1、第第6章生物的进化章生物的进化第第3节节 种群基因组成的变化与物种的形成种群基因组成的变化与物种的形成1种群是生物进化的基本单位种群是生物进化的基本单位自然选择直接作用的是生物个体，而且是个体的表型，但个体自然选择直接作用的是生物个体，而且是个体的表型，但个体表型会随着个体的死亡而消失，决定表型的基因却可以通过生表型会随着个体的死亡而消失，决定表型的基因却可以通过生殖而世代延续，并且在群体中扩散，因此生物进化应该研究群殖而世代延续，并且在群体中扩散，因此生物进化应该研究群体的基因组成的变化。体的基因组成的变化。2种群和种群基因库种群和种群基因库(1)种群概念：生活在一定区域的同种生物的全部个体
2、的集合。种群概念：生活在一定区域的同种生物的全部个体的集合。(2)种群特点种群特点种群中的个体并不是机械地集合在一起。种群中的个体并不是机械地集合在一起。一个种群其实就是一个繁殖的单位，雌雄个体可以通过繁殖一个种群其实就是一个繁殖的单位，雌雄个体可以通过繁殖将各自的基因遗传给后代。将各自的基因遗传给后代。种群在繁衍过程中，个体有新老交替，基因却代代相传。种群在繁衍过程中，个体有新老交替，基因却代代相传。(3)基因库和基因频率基因库和基因频率基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因，叫作这个基因库：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。种群的基因库。(2)可遗传变异的形成可
3、遗传变异的形成基因突变产生新的等位基因，通过有性生殖过程中的基因重组，基因突变产生新的等位基因，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。传的变异类型。(3)变异的有利和有害是相对的，是由环境决定的。变异的有利和有害是相对的，是由环境决定的。4自然选择对种群基因频率的影响自然选择对种群基因频率的影响(1)实例分析实例分析(桦尺蠖体色进化桦尺蠖体色进化)(2)原理分析原理分析(3)生物进化的实质：在自然选择的作用下，种群的基因频率会生物进化的实质：在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生
4、定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化。发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化。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。代的一群生物称为一个物种。2隔离隔离(1)不同物种之间一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不不同物种之间一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能产生可育后代，这种现象称为生殖隔离，例如马和驴交配产能产生可育后代，这种现象称为生殖隔离，例如马和驴交配产生不可育的螺，故马和驴为不同物种。生不可育的螺，故马和驴为不同物种。(2)同种生物由于地理障碍而分成不同的种群，使得种群间不能同种
5、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。发生基因交流的现象，叫作地理隔离。(3)地理隔离和生殖隔离都是指不同群体间的个体，在自然条件地理隔离和生殖隔离都是指不同群体间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象，这里统称为隔离。下基因不能自由交流的现象，这里统称为隔离。3隔离及其在物种形成中的作用隔离及其在物种形成中的作用(1)新物种的形成过程新物种的形成过程(2)结论结论隔离是物种形成的必要条件。隔离是物种形成的必要条件。1.常染色体上基因频率的计算常染色体上基因频率的计算已知各基因型及其个体的数量，求基因频率。此类题型可已知各基因型及其个体的数量，求
