1、自由交配配子法子一代配子 60%A40%a60%A40%a36%AA16%aa24%Aa24%Aa6.3 种群基因组成的变化与物种的形成6.3.1种群基因组成的变化先有鸡还是先有蛋？甲同学说：当然是先有鸡蛋了，因为只有生殖细胞产生的基因突变才能遗传给后代，体细胞即使发生了基因突变，也不能影响后代的性状。乙同学说：不对，人们在养鸡过程中，是根据鸡的性状来选择的，只让符合人类需求的鸡繁殖后代，因此是先有鸡后有蛋。你同意哪位同学的观点？你的答案和理由是什么？这两种观点都有一定的道理，但都不全面。因为他们忽视了这两种观点都有一定的道理，但都不全面。因为他们忽视了鸡和蛋在基因组成上的一致性，也忽视了生物
2、的进化是以种群为鸡和蛋在基因组成上的一致性，也忽视了生物的进化是以种群为单位而不是以个体为单位这一重要观点。单位而不是以个体为单位这一重要观点。生物进化的过程是种群基因库在环境生物进化的过程是种群基因库在环境的选择作用下定向改变的过程，以新种群的选择作用下定向改变的过程，以新种群与祖先种群形成生殖隔离为标志，并不是与祖先种群形成生殖隔离为标志，并不是在某一时刻突然有一个个体或一个生殖细在某一时刻突然有一个个体或一个生殖细胞成为一个新物种。胞成为一个新物种。一片树林中的全部猕猴一片草地上的所有蒲公英一、种群和种群基因库P110（一）种群（一）种群 1 1、概念：、概念：生活在生活在一定区域一定区
3、域的的同种生物全部个体同种生物全部个体的集合叫做种群。的集合叫做种群。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2 2、特点：、特点：种群是种群是生物繁殖和进化的基本单位生物繁殖和进化的基本单位,彼此可以交配，并通彼此可以交配，并通过繁殖将各自的基因传给后代。过繁殖将各自的基因传给后代。一个种群中一个种群中全部个体全部个体所含有的所含有的全部基因全部基因在一个种群基因库中，在一个种群基因库中，某个基因某个基因占占全部等位基因数全部等位基因数的的比值比值基因频率=某基因的数目
4、控制该性状的等位基因总数 100%在一个种群中，在一个种群中，某个基因型某个基因型的个体占的个体占个体总数个体总数的比的比值值（二）基因库（四）基因频率（三）基因型频率例：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基因频率为:a a基因频率为：基因频率为：=40%A%=100%2AAAa2(AAAaaa)a%=60%2aaAa2(AAAaaa)100%方法一：A基因的基因频率为:=30/100100%+1/260/100100%=60%A=100%AA(
5、AAAaaa)=60%100%2AAAa2(AAAaaa)=100%100%Aa(AAAaaa)2 1A基因频率=AA的基因型频率+1/2Aa基因型频率A A基因频率基因频率=30%+1/2=30%+1/260%=60%60%=60%a a基因频率基因频率=1010%+1/2%+1/260%=60%=4040%a基因频率=aa的基因型频率+1/2Aa基因型频率方法二：AAAA、AaAa、aaaa的个体分别占的个体分别占24%24%、72%72%、4%4%、那么、那么A A、a a的的基因频率是多少？（基因频率是多少？（）A.36%A.36%和和64%B.57%64%B.57%和和43%43%C
6、.24%C.24%和和72%D.60%72%D.60%和和40%40%D D小试牛刀小试牛刀2.2.对某校学生进行对某校学生进行血友病血友病遗传病调查研究后发现：遗传病调查研究后发现：100100名女生名女生中有患者中有患者3 3人、携带者人、携带者1515人；人；100100名男生中有患者名男生中有患者6 6人，那么该人，那么该群体中血友病基因的频率是群体中血友病基因的频率是()()A.4.4%B.5.1%C.9%D.10.2%A.4.4%B.5.1%C.9%D.10.2%C C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：假设以上昆虫群体满足以下五个条件：昆虫群体数量足够
7、大。全部的雌雄个体间都能自昆虫群体数量足够大。全部的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代。没有迁入与迁出。由交配并能产生后代。没有迁入与迁出。AAAA、AaAa、aaaa三种基因型昆虫的生存能力完全相同（也就是说自然选择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对A A、a a控制的翅型性状没有作用）。没有基因突变和染控制的翅型性状没有作用）。没有基因突变和染色体变异。色体变异。遗传平衡状态（二）种群基因频率的变化亲代基因型的频率 AA(30%)Aa(60%)aa(10%)配子的比值A()A()a()a()亲代产生配子总数A()a()子一代基因型频率AA()Aa()aa()子一代基因频
