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6.3 種群基因組成的變化與物種的形成學案
班級_________姓名_________
學習目標
1.闡述種群、種群基因庫、基因頻率等概念的內涵。
2.運用數學方法討論種群基因頻率的變化。
3.闡明自然選擇對種群基因頻率變化的影響。
4.說明隔離在物種形成中的作用。
【基礎學習】
自然選擇直接作用的是生物的 ，而且是個體的 。
研究生物的進化，僅研究個體和表型是不夠的，還必須研究群體基因組成的變化。
一、種群和種群基因庫
1.種群：生活在一定區域的 生物 個體的集合叫做種群。
種群中的個體并不是機械地集合在一起，而是彼此可以交配，并通過繁殖將各自的基因傳給后代。
種群是生物 和 的基本單位。
3.基因頻率：在基因庫中，某基因占控制此性狀全部 數的比率。
4.基因型頻率：在一個種群中，某基因型個體占全部 的比率。
在種群中，一對等位基因的基因頻率之和等于 ，基因型頻率之和也等于 。
一個基因的頻率=該基因 的基因型頻率+1/2 的基因型頻率。
思考·討論：用數學方法討論基因頻率的改變
2.上述計算結果是建立在5個假設條件基礎上的。5個條件為：
①群體數量足夠大； ②自由交配并能產生后代； ③沒有遷入與遷出；
④自然選擇不起作用； ⑤不發生突變。
設A的基因頻率為p，a的基因頻率為q；則有p+q=1，那么
(p+q)2 = p2 + 2pq + q2 ＝ 1
AA=p2 Aa=2pq aa=q2
在自然條件下，這樣的種群不存在。這說明在自然界中，種群的基因頻率遲早要發生變化，也就是說種群的 是必然的。
3.如果該種群出現新的突變型（基因型為A2a或A2A2），也就是產生新的等位基因A2，種群的基因頻率會變化嗎？基因A2的頻率可能會怎樣變化？
基因突變產生的新基因會使種群的基因頻率發生變化。
基因A2的頻率是增加還是減少，要看這一突變對生物體是有益還是有害的，這往往取決于生物生存的環境。
二、種群基因頻率的變化
不可遺傳變異
生物的變異 基因突變
可遺傳變異 染色體變異
基因重組
形成：a.基因突變產生新的 基因；
b.通過 生殖過程中的基因重組，可以形成多種多樣的 。
特點：隨機的、不定向的。
作用：只是提供生物進化的原材料，不能決定生物進化的 。
1.影響種群基因頻率變化的因素
（1）突變：種群是由許多個體組成，每個個體的細胞中都有成千上萬個基因，每一代就會產生大量的突變。
（2）基因重組：基因突變產生的等位基因，通過有性生殖過程中的基因重組，可以形成多種多樣的基因型，從而使種群中出現多種多樣可遺傳的變異類型。
（3）生物的生存環境：突變的有害和有利也不是 的，這往往取決于生物的生存環境。
三、自然選擇對種群基因頻率變化的影響
探究·實踐—探究自然選擇對種群基因頻率變化的影響
討論：1.樹干變黑會影響樺尺蛾種群中淺色個體的出生率嗎 為什么
樹干變黑會影響樺尺蛾種群中淺色個體的出生率，這是因為樹干變黑后，淺色個體容易被發現，被捕食的概率增加，許多淺色個體可能在沒有交配、產卵前就已被天敵捕食，導致其個體數減少，影響出生率。
2.在自然選擇過程中，直接受選擇的是基因型還是表型 為什么
直接受選擇的是表型(體色)，而不是基因型。基因型并不能在自然選擇中起直接作用，因為天敵在捕食樺尺蛾時，看到的是樺尺蛾的體色而不是控制體色的基因。
在自然選擇的作用下， ，導致生物朝著一定的方向不斷進化。
探究·實踐—探究抗生素對細菌的選擇作用
討論：
1.為什么要從抑菌圈邊緣的菌落上挑取細菌
抗生素能夠殺死細菌，在抑菌圈邊緣抗生素濃度較低，可能存在具有耐藥性的細菌，因此要從抑菌圈邊緣的菌落上挑取細菌。
2. 你的數據是否支持“耐藥菌是普遍”存在的”這一說法 說說你的理由。
支持。因為抑菌圈邊緣生長的細菌可能是耐藥菌。