6、基因频率。此类题型可用定义公式计算，即某基因的频率用定义公式计算，即某基因的频率(该基因纯合子个体数该基因纯合子个体数2杂合子个体数杂合子个体数)(总个体数总个体数2)100%。已知基因型频率，求基因频率。此类题型可以将百分号去已知基因型频率，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掉，按定义公式计算或直接用“某基因的基因频率该基因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纯合子的百分比杂合子百分比的1/2”来代替。如基因来代替。如基因A的的频率频率AA的频率的频率1/2Aa的频率，基因的频率，基因a的频率的频率1基因基因A的频率。的频率。拓展拓展随堂练习随堂练习1
7、.某科研人员把原产丹麦和德国的基因型为某科研人员把原产丹麦和德国的基因型为 AaBbCc的三叶草移到的三叶草移到瑞典南部栽培，这里的气候比瑞典南部栽培，这里的气候比 较寒冷。最初该三叶草茎叶的单位较寒冷。最初该三叶草茎叶的单位面积产量很低，但经过若干年后，出现了大面积产量很低，但经过若干年后，出现了大 量基因型为量基因型为AaBbcc的的三叶草且产量显著提高。下列对这一事实的解释，错误的是（三叶草且产量显著提高。下列对这一事实的解释，错误的是（ ） A. 三叶草个体间存在差异，不耐寒的个体逐渐被淘汰，耐寒的个三叶草个体间存在差异，不耐寒的个体逐渐被淘汰，耐寒的个体得以生存和繁衍体得以生存和繁衍
8、B. 若干年后该三叶草种群发生了进化若干年后该三叶草种群发生了进化C. 这是定向的自然选择的结果这是定向的自然选择的结果D. 这是定向变异通过获得性遗传而得到发展的结果这是定向变异通过获得性遗传而得到发展的结果随堂练习随堂练习2.下列关于生物进化与生物多样性形成的说法下列关于生物进化与生物多样性形成的说法,正确的是（正确的是（ ） A. 物种之间的共同进化都是通过物种之间的生存斗争来实现物种之间的共同进化都是通过物种之间的生存斗争来实现的的B. 只要种群中的基因型频率发生了改变只要种群中的基因型频率发生了改变,就发生了生物进化就发生了生物进化C. 生殖隔离的形成生殖隔离的形成,标志着新物种的形
9、成标志着新物种的形成D. 生物多样性包括遗传多样性、种群多样性和生态系统多样生物多样性包括遗传多样性、种群多样性和生态系统多样性三个层次性三个层次随堂练习随堂练习3.某动物种群中雌雄个体数目相等，且基因型某动物种群中雌雄个体数目相等，且基因型AA Aa aa=1 2 2，aa个体无繁殖能力该群体经自由交配个体无繁殖能力该群体经自由交配产生的子一代中，产生的子一代中，A的基因频率是（的基因频率是（ ） A. 1/2 B. 6/9 C. 1/3 D. 1/4随堂练习随堂练习1.【答案】【答案】 D 【解析】【解析】AC、因为三叶草个体间存在差异，在自然环境的定、因为三叶草个体间存在差异，在自然环境
10、的定向选择作用下适者生存不适者淘汰，适应环境者大量繁殖产向选择作用下适者生存不适者淘汰，适应环境者大量繁殖产量提高，量提高，AC正确；正确； B、基因型为、基因型为AaBbcc的个体大量繁殖，改变了种群的基因频率，的个体大量繁殖，改变了种群的基因频率，种群发生了进化，种群发生了进化，B正确；正确；D、变异是不定向的，、变异是不定向的，D错误。错误。故答案为：故答案为：D。随堂练习随堂练习2.【答案】【答案】 C 【解析】【解析】A、物种之间的共同进化是通过物种之间和物种与环、物种之间的共同进化是通过物种之间和物种与环境的生存斗争来实现的，境的生存斗争来实现的，A错误；错误； B、基因型频率改变
