人教版高中生物必修二 《种群基因组成的变化与物种的形成》PPT课件

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人教版高中生物必修二 《种群基因组成的变化与物种的形成》PPT课件文字介绍:第6章第3节种群基因组成的变化与物种的形成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。【探究·实践】探究自然选择对种群基因频率变化的影响工业革命前:浅色个体多工业革命后:黑色个体多ssSS、Ss自然选择对种群基因频率变化的影响自然选择对种群基因频率变化的影响情境一: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?第1年第2年第3年第4年……基因型频率SS10%4%4%4%4%Ss20%32%32%32%32%ss70%64%64%64%64%基因频率S20%20%20%20%20%s80%80%80%80%80%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”长满地衣的灰色树干工业革命前工业革命后环境污染的黑色树干自然选择对种群基因频率变化的影响表1桦尺蠖标记释放与回收实验结果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)641615482多赛特(非工业区)3935440619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?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?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。自然选择对种群基因频率变化的影响①现象长满地衣的灰色树干工业革命前灰色(ss)桦尺蛾多工业革命后环境污染的黑色树干黑色(S_)桦尺蛾多S频率低,s频率高S频率高,s频率低自然选择可以使种群的基因频率定向改变桦尺蠖种群中的S基因为什么越来越高?②提出问题③作出假设自然选择对种群基因频率变化的影响情境二: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?第1年第2年第3年第4年……基因型频率SS10%11.5%Ss20%22.9%ss70%65.6%基因频率S20%23%s80%77%自然选择对种群基因频率变化的影响70.7%26%29.2%14.7%56.1%60.9%26.1%73.9%29.3%13.1%升高降低自然选择对种群基因频率变化的影响请总结后代基因型频率与基因频率的通项公式频率Pn(SS)P(SS)×1.1n/(1.1n+(0.9n-1.1n)×P(ss))Pn(Ss)P(Ss)×1.1n/(1.1n+(0.9n-1.1n)×P(ss))Pn(ss)P(ss)×1.1n/(1.1n+(0.9n-1.1n)×P(ss))Pn(S)Pn(SS)+1/2Pn(Ss)Pn(s)Pn(ss)+1/2Pn(Ss)经自然选择后子代基因型频率与基因频率的通项公式自然选择对种群基因频率变化的影响种群基因频率发生定向改变不利变异被淘汰,有利变异逐渐积累自然选择生物朝一定方向缓慢进化(定向)结论:自然选择决定生物进化的方向请预测1950年,即70年后的S基因频率。自然选择对种群基因频率变化的影响187018721874187618781880188218841886188818901892189418961898190019021904190619081910191219141916191819201922192419261928193019321934193619381940194219441946194819500%10%20%30%40%50%60%70%80%90%图1经自然选择后,桦尺娥种群S、s基因频率的变化Ss年份19051906190719081909基因型频率SS33.3%33.3%33.3%33.3%33.3%Ss66.5%66.6%66.6%66.6%66.6%ss0.2%0.2%0.1%0.1%0.1%基因频率S66.5%66.6%66.6%66.6%66.6%s33.5%33.4%33.4%33.4%33.4%与实际95%不相符!自然选择对种群基因频率变化的影响请思考影响种群基因型频率变化的因素。自然选择基因重组突变迁入、迁出遗传漂变情境三: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,该种群经过自然选择后,自由交配产生后代的每年基因型频率各是多少?每年的基因频率是多少?自然选择对种群基因频率变化的影响1.计算自然选择后的亲本基因型频率2.计算自然选择后的亲本基因频率3.利用哈代—温伯格公式计算自由交配后的子代基因型频率4.计算子代基因频率自然选择对种群基因频率变化的影响请总结后代基因型频率与基因频率的通项公式自然选择后的亲本基因型频率、基因频率频率P’(SS)P(SS)×1.1n/(1.1n+(0.9n-1.1n)×P(ss))P’(Ss)P(Ss)×1.1n/(1.1n+(0.9n-1.1n)×P(ss))P’(ss)P(ss)×1.1n/(1.1n+(0.9n-1.1n)×P(ss))P’(S)Pn(SS)+1/2Pn(Ss)P’(s)Pn(ss)+1/2Pn(Ss)自然选择对种群基因频率变化的影响请总结后代基因型频率与基因频率的通项公式自由交配后的子代基因型频率、基因频率频率P1(SS)P’(S)2P1(Ss)2P’(S)×P’(s)P1(ss)P’(s)2P1(S)P’(S)2+P’(S)×P’(s)P1(s)P’(s)2自然选择对种群基因频率变化的影响年份19461947194819491950基因型频率SS83.9%84.1%84.3%84.5%84.7%Ss15.4%15.2%15.0%14.8%14.7%ss0.7%0.7%0.7%0.7%0.6%基因频率S91.6%91.7%91.8%91.9%92.0%s8.4%8.3%8.2%8.1%8.0%1870187318761879188218851888189118941897190019031906190919121915191819211924192719301933193619391942194519480%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%图2经过自然选择后自由交配,桦尺娥种群S、s基因频率的变化Ss自然选择对种群基因频率变化的影响科学家对工业革命前后曼彻斯特地区的桦尺蠖种群数量的研究成果年份18701950基因型频率SS10%84.7%Ss20%14.7%ss70%0.6%基因频率S20%92.0%s80%8.0%年份18701950基因型频率SS10%33.3%Ss20%66.7%ss70%0.0%基因频率S20%66.7%s80%33.3%修正前的种群基因型频率、基因频率预期修正后的种群基因型频率、基因频率预期突变、迁入、迁出、遗传漂变种群基因频率发生定向改变不利变异被淘汰,有利变异逐渐积累变异自然选择生物朝一定方向缓慢进化生物进化的实质是种群基因频率在自然选择作用下的定向改变。(不定向)(定向)在自然选择的作用下,有利变异的基因频率不断增大,有害变异的基因频率逐渐减小。自然选择对种群基因频率变化的影响

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