种群基因组成的变化与物种的形成
【学习目标】
1．举例说明种群、基因库、基因频率的概念，学会用数学方法讨论基因频率的变化。 2．结合教材阐明突变和基因重组是生物进化的原材料。3.探究自然选择对种群基因频率的影响。
【学习重点】
举例说明种群、基因库、基因频率的概念，学会用数学方法讨论基因频率的变化。
【学习难点】
结合教材阐明突变和基因重组是生物进化的原材料。3.探究自然选择对种群基因频率的影响。
【学习过程】
知识点一：种群和种群基因库 知识梳理
1．种群是生物进化的基本单位
自然选择直接作用的是生物个体，而且是个体的表型，但个体表型会随着个体的死亡而消失，决定表型的基因却可以通过生殖而世代延续，并且在群体中扩散，因此生物进化应该研究群体的基因组成的变化。
2．种群和种群基因库
(1)种群概念：生活在一定区域的同种生物的全部个体的集合。 (2)种群特点
①种群中的个体并不是机械地集合在一起。
①一个种群其实就是一个繁殖的单位，雌雄个体可以通过繁殖将各自的基因遗传给后代。 ①种群在繁衍过程中，个体有新老交替，基因却代代相传。 (3)基因库和基因频率
①基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因，叫作这个种群的基因库。 ①基因频率
a．概念：在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比值。
b．计算公式：基因频率＝思维空间
某种基因数目
。,
控制同种性状的等位基因的总数
问题探究：种群的基因库是一直不变的吗？试分析原因。
提示：不是。基因突变、染色体变异、自然选择、种群个体的迁入、迁出等都会使种群的基因库发生改变。 典例精析
[例1]德国小蠊(二倍体)是常见的室内昆虫。随机取样的德国小蠊个体中，ss个体数为6，SS个体数为26，Ss个体数为18。则s的基因频率为（ ）
A．0.26 C．0.46
解题分析：s的基因频率＝答案：B
[例2]蜗牛的有条纹(A)对无条纹(a)为显性。在一个地区的蜗牛种群内，有条纹(AA)个体占55%，无条纹个体占15%，若蜗牛间进行自由交配得到F1，则A基因的频率是（ ）
A．30% C．60%
B．62% D．70% B．0.3 D．0.58
s基因总数6×2＋18
＝×100%＝30%。
S基因总数＋s基因总数?6＋26＋18?×2
解题分析：根据题意可知，Aa个体占30%，则A的基因频率为55%＋30%×1/2＝70%，a的基因概率为15%＋30%×1/2＝30%，D正确。
答案：D
[例3]在一次红绿色盲的调查中共调查男女各200名，调查发现，女性红绿色盲基因的携带者15人，女性色盲5人，男性色盲11人。那么这个群体中红绿色盲基因的频率是（ ）
A．4.5% C．9%
B．6% D．7.8%
解题分析：XBXb15人，XbXb5人，XbY 11人，所以基因b的数目＝15×1＋5×2＋11×1＝
36
36个，因此，红绿色盲基因的频率＝×100%＝6%。
200×2＋200
答案：B
[例4]在某一遵循遗传平衡定律的人群中，经调查得知，隐性性状者为16%，则该性状不同类型的基因型频率分别是(按AA、Aa、aa顺序排列) （ ）
A．0.36、0.48、0.16 C．0.16、0.48、0.36
B．0.48、0.36、0.16 D．0.16、0.36、0.38
解题分析：由题干可知，该人群中隐性性状者为16%，即aa＝16%，根据遗传平衡公式a2＝aa基因型频率可得，a的基因频率是16%即40%，A的基因频率是1－40%＝60%，因此该人群中AA的基因型频率＝(A的基因频率)2＝60%×60%＝0.36，Aa的基因型频率＝2×(A的基因频率)×(a的基因频率)＝2×40%×60%＝0.48，A正确。
答案：A 技法提升
有关基因频率计算题的解法 (1)常染色体上基因频率的计算