11、，基因频率不一定改变，生物不一定进、基因型频率改变，基因频率不一定改变，生物不一定进化，化，B错误；错误； C、生殖隔离意味生物之间无法进行基因交流，会形成新物、生殖隔离意味生物之间无法进行基因交流，会形成新物种，种，C正确；正确； D、生物多样性包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多、生物多样性包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次，样性三个层次，D错误；故答案选：错误；故答案选：C。随堂练习随堂练习3.【答案】【答案】 B 【解析】根据题意：该种群中基因型【解析】根据题意：该种群中基因型aa的个体失去求偶繁殖的个体失去求偶繁殖能力，能繁殖的只有能力，能繁殖的只有AA和和Aa，它
12、们的比例为，它们的比例为1 2，所以，所以A的的频率为频率为2/3，a的频率为的频率为1/3；该群体经自由交配产生的子一代；该群体经自由交配产生的子一代中纯合子（中纯合子（AA和和aa）所占比例为）所占比例为2/32/3+1/31/35/9，杂合子比例为杂合子比例为1-5/94/9，A的基因频率的基因频率2/32/3+1/24/96/9。 故答案为：故答案为：B。随堂练习随堂练习（1）衡量本实验结果的指标是）衡量本实验结果的指标是_。 （2）上述图中抑菌最有效的是）上述图中抑菌最有效的是_培养皿中的抗生素。培养皿中的抗生素。 随堂练习随堂练习（3）用上述最有效的抗生素对细菌进行处理，并测定细菌
13、数）用上述最有效的抗生素对细菌进行处理，并测定细菌数量随时间的变化，如乙图所示：量随时间的变化，如乙图所示： 向培养基中加抗生素的时刻为向培养基中加抗生素的时刻为_点。点。细菌的抗药性产生是发生在使用抗生素细菌的抗药性产生是发生在使用抗生素_（填之前（填之前或之后）。或之后）。（4）某松鼠种群中某性状的基因型频率：）某松鼠种群中某性状的基因型频率：BB、Bb、bb分别分别为为20%、50%、30%，因为感染了细菌，一年后基因型，因为感染了细菌，一年后基因型BB、Bb的个体数量分别增加了的个体数量分别增加了35%、8%，bb的个体数量减少了的个体数量减少了10%，随堂练习随堂练习这一年，该种群这
14、一年，该种群b的基因频率为的基因频率为_，经过这一年，该松，经过这一年，该松鼠种群进化了吗？鼠种群进化了吗？_（填进化了或没进化）（填进化了或没进化） （5）证明地球上的所有生物都是由共同祖先进化而来的最直）证明地球上的所有生物都是由共同祖先进化而来的最直接最可靠的证据是接最可靠的证据是_。 随堂练习随堂练习5.如图为某地区中某种老鼠原种群被一条河分割成甲、乙如图为某地区中某种老鼠原种群被一条河分割成甲、乙两个种群后的进化过程图，图为在某段时间内种群甲中的两个种群后的进化过程图，图为在某段时间内种群甲中的A基因频率的变化情况，请思考回答下列问题。基因频率的变化情况，请思考回答下列问题。 随堂练
15、习随堂练习（1）图中）图中b过程的实质是过程的实质是_，其直接作用对象是，其直接作用对象是_，地球新物种形成必须经过，地球新物种形成必须经过_。 （2）图中在）图中在_时间段内甲种群生物发生了进化，在时间段内甲种群生物发生了进化，在T点时点时_（填（填“是是”“”“否否”或或“不一定不一定）形成新物种。）形成新物种。 （3）若）若A和和a基因位于基因位于X染色体上，在某个时间点统计甲种群染色体上，在某个时间点统计甲种群中中XAXA个体占个体占42%、XAXa个体占个体占6%、XaXa个体占个体占2%，XAY个个体占体占45%、XaY个体占个体占5%，则该种群的，则该种群的a基因频率为基因频率为
