1、高一人教版生物学必修2第6章种群基因组成的变化第二课时 知识回顾思考：能使种群的基因频率和基因型频率世代相传而不发生变化的5个条件是？种群数量足够大；全部的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代；没有迁入与迁出；个体间生存和繁殖的机会是均等的；基因不产生突变。可遗传变异基因突变染色体变异基因重组突变达尔文指出：可遗传变异提供生物进化的原材料。一、种群基因频率的变化现代遗传学研究表明：基因突变许多等位基因基因重组许多基因型大量可遗传的变异类型染色体变异可遗传变异基因突变染色体变异基因重组突变达尔文指出：可遗传变异提供生物进化的原材料。一、种群基因频率的变化现代遗传学研究表明：思考1：自然界中突变的频
2、率很低，突变能作为进化的原材料吗？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1.3104个基因，假定每个基因的突变频率都为10-5，对一个中等大小的果蝇种群（约有108个个体）来说，每一代出现的基因突变数将是：21.310410-5108=2.6107（个）思考2：许多突变都是有害的，突变能作为进化的原材料吗？可遗传变异基因突变染色体变异基因重组突变达尔文指出：可遗传变异提供生物进化的原材料。一、种群基因频率的变化现代遗传学研究表明：突变的有利和有害并不是绝对的，往往取决于生物生存的环境。某海岛上残翅和无翅的昆虫思
3、考3：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？可遗传变异基因突变染色体变异基因重组突变达尔文指出：可遗传变异提供生物进化的原材料。一、种群基因频率的变化现代遗传学研究表明：探究自然选择对种群基因频率变化的影响二、自然选择对种群基因频率变化的影响探究实践S基因（决定黑色性状）频率从5 95s=95S=5讨论1.19世纪曼彻斯特地区由于工业原因导致树干变黑，那么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？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，许多个体可能没有交配、产卵前就被天敌捕食，导致其个体数减少，影响出生率。讨论2.在自然选择过
4、程中，直接受选择的是基因型还是表型？为什么？表型，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蠖时，看到的是桦尺蠖的体色而不是控制体色的基因。探究自然选择对种群基因频率变化的影响二、自然选择对种群基因频率变化的影响探究实践S基因（决定黑色性状）频率从5 95桦尺蛾种群中的s基因（决定浅色性状）频率为什么越来越低？自然选择可以使种群的基因频率定向改变。提出问题作出假设s=95S=5探究自然选择对种群基因频率变化的影响二、自然选择对种群基因频率变化的影响探究实践创设数字化问题情境：1870年桦尺蛾的基因型频率为SS10，Ss20，ss70，在树干变黑这一环境条件下，假如树干变黑不利于浅色
5、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，以后的几年内，桦尺蛾种群每年的基因型频率与基因频率是多少呢？探究自然选择对种群基因频率变化的影响二、自然选择对种群基因频率变化的影响第1年 第2年 第3年第4年基因型频率SS1011.5Ss2022.9ss7065.6基因频率S2023s8077探究实践创设数字化问题情境：第1年 第2年第3年第4年基因型频率SS1011.513.114.6升高Ss2022.92629.3升高ss7065.660.956.1降低基因频率S202326.129.3升高s807773.970.7降低探究自然选择对种群基因频率变化的影响二、自然选择对
6、种群基因频率变化的影响分析结果，得出结论：在自_然_选_择_的 作 用 下，种 群 的 基 因 频 率 _ _发_生_定_向_改_变_，导 致 生 物_ _朝_ _ _ _着_ _ _ _一_ _ _ _定_ _ _ _的_ _ _ _方_ _ _ _向_ _ _ _不_ _ _ _断_ _ _ _进_ _ _ _化_ _ _ _，即 _ _自_ _ _ _然_ _ _ _选_ _ _ _择_ _ _ _决_ _ _ _定_ _ _ _生_ _ _ _物_ _ _ _进_ _ _ _化_ _ _ _的_ _ _ _方_ _ _ _向_ _ _ _。探究实践探究抗生素对细菌的选择作用二、自然选择
