2020高中生物 第7章 现代生物进化理论 第2节 第1课时 种群基因频率的改变与生物进化课件 新人

[学习目标]1.举例说明种群、基因库、基因频率的概念，学会用数学方法讨论基因频率的变化。2.结合教材阐明突变和基因重组是生物进化的原材料。3.通过探究自然选择对种群基因频率的影响，理解自然选择决定生物进化的方向。知识点一种群是生物进化的基本单位知识梳理1.以种群作为生物进化单位的理由(1)达尔文认为自然选择直接作用的是生物个体，而且是个体的□01，而个体□02会随着个体的死亡而消失。(2)决定生物性状的基因可以通过□03而世代延续，并且在群体中扩散，因此生物进化应该研究群体的□04的变化。表现型表现型生殖基因组成2．种群(1)概念：生活在□05的□06生物的□07个体。(2)特点：种群中的个体彼此可以□08，并且通过繁殖将各自的□09传给后代。(3)□10是生物进化的基本单位。一定区域同种全部交配基因种群3．基因库和基因频率(1)基因库：一个种群中全部个体所含有的□11，叫做这个种群的基因库。(2)基因频率①概念：在一个种群基因库中，某个基因占□12的比率。②计算公式：基因频率＝某种基因数目控制同种性状的等位基因的总数。全部基因全部等位基因数1.种群的基因库是一直不变的吗？试分析原因。提示：不是。基因突变、染色体变异、自然选择、种群个体的迁入、迁出等都会使种群的基因库发生改变。提示2．基因库会不会随着个体的死亡而消失？试分析原因。提示：不会。个体自身所携带的基因随着个体的死亡而从基因库中消失，但是个体会通过繁殖把自身的基因传给后代，所以基因库不会伴随着个体的死亡而消失，而是在代代相传中得到保持和发展。提示典题分析[例1]德国小蠊(二倍体)是常见的室内昆虫。随机取样的德国小蠊个体中，ss个体数为6，SS个体数为26，Ss个体数为18。则s的基因频率为()A．0.26B．0.3C．0.46D．0.58答案B答案解题分析随机取样的德国小蠊个体中，ss个体数为6，SS个体数为26，Ss个体数为18，则s的基因频率＝6×2＋186＋26＋18×2×100%＝30%。解析[例2]某植物种群中，AA基因型个体占30%，aa基因型个体占20%。若该种群植物自交，后代中AA、aa基因型个体出现的频率以及A、a基因频率分别为()A．55%、45%、45%、55%B．55%、45%、55%、45%C．42.5%、32.5%、45%、55%D．42.5%、32.5%、55%、45%答案D答案解题分析Aa基因型个体占：1－30%－20%＝50%，该种群植物自交后，AA占30%＋50%×1/4＝42.5%，aa占20%＋50%×1/4＝32.5%，Aa占1－42.5%－32.5%＝25%，则a的基因频率为32.5%＋1/2×25%＝45%，A的基因频率为1－45%＝55%。解析技法提升常染色体上基因频率的计算(1)已知各基因型个体的数量，求基因频率。此类题型可用定义公式计算，即某基因的频率＝[(该基因纯合子个体数×2＋杂合子个体数)÷(总个体数×2)]×100%。(2)已知基因型频率，求基因频率。此类题型可以将百分号去掉，按定义公式计算或直接用“某基因的基因频率＝该基因纯合子的百分比＋杂合子百分比的1/2”来代替。如A的基因频率＝AA的基因型频率＋1/2Aa的基因型频率，a的基因频率＝1－A的基因频率。[例3]在一次红绿色盲的调查中共调查男女各200名，调查发现，女性红绿色盲基因的携带者为15人，患者5人，男性患者11人。那么这个群体中红绿色盲基因的频率是()A．4.5%B．6%C．9%D．7.8%答案B答案解题分析因为女性的性染色体组成为XX，男性为XY，红绿色盲基因(用b表示)及其等位基因只位于X染色体上，所以基因b共有36(即15×1＋5×2＋11×1)个，因此，红绿色盲基因的频率＝36200×2＋200×100%＝6%。解析技法提升位于性染色体上基因频率的计算p＝2NXAXA＋NXAXa＋NXAY2NXAXA＋NXAXa＋NXaXa＋NXAY＋NXaY×100%，q＝2NXaXa＋NXAXa＋NXaY2NXaXa＋NXAXa＋NXAXA＋NXaY＋NXAY×100%。(p为XA频率，q为Xa频率，N表示基因型的个体数)[例4]在某一遵循遗传平衡定律的人群中，已调查得知，隐性性状者为16%，则该性状不同类型的基因型频率分别是(按AA、Aa、aa顺序排列)()A．0.36、0.48、0.16B．0.48、0.36、0.16C．0.16、0.48、0.36D．0.16、0.36、0.38答案A答案解题分析由题干可知，该人群中隐性性状者为16%，即aa＝16%，根据遗传平衡公式可得a的基因频率是a＝40%，A的基因频率是A＝1－40%＝60%，因此该人群中AA的基因型频率是AA＝60%×60%＝0.36，Aa的基因型频率是Aa＝2×40%×60%＝0.48，因此，该性状不同类型的基因型频率是AA为0.36，Aa为0.48，aa为0.16，A正确。解析技法提升遗传平衡状态下基因频率的计算(1)遗传平衡状态的条件①种群是极大的。②种群中个体间的交配是随机的。③没有突变发生。④没有迁入和迁出。⑤没有自然选择。