高中生物 第7章 現(xiàn)代生物進化理論 種群基因頻率的改變與生物進化（第1課時）課件 新人教版必修2.ppt

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第2節(jié) 現(xiàn)代生物進化理論的主要內(nèi)容 第1課時 種群基因頻率的改變與生物進化,教師參考,,新課導入 導入1:動物學家對生活在非洲大草原奧蘭治河兩岸的羚羊進行研究時發(fā)現(xiàn),東岸的羚羊群的奔跑速度比西岸的羚羊每分鐘竟快13米。為何差距如此之大?引出現(xiàn)代生物進化理論的主要內(nèi)容。 導入2:回顧剛學過的達爾文的自然選擇學說的主要內(nèi)容。 提示:過度繁殖、生存斗爭、遺傳和變異以及適者生存。 達爾文是否能從遺傳變異的本質(zhì)上解釋生物進化的原因? 提示:否。 那現(xiàn)代生物進化理論能否做出科學的解釋呢?其內(nèi)容有哪些呢?引出課題。,自主學習,要點探究,自主學習,學習目標:,1.解釋種群、種群基因庫、基因頻率等概念。 2.運用數(shù)學方法討論種群基因頻率的變化。 3.說明現(xiàn)代生物進化理論的主要內(nèi)容。,知識梳理,,,,,,,,?思考? 小麥有抗銹病(R)和不抗銹病(r)之分,在銹病病毒肆虐的季節(jié)中,基因頻率會發(fā)生怎樣的變化? 提示:具有抗銹病(R)基因的小麥在病毒侵染中能適應(yīng)環(huán)境,比例升高,所以R基因的頻率會升高,r基因的頻率會降低。,,,(3)可遺傳變異的結(jié)果:只是提供了生物進化的原材料,不能決定 . 。,,,,,,生物進化的,方向,?選擇? 對于突變與進化的關(guān)系,以下說法正確的是( ) A.有利的突變太少,不足以作為生物進化的原始材料 B.突變可以增加等位基因的數(shù)量,但突變了的基因都是隱性基因 C.基因突變、基因重組和染色體變異統(tǒng)稱為突變 D.突變的有利與否不是絕對的,往往因所處環(huán)境的不同而異,D,三、自然選擇決定生物進化的方向 1.原因:不斷淘汰發(fā)生 的個體,選擇積累發(fā)生 的個體。 2.實質(zhì):種群的基因頻率發(fā)生 。 3.選擇的結(jié)果 (1)生物性狀上:朝著 變異的方向不斷進化。 (2)基因上:種群 會發(fā)生 改變。,不利變異,有利變異,定向改變,有利,基因頻率,定向,?判斷? (1)自然選擇決定了生物變異和進化的方向。( ) (2)達爾文認為自然選擇作用于種群,使種群發(fā)生進化。( ) (3)當沒有自然選擇存在時種群的基因頻率就不會發(fā)生改變。( ) (4)自然選擇直接選擇的是基因型。( ),,,,,問題引領(lǐng): 1.生物進化的實質(zhì)是什么?如何判斷一個種群是否發(fā)生了進化? 2.怎樣計算基因頻率和基因型頻率?,要點探究,基因頻率和基因型頻率的改變,要點一,教師參考,,1.相關(guān)概念的比較,(3)根據(jù)遺傳平衡定律計算基因頻率和基因型頻率。 ①遺傳平衡定律。 在一個有性生殖的自然種群中,在符合以下5個條件的情況下,各等位基因的頻率和基因型頻率在一代一代的遺傳中是穩(wěn)定不變的,或者說是保持著基因平衡的。這5個條件是: a.種群足夠大; b.種群中個體間的交配是隨機的; c.沒有突變發(fā)生; d.沒有新基因加入; e.沒有自然選擇。,,解析:據(jù)題意該種群隱性性狀aa的基因型頻率是0.64,故a基因頻率為0.8,A基因頻率為0.2;則子一代Aa的頻率是0.32,A正確,B錯誤。生物進化的標志是種群基因頻率的改變,因此種群基因庫中的基因頻率發(fā)生變化,說明一定發(fā)生了進化,C錯誤。若該種群中A基因頻率為0.4,則a基因頻率為0.6,aa型個體占36%,A所控制性狀個體占64%,D錯誤。,【典例1】 (2015四川瀘州護國中學期中)一個隨機交配的足夠大的種群中,某一相對性狀中顯性性狀表現(xiàn)型的基因型頻率是0.36,則( ) A.