新课（一）种群基因组成的变化3．用数学方法讨论基因频率的变化在遗传平衡状态下（满足上述五个条件）时：p+q=1 （p+q）2=p2+2pq+q2=1
AA=p2 Aa=2pq aa=q2 若用p代表A基因的基因频率，q代表基因a的频率，则：这个种群的基因频率（包括基因型频率）就可以一代代稳定不变，保持平衡。遗传平衡定律（哈代-温伯格定律）二、讲授新课（一）种群基因组成的变化3．用数学方法讨论基因频率的变化 上述计算结果是在满足五个假设条件的基础上计算的，对自然界的种群来说，这五个条件都能成立吗？ 遗传平衡所指的种群是理想种群，在自然条件下，这样的种群是不存在的。这说明在自然界中，种群的基因频率迟早要发生变化，也就是说种群的进化是必然的。二、讲授新课（一）种群基因组成的变化3．用数学方法讨论基因频率的变化 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，种群的基因频率会变化吗？基因A2的频率可能会怎样变化？ 突变产生的新基因会使种群的基因频率发生变化。
基因A2的频率是增加还是减少，要看这一突变对生物体是有益还是有害的，这往往取决于生物生存的环境。二、讲授新课（一）种群基因组成的变化3．用数学方法讨论基因频率的变化 种群的进化过程就是种群基因频率发生变化的过程。种群是生物进化的基本单位。 三、课堂反馈1．下列关于种群的叙述中，错误的是（ ）
A．种群是生物进化和繁殖的基本单位
B．一个池塘中的全部鱼是一个种群
C．一个种群中的全部基因构成该种群的基因库
D．种群内的个体会死亡，但基因库却可在代代相传的过程中得到保持和发展B三、课堂反馈2．在某一种群中，经过调查得知，隐性性状约占9%（等位基因用A、a表示），那么该性状的AA、Aa基因型个体出现的频率分别约为（ ）
A．0.9、0.82 B．0.36、0.55
C．0.49、0.42 D．0.18、0.73C四、课堂小结种群是生物进化的基本单位种群的概念：基因库的概念：基因频率概念：计算方法：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在一个种群基因库中，某个基因
占全部等位基因数的比值× 100%再见
