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高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》一 种群基因组成的变化教学演示ppt课件
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这是一份高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》一 种群基因组成的变化教学演示ppt课件，共32页。PPT课件主要包含了种群和种群基因库，基因型频率，该基因型个体数，该种群个体总数，×100%，基因频率，某种基因的数目，X染色体是否符合，XBXb基因型，XBXb的总数等内容，欢迎下载使用。
你支持那种观点？你的理由是什么？
Ppulatin and ppulatin gene pl
种群：生活在一定区域的同种生物全部个体的集合。（教材P110）
一片树林中的全部猕猴是一个种群
一片水田上的所有水稻是一个种群
种群是生物进化的基本单位
基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因
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率基因型频率：某基因型个体数占群体内全部个体数的比率
Q：繁殖时，新老种群在基因组成上有变化吗？
例：在某昆虫种群中，决定翅色为绿色的基因是A，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。（教材P111）
A基因的数量：2×30+60=120个a基因的数量：2×10+60=80个A基因的频率：120÷200=60%a基因的频率：80÷200=40%
________________
________________________
控制同种性状的等位基因的总数
说明：种群足够大也称“无遗传漂变”，满足5 个条件的种群称为遗传平衡群体/ 种群
答案：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，被天敌发现的机会就少些。
答案：突变产生的新基因会使种群的基因频率发生变化。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。
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① 在种群中,一对等位基因的基因频率之和等于1,基因型频率之和也等于1。② 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
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。
3.自交和自由交配与基因频率核基因型频率的关系
①自交：纯合子增多，杂合子减少，不改变基因频率②自由交配：在无基因突变的理想状态下，处于遗传平衡的种群自由交配，基因频率和基因型频率都不会改变！如果一个种群没有遗传平衡，自由交配不改变，但改变基因型频率。
提示：X染色体上基因频率计算(XBXb)
Variatins in gene frequency in ppulatins
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。
暗色草雀 地雀祖先
影响种群基因频率变化的因素
【例如】果蝇1组染色体上约有1.3×104个基因，假定每个基因的突变频率都为10-5，对一个约有108个个体的果蝇种群来说，每一代出现的基因突变数是：
生物自发突变的频率很低，而且许多突变是有害的，那么，它为什么能够作为生物进化的原材料呢？（教材P112）
①突变和基因重组：生物自发突变的频率很低，而且许多突变是有害的，但是由于种群是由许多个体组成，每个个体的细胞中都有成千上万个基因，每一代就会产生大量的突变。
2×1.3×104×10-5×108=2.6×107（个）
②生物的生存环境：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。
某海岛上残翅和无翅的昆虫
③有性生殖过程中的基因重组：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。
猫由于基因重组而产生的毛色变异
自然选择对种群基因频率变化的影响
Effects f natural selectin n gene frequency variatin in ppulatin
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，白天休息在树干上。杂交实验表明，其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。
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： 。
创设数字化问题情景的方法探究
1870年，桦尺蛾种群基因型频率为SS10％，Ss20％，ss70％。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， 使得浅色个体每年减少10％，黑色个体每年增加10％。
根据计算结果，对环境的选择作用大小进行适当调整(10%调整20%)，与原表格对比。
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。（教材P114） 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。
