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第30课时种群基因频率的改变与生物进化目标导航1.概述种群是生物进化的基本单位。2.说出基因库、基因频率的概念，运用数学方法讨论基因频率的改变，说出基因频率改变的因素。3.说出什么是生物进化的原材料，解释突变和基因重组作为生物进化原材料的原因。一、种群是生物进化的基本单位1．种群的定义：生活在________________的________生物的全部个体叫做种群。2．种群在繁衍过程中，________有新老交替，________却代代相传。3．研究生物的进化，仅研究个体的表现型是否与环境________是不够的，还必须研究________________的变化。4．基因库：一个种群中全部个体所含有的________________。5．基因频率：在一个种群______________中，某个基因占全部________________的比率。6．基因频率与基因型频率的计算(1)已知调查的各种基因型的个体数计算基因频率某基因频率＝该基因总数等位基因总数×100%例如：A的基因频率＝AA＋a×100%(2)已知基因型频率求基因频率计算公式：一对等位基因中某基因的频率＝该基因纯合子的基因型频率＋1/2杂合子的基因型频率例如：A的基因频率＝AA的基因型频率＋1/2Aa的基因型频率(3)X染色体上的基因频率计算Xb的基因频率＝XbXB＋Xb×100%特别提醒：对伴X染色体的遗传，在Y染色体上往往没有该基因或其等位基因，所以在计算基因总数时应只考虑X染色体上的基因总数。(4)利用遗传平衡定律计算基因频率(p＋q)2＝p2＋2pq＋q2＝1AA＝p2Aa＝2pqaa＝q2该定律指出：在一个有性生殖的自然种群中，在符合以下5个条件的情况下，各等位基因的频率和基因型频率就可以一代代稳定不变，保持平衡。这5个条件是：①种群是______的；②种群个体间的交配是________的，也就是说种群中每一个个体与种群中其他个体的交配机会是相等的；③________________发生；④种群之间不存在个体的迁移或基因交流；⑤________自然选择。二、突变和基因重组产生进化的原材料1．基因突变是自然界________________的。基因突变产生新的________________，就可能使种群的________________发生变化。2．生物可遗传的变异来源于________________、基因重组、染色体变异，其中________________和________________统称为突变。3．变异的不利和有利不是绝对的，往往取决于生物的________________。4．可遗传的变异是生物进化的原材料：基因突变产生的________________，通过有性生殖过程中的________________，可以形成多种多样的____________，从而使种群出现大量的可遗传的变异。由于突变和基因重组是____________、不定向的，因此它们只是提供了生物进化的____________，不能决定生物进化的________。三、自然选择对种群基因频率变化的影响1．在自然选择的条件下，具有有利变异的个体有更多的机会产生后代，种群中相应基因的频率会不断________；相反，具有不利变异的个体留下后代的机会少，种群中相应基因的频率会________。2．在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生________________，导致生物朝着一定的方向不断进化。自然选择决定生物进化的方向可表示为：生物本身存在的变异不定向性――→自然选择定向选择适者生存，不适者被淘汰―→有利基因的基因频率增加定向性―→生物向一定方向进化3．探究自然选择对种群基因频率变化的影响(1)方法步骤：提出问题→_____________→讨论探究思路→___________→________结果，得出结论。(2)实例：英国曼彻斯特地区有一种桦尺蠖，夜间活动，白天栖息在树干上。19世纪中叶以前，树干上长满地衣，桦尺蠖几乎都是____________的，该种群中S基因频率很低，在5%以下。到了20世纪中叶，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。____________的桦尺蠖成了常见的类型，S基因频率上升到95%以上。4．进化的实质(1)生物进化的过程实际上是种群基因频率发生变化的过程，也就是种群基因频率从一个世代到另一个世代连续变化的过程。(2)只要是种群的基因频率发生改变，则生物一定是发生了进化，反之亦然。知识点一种群是生物进化的基本单位1．在一个种群中随机抽出100个个体，经调查发现，其中，基因型为AA、Aa、aa的个体分别有18、78和4个，则该种群中A、a基因的基因频率分别是()A．36%、64%B．92%、8%C．45%、56%D．57%、43%2．某植物种群中，AA个体占16%，aa个体占36%。该种群随机交配产生的后代中AA个体百分比、A基因频率和自交产生的后代中AA个体百分比、A基因频率的变化依次为()A．增大，不变；不变，不变B．不变，增大；增大，不变C．不变，不变；增大，不变D．不变，不变；不变，增大知识点二突变和基因重组产生进化的原材料3．祖国宝岛台湾蝴蝶资源丰富，种类繁多。变异是岛上蝶类新物种形成和进化的重要因素之一。下列变异中不能成为蝶类进化内因的是()A．基因结构改变引起的变异B．染色体数目改变引起的变异C．环境改变引起的变异D．生物间杂交引起的变异4．有翅昆虫有时会出现残翅或无翅的突变类型，这类昆虫在正常情况下很难生存下去，但在经常刮大风的海岛上，这种突变类型因不能飞行，从而避免被风吹到海里淹死，这个事例说明()A．