1、第6章 生物的进化 生活在一定区域的同种生物全部个体的集合叫作种群。种群判断下列是否属于种群：（1）两个池塘中所有的鲫鱼。（）（2）一个池塘里所有的鱼。（）（3）一个池塘中的全部蝌蚪。（）（4）某菜市场所有的白菜。（）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单位，雌雄个体将可以通过繁殖将各自的基因遗传给后代。种群是繁殖和生物进化基本单位种群在繁衍过程中，个体有新老交替，基因却代代相传。种群的特点一、种群和种群基因库3、种群的基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因其中每个个体所含的基因只是基因库的一部分其中每个个体所含的基因只是基因库的一部分这些金鱼各自有自己的基因，共同
2、构成了种群的基因库。它们各自的基因都是基因库的一部分。个体数目越多，个体间的差异越大，基因库也就越大。一、种群和种群基因库在某昆虫种群中，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。基因频率基因频率=某基因的总数某基因的总数全部等位基因的总数全部等位基因的总数100%1、100个体数的全部等位基因总数为_2002、A基因为_ 个，a基因为_ 个230+60=120 210+60=80A频率=120200=60%a频率=80200=40%24、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在
3、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。基因型频率基因型频率=该基因型个体数该基因型个体数该种群个体总数该种群个体总数100%AA基因型频率=30100=30%Aa基因型频率=60100=60%aa基因型频率=10100=10%5、基因型频率：在一个种群基因库中，在一个种群基因库中，某个基因型某个基因型的个体占的个体占个体总数个体总数的比的比值值。A基因频率基因频率=AA的基因型频率的基因型频率+1/2Aa基因型频率基因型频率A基因频率=30%+1/260%=60%a基因频率=10%+
4、1/260%=40%AA基因型频率为基因型频率为:30%Aa基因型频率为基因型频率为:60%aa基因型频率为基因型频率为:10%a基因频率基因频率 =aa的基因型频率的基因型频率+1/2Aa基因型频率基因型频率A+a=1 AA+Aa+aa=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。例1：某昆虫种群中决定翅色为绿色的基因为A，决定翅色为褐色的基因为a，从种群中随机抽出100个个体，测知基因型为AA、Aa和aa的个体分别是 30、60和10个。那么A和a的基因频率是多少？基因频率计算一个基因的频率=它的纯合子的基因型频率+1/2杂合子的基因型频率b基因频率=100%b2
5、基因总数女性个体数男性个体数例2、在调查红绿色盲时，随机抽查了200人，其中男女各100人。女性患者1人，携带者3人，男性患者4 人。色盲基因的频率为多少？Xb=12+3+4 1002+100 100%=3%X XB B基因频率基因频率=X Xb b基因频率基因频率=提示：提示：X X染色体上基因频率计算染色体上基因频率计算(X(XB BX Xb b)基因频率计算XBXb基因型基因型=频率频率XBXb的总数的总数个体个体总数总数100%100%S z L w hS z L w h种群和种群基因库考点一考点一 一一S z L w hS z L w h假设：昆虫种群数量非常大；所有的雌雄个体间都能
6、自由交配并能产生后代；没有迁入和迁出；不同翅色的个体生存和繁殖的机会是均等的；基因A和a都不产生突变。亲代基因型的频率AA（30%）Aa（60%）aa（10%）配子的比率A（）A()a()a()子一代基因型频率AA（）Aa()aa()子一代基因频率A（）a()子二代基因型频率AA（）Aa()aa()子二代基因频率A（）a()30%30%30%10%36%48%16%60%40%36%48%16%60%40%2.根据计算结果，想一想子二代、子三代以及若干代以后，种群的基因频率会同子一代一样吗？子二代、子三代以及若干代以后，种群的基因频率与子一代一样。活动活动1用数学方法讨论基因频率的变化遗传平衡
7、定律（哈代-温伯格定律）理想种群基因频率和基因型频率不变处于平衡状态的种群，一对等位基因Aa，A的基因频率=p，a的基因频率=q。则AA=？Aa=？aa=？（p+q2)=p2+2pq+q2=1AA基因型频率aa基因型频率Aa基因型频率A(p)a(q)A(p)AA(p2)Aa(pq)a(q)Aa(pq)aa(q2)某小岛上，白化病的发病率是1%,一个白化女性与一正常男子结婚，生出白化孩子的概率是多少？设白化病基因a的概率为q，正常基因A的概率为p，则aa=q2=1%AA=p AA=p2 2=81%=81%，Aa=2pq=18%Aa=2pq=18%aaAA=81%81%+18%=9/11=9/11
