第6章生物的進化第3節(jié) 種群基因組成的變化與物種的形成主講人：人教版高中生物學 必修2學習目標與任務闡明自然選擇對種群基因頻率變化的影響，解釋生物進化的實質(zhì)是種群基因頻率的改變。通過探究抗生素對細菌的選擇作用，理解抗生素對細菌的逐代篩選加速了細菌耐藥性的進化，形成合理使用抗生素的意識。暫停，回憶、填空三個觀點1.自然選擇直接作用的是生物的 個體 （個體/種群），而且是個體的_表型(表型/基因型)。但關于生物進化的研究，必須研究

種群基因

組成的變化。 種群 是生物進化的基本單位。對自然界的種群而言，隨種群繁殖若干代后，種群的基因頻率_會

(會/不會)發(fā)生變化。

是否也是不定向的？_突變和基因重組_為生物進化提供了原材料。突變和重組都是隨機的、不定向的人教版高中生物學 必修2人教版高中生物學 必修2資料

19世紀中葉以前的英國曼徹斯特地區(qū)，山清水秀，綠樹成陰。那里的森林中生活著一種樺尺蛾。它們夜間活動，白天棲息在長滿地衣的樹干上。雜交實驗表明樺尺蛾的體色受一對等位基因S和s控制，黑色（S）對淺色（s）為顯性。生物學家來這里考察，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)樺尺蛾成蟲的體色是淺色的，只有少數(shù)是黑色的，這些黑色的樺尺蛾是淺色樺尺蛾在自然條件下的變異類型。100年以后，也就是20世紀中葉，曼徹斯特已經(jīng)變成了一個工業(yè)城市。這里工廠林立，煙霧彌漫，工廠排出的煤煙殺死了地衣，結果使樹皮裸露并被熏成黑褐色。這時候，又有一些生物學家到這里考察，使他們驚訝的是，這里的黑色樺尺蛾變成了常見類型，而淺色的樺尺蛾卻成了少數(shù)。導致樺尺蛾“黑化”現(xiàn)象的原因是環(huán)境的變化起到了選擇作用。自然選擇直接作用的是生物個體的表型，但研究生物的進化，必須研究群體基因組成的變化。三、自然選擇對種群基因頻率變化的影響暫停，閱讀、分析p112-113人教版高中生物學 必修2人教版高中生物學 必修2每年減少20%人教版高中生物學 必修2探究自然選擇對種群基因頻率變化的影響樺尺蛾種群中s基因（決定淺色性狀）的頻率為什提出問題么越來越低？作出假設實驗思路實驗結果自然選擇使樺尺蛾種群的基因頻率發(fā)生定向改變。人教版高中生物學 必修2探究自然選擇對種群基因頻率變化的影響樺尺蛾種群中s基因（決定淺色性狀）的頻率為什么提出問題越來越低？作出假設實驗思路自然選擇使樺尺蛾種群的基因頻率發(fā)生定向改變。1870年樺尺蛾種群的基因型頻率為SS

