資源簡(jiǎn)介

6.3 種群基因組成的變化與物種的形成（學(xué)案） 一 種群基因組成的變化
自然選擇直接作用的是生物的 ，而且是個(gè)體的 。個(gè)體會(huì)死亡，但決定表型的 卻可以隨著生殖而世代延續(xù)并且在群體中擴(kuò)散。
一、種群和種群基因庫
1.種群定義：生活在 區(qū)域的 生物的 個(gè)體。
【例】書 P114 選擇 2．下列生物群體中屬于種群的是 ( )
A．一個(gè)湖泊中的全部魚 B．一片森林中的全部蛇
C．一間屋中的全部蟑螂 D．臥龍自然保護(hù)區(qū)中的全部大熊貓
2.種群特點(diǎn)：生物 、 的基本單位。
3.基因庫： 種群中 個(gè)體所含有的 基因。
4.基因頻率：在一個(gè)種群基因庫中，某個(gè)基因占全部 基因數(shù)的比值。
例 1.某種群 AA、Aa 和 aa 的個(gè)體分別有 30、60 和 10 個(gè)。求 A 和 a 的頻率。
例 2.某人群中男女各 200 人，女性色盲有 5 人，女性攜帶者 15 人，男性色盲 11 人，求色盲基因頻率。
【總結(jié)】基因頻率計(jì)算時(shí)需關(guān)注基因的位置：
①基因在常染色體或 X、Y 染色體的同源區(qū)段上：
②基因僅在 X 染色體上：
5.基因型頻率：在一個(gè)種群基因庫中，某個(gè) 的個(gè)體占個(gè)體總數(shù)的比值。
例 3.某種群 AA、Aa 和 aa 的個(gè)體分別有 30、60 和 10 個(gè)，求 AA 的頻率。
例 4.某人群中男女各 200 人，其中女性色盲有 5 人，攜帶者 15 人，男性色盲 11 人，求攜帶者的頻率。
6.相關(guān)計(jì)算：
①已知基因型頻率求基因頻率：
例 5.某種群 AA 占 1/3 ，Aa 占 2/3 ，求 A 的頻率。
【思考討論】如果一個(gè)種群處于遺傳平衡狀態(tài),計(jì)算表格內(nèi)容：
P 基因型頻率 AA(30%) Aa(60%) aa(10%)
P 基因頻率
F1 基因型頻率 AA( ) Aa( ) aa( )
F1 基因頻率
F2 基因型頻率 AA( ) Aa( ) aa( )
F2 基因頻率
1、F2 、F3 以及若干代以后，種群的基因頻率和 F1 一樣嗎？
2、對(duì)自然界的種群來說這 5 個(gè)條件都成立嗎？
3、如果該種群突變產(chǎn)生新基因 A2 ，A/a 的基因頻率會(huì)變嗎？A2 的基因頻率會(huì)如何變？
②已知基因頻率求基因型頻率：
例 6.A=60% a=40% ，求 AA、Aa、aa 的頻率。
解：（1）若該種群處于遺傳平衡狀態(tài)： （2）若該種群不處于遺傳平衡狀態(tài)：
(
____________
)二、種群基因頻率的變化
(
____________
) (
____________
) (
基因重組
)1.可遺傳變異
2.影響種群基因頻率變化的因素
①突變：種群是由許多 組成，每個(gè)個(gè)體的細(xì)胞中都有成千上萬個(gè) ，每一代就會(huì) 產(chǎn)生 量的突變。
【例 1】果蠅 1 組染色體上約有 1.3×104 個(gè)基因，假定每個(gè)基因的突變頻率都為 10-5 ，對(duì)一個(gè)約有 108 個(gè) 個(gè)體的果蠅種群來說，每一代出現(xiàn)的基因突變數(shù)是： ②環(huán)境：突變的有害和有利也不是絕對(duì)的，這往往取決于生物的 。
【例 2】有翅的昆蟲中有時(shí)會(huì)出現(xiàn)殘翅和無翅的突變類型，這類昆蟲在正常情況下很難生存下去。但是在 經(jīng)常刮大風(fēng)的海島上，這類昆蟲卻因?yàn)椴荒茱w行而避免了被海風(fēng)吹到海里淹死。
③基因重組：基因突變產(chǎn)生的等位基因，通過基因重組可以形成多種多樣的 ，從而使種群中 出現(xiàn)多種多樣可遺傳的變異類型。
④遷入遷出
3.進(jìn)化的原材料：
三、 自然選擇對(duì)種群基因頻率變化的影響
【探究·實(shí)踐】探究自然選擇對(duì)種群基因頻率變化的影響
英國的曼徹斯特地區(qū)有一種樺尺蛾（其幼蟲叫樺尺蠖）。它們夜間活
動(dòng)，白天休息在樹干上。雜交實(shí)驗(yàn)表明，其體色受一對(duì)等位基因 S 和
s 控制，黑色(S)對(duì)淺色(s)是顯性的。
①現(xiàn)象：在 19 世紀(jì)中葉以前，樺尺蛾幾乎都是淺色型的，該種群中 S 基因的頻率很低，在 5%以下。到了
20 世紀(jì)中葉，黑色型的樺尺蛾卻成了常見的類型，S 基因的頻率上升到 95%以上。
