种群是生物进化的基本单位(县公开课)

1、现代生物进化理论的主要内容现代生物进化理论的主要内容 种群是生物进化的基本单位种群是生物进化的基本单位 突变和基因重组产生进化的原材料突变和基因重组产生进化的原材料 自然选择决定生物进化的方向自然选择决定生物进化的方向 隔离导致物种形成隔离导致物种形成过度繁殖过度繁殖有限的环境条件有限的环境条件+加剧加剧生存斗争生存斗争+变异变异导致导致适者生存适者生存+有利性状遗传有利性状遗传导致导致生物新类型出现生物新类型出现回顾：达尔文的自然选择学说回顾：达尔文的自然选择学说达尔文把适者生存，不适者被淘汰达尔文把适者生存，不适者被淘汰的过程叫做的过程叫做自然选择。自然选择。请分析下面问题 如果在灰色翅（

2、基因型为aa）昆虫的群体中偶然出现一只绿色翅（基因型为Aa）的变异个体，且绿色比灰色更不易被捕食，更适应环境 。那么，绿色翅个体能永远生存下去么？ 如果绿色翅的变异个体能够很好的活下来，它绿色性状怎样才能世代传递下去呢？ 如果绿色翅的变异个体（Aa）与其他个体（aa）交配生殖，后代还会是绿色么？经过讨论发现： 。1.什么叫做种群？什么叫做种群？ 生活在生活在一定区域一定区域的的同种同种生物的生物的全部全部个体叫做种群个体叫做种群.( (一一) )种群是生物进化的基本单位种群是生物进化的基本单位卧龙自然保护区 猕猴判断下列是否属于种群判断下列是否属于种群（1）一个池塘中的全部鱼）一个池塘中的全部

3、鱼 （2）一个池塘中的全部鲤鱼）一个池塘中的全部鲤鱼（3）两个池塘内的全部青蛙）两个池塘内的全部青蛙（4）一片草地上的全部植物）一片草地上的全部植物（5）一片草地上的成年梅花鹿）一片草地上的成年梅花鹿2 2、种群的特点：、种群的特点： 种群中的个体并不是机械地集合在一起，种群中的个体并不是机械地集合在一起，而是彼此而是彼此可以交配可以交配，并，并通过繁殖将各自的基因通过繁殖将各自的基因传给后代传给后代。故种群也是。故种群也是繁殖的基本单位繁殖的基本单位。为什么要提出为什么要提出“种群种群”这个概念呢？这个概念呢？ 自然界的物种实际上是以一个个种群存自然界的物种实际上是以一个个种群存在的，种群是

4、物种在的，种群是物种繁殖、进化的基本单位。的基本单位。它为研究生物与环境的关系和物种的变化带它为研究生物与环境的关系和物种的变化带来了方便来了方便。 种群性状是由基因控制的，因此研究种群的性状是由基因控制的，因此研究种群的进化必须研究种群的基因组成和变化。如何分析种群进化必须研究种群的基因组成和变化。如何分析种群的基因组成和变化？由此人们提出基因库和基因频率的基因组成和变化？由此人们提出基因库和基因频率的概念。的概念。研究种群进化难道就只是研究种群性状么？研究种群进化难道就只是研究种群性状么？3.3.基因库与基因频率基因库与基因频率基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因。基因库：一个种群中

5、全部个体所含有的全部基因。 基因频率可用抽样调查的方法来获得，并基因频率可用抽样调查的方法来获得，并且，且，A%+a%=1A%+a%=1。基因频率基因频率: :指某种基因占全部等位基因的比例。指某种基因占全部等位基因的比例。基因频率基因频率该基因的总数该基因的总数该等位基因的总数该等位基因的总数例例: :如某昆虫种群中决定翅色为绿色的基因为如某昆虫种群中决定翅色为绿色的基因为A A，决定翅，决定翅色为褐色的基因为色为褐色的基因为a a，从种群中随机抽出，从种群中随机抽出100100个个体，测个个体，测知基因型为知基因型为AAAA、AaAa和和aaaa的个体分别是的个体分别是3030、6060和

6、和1010个。那个。那么么A A和和a a的基因频率是多少的基因频率是多少? ?解解: :A A基因的基因频率为基因的基因频率为: :a a基因的基因频率为：基因的基因频率为：= =纯合子基因型频率纯合子基因型频率+1/2+1/2杂合子基因型频率杂合子基因型频率= 40%= 40% =30/100=30/100100%100% +1/2+1/260/10060/100100% = 60%100% = 60% =10/100=10/100100%100% +1/2+1/260/10060/100100% = 40%100% = 40%A%=100%100%2AAAa2(AAAaaa)a%= 60