該種群繁殖一代后雜合子Aa的頻率是0.32 B.顯性基因的基因頻率大于隱性基因的基因頻率 C.若該種群基因庫中的基因型頻率發(fā)生變化,說明該種群一定進化 D.若該種群中A基因頻率為0.4,A所控制性狀的個體在種群中占到40%,答案:A,備選例題,,(2015廣東東莞三校期中)某植物種群中,AA占16%,aa占36%,該種群隨機交配產(chǎn)生的后代中AA個體百分比、A基因頻率依次是( ) A.增大,不變 B.不變,增大 C.增大,增大 D.不變,不變,D,,解析:依題意可知,①某植物種群中AA=16%、aa=36%,故Aa=1-16%-36% =48%,所以該種群中,A基因頻率=它的純合子的頻率+1/2雜合子的頻率=16%+1/248%=40%;相關(guān)的生物產(chǎn)生的雌雄配子均是A=40%、a=60%。 ②該種群隨機交配,雌雄配子隨機結(jié)合,其后代中,AA=40%40%=16%、Aa=240%60%=48%、aa=60%60%=36%;A基因頻率=16%+1/248% =40%。綜上所述,D項正確。,,方法透析 基因頻率與基因型頻率的變化分析 (1)雜合子連續(xù)自交時,盡管基因頻率不變,但后代的基因型頻率會發(fā)生改變,表現(xiàn)為純合子所占比例不斷增大,雜合子所占比例不斷減小。 (2)在無基因突變、無遷入和遷出、各種基因型的個體生命活力相同時,自由交配遵循遺傳平衡定律,上下代之間種群的基因頻率及基因型頻率不變。 (3)基因頻率相同的兩個種群,它們的基因型頻率不一定相同;當基因型頻率發(fā)生改變時,基因頻率不一定發(fā)生改變。,,【題組演練】 1.(2015湖北漢川期末)對某校學生進行紅綠色盲遺傳病調(diào)查研究后發(fā)現(xiàn):780名女生中有患者23人、攜帶者52人;820名男生中有患者69人,那么該群體中色盲基因的頻率是( ) A.4.4% B.7.0% C.6.8% D.10.2%,解析:色盲基因的頻率是:(232+52+69)/(7802+820)100%=7.0%, B正確。,B,2.某動物種群中AA、Aa和aa的基因型頻率分別為30%、40%和30%,請回答: (1)該種群中a基因的頻率為 。 (2)如果該種群滿足五個基本條件,即種群 、不發(fā)生 、 不發(fā)生 、沒有遷入遷出,且種群中個體間隨機交配,則理論上該種群的子一代中aa的基因型頻率為 ;如果該種群的子一代再隨機交配,其后代中aa的基因型頻率 (填“會”或“不會”)發(fā)生改變。 (3)假定該動物種群滿足上述五個基本條件,但不發(fā)生隨機交配,只在相同基因型之間進行交配,則理論上該種群的子一代中AA、Aa和aa的基因型頻率分別為 、 和 ;如果子一代也同樣只發(fā)生相同基因型之間的交配,其后代中AA、Aa和aa的基因型頻率 (填“會”或“不會”)發(fā)生改變。,,解析:(1)AA=30%、Aa=40%、aa=30%,所以a=40%1/2+30%=50%。(2)由a=50%,可以計算出后代中aa的基因型頻率是(50%)2=25%,且該基因型的頻率不會發(fā)生改變,但是該結(jié)論的前提條件是種群足夠大、不發(fā)生基因突變、不發(fā)生選擇、沒有遷入遷出,且種群中個體間隨機交配;(3)AA=30%,Aa=40%,aa=30%,題目中敘述的情況即為自交,結(jié)果如下:30%AAAA得到30%AA,40%AaAa得到10%AA、20%Aa、10%aa,30%aaaa得到30%aa,所以相同基因型之間進行交配,后代中AA=30%+10%=40%、Aa=20%、aa=30%+10%=40%,同理可以計算該代相同基因型個體之間的交配后代中AA=45%、Aa=10%、aa=45%,所以基因型頻率會發(fā)生改變。 