8、Aa=18%81%+18%=2/11=2/11生出白化孩子的概率=q=1/10，p=9/102/111/2=1/11运用遗传平衡公式计算基因频率2.对自然界的种群来说，这5个条件都成立吗？你能举出哪些实例？种群基因频率一定会发生改变，生物的进化是必然的生物进化的实质是种群基因频率的改变理想种群理想种群S z L w hS z L w h 考向突破落实必备知识 强化关键能力S z L w hS z L w hS z L w h(1)一个种群中某基因占所有基因数的比值叫作基因频率()(2)在环境条件保持稳定的前提条件下，种群的基因频率不会发生变化()(3)若亲子代间基因频率不变，基因型频率也一定不
9、变()(4)种群是生物进化的基本单位，自然选择的直接选择对象是个体的表型()判断正误变异不可遗传的变异可遗传的变异基因突变染色体变异基因重组突变可以增加基因型的类型，但不能产生新基因能够产生新的等位基因基因突变的特点：基因突变的特点：普遍性、随机性、普遍性、随机性、不定向性不定向性、低频性、多害少利性。、低频性、多害少利性。二、种群基因频率的变化突变和基因重组为进化提供原材料。种群是由许多个体组成的，每个个体的每一个细胞内都有成千上万个基因，这样每一代就会产生大量的突变。如果蝇约有1.3104对基因，假定每个基因的突变频率是105，对于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
10、基因突变数是：在自然情况下，突变的频率是很低的，且多数是有害的，对生物的进化有重要意义吗？二、种群基因频率的变化21.3 104 108种群=2.6 107（个）个体 10-5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。例如有翅的昆虫中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。既然突变多数有害,为什么还能对生物进化有意义?二、种群基因频率的变化突变（基因突变和染色体变异）和基因重组产生进化的原材料。突变基因重组基因重组新的等位基因多种多样的基因型种群中出现大量可遗传的变异变异是不定
11、向的形成了进化的原材料,不能决定生物进化的方向 突变和重组都是随机的，那么，种群基因频率的改变是否也是不定向的呢？二、种群基因频率的变化S z L w hS z L w h 二二种群基因频率的变化S z L w hS z L w h19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，工厂排出的煤烟使地衣不能生存，结果树皮裸露并被熏成黑褐色。长满地衣的树干上的桦尺蠖黑色树干上的桦尺蠖基因类型黑色（S）浅色（s）工业革命前（19世纪中叶）5%95%工业革命后（20世纪中叶）95%5%每一代都会产生大量的突变个体，且大多数突变对生物体是有害的。突变的有利与有害是相对的而不是绝对的
12、，这往往取决于生物的生存环境。3 自然选择对种群基因频率变化的影响SZ-LWH长满地衣的树干上的桦尺蛾黑色树干上的桦尺蛾为什么桦尺蛾种群中s基因的频率越来越低了呢？自然选择使桦尺蛾种群的基因频率发生了定向改变。提出问题作出假设探究自然选择对种群基因频率变化的影响SZ-LWH制定并实施方案 假如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210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？创设数字化问题情境
13、并进行计算。依题意知：S对s为显性。假设该种群中SS为10个，Ss为20个，ss为70个。当SS、Ss分别增加10%，ss减少10%时，基因型频率：SS：10（1+10%）11Ss：20（1+10%）22ss：70（110%）63SS：11/（11+22+63）11/9511.5%Ss：22/9622.9%ss：63/9665.6%第二年个体数：探究自然选择对种群基因频率变化的影响SZ-LWH第1年第2年第3年第4年基因型频率SS10%11.5%Ss20%22.9%ss70%65.6%基因频率S20%23%s80%77%70.7%26%29.2%14.7%56.1%60.9%26.1%73.9
