人教版教学课件现代生物进化理论真正上课用

第 2节 现代生物进化理论的主要内容探究活动（一）情景： 如果在灰色翅（基因型为 aa)昆虫的群体中偶然出现一只绿色翅（ Aa)的变异个体，且绿色比灰色更不容易被敌害发现 。讨论题目：1.根据达尔文 “适者生存、不适者淘汰 ”的观点该绿色个体 能 生存下去吗？该个体能 永远 生存下去吗？2.如果该绿色个体能很好的生活下来，它体内的 A基因仅凭它自己 能否遗传下去？那怎样才能传递给后代？3、如果 Aa与其他个体交配生殖，后代都是绿色吗？自然界中，没有哪一个体是长生不死的个体的基因型也会随着个体的死亡而消失，但决定表现型的基因却可以通过 有性生殖 在 群体中 来传给后代 .不一定，后代会出现灰色个体某个体 有利变异 的 基因 只有在 群体 中，通过 有性生殖 才能世代延续，另外 有利变异 个体的后代还会出现 不利性状 ，所以生物的进化仅仅研究个体的表现型是否与环境适应是不够的，还需要研究 群体 的基因组成的变化。种群： 生活在 一定区域 的 同种 生物的 全部个体 叫做种群l 1.一片草地上的全部蛇。l 2.我国长江流域的全部白鳍豚。一个种群中的个体是机械地集合在一起吗？一个种群中的个体是能 自由交配 、 繁殖 的，因此 种群 是生物 繁殖和 进化的基本单位（一）种群是生物进化的基本单位探究活动（二）1.什么是 基因库 ？ 基因频率 的含义是什么？ 一个 种群 中 全部个体 所含有的 全部基因 叫这个种群的 基因库 。 在 基因库 中，某 基因 占控制 此性状 全部 等位基因数 的 比率 叫做 基因频率 。在一个种群中，某基因型个体占全部个体的比率。 基因 型 频率 ：基因频率 =某基因总数全部等位基因的总数X 100%A的频率 = 120 _ 200 = 60%a的频率 = 80 _200 = 40%2、基因频率的计算某昆虫种群中，绿色翅的基因为 A, 褐色翅的基因位 a，调查发现 AA、 Aa、 aa的个体分别占30% 、 60% 、 10% 、那么 A、 a的基因频率是多少？A基因数 =230 60=120个a基因数 =60 210=80个控制此性状的等位基因总数 200个2x30+60200 =纯合体 基因型 频率 +1/2杂合子 基因型 频率A%+a%=1基因频率 =某基因总数该基因等位基因的总数2.基因频率的计算等位基因的频率之和等于 1%A： 60%a： 40%探究活动 （三）（ P115思考讨论） 遗传平衡状态3. 用数学方法讨论基因频率的改变假设讨论题 2中的群体满足以下 五个条件 ： 昆虫 群体数量足够大 ， 全部的雌雄个体间都能 自由交配 并能产生后代， 没有迁入与迁出 ， AA、 Aa、 aa三种基因型昆虫的 生存能力完全相同 （也就是说自然选择对 A、 a控制的翅型性状没有作用） 也 没有基因突变 和 染色体变异 。计算：在有性生殖过程中，如果符合 遗传平衡 ，产生的雌雄配子： A 60%A 60%a 40%a 40%36% 24%16%AA AaAa 24% aa 亲 代 子一代 子二代 子三代基因型 频率AA 30%Aa 60%aa 10%基因频 率A 60%a 40%36%48%16%60%40%36%16%48%60% 60%40% 40%（ 2）分析各代基因频率相同吗？基因型频率呢？这有什么前提条件吗？36%48%16%基因频率亲本与子代相同，基因型频率从子一代开始就稳定下来了， 但是需要满足 5个前提条件如果一个种群符合下列条件：如果一个种群符合下列条件： 群体 数量足够大 ， 全部的雌雄个体间都能 自由交配 并能产生后代， 没有迁入与迁出 ， 没有自然选择 也 没有基因突变 和 染色体变异 。