新教材人教版《种群基因组成的变化与物种的形成》课件分析.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,二级,三级,四级,五级,2020/9/9,#,第6章 第3节 种群基因组成的变化与物种的形成,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胞成为一个新物种一、种群基因组成的变化,1.,种群和种群基因库,（,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例如，一片树林中的全部猕猴；,一片草地上的所有蒲公英2,）种群的基因库：,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3,）基因频率：,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。

例如，在某昆虫种群中，决定翅色为绿色的基因是,A,，决定翅色为褐色的基因是,a,，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，求,A,和,a,的基因频率每个个体可以看作含有,2,个基因那么，这,100,个个体,共有,200,个基因A,基因的数量是,230+60=120,个,a,基因的数量是,210+60=80,个,这一种群繁殖若干代以后，其基因频率会不会发生变化呢？,（,1,）假设该种群个体总数为,100,个，,AA,、,Aa,和,aa,的亲代基因型分别为,30%,，,60%,和,10%,，由基因型频率,=,该基因型个体数,/,该种群个体总数，则基因型为,AA,、,Aa,和,aa,的个体数分别为,30,个，,60,个，,10,个1,个,AA,产生,1,个,A,配子，,则,30,个,AA,产生,30,个,A,配子；,同理,60,个,Aa,产生,30,个,A,和,30,个,a,配子，,10,个,aa,产生,10,个,a,配子总配子数,=30+30+30+10=100,个,30,个,AA,产生的,A,配子比值为,30/100=30%,60,个,Aa,产生的,A,和,a,配子比值分别为,30%,和,30%,10,个,aa,产生,a,配子的比值为,10%,该种群产生的,A,配子比值,为,30%+30%=,60%,；,a,配子比值,为,30%+10%=,40%,（,2,）,子代配子,A,（,60%,）,a,（,40%,）,A,（,60%,）,AA,（,60%,*,60%,）,Aa,（,60%,*,40%,）,a,（,40%,）,Aa,（,60%,*,40%,）,aa,（,40%,*,40%,）,子代基因型的频率分别为,AA,基因型频率,=60%,*,60%=36%,Aa,基因型频率,=2,*,60%,*,40%=48%,Aa,基因型频率,=40%,*,40%=16%,（,3,）,子二代、子三代以及若干代以后，种群的基因频率同子一代一样。

基因频率的第,2,种计算方法,设该种群的个体总数为,N,，,AA,基因型的个体数为,N1,，,Aa,基因型的个体数为,N2,，,aa,基因型的个体数为,N3,，则,N=N1+N2+N3.,2.,对自然界的种群来说，这,5,个条件不可能同时都成立例如，翅色与环境色彩较一致的，被天敌发现的机会就少些3.,突变产生的新基因会使种群的基因频率发生改变基因,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还是有害的2.,种群基因频率的变化,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,可遗传的变异,基因突变,基因重组,染色体变异,基因突变,和,染色体变异,统称为,突变生物自发突变的频率很低，而且许多突变是有害的，那么，它为什么还能够作为生物进化的原材料呢？,因为种群是由许多个体组成的，每个个体的细胞中都有成千上万个基因，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,1.310,4,个基因，假定每个基因的突变频率为,10,-5,，对一个中等大小的果蝇种群（约有,10,8,个个体）来说，每一代出现的基因突变数将是：,2 1.310,4,10,-5,10,8,=2.610,7,（个）,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基因突变产生的等位基因，通过有性生殖过程中的基因重组，可以形成多种多样的基因型，,从而使种群中出现多种多样可遗传的变异类型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？,3.,自然选择对种群基因频率变化的影响,探究,实践,探究自然选择对种群基因频率变化的影响,英国的曼彻斯特地区有一种桦尺蛾（其幼虫叫桦尺蠖）它们夜间活动，白天栖息在树干上杂交实验表明，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19,世纪时，曼彻斯特地区的树干上长满了浅色的地衣后来，随着工业的发展，工厂排放的煤烟使地衣不能生存，,结果树皮裸露并被熏成黑褐色提出问题,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？,作出假设,根据前面所学知识作出假设：,在树皮裸露并熏成黑褐色的环境下，,黑色,体色的桦尺蛾,个体数量,逐年,增加,，控制黑色的,S,基因频率逐年上升,（增加），而,浅色,体色的桦尺蛾由于不适应树皮裸露并熏成黑褐色的环境，,浅色,体色的桦尺蛾,个体数量,逐年,减少,，控制浅色的,s,基因频率逐年下降,（减少）。

