（新教材生物）《种群基因组成的变化与物种的形成》课件3.pptx

1、问题探讨问题探讨先有鸡还是先有蛋？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。一同学说：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。讨论讨论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。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

2、胞成为一个新物种。蓝色龙虾、黑色企鹅、白虎，这些性状会不会传给下一代？该生物是不是新的物种？变异个体内的基因，只有在群体内通过生殖才能世代延续。因此，研究生物的进化，仅研究个体的表型是不够的，还必须研究群体基因组成的变化，这个群体就是种群。(一一)种群和种群基因库种群和种群基因库 种群的概念、实例和特点（1）概念：生活在一定区域的同种生物全部个体的集合。（2）实例：一个树林中的全部猕猴（3）特点：是生物繁殖和进化的基本单位,彼此可以交配，并通过繁殖讲各自的基因传给后代。一个猕猴种群部分个体 种群在繁衍过程中，个体有新老交替，基因却代代相传。参考蝗虫实例，新形成的蝗虫种群在基因组成上会有什么变化

3、？需研究一个种群中全部个体所含有的全部基因-基因库蝗虫产卵蝗虫产卵 在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因的数的比值，叫做基因频率。A的基因频率=某昆虫决定翅色的基因频率 例如：在某昆虫种群中，决定翅色为绿色的基因基因是A，决定翅色为褐色的基因是a，就这对等位基因来说，每个个体可以看做含有2个基因，这100个个体共有200个基因。A基因的数量：A基因的数量：A基因的频率：A基因的频率：230+60=120个210+60=80个120200=60%80200=40%A+aA 100%从这个种群中随机抽取100个个体，测得基因型为AA、Aa和aa的个体分别是30、60和10个，由此可知：用数学

4、方法讨论基因频率的变化 1、假设上述昆虫 种群非常大 所有雌雄个体间都能自由交配并产生后代 没有迁入和迁出 不同翅色的个体生存和繁殖的机会是均等的 不产生突变思考思考 讨论讨论 根据孟德尔的分离定律计算，将计算结果填入下表。（1）该种群产生的A配子和a配子的比值各是多少？（2）子代基因型的频率各是多少？（3）子代种群的基因频率各是多少？亲代基因型的比值亲代基因型的比值AA(30%)Aa(60%)Aa(10%)配子的比值配子的比值A（）A（）a（）a（）子代基因型的频率子代基因型的频率 AA（）Aa（）aa（）子代基因频率子代基因频率A（）a（）30%30%30%10%36%48%16%60%4

5、0%注：基因型频率=该种群个体总数该基因型个体数 100%亲代种群的基因频率A=60%,a=40%2、上述计算结果是建立在5个假设条件基础上的。对自然界的种群来说，这5个条件都成立吗？你能举出哪些实例？这这5个条件不可能同时成立，例如，翅色与环境色彩较一致的，个条件不可能同时成立，例如，翅色与环境色彩较一致的，被天敌发现的机会就少些。被天敌发现的机会就少些。3、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，种群的基因频率会发生变化吗？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。突变产生的新基因会使种群的基因频率发生变化。基因基因

6、A2的频率是上升还是下降，要看这一突变对生物体是有益的的频率是上升还是下降，要看这一突变对生物体是有益的还是有害的。还是有害的。深研拓展一 基因频率和基因型频率的计算 1、基因频率的计算（1）某基因频率=例如：A%(A的基因频率)=（2）已知基因型频率计算基因频率 常染色体上基因频率的计算 一对等位基因中某基因的频率=该基因纯合子的基因型频率+例如，A%(A的基因频率)=AA%(AA的基因型频率)+A+aA 100%该基因及其等位基因总数该基因总数 100%21 杂合子的基因型频率21 Aa%（Aa的基因型频率）X染色体上基因频率的计算 如某种群中基因型有XBXB、XBXb、XbXb、XBY、

7、XBY，b%（Xb的基因频率）=2、利用遗传平衡定律（哈代-温伯格平衡）计算基因型频率（1）前提条件：种群非常大所有雌雄个体间都能自由交配并产生后代 没有迁入和迁出不同翅色的个体生存和繁殖的机会是均等的不产生突变（2）计算公式 当等位基因只有两个时（A、a），设p表示A的基因频率，q表示a的基因频率。（p+qp+q）2 2=p=p2 2+2pq+q+2pq+q2 2=AA%+Aa%+aa%=1=AA%+Aa%+aa%=1 XB+XbXb 100%【新教材生物】种群基因组成的变化与物种的形成精品课件3【新教材生物】种群基因组成的变化与物种的形成精品课件31、某社区全部人口刚好男女各400人，居委