16、_。 随堂练习随堂练习6.已知某地区蝗虫的抗药性（已知某地区蝗虫的抗药性（A）对不抗药性（）对不抗药性（a）为显性，）为显性，如图表示该地区蝗虫进化的基本过程，图中如图表示该地区蝗虫进化的基本过程，图中X、Y、Z表示生物表示生物进化中的基本环节，请据图分析回答：进化中的基本环节，请据图分析回答： 随堂练习随堂练习（1）图中）图中X、Y分别是分别是_、_。 （2）生物进化的基本单位是）生物进化的基本单位是_。该地区蝗虫的全部个。该地区蝗虫的全部个体所含有的全部基因叫做该地区蝗虫的体所含有的全部基因叫做该地区蝗虫的_。 （3）隔离是物种形成的必要条件，是指不同种群的个体在自）隔离是物种形成的必要条
17、件，是指不同种群的个体在自然条件下基因不能然条件下基因不能_的现象，蝗虫新种产生必须要有的现象，蝗虫新种产生必须要有_。 随堂练习随堂练习（4）该地区蝗虫群体中基因型）该地区蝗虫群体中基因型AA的个体占的个体占20%，基因型，基因型aa的的个体占个体占50%。倘若经过人工喷洒农药，不抗药的蝗虫全部被。倘若经过人工喷洒农药，不抗药的蝗虫全部被杀灭，抗药的蝗虫自由交配一代后，子代中杀灭，抗药的蝗虫自由交配一代后，子代中aa基因型频率为基因型频率为_，此时种群中，此时种群中A的基因频率为的基因频率为_，经这种选择，经这种选择作用，该种群是否发生了进化？作用，该种群是否发生了进化？ _，原因是，原因是
18、_。 随堂练习随堂练习4.【答案】【答案】 （1）抑菌圈大小）抑菌圈大小（2）B（3）b；之前；之前（4）50%；进化了；进化了（5）化石）化石 【解析】（【解析】（1）由题意可知，衡量本实验中抗生素抑菌效果的）由题意可知，衡量本实验中抗生素抑菌效果的指标是抑菌圈大小，（指标是抑菌圈大小，（2）图中）图中B的抑菌圈最大，说明其中的的抑菌圈最大，说明其中的抗生素抑菌效果最强。（抗生素抑菌效果最强。（3）用上述最有效的抗生素对细菌进）用上述最有效的抗生素对细菌进行处理，并测定细菌数量变化，实验结果如图所示，行处理，并测定细菌数量变化，实验结果如图所示， 随堂练习随堂练习据图可知，向培养基中加抗生素
19、的时刻为据图可知，向培养基中加抗生素的时刻为b点，理由是抗生点，理由是抗生素使细菌中不具有抗药性的个体大量死亡而数量下降。细菌素使细菌中不具有抗药性的个体大量死亡而数量下降。细菌的抗药性产生是抗生素对细菌抗药性的变异进行了定向选择的抗药性产生是抗生素对细菌抗药性的变异进行了定向选择的缘故，据此可知抗药性的产生发生在使用抗生素之前。（的缘故，据此可知抗药性的产生发生在使用抗生素之前。（4）某松鼠种群中某性状的基因型频率：某松鼠种群中某性状的基因型频率：BB、Bb、bb分别为分别为20%、50%、30%，此时群体中，此时群体中B基因的基因频率为基因的基因频率为20%+50%2=45%，b的基因频率
20、为的基因频率为30%+50%2=55%，,感染感染细菌后，一年后基因型细菌后，一年后基因型BB、Bb的个体数量分别增加了的个体数量分别增加了35%、随堂练习随堂练习8%，bb的个体数量减少了的个体数量减少了10%，假设感染细菌前三种基因型，假设感染细菌前三种基因型（BB、Bb、bb）的数目依次为）的数目依次为20、50、30，则感染细菌后，则感染细菌后，其数量分别为其数量分别为27，54、27，则此时，则此时A和和a的基因频率均为的基因频率均为50%，显然与感染细菌前相比，种群的基因频率发生了改变，说明显然与感染细菌前相比，种群的基因频率发生了改变，说明该松鼠种群发生了进化。（该松鼠种群发生了
21、进化。（5）化石是证明地球上的所有生物）化石是证明地球上的所有生物都是由共同祖先进化而来的最直接、最可靠的证据。都是由共同祖先进化而来的最直接、最可靠的证据。5.【答案】【答案】 （1）定向改变种群的基因频率；生物个体的表现）定向改变种群的基因频率；生物个体的表现型；型；c；生殖隔离；生殖隔离（2）QR；不一定（；不一定（3）10% 随堂练习随堂练习【解析】（【解析】（1）图中）图中b过程为自然选择，其实质是定向改变过程为自然选择，其实质是定向改变种群的基因频率。自然选择直接作用对象是生物个体的表现种群的基因频率。自然选择直接作用对象是生物个体的表现型。生殖隔离是新物种形成的标志，即图中型。生