种群基因组成的变化与物种的形成
隔离在物种形成中的作用
探究·实践---探究抗生素对细菌的选择作用
实验原理：一般情况下， 一定浓度的抗生素会杀死细菌但变异的细菌可能产生耐药性。
方法步骤：1.用记号笔将培养皿分区。2.将大肠杆菌均匀涂布在培养基上。3.将含抗生素的制片和不含抗生素的纸片置于不同的分区， 盖上皿盖。4.培养皿倒置， 37 ℃ 培养12h 。观察培养基上大肠杆菌生长情况。
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。
不同物种之间一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能生育不能产生可育的后代，这种现象叫做生殖隔离。
物种：能给自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物（教材P116）物种与种群的区别：① 同一物种可以分布在不同区域；种群是同一区域内的同一物种的全部个体② 种群是物种繁殖和进化的基本单位。
The rle f islatin in speciatin
隔离：不同群体间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。
总结：① 地理隔离是物种形成的量变阶段，生殖隔离是物种形成的质变时期。隔离是物种形成的必要条件。② 生殖隔离是物种形成的关键，是物种形成的最后阶段，是物种间的真正界限。
In-class practice
1．桦尺蛾的体色有黑色、灰色两种，黑色对灰色为显性，分别由D、d基因控制。如图为三个地区内黑色表现型频率以及D基因的频率。下列分析错误的是（ ） A．在工业区中，环境可通过影响灰色个体的死亡率而影响灰色个体的数量B．在非工业区中，表现为黑色的个体中纯合子所占的比例为1/19C．若工业区1的污染继续加重，当D基因频率升为100%后即产生新的物种D．自然选择是导致工业区2桦尺蛾种群基因频率发生变化的主要因素
2．BtPMAT1为植物中特有的基因，其编码的蛋白质可对植物产生的一种防御性化合物进行化学修饰，从而消除这种化合物的毒性。研究发现烟粉虱基因组中也存在高度类似BtPMAT1基因的序列，使植物防御性化合物对烟粉虱失效。通过转基因技术使番茄产生能特异性抑制烟粉虱中BtPMAT1表达的RNA分子，烟粉虱食用该转基因番茄后会死亡。下列叙述不正确的是（ ）A．烟粉虱基因组中存在BtPMAT1基因是自然选择的结果B．转基因番茄自身产生的该防御性化合物显著增多C．转基因番茄可有效抵御烟粉虱侵害D．大量种植转基因番茄可使烟粉虱的基因频率发生定向改变
3．长期滥用抗生素的病人体内可能会产生具有超级抗药性的细菌，即“超级细菌”，例如在美国发现的抗药性金黄色葡萄球菌可以抵抗最强力的抗生素，并引发各种感染。下列有关“超级细菌”及其抗药性形成的叙述，正确的是（ ）A．“超级细菌”通过无丝分裂的方式增殖时，也要进行DNA的复制B．金黄色葡萄球菌通过基因突变、基因重组或染色体变异产生抗药性C．滥用的各种抗生素促使金黄色葡萄球菌产生了抗药性变异D．抗药性的形成的实质是菌群中抗药性基因频率的增加
你支持那种观点？你的理由是什么？
Ppulatin and ppulatin gene pl
种群：生活在一定区域的同种生物全部个体的集合。（教材P110）
一片树林中的全部猕猴是一个种群
一片水田上的所有水稻是一个种群
种群是生物进化的基本单位
基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因
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率基因型频率：某基因型个体数占群体内全部个体数的比率
Q：繁殖时，新老种群在基因组成上有变化吗？
例：在某昆虫种群中，决定翅色为绿色的基因是A，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。（教材P111）
A基因的数量：2×30+60=120个a基因的数量：2×10+60=80个A基因的频率：120÷200=60%a基因的频率：80÷200=40%
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控制同种性状的等位基因的总数
说明：种群足够大也称“无遗传漂变”，满足5 个条件的种群称为遗传平衡群体/ 种群
答案：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，被天敌发现的机会就少些。
答案：突变产生的新基因会使种群的基因频率发生变化。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。
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① 在种群中,一对等位基因的基因频率之和等于1,基因型频率之和也等于1。② 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
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。
3.自交和自由交配与基因频率核基因型频率的关系
①自交：纯合子增多，杂合子减少，不改变基因频率②自由交配：在无基因突变的理想状态下，处于遗传平衡的种群自由交配，基因频率和基因型频率都不会改变！如果一个种群没有遗传平衡，自由交配不改变，但改变基因型频率。
提示：X染色体上基因频率计算(XBXb)
Variatins in gene frequency in ppulatins
