種群基因組成的變化與物種形成第六章第三節本節聚焦為什么說種群是生物進化的基本單位？01種群的基因頻率為什么會發生改變？02自然選擇與種群基因頻率的變化有什么關系？03問題探討甲：當然是先有雞蛋了，因為只有生殖細胞產生的基因突變才能遺傳給后代，體細胞即使發生了基因突變，也不能影響后代的性狀。乙：不對，人們在養雞過程中，是根據雞的性狀來選擇的，只讓符合人類需求的雞繁殖后代，因此是先有雞后有蛋。這兩種觀點都有一定的道理，但都不全面。因為他們忽視了雞和蛋在基因組成上的一致性，也忽視了生物的進化是以種群為單位而不是以個體為單位這一重要觀點。種群和種群基因庫自然選擇直接作用的是生物的個體，而且是個體的表型。具有有利變異表型的個體通過繁殖使控制有利變異的基因在群體擴散不同種的生物之間可以繁殖后代嗎？有生之年不相見的同種生物可以繁殖后代嗎？種群：生活在一定區域的同種生物全部個體的集合。種群是生物繁殖、進化的單位而非機械或偶然的集合種群和種群基因庫基因庫：一個種群中全部個體所含有的全部基因。基因頻率：在一個種群基因庫中，某個基因占全部等位基因數的比率。基因型頻率：在一個種群中，某個基因型的個體占個體總數的比值。種群和種群基因庫正常Tas1r1基因Tas1r1假基因鮮味受體肉食傾向鮮味受體異常植食傾向基因突變食性改變任務情景一：某大熊貓種群中有鮮味受體基因T，鮮味受體假基因t。種群中抽出100個體，測知基因型為TT、Tt和tt的個體分別是30、60和10個。①不同基因型的頻率是多少？②T、t的基因頻率是多少？1.【概念應用】基于基因型頻率、基因頻率定義完成計算。種群和種群基因庫基因型頻率=某基因型個體總數種群全部個體數×100%①不同基因型的頻率是多少？TT基因型頻率：30%Tt基因型頻率：60%tt基因型頻率：10%任務情景一：某大熊貓種群中有鮮味受體基因T，鮮味受體假基因t。種群中抽出100個體，測知基因型為TT、Tt和tt的個體分別是30、60和10個。種群和種群基因庫②T、t的基因頻率是多少？基因頻率=某基因的數目該基因的等位基因的總數×100%=40%T%=×100%2×TT＋Tt2(TT＋Tt＋tt)t%==60%2×tt＋Tt2(TT＋Tt＋tt)×100%=純合子頻率+1/2雜合子頻率T基因頻率

=TT頻率+1/2Tt頻率T%=30%+1/2×60%=60%t%=10%+1/2×60%=40%t基因頻率=

tt頻率+1/2Tt頻率注意：在種群中，一對等位基因的基因型頻率之和等于1，基因頻率之和也等于1。種群和種群基因庫任務情景二：某大熊貓種群種群非常大，所有雌雄個體間都能自由交配并產生后代，沒有遷入和遷出，不同體色的個體生存和繁殖機會是均等的，基因T和t都不產生突變。親代基因型頻率TT(30%)Tt(60%)tt(10%)親代基因頻率T(60%)

t(40%)

子一代、子二代、子三代？2.【科學探究】基于分離定律完成計算，探究理想種群繁殖過程對基因頻率的影響。種群和種群基因庫親代基因型頻率TT(30%)Tt(60%)tt(10%)親代基因頻率T(60%)

t(40%)

子一代基因型頻率TT(36%)

Tt(48%)tt(16%)

子一代基因頻率

T(60%)

t(40%)

子二代基因型頻率TT(36%)

Tt(48%)tt(16%)

子二代基因頻率

T(60%)

t(40%)

結論：。理想種群繁殖過程不改變種群的基因頻率。種群和種群基因庫設A的基因頻率為p，a的基因頻率為q；則p+q=1，且：aa基因型頻率AA基因型頻率Aa基因型頻率

理想種群常染色體上基因頻率、基因型頻率關系：(p+q)2=p2+2pq+q2若基因只在X染色體上，而Y染色體沒有，那基因型頻率、基因頻率如何計算，理想種群繁殖過程中基因頻率如何變化？種群和種群基因庫任務情景三：某種群中隨機抽樣測得基因型XBXB有18個，XBXb有24個，XbXb有8個，XBY有30個，XbY有20個。①不同基因型的頻率是多少？②XB、Xb的基因頻率是多少？XB%=2×XBXB＋XBXb＋XBY2(XBXB＋XBXb＋XbXb)＋XBY+XbY=60%Xb%=40%♀♂XB0.6Xb0.4XB0.3XBXB0.18XBXb0.12Xb0.2XBXb0.12XbXb0.08Y0.5XBY0.3XbY0.2種群和種群基因庫性染色體傳遞規律→X連鎖基因頻率在兩性間差別很大（男性0，女性1），理想種群須經歷幾代婚配繁衍才能逐步達到平衡。為什么平衡后基因頻率維持在0.67？種群和種群基因庫怎樣的種群為理想種群？遺傳平衡：種群基因頻率和基因型頻率不發生變化Ⅰ.種群數量足夠大Ⅱ.自由交配Ⅲ.沒有遷入與遷出Ⅳ.沒有自然選擇Ⅴ.沒有發生突變Ⅰ.種群數量沒有足夠大Ⅱ.不能完全自由交配Ⅲ.存在遷入與遷出Ⅳ.自然選擇不可抗拒Ⅴ.基因突變具有普遍性種群基因頻率的變化Ⅰ.種群數量沒有足夠大種群越小，受隨機事件的影響越大（隨機遺傳漂變）越大。反之，則越小。種群基因頻率的變化Ⅱ.不能完全自由交配親代子一代子二代子三代自交基因型頻率AA0Aa100%aa0自交基因頻率A50%a50%如果交配方式為連續自交25%50%25%37.5%25%37.5%43.75%12.5%43.75%50%50%50%50%50%50%連續自交：基因頻率不變，基因型頻率改變（雜合子為1/2n，純合子越來越多）種群基因頻率的變化Ⅲ.存在遷入與遷出對苯硫脲(PTC)嘗味能力缺乏(味盲)是一種常染色體隱性遺傳性狀。在歐洲和西亞白人中，患者的頻率為36%，味盲基因頻率__________。我國漢族人群中，患者的頻率為9%，味盲基因頻率__________。我國寧夏聚居地回族人群中，患者的頻率為20%，味盲基因頻率__________。可能是在唐代古代波斯人沿絲綢之路到長安貿易與漢族人通婚后所形成的基因流所致。60%30%45%種群基因頻率的變化Ⅴ.基因突變具有普遍性任務情境四：果蠅一組染色體上約有1.3×104基因，假定每個基因的突變率都是10-5，若有一個中等數量的果蠅種群（約有108個個體），那么每一代出現基因突變數是多少呢？2×1.3×104

