6.3种群基因组成的变化与物种的形成 高中生物人教版（2019）必修2.pptxVIP

第6章第3节

种群基因组成的变化与物种的形成

学习目标：

1、通过对桦尺蠖的案例分析，感性认识种群中普遍存在的变异是适应与进化的前提、自然选择使有利表型积累，让生物更好地适应环境的观点。

2、通过运用数学方法计算种群中基因频率的改变，说出自然选择的影响和进化的本质，并树立用数学方法解决生物学问题的科学探究意识。

3、初次得到的数学公式结果与现实形成认知冲突，尝试对模型修正和检验，进一步提升科学探究能力，总结影响生物进化的因素。

自然选择对种群基因频率变化的影响

【探究·实践】探究自然选择对种群基因频率变化的影响

SS、Ss

工业革命前：浅色个体多

工业革命后：黑色个体多

情境一：假设1870年，桦尺蛾种群的基因型频率为SS10%,Ss20%,ss70%,S基因的频率为20%。

(1)在亲本种群中，S和s的基因频率各是多少?

(2)该桦尺娥种群自由交配产子代的基因型频率分别是多少?S和S的基因频率各是多少?

(3)该桦尺娥种群需要满足什么条件才能得到上述计算结果?现实是否能满足这些条件?该种群不满足“不同表型的个体生存和繁殖的机会是均等的”

第1年

第2年

第3年

第4年

……

基因型频率

SS

10%

4%

4%

4%

4%

Ss

20%

32%

32%

32%

32%

SS

70%

64%

64%

64%

64%

基因频率

S

20%

20%

20%

20%

20%

S

80%

80%

80%

80%

80%

地区

灰白色蛾

暗黑色蛾

释放数

回收数

释放数

回收数

伯明翰(工业污染区)

64

16

154

82

多赛特(非工业区)

393

54

406

19

长满地衣的灰色树干环境污染的黑色树干

表1桦尺蠖标记释放与回收实验结果

会，因为树干变黑后，浅色个体容易被发现，被捕食的概率增加，

许多个体可能没有交配、产卵前就被天敌捕食，导致其个体数减少，影响出生率。

表现型，基因型并不能在自然选择中起直接作用，因为天敌在捕食桦尺蠖时，看到的是桦尺蠖的体色而不是控制体色的基因。

思考2.在自然选择过程中，直接受选择的是基因型还是表型?为什么?

思考1.树干变黑会影响桦尺蠖种群中浅色个体的出生率吗?为什么?

①现象

②提出问题

桦尺蠖种群中的S基因为什么越来越高?

③作出假设

自然选择可以使种群的基因频

率定向改变

工业革命前工业革命后

长满地衣的灰色树干环境污染的黑色树干

黑色(S_)桦尺蛾多

S频率高，s频率低

灰色(ss)桦尺蛾多

S频率低，s频率高

第1年

第2年

第3年

第4年

基因型频率

SS

10%

11.5%

13.1%

14.7%

Ss

20%

22.9%

26%

29.2%

SS

70%

65.6%

60.9%

56.1%

基因频率

S

20%

23%

26.1%

29.3%

升高

S

80%

77%

73.9%

70.7%

降低

情境二：假设1870年，桦尺蛾种群的基因型频率为SS10%,Ss20%,ss70%,S基因的频率为20%。在树干变黑这一环境条件下，假如树干变黑不利于浅色桦尺蛾的生存，使得种群中浅色个体每年减少10%,黑色个体每年增加10%。

第2~10年间，该种群每年的基因型频率各是多少?每年的基因频率是多少?

频率

P(SS)

P(SS)×1.1/(1.1+(0.9-1.1)×P(ss))

P(Ss)

P(Ss)×1.1/(1.1+(0.9-1.1)×P(ss))

P(ss)

P(ss)×1.1/(1.1+(0.9-1.1)×P(ss))

P(S)

P(SS)+1/2P(Ss)

P(s)

P(ss)+1/2P(Ss)

请总结后代基因型频率与基因频率的通项公式

经自然选择后子代基因型频率与基因频率的通项公式

生物朝一定方向缓慢进化

请预测1950年，即70年后的S基因频率。

不利变异被淘汰，

有利变异逐渐积累

(定向)

结论：自然选择决定生物进化的方向

种群基因频率

发生定向改变

自然选择对种群基因频率变化的影响

自然选择

年份

1905

1906

1907

1908

1909

基因型频率

SS

33.3%

33.3%

33.3%

33.3%

33.3%

Ss

66.5%

66.6%

66.6%

66.6%

66.6%

SS

0.2%

0.2%

0.1%

0.1%

0.1%

基因频率

S

66.5%

66.6%

66.6%

66.6%

66.6%

S

33.5%

33.4%

33.4%

33.4%

33.4%

图1经自然选择后，桦尺娥种群S、s基因频率的变化

90%

80%

70%

60%

50%

40%

30%

20%

10%

0%

与实际95%不相符!

S

请思考影