①已知各基因型及其个体的数量，求基因频率。此类题型可用定义公式计算，即某基因的频率＝[(该基因纯合子个体数×2＋杂合子个体数)÷(总个体数×2)]×100%。
②已知基因型频率，求基因频率。此类题型可以将百分号去掉，按定义公式计算或直接用“某基因的基因频率＝该基因纯合子的百分比＋杂合子百分比的1/2”来代替。如基因A的频率＝AA的频率＋1/2Aa的频率，基因a的频率＝1－基因A的频率。
(2)位于性染色体上基因频率的计算 A的基因频率＝
2NXAXA＋NXAXa＋NXAY
×100%，
2?NXAXA＋NXAXa＋NXaXa?＋?NXAY＋NXaY?a的基因频率＝
2NXaXa＋NXAXa＋NXaY
×100%。
2?NXaXa＋NXAXa＋NXAXA?＋?NXaY＋NXAY?(N表示基因型的个体数)
(3)遗传平衡状态下基因频率的计算 ①遗传平衡状态的条件： a．种群非常大。
b．种群中所有的雌雄个体间都能自由交配并产生后代。 c．没有基因突变的发生。 d．没有迁入和迁出。
e．没有自然选择(不同个体生存和繁殖的机会是相等的)。
①基因频率与基因型频率的计算公式
设A的基因频率为p，a的基因频率为q，则p＋q＝1。 雄配子 雌配子 A(p) a(q)
即：AA的基因型频率＝p2，Aa的基因型频率＝2pq，aa的基因型频率＝q2。 ①若已知AA的基因型频率为m，则A的基因频率为m。 知识点二：种群基因频率的变化和自然选择对种群基因频率的影响 知识梳理
1．种群基因频率的变化
A(p) AA(p2) Aa(pq) a(q) Aa(pq) aa(q2)
(2)可遗传变异的形成
基因突变产生新的等位基因，通过有性生殖过程中的基因重组，可以形成多种多样的基因型，从而使种群中出现多种多样可遗传的变异类型。
(3)变异的有利和有害是相对的，是由环境决定的。 2．自然选择对种群基因频率的影响 (1)实例分析(桦尺蠖体色进化)
(2)原理分析
(3)生物进化的实质：在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化。 典例精析
[例1]根据现代生物进化理论，下列说法正确的是（ ） A．突变、重组和自然选择都是定向的 B．生物进化的实质是种群基因型频率的改变 C．种群内基因频率的改变在世代间具有连续性
D．种群内基因频率改变的偶然性随种群数量下降而减小
解题分析：突变和重组是不定向的，自然选择是定向的，A错误；生物进化的实质是种群基因频率的改变，B错误；种群中基因频率的改变在世代间具有连续性，导致生物不断进化，C正确；种群中基因频率改变的偶然性随种群数量下降而增大，D错误。
答案：C
[例2]下列有关基因频率与生物进化的描述，正确的是（ ） A．生物在进化的过程中不一定有基因频率的改变 B．生物只要发生进化，基因频率就会改变 C．变异使基因频率定向改变
D．只有基因突变，才导致基因频率发生改变
解题分析：生物进化的实质是种群基因频率的改变，只要生物进化了，基因频率一定发生了改变，A错误，B正确；变异是不定向的，自然选择可使基因频率发生定向改变，C错误；基因频率的改变与突变、迁入和迁出、自然选择等多种因素有关，D错误。
答案：B
知识点三：探究抗生素对细菌的选择作用 知识梳理
1．原理：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。
2．目的要求：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。
3．方法步骤
(1)用记号笔在培养皿的底部画2条相互垂直的直线，将培养皿分为4个区域，分别标记为①～①。
(2)取少量细菌的培养液，用无菌的涂布器(或无菌棉签)均匀地涂抹在培养基平板上。
人教版高一生物必修二-6.3 种群基因组成的变化与物种的形成-学案
