【新教材】人教版（2019）高中生物必修二6.3.1种群基因组成的变化与物种的形成 （第一课时） 课件（33张ppt）

2021人教版（新教材）必修二 遗传和进化
第6章 生物的进化
第3节 种群基因组成的变化与物种形成
本节聚焦：
1、为什么说种群是生物进化的基本单位？
2、种群的基因频率为什么会发生变化？
3、自然选择与种群基因频率的变化有什么关系？
自然选择四个基本论点：
自然选择的基础
自然选择的动力
自然选择的结果
变异的来源，导致生存斗争
变异和遗传
过度繁殖
生存斗争
适者生存
回顾所学
达尔文的自然选择学说
生物都会死亡，但它们在有生之年会努力地把自己的基因传承下来。
仅仅是一个个体可以完成传承吗？
可见研究生物的进化仅仅研究个体是不够的，必须以群体为单位进行研究。
(一)种群和种群基因库
这个群体就是种群！
（1）一个池塘中的全部鱼
（2）一个池塘中的全部鲤鱼
（3）农牧市场全部的羊
（4）一片草地上的成年梅花鹿
否
是
否
否
注意一些笼统的词，如：鱼，羊，鼠，蛇，牛等等。
一 、种群和种群基因库
⑴概念
指生活在 ________ 的 _____ 生物的_____个体。
一定区域
同种
全部
一 、种群和种群基因库
1.种群
⑴概念
(2)特点
种群是生物_________的基本单位
繁殖
交配
P110
思考：如何分析种群的基因组成和变化呢？
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。
实现基因交流
2.基因库
3.基因频率
=
=
A基因频率
a基因频率
= 40%
×100%
2×AA＋Aa
2(AA＋Aa＋aa)
= 60%
2×aa＋Aa
2(AA＋Aa＋aa)
×100%
(PA)
（Pa）
A+a=1 AA+Aa+aa=1
基因频率=该纯合体基因型频率+1/2杂合体基因型频率
某昆虫种群中，绿色翅的基因为A, 褐色翅的基因为a，调查发现AA、Aa、aa的个体分别占30%、60%、10%，那么A、a的基因频率是多少？
在一个种群中随机抽取一定数量的个体，其中基因型AA的个体占14%，基因型Aa的个体
占76%，基因A和a的频率分别是多少？
即讲即练
基因在X染色体，Y染色体上无等位基因，如红绿色盲基因，这样的情况如何计算基因频率呢？
例题2：在对某工厂职工进行遗传学调查时发现，在男女各400名职工中，女性色盲基因的携带者为30人，患者为10人，男性患者为22人，那么这个群体中色盲基因的频率为？
6%
色盲基因频率=
色盲基因的总数
全部等位基因的总数
×100%
XBXB
XBXb
XbXb
女性：
XBY
XbY
男性：
×100%
色盲基因频率=
（2 × 女性个体数）+男性个体数
XbXb
2 ×
+
XBXb
+
XbY
解：
=
（2 × ４００）+４００
１０
2 ×
+
３０
+
２２
×100%
=
PXb
据调查，某校学生中基因型的比例是XBXB（42.32%）、 XBXb （7.36%）、 XbXb （0.32%）、 XBY （46%）、 XbY（4%），则 该地区 XB和 Xb 的基因频率分别是 ( )

A. 6%、8% B. 8%、92%
C. 78%、92% D. 92%、8%
D
即讲即练
教材P111 “思考与讨论”
　　用数学方法讨论基因频率的变化
亲代基因型的频率
AA(30%)
Aa(60%)
aa(10%)
配子的比率
A( )
A( )
a( )
a( )
子一代基因型频率
AA( )
Aa( )
aa( )
子一代基因频率
A ( )
a( )
30%
30%
30%
10%
36%
48%
16%
60%
40%