8、会进行红绿色盲普查，发现女性中有10人患色盲，12名未生育女性是红绿色盲基因携带者，18名色觉正常妇女的儿子患色盲，男性中共有22人不能区分红色和绿色。那么，这个群体中红绿色盲的基因频率为（）A.7.5 B.6 C.约5.6 D.约8.1B BXb解析：解析：红绿色盲相关基因总数红绿色盲相关基因总数=400 x2+400=1200(个个)Xb=10 x2+12x1+18x1+22x1=72（个）（个）故红绿色盲的基因频率（故红绿色盲的基因频率（Xb%）=XBXbXbY120072 100%=6%XBXb【新教材生物】种群基因组成的变化与物种的形成精品课件3【新教材生物】种群基因组成的变化与物种

9、的形成精品课件3深研拓展二 自交和自由交配时基因频率和 基因型频率变化规律交配方式交配方式基因频率基因频率基因型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，且纯合子增改变，且纯合子增多，杂合子减少多，杂合子减少不改变不改变改变改变不改变不改变不改变不改变不改变不改变无环境的选择作用【新教材生物】种群基因组成的变化与物种的形成精品课件3【新教材生物】种群基因组成的变化与物种的形成精品课件32、某植物种群中，AA个体点16%，aa个体占36%，该种群随机交配产生的后代中AA个体百分比、A基因频率和自交产生的后代中AA个体百分比、A基因频率的变化依次为（）A增大，不变；不变，不变B不变

10、，增大；增大，不变C不变，不变；增大，不变D不变，不变；不变，增大B B【新教材生物】种群基因组成的变化与物种的形成精品课件3【新教材生物】种群基因组成的变化与物种的形成精品课件3 基因突变在自然界是普遍存在的。基因突变产生新的等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。位基因，这就可以使种群的基因频率发生变化。(二二)种群基因频率的变化种群基因频率的变化（1）可遗传的变异来源）可遗传的变异来源基因重组基因重组基因突变基因突变染色体变异染色体变异突变突变可遗传的变异提供了生物进化的原材料。【新教材生物】种群基因组成的变化与物种的形成精品课件3【新教材生物】种群基因组成的变化与

11、物种的形成精品课件3知识链接知识链接回忆前面所学的知识，想一想，染色体数目和结构的变异都能引起种群基因频率的变化吗？都能。【新教材生物】种群基因组成的变化与物种的形成精品课件3【新教材生物】种群基因组成的变化与物种的形成精品课件3 因为种群是由许多个体组成的，每个个体的细胞中有成千上万个基因，这样，每一代就会产生大量的突变。例如，果蝇1组染色体上约有1.3104个基因，假定每个基因的突变频率都为10-5，对于一个中等大小的果蝇种群（约有108个个体）来说，每一代出现的基因突变数将是 21.310410-5108=2.6107（个）【新教材生物】种群基因组成的变化与物种的形成精品课件3【新教材生

12、物】种群基因组成的变化与物种的形成精品课件3某海岛上残翅和无翅的昆虫某海岛上残翅和无翅的昆虫【新教材生物】种群基因组成的变化与物种的形成精品课件3【新教材生物】种群基因组成的变化与物种的形成精品课件3(2)可遗传变异的形成可遗传变异的形成基因突变产生新的基因突变产生新的 通过通过 过程中的基因重组，可以形成多种过程中的基因重组，可以形成多种多样的多样的 。（3）可遗传变异的特点：）可遗传变异的特点：、。等位基因有性生殖基因型随机的不定向的阅读课本阅读课本112页相关内容，回答：页相关内容，回答：【新教材生物】种群基因组成的变化与物种的形成精品课件3【新教材生物】种群基因组成的变化与物种的形成精

13、品课件3探究自然选择对种群基因频率变化的影响(三三)自然选择对种群基因频率变化的影响自然选择对种群基因频率变化的影响探究探究 实践实践（一）背景：（一）背景：英国曼彻斯特地区的桦尺蛾。长满地衣的树干上的桦尺蛾黑色树干上的桦尺蛾黑色(S),浅色(s)s基因频率：95%降低到5%S基因频率：5%上升到95%（二）提出问题：（二）提出问题：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？【新教材生物】种群基因组成的变化与物种的形成精品课件3【新教材生物】种群基因组成的变化与物种的形成精品课件3（三）做出假设：（三）做出假设：根据前面所学的知识做出假设：自然选择可以使种群的基因频率发生定向改

14、变。（四）讨论探究思路（见课本（四）讨论探究思路（见课本113页）页）（提示（提示：不同年份该种群的个体总数可能有所变化）制定并实施研究方案：制定并实施研究方案：1.创设数字化的问题情境。2.计算，讲计算结果填入表中（如下表所示）第第1年年第第2年年第第3年年第第4年年基因型频率SS10%Ss20%ss70%基因频率Ss20%80%第第1年年第第2年年第第3年年第第4年年SS10ss70Ss20总数100浅色个体每年减少10%，深色个体每年增加10%11632296125724931351279111.5%22.9%65.6%23%77%12.9%25.8%61.3%26%74%14.3%29