突变多数是有害的B．突变多数是有利的C．突变的有害或有利并不是绝对的D．突变的有害或有利是绝对的知识点三自然选择对种群基因频率变化的影响5．在某动物种群中，基因型AA个体占25%、Aa个体占50%、aa个体占25%，这三种基因型的个体在某一环境中的生存能力或竞争能力为AA＝Aaaa，则在长期的自然选择过程中，下列能正确表示A和a基因频率变化的是下图中的()基础落实1．对种群概念的叙述，正确的是()A．不同空间中同种生物个体的总和B．生活在同一地点的同种生物的一群个体C．一片水田中的所有鱼的总和D．一个生态环境中有相互关系的动植物的总和2．现代生物进化理论认为，突变和基因重组能产生生物进化的原材料，下列哪种变异现象不属于此类突变的范畴()A．黄色――→⊗黄色、绿色B．红眼果蝇中出现了白眼C．猫叫综合征D．无子西瓜3．现代生物进化理论认为，生物进化的实质是种群基因频率的改变。可以定向改变种群基因频率的是()A．基因突变B．基因重组C．自然选择D．迁移4．自然选择直接作用于生物的()A．表现型B．基因型C．不利基因D．肽链结构5．下列说法正确的是()A．某水库里全部的鱼构成一个种群B．种群中每个个体含有该种群基因库的全部基因C．自然界中种群的基因频率总是在不断变化着，基因频率的变化是导致基因库变化的原因D．自然选择是影响基因频率的唯一因素能力提升6．若对生物的某种群进行随机抽样，其中基因型为AA个体占20%，基因型为Aa个体占75%，基因型为aa个体占5%，那么a与A的基因频率依次为()A．42.5%和57.5%B．57.5%和42.5%C．50%和50%D．80%和20%7．囊性纤维变性是一种常染色体遗传病，在欧洲人群中每2500个人就有一人患此病。如果一对健康的夫妇有一个患病的儿子，此后该女子又与另一健康男子再婚，则再婚后他们生一个患此病孩子的概率是()A．0.98%B．0.04%C．3.9%D．2%8．某岛屿上存在着尺蛾的两个变种，该地区原为森林，后建设成为工业区。下表为该地区不同时期两种尺蛾的数量变化：森林时期建成工业区后50年灰尺蛾黑尺蛾灰尺蛾黑尺蛾99%1%1%99%分析这种变化的原因是()A．定向变异作用B．自然选择作用C．灰尺蛾迁入，黑尺蛾迁出D．工业煤烟使灰尺蛾变成黑尺蛾题号12345678答案9.在一个海岛上，一种海龟中有的脚趾是连趾(ww)，有的脚趾是分趾(WW、Ww)，连趾便于划水，游泳能力强，分趾则游泳能力较弱。若开始时，连趾和分趾的基因频率各为0.5，当海龟数量增加到使岛上食物不足时，连趾的海龟容易从海水中获得食物，分趾的海龟则会因不易获得食物而饿死，若干万年后，基因频率变化成W为0.2，w为0.8。请问：(1)该种群中所有海龟所含的基因称为该种群的__________。基因频率变化后，从理论上计算，海龟种群中连趾占整个种群的比例为________；分趾的海龟中杂合子占整个种群的比例为________。(2)导致海龟种群的基因频率发生变化的原因是什么？________________________________________________________________________。(3)这种基因频率的改变，是否发生了生物进化？请简述理由。________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)这种基因频率的改变，是否产生了新的物种？请简述理由：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。10．通过杂交实验表明：桦尺蠖体色受一对等位基因S和s控制，黑色(S)对浅色(s)是显性。在19世纪中期以前，桦尺蠖种群中S基因频率很低，在5%以下，到20世纪则上升到95%以上。试分析产生这一变化的原因。(1)在19世纪，桦尺蠖的栖息地曼彻斯特地区，树干上长满了地衣，在此环境条件下，种群s基因频率升高的原因是________________________________________________________________________。(2)随着英国工业的发展，工业炼铜使地衣不能生存，树皮暴露，并被煤烟熏成黑褐色，在此环境条件下，种群S基因频率升高的原因是______________________________________________________________________________________________________。(3)上述事例说明，种群中产生的变异是____________的，经过了长期的____________，其中不利变异被不断______，有利变异则逐渐__________，从而使种群的________发生定向改变，导致生物朝着一定方向缓慢地进化。因此，生物进化的方向是由__________决定的。答案知识清单一、1.一定区域同种2．个体基因3．相适应群体的基因组成4．全部基因5．基因库等位基因6．(4)极大随机没有突变没有二、1.普遍存在等位基因基因频率2．基因突变基因突变染色体变异3．生存环境4．等位基因基因重组基因型随机的原材料方向三、1.提高下降2．定向改变3．(1)作出假设制定并实施探究方案分析(2)浅色型黑色型对点训练1．D[方法一：通过基因型计算基因频率。在这100个个体中共有A和a基因200个，其中，A基因有18×2＋78＝114个，a基因有78＋4×2＝86个。则A基因的基因频率为114÷200×100%＝57%，a基因的基因频率为86÷200×100%＝43%。方法二：通过基因型频率计算基因频率。基因型为AA、Aa、aa的个体分别有18、78和4个，即AA、Aa、aa的基因型分别为18%、78%和4%，因为一个等位基因的频率＝该等位基因纯合子的频率＋1/2杂合子的频率，所以A的频率为18%＋78%÷2＝57