A 60%
a 40%
卵子
A 60%
a 40%
精子
36%
AA
24%
Aa
24%
Aa
16%
aa
种群中所有个体自由交配时，运用棋盘法解答：
若A的基因频率=p，a的基因频率=q ，　　　　∵p+q= 1
∴ ( p+q ) 2 = p2 + 2pq + q2 = 1
AA的基因型频率
Aa的基因型频率
aa的基因型频率
　　种群中各等位基因的基因频率和基因型频率在一代代的遗传中不发生变化
但是自然界中，一般无法满足上述五个条件，可能就会使种群基因频率发生变化？
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%
36%
48%
16%
60%
40%
36%
16%
48%
60%
60%
40%
40%
36%
48%
16%
　　　子二代、子三代以及若干代以后，种群的基因频率会同子一代一样吗？
　　如果满足上述五个条件，种群中各等位基因的基因频率和基因型频率在一代代的遗传中不发生变化或者说保持着基因平衡。叫做遗传平衡定律，
也叫哈代－温伯格平衡。
想一想
可遗传的变异
基因突变
染色体变异
基因重组
突变
二、 种群基因频率的变化
突变和基因重组提供了生物进化的原材料
思考：生物自发突变的频率很低，它为何还能作为生物进化的原材料呢？
一个果蝇约有104对基因，假定每个基因的突变率都是10－5，若有一个中等数量的果蝇种群（约有108个个体），那么每一代出现基因突变数是2 ×107
情景：在某海岛中有翅的昆虫，有时会出现
残翅 和 无翅 的突变类型。
突变的有害和有利并不是绝对的，它取决于生物的生存环境。
突变和重组都是随机的、不定向的，那么种群基因频率的改变是否也是不定向的呢？
思考：生物自发突变的频率很低，它为何还能作为生物进化的原材料呢？
例题：一个果蝇约有104对基因，假定每个基因的突变率都是10－5，若有一个中等数量的果蝇种群（约有108个个体），那么每一代出现基因突变数是多少呢？
2× 104 × 10－5
个体
× 108
种群
= 2 ×107
二、 种群基因频率的变化
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
基因频率的改变是否也是不定向的呢？
黑色S：5% 95% 浅色s：95% 5%
桦尺蛾
桦尺蛾
？
三、 自然选择对种群基因频率变化的影响
长满地衣的树干上的桦尺蠖
黑褐色树干上的桦尺蠖
（1）你能做出假设吗？
可以使种群的基因频率定向改变
自然选择
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%
14.7%
70.7%
26%
29.2%
56.1%
60.9%
26.1%
73.9%
29.3%
13.1%
2）现在我们用数学方法来讨论一下桦尺蛾基因频率变化的原因。第一年桦尺蛾的基因型频率为SS10% ； Ss20%； ss70%，在树干变黑这一环境条件下假如树干变黑不利于桦尺蛾的生存，使得种群中浅色个体每年减少10%，黑色个体每年增加10%，以后的几年内，桦尺蛾种群每年的基因型频率与基因频率是多少呢？
结论：自然选择使基因频率定向改变。
探究：自然选择对种群基因频率的影响
第1年
第2年
第3年
第4年
基因型频率
SS深
10
10%
11 11.5%
12.1
13%
13.3
14.6%
Ss深
20
20%
22
22.9%
24.2
26%
26.6
29.3%
ss浅
70
70%
63
65.6%
56.7
61%
51
56.1%
总数
100
96
93
90.9
基因
频率
S
20%
23%
26%
29.3%
s
80%
77%
74%
70.7%
假设因为环境影响，种群中浅色个体每年减少10%，黑色个体每年增加10%
桦尺蠖
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
总结
1.种群是生物进化的基本单位
基因库
基因频率
2.突变和重组为生物进化提供原材料
3.自然选择决定生物进化的方向
结论：
生物进化的实质是种群基因频率的定向改变
突变
定向改变
不定向的
自然选择
基因频率
抑菌圈的大小
B
b
不定向
前
选择
有抗药性基因的个体占极少数
1、在某一种群中，已调查得知，隐性性状者（等位基因用A、a表示） 占16%，那么该性状的AA、Aa基因型个体出现的频率分别为（ ）
A.0.36、0.48 B.0.36、0.24
C.0.16、0.48 D.0.480.36
A
当堂检测
2、据调查，某校学生中基因型的比例为XB XB（42.32%） XB Xb （7.36%） XbXb （0.32%） XBY （46%） Xb Y（4%），则该地区 XB和 Xb 的基因频率分别是（ ）
A.6%、8% B.8%、92%
C.78%、92% D.92%、8%
D
当堂检测
例：用现代生物进化理论分析解释狼的进化过程。
(1)狼群中存在不同类型的个体，如有跑得快的，有跑得慢的。它说明生物具有______的特性，而这种特性是生物进化的 。
(2)随着环境的改变，食物稀少，跑得快、凶猛的狼才能获得食物生存下去。这样，食物、环境对狼起了______作用，而这种作用是______的，它决定着生物进化的______。
变异
原材料
选择
方向
定向的
1.某工厂有男女职工各200名，对他们进行调查时发现，女性色盲基因携带者为15人，女性患者1人，男性患者14人，这个群体中色盲基因的频率应为（ ）。
A、15% B、3.88% C、5.17% D、10.3%
色盲（b）基因频率＝
15＋2＋14
200×2＋200
＝5.17％
C
× 100%
当堂检测
谢谢