②提出問題：樺尺蠖種群中的 S 基因?yàn)槭裁丛絹碓礁撸?br/>③作出假設(shè)： 可以使種群的基因頻率定向改變
④創(chuàng)設(shè)情境示例：假設(shè) 1870 年，樺尺蛾種群的基因型頻率為 SS10%,Ss 20%,ss 70%,S 基因的頻率為 20%。 在樹干變黑這一環(huán)境條件下，假如樹干變黑不利于淺色樺尺蛾的生存，使得種群中淺色個(gè)體每年減少 10%, 黑色個(gè)體每年增加 10%。第 2~10 年間，該種群每年的基因型頻率各是多少？每年的基因頻率是多少？
第 1 年 第 2 年 第 3 年 第 4 年 ……
基因型頻率 SS 10% 11.5%
Ss 20% 22.9%
ss 70% 65.6%
基因頻率 S 20% 23%
s 80% 77%
⑤問題
1. 樹干變黑會(huì)影響樺尺蠖種群中淺色個(gè)體的出生率嗎？為什么？
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？
【總結(jié)】進(jìn)化的實(shí)質(zhì)：在 的作用下，種群的 會(huì)發(fā)生 改變，導(dǎo)致生物
朝著一定的方向不斷進(jìn)化。
PS：
（1）現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容：
1、進(jìn)化的單位： 2、進(jìn)化的原材料：
3、進(jìn)化的方向： 由 決定 4、進(jìn)化的實(shí)質(zhì)：
（2）影響種群基因頻率變化的因素中，只有 能使基因頻率定向改變，其他均不定向。
（3）進(jìn)化與基因頻率改變的關(guān)系：生物進(jìn)化了，基因頻率 （ 一定/不一定）改變； 基因頻率改變，生物 （ 一定/不一定）進(jìn)化。
四、探究抗生素對(duì)細(xì)菌的選擇作用
（1）實(shí)驗(yàn)原理：一般情況下，一定濃度的抗生素會(huì)殺死細(xì)菌，但變異的細(xì)菌可能產(chǎn)生 性。 在實(shí)驗(yàn)室連續(xù)培養(yǎng)細(xì)菌時(shí)，如果向培養(yǎng)基中添加 ，耐藥菌有可能存活下來。
（2）實(shí)驗(yàn)步驟
1.標(biāo)號(hào)
2.用 或 涂抹細(xì)菌
3.將含 的紙片和 的紙片置于不同的分區(qū)， 蓋上皿蓋。
4.將培養(yǎng)皿 培養(yǎng)
5.觀察并測(cè)量 直徑,并取平均值
6.從抑菌圈 的菌落上挑取細(xì)菌培養(yǎng)，并重復(fù)以上步驟，記錄每一代抑菌圈的直徑。 （3）討論
1.在連續(xù)培養(yǎng)幾代后，抑菌圈的直徑發(fā)生了什么變化？這說明抗生素對(duì)細(xì)菌產(chǎn)生了什么作用？
2.為什么要從抑菌圈邊緣的菌落上挑取細(xì)菌？
3.在本實(shí)驗(yàn)的培養(yǎng)條件下，耐藥菌所產(chǎn)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？
4.濫用抗生素的現(xiàn)象十分普遍。你認(rèn)為這些做法會(huì)有什么后果？
【拓展應(yīng)用】書 P114
3．碳青霉烯類抗生素是治療重度感染的一類藥物。下表為 2005—2008 年，該類抗生素在某醫(yī)院住院患 者中的人均使用量，以及從患者體內(nèi)分離得到的某種細(xì)菌對(duì)該類抗生素的耐藥率變化。據(jù)表回答下列問
題。
（1）這種細(xì)菌耐藥率的變化與抗生素的使用量之間是否存在關(guān)聯(lián)？依據(jù)是什么？
（2）試從進(jìn)化的角度解釋耐藥率升高的原因。
（3）我國衛(wèi)生部門建立了全國抗菌藥物臨床應(yīng)用監(jiān)測(cè)網(wǎng)和細(xì)菌耐藥監(jiān)測(cè)網(wǎng)，并要求醫(yī)療機(jī)構(gòu)開展細(xì)菌耐 藥監(jiān)測(cè)工作，建立細(xì)菌耐藥預(yù)警機(jī)制。例如，當(dāng)某抗菌藥物的主要目標(biāo)細(xì)菌耐藥率超過 30%時(shí)，醫(yī)療機(jī)構(gòu) 應(yīng)及時(shí)將這一預(yù)警信息進(jìn)行通報(bào)。請(qǐng)分析這一要求的合理性。
（4）人類不斷研發(fā)和使用新的抗生素，細(xì)菌對(duì)新藥的耐藥性也在不斷提高，二者之間仿佛發(fā)生了一場(chǎng)競(jìng) 賽。作為這場(chǎng)競(jìng)賽的參與者，你可以做些什么呢？

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