15、.7%56.0%29%71%根据计算结果，对环境根据计算结果，对环境的选择作用大小进行适的选择作用大小进行适当调整当调整(10%调整调整20%)，与原表格对比。与原表格对比。【新教材生物】种群基因组成的变化与物种的形成精品课件3【新教材生物】种群基因组成的变化与物种的形成精品课件3据桦尺蛾种群变化情况，总结如下：环境变化19世纪中叶以前环境无污染20世纪中叶环境污染使树干变黑性状水平桦尺蛾多为浅色型，与环境相适应桦尺蛾多为黑色型，表现为适者生存分子水平s基因频率为95%以上，S基因频率为5%以下S基因频率为95%以上，s基因频率为5%以下【新教材生物】种群基因组成的变化与物种的形成精品课件3【

16、新教材生物】种群基因组成的变化与物种的形成精品课件3（五）分析结果，得出结论（五）分析结果，得出结论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不断提高；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下降。因此，在在自然选择自然选择的作用下，种群的的作用下，种群的基因频率基因频率会发生会发生定向改变定向改变，导，导致生物朝着一定的方向不断进化。致生物朝着一定的方向不断进化。Tips:突变是不定向的，自然选择是定向的。突变是不定向的，自然选择是定向的。种群基因频率的改变，标志着生物的进化。种群基因频率的改变，标志着生物的进化。【新教材生物】

17、种群基因组成的变化与物种的形成精品课件3【新教材生物】种群基因组成的变化与物种的形成精品课件31.树干变黑会影响桦尺蛾种群中浅色个体的出生率吗？为什么？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，许多浅色个体可能在没有交配，产卵前就已被天敌捕食，导致其个体数减少，影响出生率。直接受选择的是表型（体色），而不是基因型，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蛾时，看到的是桦尺蛾的体色而不是控制体色的基因。【新教材生物】种群基因组成的变化与物种的形成精品课件3【新教材生物】种群基因组成的变化与物种的形成精品课件

18、3种群基因组成的变化种群和种群基因库自然选择对种群基因频率变化的影响种群基因频率的变化种群的概念、特点基因库概念基因频率概念、计算可遗传变异的三个来源进化的标志自然选择决定生物进化的方向【新教材生物】种群基因组成的变化与物种的形成精品课件3【新教材生物】种群基因组成的变化与物种的形成精品课件3一、概念检测1.从基因水平看，生物进化的过程就是种群基因频率发生定向改变的过程。判断下列相关表述是否正确。判断下列相关表述是否正确。（1）某地区红绿色盲患者在男性中约占8%，在女性中约占0.64%，由此可知，红绿色盲基因Xb的基因频率约为8%。（）（2）基因频率变化是由基因突变和基因重组引起的，不受环境的

19、影响。（）（3）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。（）【新教材生物】种群基因组成的变化与物种的形成精品课件3【新教材生物】种群基因组成的变化与物种的形成精品课件33.某一瓢虫种群中有黑色和红色两种体色的个体，这一性状由一对等位基因控制，黑色（B）对红色（b）为显性。如果基因型为BB的个体占18%，基因型为Bb的个体占78%，基因型为bb的个体占4%。基因B和b的频率分别为（）A18%、82%B.36%、64%C.57%、43%D.92%、8%C【新教材生物】种群基因组成的变化与物种的形成精品课件3【新教材生物】种群基因组成的变化与物种的形成精品课件34.一种果蝇的突变体在

20、21的气温下，生存能力很差，但是，当气温上升到25.5时，突变体的生存能力大大提高。这说明（）A.突变是不定向的 B.突变是随机发生的C.突变的有害或有利取决于环境条件 D.环境条件的变化对突变体都是有害的C【新教材生物】种群基因组成的变化与物种的形成精品课件3【新教材生物】种群基因组成的变化与物种的形成精品课件3二、拓展应用1、选择育种和杂交育种2、如果气候等其他条件也合适，并且这个种群具有一定的繁殖能力，该种群的个体总数会迅速增加。否则，也可能仍然处于濒危状态甚至灭绝。3、（1）二者存在正相关的关系。依据调查数据。（2）随着抗生素人均使用量的增加，不耐药的细菌生存和繁殖的机会减少，耐药菌生存和繁殖的机会增加，耐药性基因在细菌种群中的基因频率逐年上升。（3）由于细菌繁殖很快，耐药率的上升速度也较快，因此需要加强监控。我国卫生部门建立了相关监测机制，说明党和政府关注民生。医疗机构及时通报预警信息，有利于全国各医院机构共同及时采取措施，如更换新的抗生素类药物，将细菌耐药率控制在低水平。（4）提示：合理使用抗生素，防止滥用抗生素等。【新教材生物】种群基因组成的变化与物种的形成精品课件3【新教材生物】种群基因组成的变化与物种的形成精品课件3