那么，这个种群的那么，这个种群的 基因频率基因频率 （包括（包括 基因型基因型 ）就可）就可以一代代稳定不变，以一代代稳定不变， 保持平衡保持平衡 。（ p+q） 2=p2+2pq+q2=AA+2Aa+aa=1p+q=1； AA=p2； Aa=pq； aa=q2；如果用如果用 p代表代表 A基因的基因频率，基因的基因频率， q代表基因代表基因 a的频率的频率，那么，那么遗传平衡定律（哈代遗传平衡定律（哈代 -温伯格定律）温伯格定律）（ 3）上述计算结果是在满足五个假设条件的基础上计算的，对自然界的种群来说，这五个条件都能成立吗？遗传平衡所指的种群是理想种群，在自然条件下，这样的种群是不存在的。有关基因频率的计算1常染色体遗传方面的基因频率计算 通过 基因型 计算基因频率基因频率 =种群中该基因的总数种群中该等位基因的总数。例 3：从某个种群中随机抽出 100个个体，测知基因型为AA、 Aa和 aa的个体分别是 30、 60和 10个。就这对等位基因来说，每个个体可以看做含有 2个基因。那么，这 100个个体共有 200个基因，其中，A基因有 230+60=120 个，a基因有 210+60=80 个。于是，在这个种群中，A基因的频率为： 120200=60%a基因的频率为： 80200=40% 通过 基因型频率 计算基因频率一个等位基因频率 =该等位基因纯合子的频率 +1/2杂合子的频率 例 4：从某种生物种群中随机抽出一定数量的个体，其中基因型为 AA的个体占 24%，基因型为 Aa的个体占72%，基因型为 aa的个体占 4%，基因 A和基因 a的频率分别是 ( ) A.24% 72% B.36% 64% C.57% 43% D.60% 40% 【 解析 】 根据题意，按方法一计算：在 100个个体中，AA占 24个， Aa占 72个， aa占 4个，即在 200个基因中，A的基因有 224 72=120个，基因频率 为120200=60% ， a的基因频率为 40%。 按基因型频率计算：A=AA 1/2Aa=24% 1/2 72%= 60%a=aa 1/2Aa=4% 1/2 72%= 40%有关基因频率的计算D 运用遗传平衡公式： 例 5：在某一个种群中，已调查得知，隐性性状者（等位基因用 A、 a表示）占 16%，那么该种群的 AA、 Aa基因型个体出现的概率分别为： A.0.36、 0.48 B.0.36、 0.24 C.0.16、 0.48 D.0.48、 0.36 【 解析 】 第一步已知隐性性状者即 aa的基因型频率为 16%，那么 a基因的频率为 0.4、 A的基因频率为 1-0.4=0.6。 第二步将其看作在理想的状态下，运用遗传平衡公式进行计算 ： AA%=A%A%=0.60.6=0.36 ；Aa%=2A%a%=20.60.4=0.48 答案为 A有关基因频率的计算 2.伴 X遗传方面的基因频率计算 这类题目的特殊点是： X染色体总数的正确计算， 因为男性中只有一个 X染色体，所以计算男性X染色体总数时 不需要乘以 2，这样就能够得出正确的结果。有关基因频率的计算 例 7：对某校学生进行色盲遗传病调查研究后发现： 780名女生中有患者 23人、携带者 52人； 820名男生中有患者 65人，那么该群体中色盲基因的频率是 ( ) A.4.4% B.5.1% C.6.8% D.10.2% 【 解析 】 色盲是伴 X染色体隐性遗传，女性色盲患者的基因型是： XbXb ， 女性携带者的基因型是： XBXb， 男性色盲患者的基因型是： Xb Y。 (男性无携带者 ) 根据题意， 780名女生中有患者 23人、携带者 52人，因此女性中 Xb占： 232 52=98； 820名男生中有患者 65人，因此男性中 Xb占： 65 Xb基因总数： 98 65 163 这样，该校学生中的 X染色体总数是： 7802 820 2380，这样该群体中色盲基因的频率就是： 163/2380=6.8%。 答案选 C(容易会误算成 (780 820)2 3200，结果得出 5.1%这一错误结论，而选 B)有关基因频率的计算种群 是生物进化的基本单位种群的概念：基因库的概念：基因频率概念：计算方法生活在一定区域内的同种生物的全部个体一个种群中全部个体的全部基因一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率总结（二）突变和基因重组产生进化的原材料基因突变产生新的 等位基因 ，这就可能使种群的基因频率发生变化。可遗传变异是生物进化的原材料，没有可遗传变异，生物就不可能进化但是可遗传变异是怎么产生的？真是搞不明白啊！可遗传变异来源： 基因突变 ，基因重组 和 染色体变异 。其中基因突变 和 染色体变异 统称为突变 。思考 ： 生物自发突变的频率很低，且大多数突变对生物体是有害的，它为何还能作为生物进化的原材料呢？例 果蝇约有 104对基因，假定每个基因的突变率都是10 5，若有一个中等数量的果蝇种群（约有 108个个体），那么每一代出现基因突变数是多少呢？2 104 10 5个体 108种群=2 107（二）突变和基因重组产生进化的原材料取决于生物的生存环境某海岛上的昆虫出现残翅和无翅类型？ 影响基因频率的因素：突变、基因重组、 自然选择基因频率的改变生物的进化生物进化过程实质：种群基因频率发生变化的过程突变许多等位基因基因重组 许多基因型大量可遗传的变异No!变异是随机的，不定向的那 ,谁决定的呢 ?形成了进化的原材料（ 1）根据前面所学的你能做出假设吗？探究活动（四）“ 探究自然选择对种群基因频率的影响 ”ss长满地衣的树干上的桦尺蠖长满地衣的树干上的桦尺蠖 黑褐色树干上的桦尺蠖自然选择可以使种群的基因频率定向改变探究活动（三 ）2）现在我们用数学方法来讨论一下桦尺蠖基因频率变化的原因。 1870年桦尺蠖的基因型频率为 SS10% ； Ss20%； ss70%， 在树干变黑这一环境条件下假如树干变黑不利于桦尺蠖的生存，使得种群中浅色个体每年减少 10%，黑色个体每年增加 10%，以后的几年内，桦尺蠖种群每年的基因型频率与基因频率是多少呢？第 1年 第 2年 第 3年 第 4年 基因型频 率SS 10% 11.5%Ss 20% 22.9%ss 70% 65.6%基因频 率S 20% 23%s 80% 77%70.7%26% 29.2%14.7%56.1%60.9%26.1%73.9%29.3%13.1%升高降低(3)在这个探究实验中根据上面的数据分析，变黑的环境对桦尺蠖产生了什么样的影响？变黑的环境对桦尺蠖浅色个体的出生率有影响吗？(4)在自然选择中，直接受选择的是基因型还是表现型？变黑的环境使控制浅色的 s基因频率减少，S基因频率增加。许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天敌捕食天敌看到的是 桦尺蠖的体色（表现型）而不是控制体色的基因变异是 不定向 的自然选择定向 不利变异被淘汰 ,有利变异逐渐积累种群的基因频率发生 定向 改变生物朝 一定方向 缓慢进化自然选择决定生物进化的方向自然选择对种群基因频率的影响原因：原因：淘汰不利变异基因、积累有利变异基因淘汰不利变异基因、积累有利变异基因结果：结果：使基因频率定向改变。使基因频率定向改变。结论：自然选择决定生物进化的方向结论：自然选择决定生物进化的方向自然选择对种群基因频率的影响（一） 物种物种