7、对种群基因频率变化的影响阅读资料:“超级细菌”是一种耐药性细菌，病人因为感染“超级细菌”而无药可救面临死亡威胁；2010年，印度、巴基斯坦等地发现一类新型“超级细菌”NDM-1，该细菌耐药性极强，可在全球蔓延；2017年1月，针对美国一位女性患者感染的“超级细菌”，使用了26种抗生素都毫无效果，最终这位患者不治身亡。探究实践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。在实验室连续培养细菌时，如果向培养基中添加抗生素，耐药菌有可能存活下来。实验目的通过观察细菌在含有抗生素的培养基上的生长状况，探究抗生素对细菌的选择作用。探究抗生素对细菌的选择作用二、自然选择对种群
8、基因频率变化的影响探究实践实验结果：实验结论：抗生素对细菌有选择作用，抗生素对细菌抑制作用越来越弱。组别抑菌圈直径/cm第一代第二代第三代12.261.891.6222.411.911.6732.421.871.69平均值2.361.891.66探究抗生素对细菌的选择作用二、自然选择对种群基因频率变化的影响探究实践二、自然选择对种群基因频率变化的影响探究实践探究抗生素对细菌的选择作用1、为什么要从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌？抗生素能够杀死细菌，在抑菌圈边缘生长的细菌可能存在耐药菌，因此要从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌。2、在本实验的培养条件下，耐药菌所产生的变异是有利还是有害的？你怎么理解变异是
9、有利还是有害的？在本实验的环境条件下，耐药性产生的耐药变异对细菌本身是有利变异。有利于生物在特定环境中生存和繁殖的变异就是有利变异。课堂小结可遗传变异基因突变染色体变异基因重组突变一、可遗传变异提供生物进化的原材料。二、在自然选择的作用下，种群的基因频率发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化，即自然选择决定生物进化的方向。课堂练习1.一种果蝇的突变体在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答案：C课堂练习2.经调查发现，某地区
10、菜青虫种群的抗药性不断增强，其原因是连续多年对菜青虫使用农药，下列叙述正确的是（）A.使用农药导致菜青虫发生抗药性变异B.菜青虫抗药性的增强是人工选择的结果C.通过选择导致菜青虫抗药性不断积累D.环境是造成菜青虫抗药性不断增强的动力答案：C问题1：基因重组不能产生新基因，为什么也能为生物进化提供原材料？解析：虽然基因重组不能产生新基因，但是有性生殖过程中的基因重组使产生的配子种类多样化，进而产生基因组合多样化的子代，不同的基因组合表现出不同的性状组合，而不同的性状组合对环境的适应能力不同，可供自然选择，因此，基因重组也能为生物进化提供原材料。问题2：在“探究探究自然选择对种群基因频率变化的影响
11、”活动中，1870年，桦尺蛾种群的基因型频率为SS10，Ss20，ss70，在树干变黑这一环境条件下，种群中浅色个体每年减少10，黑色个体每年增加10。第2年该种群的基因型频率和基因频率如何计算？解析：按照以上基因型频率，在100只桦尺蛾中，基因型为SS有10只，Ss有20只，ss有70只，由于浅色个体每年减少10，黑色个体每年增加10，第二年基因型为SS有11只，Ss有22只，ss有63只，则SS的基因型频率为11/（11+22+63）=11.5，以此类推，Ss基因型频率为22.9，ss基因型频率为65.6。根据基因型频率可计算出基因频率。问题3：“超级细菌”的出现与抗生素滥用有什么关系？解析：因为细菌中本身存在有耐药性变异的个体，施加某种抗生素后，把这部分有耐药性变异的个体筛选出来，其他没有耐药性变异的个体则被淘汰。后面使用同一种抗生素则效果大大减小，再使用其他抗生素后，又进行一次筛选和淘汰的过程，在不同的抗生素作用下，细菌种群基因频率不断改变，与抗各种抗生素相关的基因频率不断上升，最终细菌就变成各种抗生素无法作用的“超级细菌”。