3.在本實驗的培養條件下,耐藥菌所產生的變異是有利還是有害的 你怎么理解變異是有利還是有害的
在本實驗條件下，耐藥菌產生的變異一般來說是有利的，有利于生物在特定環境中生存和繁殖的變異就是有利變異。
4.濫用抗生素的現象十分普遍。例如，有人生病時覺得去醫院很麻煩，就直接吃抗生素;有的禽畜養殖者將抗生素添加到動物飼料中。你認為這些做法會有什么后果
濫用抗生素會使病菌的抗藥基因不斷積累,抗藥性不斷增強，促進耐藥菌產生，導致抗生素藥物失效。
生物進化的基本單位：
生物進化的實質：
生物進化的原材料：
決定生物進化的方向：
一、物種的概念
1.物種：在自然狀態下相互交配并且產生 后代的一群生物。
2.物種與種群的區別：
同一物種可以分布在不同區域，形成不同的種群；
種群是同一區域內的同一物種的全部個體。
種群是物種繁殖和進化的基本單位。
3.生殖隔離：不同物種之間一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能產生可育的后代。
二 、隔離及其在物種形成中的作用
1.隔離：不同群體間的個體，在自然條件下基因不能 的現象。
生殖隔離：不同物種之間一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能產生可育的后代。
地理隔離：同種生物由于地理上障礙而分成不同的種群，使得種群間不能發生基因交流的現象。
探究·實踐—隔離在物種形成中的作用
1．設想美洲大陸的一種地雀來到加拉帕戈斯群島后，先在兩個島嶼上形成兩個初始種群。這兩個初始種群的個體數量都不多。它們的基因頻率一樣嗎？
由于這兩個種群的個體數量都不夠的多，基因頻率可能不一樣。
2．不同島嶼上的地雀種群，產生突變的情況一樣嗎？
不一樣。因為突變是隨機發生的。
3．對不同島嶼上的地雀種群來說，環境的作用有沒有差別？這對種群基因頻率的變化會產生什么影響？
不同島嶼的地形和植被條件不一樣，因此環境的作用會有差別，導致種群基因頻率朝不同的方向改變。
4．如果這片海域只有一個小島，還會形成這么多種地雀嗎？
不會。因為個體間有基因的交流。
物種形成的三個基本環節:
提供原材料； 使基因頻率定向改變
是物種形成的必要條件。
是物種形成的標志。
【鞏固練習】
1.下列關于種群基因頻率的敘述,錯誤的是(　　)
A.基因頻率是指某個基因在某個種群中出現的比例
B.基因頻率越大,突變率越高
C.基因突變、基因重組和自然選擇會造成基因頻率的改變
D.自然選擇會使原來同一種群的基因頻率向著不同的方向發展
2.據調查,某學校的學生中,基因型的比例為XBXB(42.32%)、XBXb(7.36%)、XbXb(0.32%)、XBY(46%)、XbY(4%),則在該地區XB和Xb的基因頻率分別為(　　)
A.6%、8%　　　 B.8%、92% C.78%、92% D.92%、8%
3.在歐洲人群中，每2500人中就有一人患囊性纖維性變性，這是一種常染色體上的隱性遺病。一對健康的夫婦有一個患此病的孩子。以后該婦女又與一健康的男子再婚，問這對再婚夫婦生一個孩子，孩子患病的幾率是(　　)
A．1/25 B．1/5 C．1/102 D．1/625
4：如果有兩個小種群的動物，在形態結構上相近，它們必須具備下列哪一特征，才能歸為一個物種：A.它們必須分布在同一地理區域 B.它們的基因一定要相同
C.它們的毛色一定要相同 D.能相互交配繁殖并產生可育后代
5.下列關于新物種形成的敘述，與事實不相符的是（　　）
A.新物種可以在親本物種所在地區產生 B. 一個新物種可以擴展形成多個基因庫
C. 四倍體與二倍體雜交得到的三倍體西瓜是新物種
D. 異地的物種形成需要種群間遺傳差異的不斷積累

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