14、%29.3%13.1%升高降低探究自然选择对种群基因频率变化的影响S z L w hS z L w h 二二种群基因频率的变化S z L w hS z L w h根据教材P112113“探究实践”提供的资料，回答下列问题：(1)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？直接受选择的是表型。因为天敌看到的是桦尺蛾的体色(表型)而不是控制体色的基因。活动活动2 探究自然选择对种群基因频率变化的影响(2)根据表格中的数据分析，桦尺蛾种群发生进化了吗？判断的依据是什么？发生了进化。依据是桦尺蛾种群的基因频率发生了改变。S z L w hS z L w h 二二种群基因频率的变化S z L
15、 w hS z L w h(3)根据资料分析，决定桦尺蛾进化方向的是什么？为什么？变异是不定向的自然选择不利变异被淘汰，有利变异逐渐积累种群的基因频率发生定向改变生物朝一定方向缓慢进化突变、基因重组选择是定向的生物进化的实质直接选择的是：个体的表型实质：决定表型的基因S z L w hS z L w h 二二种群基因频率的变化S z L w hS z L w hS（深色）基因的频率逐渐上升，s（浅色）基因的频率逐渐下降；在黑色背景下，浅色桦尺蛾被天敌发现和捕食的几率大于黑色的桦尺蛾，但不影响桦尺蛾的生存和繁殖，直接受选择的是表型。分析结果得出结论在自然选择的作用下，可以使基因频率发生定向改变，
16、决定生物进化的方向。S z L w hS z L w h 三三探究抗生素对细菌的选择作用S z L w hS z L w h1 探究抗生素对细菌的选择作用一般情况下，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。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。探究实践S z L w hS z L w h 三三探究抗生素对细菌的选择作用S z L w hS z L w h1、用记号笔在培养皿的底部画线，将培养基分为四个区，标号实验步骤实验步骤2、将细菌涂布在培养基平板上1 探究抗生素对细菌
17、的选择作用S z L w hS z L w h 三三探究抗生素对细菌的选择作用S z L w hS z L w h3、号区域的中央放置不含抗生素纸片和号区域的中央分别放置含有抗生素的纸片4、将培养皿倒置于37的恒温箱中培养1216h1 探究抗生素对细菌的选择作用S z L w hS z L w h 三三探究抗生素对细菌的选择作用S z L w hS z L w h5、观察并测量抑菌圈直径,并取平均值6、从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌培养，并重复以上步骤1 探究抗生素对细菌的选择作用S z L w hS z L w h 三三探究抗生素对细菌的选择作用S z L w hS z L w h实验结果和结
18、论：实验结果和结论：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。抑菌圈直径抑菌圈直径/cm第一代第二代第三代12.261.891.6222.411.911.6732.421.871.69平均值2.361.891.661 探究抗生素对细菌的选择作用S z L w hS z L w h 三三探究抗生素对细菌的选择作用S z L w hS z L w h根据教材P115“探究实践”，回答下列问题：(1)为什么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？你怎么理解变异是有利还是有害的？抗生素能够杀死细菌，在抑菌圈边缘抗生素浓度较低，可能存在
19、具有耐药性的细菌，因此要从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌。在本实验条件下，耐药菌产生的变异一般来说是有利的。有利于生物在特定环境中生存和繁殖的变异，在此环境中就是有利变异。活动活动3探究抗生素对细菌的选择作用S z L w hS z L w h 三三探究抗生素对细菌的选择作用S z L w hS z L w h(3)滥用抗生素的现象十分普遍。例如，有人生病时觉得去医院很麻烦，就直接吃抗生素；有的禽畜养殖者将抗生素添加到动物饲料中。你认为这些做法会有什么后果？滥用抗生素会使病菌的抗药基因不断积累，抗药性不断增强，导致抗生素药物失效。S z L w hS z L w h 三三探究抗生素对细菌的选择作用S z L w hS z L w h什么是“超级细菌”？l 泛指那些对多种抗生素具有耐药性的细菌。l 基因突变是产生超级细菌的根本原因。l 由于大部分抗生素对其不起作用，超级细菌对人类健康已造成极大的危害。抗生素对细菌具有定向选择作用。课堂小结生物进化的基本单位生物进化的实质生物进化的原材料决定生物进化的方向种群基因频率的改变突变和基因重组自然选择