22、殖隔离是新物种形成的标志，即图中c。（。（2）生物进）生物进化的实质是种群基因频率的改变，图中在化的实质是种群基因频率的改变，图中在QR时间段内甲种时间段内甲种群基因频率发生了变化，所以生物发生了进化。新物种形成群基因频率发生了变化，所以生物发生了进化。新物种形成的标志是产生生殖隔离，在的标志是产生生殖隔离，在T点时不一定形成生殖隔离，所以点时不一定形成生殖隔离，所以不一定形成新物种。（不一定形成新物种。（3）若）若A和和a基因位于基因位于X染色体上，在某染色体上，在某个时间点统计甲种群中个时间点统计甲种群中XAXA个体占个体占42%、XAXa个体占个体占6%、随堂练习随堂练习XaXa 个体占
23、个体占2%，XAY个体占个体占45%、XaY个体占个体占5%，可将不同基，可将不同基因型的个体所占的百分比具体为整数进行计算，假设该种群因型的个体所占的百分比具体为整数进行计算，假设该种群共有共有100个个体，则个个体，则XAXA个体数目为个体数目为42、XAXa个体数目为个体数目为6、XaXa个体数目为个体数目为2，XAY个体数目为个体数目为45、XaY个体数目为个体数目为5，则，则该种群的该种群的a基因频率为（基因频率为（6+22+5）（422+62+22+45+5）100%=10%。 6.【答案】【答案】 （1）突变和基因重组（可遗传的变异）；自然选）突变和基因重组（可遗传的变异）；自然
24、选择择（2）种群；基因库）种群；基因库随堂练习随堂练习（3）（自由）交流；生殖隔离）（自由）交流；生殖隔离（4）9%；70%；是；种群的基因频率发生了改变；是；种群的基因频率发生了改变 【解析】（【解析】（1）根据分析可知，图中）根据分析可知，图中X是可遗传变异，包括突是可遗传变异，包括突变和基因重组，可遗传变异能为生物进化提供原材料，变和基因重组，可遗传变异能为生物进化提供原材料，Y是指是指自然选择，决定生物进化的方向。（自然选择，决定生物进化的方向。（2）生物进化的基本单位）生物进化的基本单位是种群。该地区蝗虫的全部个体所含有的全部基因叫做该地是种群。该地区蝗虫的全部个体所含有的全部基因叫
25、做该地区蝗虫的基因库。（区蝗虫的基因库。（3）隔离是物种形成的必要条件，是指不）隔离是物种形成的必要条件，是指不同种群的个体在自然条件下基因不能自由交流的现象，生殖同种群的个体在自然条件下基因不能自由交流的现象，生殖隔离是新物种形成的标志，所以蝗虫新种产生必须要产生生隔离是新物种形成的标志，所以蝗虫新种产生必须要产生生随堂练习随堂练习殖隔离。（殖隔离。（4）该地区蝗虫群体中基因型）该地区蝗虫群体中基因型AA的个体占的个体占20%，基因型，基因型aa的个体占的个体占50%。则基因型。则基因型Aa的个体占的个体占30%，种群中，种群中A的基因频率的基因频率为为20%+1/230%=35%，a的基因
26、频率为的基因频率为1-35%=65%。倘若经过人工。倘若经过人工喷洒农药，不抗药的蝗虫（喷洒农药，不抗药的蝗虫（aa）全部被杀灭，则种群中只剩）全部被杀灭，则种群中只剩AA和和Aa两种基因型，比例为两种基因型，比例为2:3，该种群中，该种群中a的基因频率为的基因频率为3/51/2=3/10，A的基因频率为的基因频率为7/10，抗药的蝗虫自由交配一代后，抗药的蝗虫自由交配一代后，子代中子代中aa基因型频率为基因型频率为3/103/10=9%，自由交配的过程中基因频，自由交配的过程中基因频率不变，故此时种群中率不变，故此时种群中A的基因频率仍为的基因频率仍为7/10，由于经这种选择作，由于经这种选择作用后，种群的基因频率发生了改变，所以种群发生了进化。用后，种群的基因频率发生了改变，所以种群发生了进化。 谢谢谢谢