7、%= 60%2aaAa2(AAAaaa)100%100%亲代基因型 的频率AA(30%)Aa(60%)aa(10%)配子的比率A( ) A( ) a( ) a( )子代基因型 频率AA( )Aa( )aa( )子一代基因频率A ( )a( )30%30%30%10%36%48%16%60%40% 依据以上规律大家能否总结出子二代、子三代的基因频率和基因型频率呢？ 亲代亲代子一代子一代 子二代子二代 子三代子三代基因型基因型频率频率AA30%Aa60%aa10%基因频基因频率率Aa36%48%16%60%40%36%16%48%60%60%40%40%36%48%16%60%40%子二代、子三代

8、的基因频率和基因型频率又会出现什么样的特点呢？1908年，英国数学家哈迪和德国医生温伯格年，英国数学家哈迪和德国医生温伯格分别提出关于基因稳定性的见解。他们指出，一分别提出关于基因稳定性的见解。他们指出，一个有性生殖的自然种群中，在符合以下五个条件个有性生殖的自然种群中，在符合以下五个条件的情况下，各等位基因的频率和等位基因的基因的情况下，各等位基因的频率和等位基因的基因型频率在一代一代的遗传中是稳定不变的。或者型频率在一代一代的遗传中是稳定不变的。或者说是保持着基因平衡的。说是保持着基因平衡的。这五个条件是：这五个条件是：1 1、种群很大、种群很大 2 2、随机交配、随机交配 3 3、没有突

9、变和重组、没有突变和重组 4 4、没有个体迁入迁出、没有个体迁入迁出 5 5、没有选择、没有选择 如果某种群出现新的突变型，也就是产如果某种群出现新的突变型，也就是产生新的等位基因（生新的等位基因（A2），种群的基因频率会），种群的基因频率会变化吗？基因变化吗？基因A2的频率可能会怎样变化？的频率可能会怎样变化？ 突变产生的新基因会使种群的其他等位突变产生的新基因会使种群的其他等位基因频率发生变化。基因频率发生变化。 基因基因A A2 2的频率是增加还是减少，要看这的频率是增加还是减少，要看这一突变对生物体是有益还是有害的，这往一突变对生物体是有益还是有害的，这往往取决于生物生存的环境。往取决

10、于生物生存的环境。生物进化的实质：生物进化的实质： 种群的进化的实质就是种群的进化的实质就是 通过讨论基因频率的变化可以认通过讨论基因频率的变化可以认识到，自然界中种群的基因频率一定识到，自然界中种群的基因频率一定会发生变化，也就是说种群的进化是会发生变化，也就是说种群的进化是必然必然的。的。影响种群基因频率变化的根本原因是什么？影响种群基因频率变化的根本原因是什么？可遗传变异可遗传变异 变异的类型有那些？变异的类型有那些？不能遗传的变异不能遗传的变异可遗传的变异可遗传的变异基因突变基因突变基因重组基因重组染色体变异染色体变异达尔文明确指出：可遗传变异能为生物进化提供原材料达尔文明确指出：可遗

11、传变异能为生物进化提供原材料 基因突变在自然界是普遍存在的，因此基因突变在自然界是普遍存在的，因此基因突变产生新的等位基因，这就可能使种基因突变产生新的等位基因，这就可能使种群的基因频率发生变化。群的基因频率发生变化。 自然界中生物的自然突变频率很低，而且自然界中生物的自然突变频率很低，而且一般对生物体是有害的。为什么还能够改变种一般对生物体是有害的。为什么还能够改变种群中的基因频率呢？群中的基因频率呢？ 种群是由许多个体组成的，每个个体的每一个细胞内都有成千上万个基因，这样，每一代就会产生大量的突变。 此外，突变的有此外，突变的有害还是有利也不是绝害还是有利也不是绝对的，这往往取决于对的，这往往取决于生物的生存环境。生物的生存环境。 例如：一个果蝇约有例如：一个果蝇约有10104 4对基因，假定每个基对基因，假定每个基因的突变率都是因的突变率都是10105 5，若有一个中等数量的果蝇，若有一个中等数量的果蝇种群（约有种群（约有10108 8个个体），那么每一代出现基因突个个体），那么每一代出现基因突变数是多少呢？变数是多少呢？ 2 104 105个体个体 108种群种群= 2 1071 1种群中突变的特点：种群中突变的特点： 突变数很大、随机、不定突变数很大、随机、不定2 2种群基因重组的结果：产生更多可遗传变异