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。
暗色草雀 地雀祖先
影响种群基因频率变化的因素
【例如】果蝇1组染色体上约有1.3×104个基因，假定每个基因的突变频率都为10-5，对一个约有108个个体的果蝇种群来说，每一代出现的基因突变数是：
生物自发突变的频率很低，而且许多突变是有害的，那么，它为什么能够作为生物进化的原材料呢？（教材P112）
①突变和基因重组：生物自发突变的频率很低，而且许多突变是有害的，但是由于种群是由许多个体组成，每个个体的细胞中都有成千上万个基因，每一代就会产生大量的突变。
2×1.3×104×10-5×108=2.6×107（个）
②生物的生存环境：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。
某海岛上残翅和无翅的昆虫
③有性生殖过程中的基因重组：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。
猫由于基因重组而产生的毛色变异
自然选择对种群基因频率变化的影响
Effects f natural selectin n gene frequency variatin in ppulatin
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，白天休息在树干上。杂交实验表明，其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。
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： 。
创设数字化问题情景的方法探究
1870年，桦尺蛾种群基因型频率为SS10％，Ss20％，ss70％。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， 使得浅色个体每年减少10％，黑色个体每年增加10％。
根据计算结果，对环境的选择作用大小进行适当调整(10%调整20%)，与原表格对比。
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。（教材P114） 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。
种群基因组成的变化与物种的形成
隔离在物种形成中的作用
探究·实践---探究抗生素对细菌的选择作用
实验原理：一般情况下， 一定浓度的抗生素会杀死细菌但变异的细菌可能产生耐药性。
方法步骤：1.用记号笔将培养皿分区。2.将大肠杆菌均匀涂布在培养基上。3.将含抗生素的制片和不含抗生素的纸片置于不同的分区， 盖上皿盖。4.培养皿倒置， 37 ℃ 培养12h 。观察培养基上大肠杆菌生长情况。
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。
不同物种之间一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能生育不能产生可育的后代，这种现象叫做生殖隔离。
物种：能给自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物（教材P116）物种与种群的区别：① 同一物种可以分布在不同区域；种群是同一区域内的同一物种的全部个体② 种群是物种繁殖和进化的基本单位。
The rle f islatin in speciatin
隔离：不同群体间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。
总结：① 地理隔离是物种形成的量变阶段，生殖隔离是物种形成的质变时期。隔离是物种形成的必要条件。② 生殖隔离是物种形成的关键，是物种形成的最后阶段，是物种间的真正界限。
In-class practice
1．桦尺蛾的体色有黑色、灰色两种，黑色对灰色为显性，分别由D、d基因控制。如图为三个地区内黑色表现型频率以及D基因的频率。下列分析错误的是（ ） A．在工业区中，环境可通过影响灰色个体的死亡率而影响灰色个体的数量B．在非工业区中，表现为黑色的个体中纯合子所占的比例为1/19C．若工业区1的污染继续加重，当D基因频率升为100%后即产生新的物种D．自然选择是导致工业区2桦尺蛾种群基因频率发生变化的主要因素
2．BtPMAT1为植物中特有的基因，其编码的蛋白质可对植物产生的一种防御性化合物进行化学修饰，从而消除这种化合物的毒性。研究发现烟粉虱基因组中也存在高度类似BtPMAT1基因的序列，使植物防御性化合物对烟粉虱失效。通过转基因技术使番茄产生能特异性抑制烟粉虱中BtPMAT1表达的RNA分子，烟粉虱食用该转基因番茄后会死亡。下列叙述不正确的是（ ）A．烟粉虱基因组中存在BtPMAT1基因是自然选择的结果B．转基因番茄自身产生的该防御性化合物显著增多C．转基因番茄可有效抵御烟粉虱侵害D．大量种植转基因番茄可使烟粉虱的基因频率发生定向改变
3．长期滥用抗生素的病人体内可能会产生具有超级抗药性的细菌，即“超级细菌”，例如在美国发现的抗药性金黄色葡萄球菌可以抵抗最强力的抗生素，并引发各种感染。下列有关“超级细菌”及其抗药性形成的叙述，正确的是（ ）A．“超级细菌”通过无丝分裂的方式增殖时，也要进行DNA的复制B．金黄色葡萄球菌通过基因突变、基因重组或染色体变异产生抗药性C．滥用的各种抗生素促使金黄色葡萄球菌产生了抗药性变异D．抗药性的形成的实质是菌群中抗药性基因频率的增加
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