8、率A()a()30%30%30%10%36%48%16%60%40%60%40%用数学方法讨论基因频率的变化配子比例 亲代亲代 子一代子一代 子二代子二代 子三代子三代基因型基因型频率频率AA30%Aa60%aa10%基因频基因频率率A60%a40%36%48%16%60%40%36%16%48%60%60%40%40%36%48%16%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尝试计算子二代、子三代的基因频率与基因型频率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。(pq)=1，则（p+q2)=p2+
9、2pq+q2=1。AA基因型频率=p2；aa基因型频率=q2；Aa基因型频率=2pq。A（p）a(q)A（p）AA（p2）Aa(pq)a(q)Aa（pq）aa(q2)雌配子雄配子F1基因型频率处于遗传平衡的条件下，可用遗传平衡定律（哈迪-温伯格定律）基因频率与基因型频率从子一代开始就不改变基因频率与基因型频率从子一代开始就不改变自交和自由交配时基因频率和基因型频率的变化规律交配方式基因频率基因型频率自交自由交配处于遗传平衡不处于遗传平衡改变纯合子增多杂合子减少不改变改变不改变不改变不改变种群基因频率基因型频率的相关计算1、通过基因型频率计算基因频率 在种群中，一对等位基因的基因频率之和等于1，
10、基因型频率之和也等于1。一个基因的频率=该基因纯合子的基因型频率+1/2杂合子的基因型频率种群基因频率基因型频率的相关计算2、运用哈代-温伯格平衡定律计算基因频率和基因型频率在一个有性生殖的自然种群中，当等位基因只有一对（Aa）时，设p代表A基因的频率，q代表a基因的频率，则：(p+q)2=p2+2pq+q2=1适用条件：种群大；种群中个体间的交配是随机的；没有突变的发生；种群之间不存在个体的迁移或基因交流；没有自然选择。遗传平衡公式：哈迪遗传平衡公式：哈迪-温伯格定律温伯格定律（p+qp+q）2 2=p=p2 2 +2pq+q+2pq+q2 2=1=1A%A%a%a%AA%Aa%aa%AA%
11、Aa%aa%若已知若已知AAAA的基因型频率为的基因型频率为m m，则，则A A的基因频率为的基因频率为:m mA A（p p）a(a(q q)A A（p p）a(q)a(q)雌配子雌配子雄配子雄配子F F1 1基因型频率基因型频率AAAA（p p2 2）Aa(pq)Aa(pq)AaAa（pqpq）aa(qaa(q2 2)基因突变在自然界是普遍存在的。基因突变产生新的等位基因，这就可以使种群的基因频率发生变化。1 1、突变和基因重组提供生物进化的原材料。、突变和基因重组提供生物进化的原材料。（二）种群基因频率的变化思考：自然界中突变的频率很低，能作为进化的原材料吗？2x1.3x10410-51
12、08xx=2.6x107(个)每一代就会有大量的变异每一代就会有大量的变异基因数 突变率 个体 突变个体数（二）种群基因频率的变化突变的有害和有利也不是绝对的，这往往取决于生物的生存环境。【例如】有翅的昆虫中有时会出现残翅和无翅的突变类型，这类昆虫在正常情况下很难生存下去。但是在经常刮大风的海岛上，这类昆虫却因为不能飞行而避免了被海风吹到海里淹死。某海岛上残翅和无翅的昆虫6.3 种群基因组成的变化与物种的形成-【新教材】人教版（2019）高中生物必修二课件(共35张PPT)6.3 种群基因组成的变化与物种的形成-【新教材】人教版（2019）高中生物必修二课件(共35张PPT)（二）种群基因频率
13、的变化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2、突变和基因重组都是随机的、不定向的（二）种群基因频率的变化 英国的曼彻斯特地区有一种桦尺蛾（其幼虫叫桦尺蠖）。桦尺蛾的体色受一对等位基因S和s控制，黑色(S)对浅色(s)是显性的。在19世纪中叶以前，桦尺蛾几乎都是浅色型的，该种群中S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。在19世纪中叶以前20世纪中叶6.3 种群基因组成的变化与物种的形成-【新教材】人教版（2019）高中生物必修二课件(共35张PPT)6.3 种群基因组成的变化与物种的形成-【新