答案: (1)50% (2)足夠大 基因突變(或突變) 選擇 25% 不會 (3)40% 20% 40% 會,問題引領(lǐng): 1.怎樣以樺尺蠖體色為例分析生物進化的實質(zhì)? 2.可遺傳變異與自然選擇哪個決定生物進化方向?,生物進化的實質(zhì)與可遺傳變異和自然選擇的關(guān)系,要點二,教師參考,,1.生物進化的實質(zhì) 實例分析:以樺尺蠖的體色進化為例,由以上可以看出,生物進化實質(zhì)上是種群基因頻率發(fā)生改變,即在生物進化過程中某基因的頻率如果逐漸增大,反映了該基因控制的性狀對環(huán)境的適應(yīng)能力較強。,2.可遺傳變異不能決定進化的方向 由于突變和基因重組都是隨機的、不定向的,因此它們只是提供了生物進化的原材料,不能決定生物進化的方向。,【典例2】 有翅昆蟲有時會出現(xiàn)殘翅或無翅的突變類型,這類昆蟲在正常情況下很難生存下去,但在經(jīng)常刮大風的海島上,這種突變類型因不能飛行,從而避免被風吹到海里淹死。這個事例說明( ) A.突變多數(shù)是有害的 B.突變多數(shù)是有利的 C.突變的有害和有利并不是絕對的 D.突變的有害和有利是絕對的,,解析:有翅昆蟲突變成無翅或殘翅昆蟲,正常情況下這些變異類型因不能飛行,活動范圍小,在生存斗爭中占劣勢,逐漸被淘汰,但在經(jīng)常刮大風的海島上這一特定環(huán)境中,殘翅或無翅這種變異類型因不能飛行,避免了被風吹到海里,在海島上存活下來。這個事例說明突變的有害和有利并不是絕對的,它取決于生物生存的環(huán)境。,答案:C,備選例題,,B,有一個隨機交配的種群,在沒有遷移等條件下,兩年內(nèi)該種群的基因型頻率的變化如表:,根據(jù)現(xiàn)代生物進化理論,在這兩年中,與這對基因有關(guān)的判斷,正確的是( ) A.該種群將朝著Aa增多方向進化 B.該種群沒有表現(xiàn)出生物的進化 C.該種群的生活環(huán)境有較大變化 D.該種群將較容易發(fā)生基因突變,,,解析:根據(jù)所學知識可知,生物進化的實質(zhì)是種群基因頻率的改變,根據(jù)題中的基因型可以算出第一年和第二年的A和a的基因頻率都是50%,即種群基因頻率沒有改變,因此該種群沒有表現(xiàn)出生物的進化。,,D,解析:基因型頻率改變,生物未必進化,A錯誤;色盲是伴X染色體隱性遺傳病,由于男性個體只有一條X染色體,只要有色盲基因就是患者,而女性個體有兩條X染色體,只有兩條X染色體都含有色盲基因時才是患者,所以人群中色盲患者男性多于女性,又因為女性中有攜帶者,所以B錯誤;Aa自交后代基因頻率不變,基因型頻率改變,所以C錯誤。,【題組演練】 1.下列關(guān)于基因頻率、基因型頻率與生物進化的敘述正確的是( ) A.一個種群中,控制一對相對性狀的基因型頻率的改變說明物種在不斷進化 B.色盲患者中男性多于女性,所以男性群體中色盲的基因頻率大于女性群體 C.Aa自交后代所形成的群體中,A基因的頻率大于a基因的頻率 D.一個種群中,控制一對相對性狀的各種基因型頻率之和為1,2.(2015安徽馬鞍山二中期中)下列不能體現(xiàn)生物正在進化的是( ) A.在黑褐色環(huán)境背景下,黑色樺尺蠖被保留,淺色樺尺蠖被淘汰 B.雜合高莖豌豆通過連續(xù)自交導致后代純合子頻率越來越高 C.雜交育種通過不斷地自交、篩選和淘汰使得純合矮稈抗病小麥比例越來越高 D.青霉菌經(jīng)過輻射誘變、篩選獲得了青霉素產(chǎn)量很高的菌株,,解析:生物進化的實質(zhì)是種群的基因頻率發(fā)生改變。在黑褐色環(huán)境背景下,黑色樺尺蠖被保留,淺色樺尺蠖被淘汰,改變了種群的基因頻率;雜合高莖豌豆通過連續(xù)自交導致后代純合子頻率越來越高,但種群基因頻率不變;雜交育種通過不斷地自交、篩選和淘汰使得純合矮稈抗病小麥比例越來越高,改變了種群的基因頻率。青霉菌經(jīng)過輻射誘變、篩選獲得了青霉素產(chǎn)量很高的菌株,也改變了種群的基因頻率。,B,