(2)基因频率与基因型频率的计算公式设A的基因频率为p，a的基因频率为q，则p＋q＝1。雄配子雌配子A(p)a(q)A(p)AA(p2)Aa(pq)a(q)Aa(pq)aa(q2)即：AA的基因型频率＝p2，Aa的基因型频率＝2pq，aa的基因型频率＝q2。(3)实例：若已知AA的基因型频率为m，则A的基因频率为m。知识点二突变、基因重组和自然选择与进化的关系知识梳理1.突变和基因重组(1)可遗传变异的来源突变□01基因突变□02染色体变异基因重组(2)可遗传变异的形成、特点和作用①形成：□03产生等位基因，通过有性生殖过程中的□04，可以形成多种多样的□05，从而使种群出现大量的可遗传变异。②特点：随机的、□06。③作用：只是提供生物进化的□07，不能决定生物进化的□08。(3)变异的有利和有害是相对的，是由□09决定的。基因突变基因重组基因型不定向的原材料方向环境2．自然选择决定生物进化的方向(1)原理分析(2)实例分析(桦尺蠖体色进化)(3)生物进化的实质：种群的基因频率发生□11。(4)生物进化的方向：变异是□12的，自然选择是□13的，定向的□14决定了生物进化的方向。改变不定向定向自然选择突变和基因重组能产生进化的原材料，据此分析回答下列问题：1．突变具有低频性，为什么还能为生物进化提供原材料？提示：生物进化的单位是种群，虽然突变的频率很低，但一个种群往往由许多个体组成，而每一个个体的每一个细胞内都有成千上万个基因，所以在种群中每一代都会产生大量的突变。提示2．突变大多数对生物体是不利的，为什么还能为进化提供原材料？提示：生物变异是否有利，取决于它们的生存环境，微小有利的变异不断积累也能导致生物进化。提示3．举例说明哪些因素可导致基因频率发生改变？提示：突变、自然选择、迁入和迁出等。提示典题分析[例1]根据现代生物进化理论，下列说法正确的是()A．自然选择决定了生物变异和进化的方向B．生物进化的实质是种群基因型频率的改变C．种群内基因频率的改变在世代间具有连续性D．种群内基因频率改变的偶然性随种群数量下降而减小答案C答案解题分析自然选择使种群的基因频率发生定向改变，从而使生物定向进化，所以自然选择决定了生物进化的方向，而生物的变异是不定向的，生物进化的实质是种群基因频率的改变，A、B错误；种群中基因频率的改变在世代间具有连续性，导致生物不断进化，C正确；种群中基因频率改变的偶然性随种群数量下降而增大，D错误。解析[例2]下列有关基因频率与生物进化的描述，正确的是()A．生物在进化的过程中不一定有基因频率的改变B．生物只要发生进化，基因频率就会改变C．变异使基因频率定向改变D．只有基因突变，才导致基因频率发生改变答案B答案解题分析生物进化的实质是种群基因频率的改变，只要生物进化了，基因频率一定发生了改变，A错误，B正确；变异是不定向的，自然选择可使基因频率发生定向改变，C错误；基因频率的改变与突变、迁入和迁出、自然选择等多种因素有关，D错误。解析当堂检测——查漏补缺巩固提升1．对种群概念的正确叙述是()A．不同空间中同种生物个体的总和B．生活在一定区域的同种生物的一群个体C．一片水田中的所有鱼的总和D．一个生态环境中有相互关系的动植物的总和答案B答案解析种群是指生活在一定区域的同种生物的全部个体。例如：一个池塘中全部的鲤鱼是一个种群，包括所有的大鲤鱼、小鲤鱼和鲤鱼苗。这里必须具体到“鲤鱼”，而不能是“鱼”，因为后者还包括其他种类的鱼。解析2．下列可作为一个基因库的是()A．一条染色体上的全部基因B．一个个体所携带的全部基因C．一个生物具有的全部基因D．一个种群所含的全部基因答案D答案解析种群基因库的概念：指一个种群的所有个体的全部基因，由基因库的概念可知，基因库是指一个种群所含的全部基因，D正确，A、B、C错误。解析3．下列哪项不是生物进化的原材料()A．基因突变B．基因重组C．不遗传的变异D．染色体变异答案C答案解析突变和基因重组为生物进化提供了原材料，其中突变又包括基因突变和染色体变异。解析4．生物的变异可以为进化提供原材料。下列关于变异与进化的叙述，正确的是()A．自然选择直接选择的是个体的基因型B．种群中控制某一性状的全部等位基因的总和称为基因库C．可遗传的变异是自然选择和生物进化的前提D．自然选择决定生物变异和进化的方向答案C答案解析自然选择直接选择的是个体的表现型，A错误；一个种群中全部个体所含有的全部基因，称为这个种群的基因库，B错误；可遗传的变异为生物进化提供原材料，所以可遗传的变异是自然选择和生物进化的前提，C正确；变异是不定向的，自然选择决定生物进化的方向，D错误。解析5．蜗牛的有条纹(A)对无条纹(a)为显性。在一个地区的蜗牛种群内，有条纹(AA)个体占55%，无条纹个体占15%，若蜗牛间进行自由交配得到F1，则A基因的频率和F1中Aa基因型的频率分别是()A．30%,21%B．30%,42%C．70%,21%D．70%,42%答案D答案解析由于AA＝55%，aa＝15%，所以Aa个体占30%，蜗牛间进行自由交配时，产生A配子的概率＝55%＋30%×1/2＝70%，a配子的概率＝15%＋30%×1/2＝30%，则A基因的频率为70%，自由交配得到F1各基因型的频率分别为AA49%、Aa42%、aa9%，D正确。解析