14、教材】人教版（2019）高中生物必修二课件(共35张PPT)探究自然选择对种群基因频率变化的影响 创设数字化问题情境 在自然选择的作用下，具有有利变异的个体有更多的机会产生后代，种群中相应基因的频率会_；相反，具有不利变异的个体留下后代的机会少，种群中相应基因的频率会_。在自然选择的作用下，_会发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化。不断提高下降种群的基因频率生物进化的实质：种群基因频率的改变（三）自然选择对种群基因频率变化的影响6.3.26.3.2隔离在物种形成中的作用隔离在物种形成中的作用隔离隔离物种的形成物种的形成 能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的能够在自然状态下相互交配
15、并且产生可育后代的一群生物，称为一个物种。一群生物，称为一个物种。一、物种无生育能无生育能力，没有力，没有后代。后代。二、隔离1.1.概念概念不同群体间的个体在自然条件下不同群体间的个体在自然条件下基因不能自由交流基因不能自由交流的现象的现象2.2.种类种类生殖隔离生殖隔离地理隔离地理隔离 同一种生物由于地理上的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，叫做地理隔离。东北虎华南虎 由于长期地理隔离而没有相互交配，没有基因交流，形成了地理隔离，它们形成两个不同的亚种。地理隔离 不同物种之间一般是不能交配的，即使交配成功也不能产生可育后代，这种现象叫做生殖隔离。生殖隔离加拉帕戈斯群岛
16、的地雀加拉帕戈斯群岛的地雀达尔文在环球考察时观察到一种现象：在加拉帕戈斯岛上生活着13种地雀。这些地雀的喙差别很大，不同物种之间存在生殖隔离。而在辽阔的南美洲大陆上，却看不到这13种地雀的踪影。地理隔离种群可能出现不同的 和_不同种群的基因频率就会发生不同的变化自然选择由于 和 互不相同自然选择对不同种群 的改变所起的作用就有差别生殖隔离 形成明显的差异并逐渐出现生殖隔离，从而形成不同的物种结论：是物种形成的必要条件。突变基因重组食物栖息条件基因频率基因库隔离二、隔离在物种形成中的作用 种群地理隔离小种群自然选择生殖隔离新物种（由突变和基因重组产生变异）物种形成的标志1 1、新物种形成的三个基
17、本环节：、新物种形成的三个基本环节：突变和基因重组、自然选择、（生殖）隔离突变和基因重组、自然选择、（生殖）隔离基因频率定向改变（一）渐变式（一）渐变式二、隔离在物种形成中的作用 2 2、隔离是、隔离是物种形成的必要条件。物种形成的必要条件。3 3、生殖隔离是、生殖隔离是物种形成的标志。物种形成的标志。二、隔离在物种形成中的作用（二）骤变式主要是通过染色体变异的方式形成新物种，一旦出现可以很快形成生殖隔离。此种方式多见于植物。物种物种A A物种物种B B杂交杂交杂种植物杂种植物染色体加倍染色体加倍异源多倍体异源多倍体（三）人工创造：如人工诱导多倍体的形成【实验】探究抗生素对细菌的选择作用结果与
18、结论1、在培养基上是否有细菌生长？在放有抗生素纸片的区域呢？2、在连续培养几代后，抑菌圈的直径发生了什么变化？这说明抗生素对细菌产生了什么作用？有有有，存在具有耐药性的细菌有，存在具有耐药性的细菌变小变小选择作用选择作用1.为什么要从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌?抑菌圈边缘可能存在具有耐药性的细菌。抑菌圈边缘可能存在具有耐药性的细菌。2.你是否支持“耐药菌是普遍存在的”这一说法?说说你的理由。支持。因为抑菌圈边缘生长的细菌可能是耐药菌。支持。因为抑菌圈边缘生长的细菌可能是耐药菌。讨论3.在本实验的培养条件下,耐药菌所产生的变异是有利还是有害的?你怎么理解变异是有利还是有害的?耐药菌产生的变异有利
19、于生物在特定环境中生存和繁殖耐药菌产生的变异有利于生物在特定环境中生存和繁殖,在此环境中就是有利变异。在此环境中就是有利变异。4.滥用抗生素的现象十分普遍。例如，有人生病时觉得去医院很麻烦，就直接吃抗生素;有的禽畜养殖者将抗生素添加到动物饲料中。你认为这些做法会有什么后果?滥用抗生素会使病菌的抗药基因不断积累滥用抗生素会使病菌的抗药基因不断积累,抗药性不断增强，抗药性不断增强，导致抗生素药物失效。导致抗生素药物失效。种群基因组成的变化与物种形成种群和种群基因库基因突变基因重组自然选择对种群基因频率变化的影响概念提供生物进化原材料实质：自然选择定向改变基因频率，导致生物进化种群基因频率的变化隔离在物种形成中的作用基因频率计算方法染色体变异概念地理隔离和生殖隔离隔离是物种形成的必要条件【课堂小结】