讨论探究思路,你可以用创设数字化问题情境的方法来探究以下问题情境供参考创设情境示例（其中数字是假设的）：,1870,年，桦尺蛾种群的基因型频率为,SS 10%,，,Ss 20%,，,ss 70%,，,S,基因的频率为,20%,在树干变黑这一环境条件下，假如树干变黑不利于浅色桦尺蛾的生存，使得种群中浅色个体每年减少,10%,，黑色个体每年增加,10%,第,2,10,年间，该种群每年的基因型频率各是多少？每年的基因频率是多少？,提示：不同年份该种群的个体总数可能有所变化制订并实施研究方案,1.,创设数字化的问题情境2.,计算，将计算结果填入表中（如下表所示）,第,1,年,第,2,年,第,3,年,第,4,年,基因型频率,SS,10%,11.5%,12.9%,14.3%,Ss,20%,22.9%,25.8%,29.7%,ss,70%,65.6%,61.3%,56.0%,基因频率,S,20%,23%,26%,29%,s,80%,77%,74%,71%,假设：第,1,年桦尺蛾种群个体总数为,100,个，则第,1,年,SS,的个体数为,10,个，,Ss,的个体数为,20,个，,Ss,个体数为,70,个。

浅色个体每年减少,10%,，黑色个体每年增加,10%,，,则第,2,年,SS,个体数为,11,个，,Ss,个体数为,22,，,ss,个体数为,63,个第,3,年,SS,个体数为,12,个，,Ss,个体数为,24,个，,ss,个体数为,57,个第,4,年,SS,个体数为,13,个，,Ss,个体数为,27,个，,ss,个体数为,51,个3.,根据计算结果，对环境的选择作用的大小进行适当调整，比如，把浅色个体每年减少的数量百分比定高一些，重新计算种群基因型频率和基因频率的变化，与步骤,2,中所得的数据进行比较分析结果，得出结论,分析计算结果是否支持你作出的假设，得出结论讨论,1.,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,自然选择,的作用下，种群的,基因频率,会发生,定向改变,，导致生物朝着一定的方向不断进化练习与应用,(,第,114,页,),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2.,种群是物种在自然界的存在形式，也是一个繁殖单位下列生物群体中属于种群的是（）,A.,一个湖泊中的全部鱼,B.,一片森林中的全部蛇,C.,一间屋中的全部蟑螂,D.,卧龙自然保护区中的全部大熊猫,A,18%,、,82%B.36%,、,64%C.57%,、,43%D.92%,、,8%,4.,一种果蝇的突变体在,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,3.,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（）,二、隔离在物种形成中的作用,同种生物的不同种群，由于突变和选择因素的不同，其基因组成可能会朝不同的方向改变，,导致种群间出现形态和生理上的差异但是，它们并不一定分化为不同的物种那么，怎样,判断两个种群是不是同一个物种呢？,1.,物种的概念,能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物称为一个物种不同物种之间一般不能相互交配的，即使交配成功，也不能产生可育的后代，这种现象叫作生殖隔离例如，马和驴产生的后代骡子是不育的，因此，马和驴之间存在生殖隔离，它们属于两个物种2.,隔离及其在物种形成中的作用,地理隔离：,同种生物由于,地理障碍,而分成不同的种群，使得种群间,不能发生基因交流,的现象，叫作,地理隔离,隔离,地理隔离,生殖隔离,地理隔离和生殖隔离之间有没有什么联系呢？,思考,讨论,隔离在物种形成中的作用,这是达尔文在环球考察中观察到的现象在加拉帕戈斯群岛上生活着,13,种地雀这些地雀的喙差别很大，不同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。

加拉帕戈斯群岛位于南美洲附近的太平洋中，由,13,个主要岛屿组成，这些岛屿与南美洲大陆的距离为,160-950km,不同岛屿的环境有较大差别，比如岛的低洼地带，布满棘刺状的灌丛；而在只有大岛上才有的高地，则。