10%，

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，使得種群中淺色個體每年減少10%，黑色個體每年增加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？人教版高中生物學 必修2（4）實驗結果第1年第2年第3年第4年……基因型頻率SS10%11.5%13.1%14.6%Ss20%22.9%26%29.3%ss70%65.6%60.9%56.1%基因頻率S20%23%26.1%29.3%升高s80%77%73.9%70.7%降低依題意知，大S為顯性。假設該種群中SS為10個，Ss為20個，ss為70個。則，當SS、Ss分別增加10%、ss減少10%時，個數(shù)：SS 10×（1+10%）=11， Ss 20×（1+10%）=22，ss 70×（1-10%）=63基因型頻率：SS 11/（11+22+63）=11/96=11.5%，Ss 22/96=22.9%， ss 63/96=65.6%人教版高中生物學 必修2對環(huán)境的選擇作用的大小進行調(diào)整，比如，把淺色個體每年減少的百分比定高一些，每年減少20%。第1年第2年第3年第4年……基因型頻率SS10%13%Ss20%26.1%ss70%60.9%基因頻率S20% 23%26.05%升高s80% 77%73.95%降低人教版高中生物學 必修2（4）實驗結果第1年第2年第3年第4年……基因型頻率SS10%11.5%13.1%14.6%Ss20%22.9%26%29.3%ss70%65.6%60.9%56.1%基因頻率S20%23%26.1%29.3%升高s80%77%73.9%70.7%降低棲息環(huán)境淺色棲息環(huán)境深色種群基因頻率自然選擇環(huán)境個體生物種群淺色出生率降低，黑色出生率增加淺色多，黑色少 淺色少，黑色多s基因頻率下降，S基因頻率上升人教版高中生物學 必修2樺尺蛾種群種s基因（決定淺色性狀）的頻率為什么越來越低？自然選擇使樺尺蛾種群的基因頻率發(fā)生定向改變。提出問題作出假設實驗思路實驗結果實驗結論自然選擇使樺尺蛾種群的基因頻率發(fā)生定向改變，導致樺尺蛾朝著一定的方向不斷進化。人教版高中生物學 必修2變異是不定向的不利變異被淘汰，有利變異逐漸積累種群的基因頻率發(fā)生定向改變生物朝一定方向緩慢進化自然選擇定向人教版高中生物學 必修2人教版高中生物學 必修2暫停，分析、填寫三、自然選擇對種群基因頻率變化的影響原因在自然選擇的作用下，具有

的個體有更多的機會產(chǎn)生后代，種群中相應的基因的頻率會不斷

；相反，具有

的個體留下后代的機會少，種群中相應基因的頻率會

。選擇的對象直接作用對象：

間接作用對象：

根本作用對象：

3.選擇的結果生物性狀上：朝

方向不斷進化?；蛏希悍N群

會發(fā)生

改變。4.生物進化的實質(zhì) 種群

的改變。5.生物進化的方向變異是

（定向/不定向）的，自然選擇是

（定向/不定向）的，

決定了生物進化的方向。（1）直接作用對象：三、自然選擇對種群基因頻率變化的影響1.原因在自然選擇的作用下，具有_有利變異

的個體有更多的機會產(chǎn)生后代，種群中相應的基因的頻率會不斷 提高 ；相反，具有

不利變異 的個體留下后代的機會少，種群中相應基因的頻率會

下降 。2.選擇的對象個體的表型間接作用對象：_決定表型的基因型根本作用對象：_與表型相對應的基因人教版高中生物學 必修23.選擇的結果生物性狀上：朝_有利變異

方向不斷進化。基因上：種群_基因頻率

會發(fā)生_定向

改變。4.生物進化的實質(zhì)種群

基因頻率

的改變。5.生物進化的方向變異是_不定向_（定向/不定向）的，自然選擇是 定向

（定向/不定向）的，_定向的自然選擇 決定了生物進化的方向。人教版高中生物學 必修2人教版高中生物學 必修2暫停，分析、解釋資料“超級細菌”是一種耐藥性細菌，感染“超級細菌”的病人往往因為無藥可救而面臨死亡。2010年，印度、巴基斯坦等地發(fā)現(xiàn)一類新型“超級細菌”NDM-1，該細菌耐藥性極強，可在全球蔓延；2017年1月，美國一名女性患者感染的“超級細菌”，醫(yī)生使用了26種抗生素都毫無效果，最終這名患者不治身亡。請大家用已學習的現(xiàn)代生物進化理論，解釋“超級細菌”的出現(xiàn)與抗生素濫用之間的關系。觀看實驗視頻，思考、回答問題p115人教版高中生物學 必修2因為抑菌圈邊緣生長的細菌可能是耐藥菌。支持。在本實驗條件下，耐藥菌所產(chǎn)生的變異是有利的。有利于生物在特定環(huán)境中生存和繁殖的變異，在此環(huán)境中就是有利變異。人教版高中生物學 必修2人教版高中生物學 必修2抗生素的使用及使用量的增加，使不耐藥的細菌生存和繁殖的機會減少，耐藥菌生存和繁殖的機會增加，耐藥性基因在細菌種群中的基因頻率逐漸上升。因此，在實際醫(yī)療中，要合理使用抗生素，防止濫用抗生素。人教版高中生物學 必修2三個觀點（第1課時）種群是生物進化的基本單位。對自然界的