×108種群=2.6×107（個）個體×10-5可遺傳變異的來源突變基因重組基因突變染色體變異可遺傳變異提供了生物進化的原材料。種群基因頻率的變化Ⅳ.自然選擇不可抗拒任務情境五：某大熊貓種群種如表，在冰期生存斗爭激烈情況下，肉食傾向不利于大熊貓生存，肉食個體每年減少10%，植食個體每年增加10%。第1年第2年第3年第4年……基因型頻率TT30%Tt60%tt10%基因頻率T60%t40%種群基因頻率的變化第1年第2年第3年第4年……基因型頻率TT30%Tt60%tt10%基因頻率T60%t40%29.35%28.59%27.71%58.70%57.18%55.42%11.96%14.24%16.87%58.70%57.18%55.42%41.30%42.82%44.58%降低升高不定向的變異不利變異（基因）有利變異（基因）淘汰種群的基因頻率定向改變生物定向進化多次選擇、積累、遺傳自然選擇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種群基因頻率的改變突變和基因重組自然選擇種群基因頻率的變化探究抗生素對細菌的選擇作用菌落：單個菌體或孢子在一定固體培養基上生長繁殖后形成的肉眼可見的微生物聚集體。如何設計實驗探究某抗生素的抗菌作用？如何定量描述抗生素的作用效果？等計量的同種的抗生素對同種微生物的作用效果一定相同嗎？差異產生的原因是什么？①記號筆將培養基分為四個區并標號②將細菌涂布在培養基平板上③將含抗生素的紙片和不含抗生素的紙片置于不同的分區，蓋上皿蓋。探究抗生素對細菌的選擇作用④將培養皿倒置于37℃的恒溫箱中培養12~16h⑤觀察并測量抑菌圈直徑,并取平均值探究抗生素對細菌的選擇作用實驗過程：⑥從抑菌圈邊緣的菌落上挑取細菌培養，并重復以上步驟，記錄每一代抑菌圈的直徑。連續培養，抑菌圈發生了什么變化？抗生素對細菌產生了什么作用？抑菌圈的直徑隨著培養代數的增加而逐漸縮小;說明在細菌在抗生素的選擇作用下，細菌的抗藥性逐漸增強。探究抗生素對細菌的選擇作用為什么要從抑菌圈邊緣的菌落上挑取細菌？因為抑菌圈邊緣的菌落接觸一定量的抗生素，并能夠在這樣的環境下生存，說明這些菌落中的細菌具有一定的抗藥性。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？有利于生物在特定環境中生存和繁殖的變異在此環境中就是有利變異。探究抗生素對細菌的選擇作用濫用抗生素的現象十分普遍。你認為這些做法會有什么后果？這些做法都會促進耐藥菌的產生。細菌之間還存在多種基因重組的方式，耐藥基因一旦出現，在選擇壓力的作用下會快速在群體中擴散開來。探究抗生素對細菌的選擇作用本節聚焦什么是物種？01怎樣理解地理隔離和生殖隔離？02隔離在物種形成中起什么作用？03物種的概念這是同一個物種嗎?這是同一個物種嗎?物種的概念遺傳學和生物進化論研究中：能夠在自然狀態下相互交配并且產生可育后代的一群生物稱為一個物種物種。全世界的人都是一個物種嗎？獅子和老虎是一個物種嗎？所有的騾子是一個物種嗎？二倍體西瓜和四倍體西瓜是一個物種嗎？?獅虎獸Pantheraleo×Tigris隔離及其在物種形成中的作用①地理隔離同種生物由于地理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。②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，也不能產生可育后代的現象。隔離：不同群體間的個體，在自然條件下基因不能自由交流的現象。二者有何聯系？隔離及其在物種形成中的作用隔離及其在物種形成中的作用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。不會。因為個體間有基因的交流。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？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？如果這片海域只有一個小島，還會形成這么多種地雀嗎？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。隔離及其在物種形成中的作用加拉帕戈斯群島的地雀的形成方式：同一物種地理隔離，阻隔基因交流突變、基因重組種群基因庫出現明顯差異新物種自然選擇，基因頻率發生改變生殖隔離，新物種形成的標志物種形成的三個環節①突變和基因重組產生進化的原材料②自然選擇導致種群基因頻率的定向改變③隔離是物種形成的必要條件長期地理隔離形成新物種，產生生殖隔離通過長期地