高中生物 4.1.1现代生物进化理论 自然选择对基因频率的影响课件 中图版必修2.ppt

第一章生物进化理论 第一节现代生物进化理论第二节自然选择对基因频率的影响 第四单元遗传变异与进化 1 理解种群是生物进化的基本单位 生物进化的实质在于种群基因频率的改变 会计算种群基因频率 2 理解突变和基因重组是进化的原材料 3 理解自然选择决定生物进化的方向 4 理解隔离在物种形成中的重要作用 掌握物种形成的三个基本环节 夏天的雷鸟 冬天的雷鸟 几种不同环境下的蛙 达尔文 长颈鹿的进化过程示意图 1 过度繁殖2 生存斗争3 遗传变异4 适者生存 一 现代综合进化论 1 进化的基本单位是种群 1 种群 生活在同一地域的同种生物的所有成员 一个种群含有的全部基因 2 基因库 个体 个体 交配 后代 基因保留并发展 突变 基因重组使猫产生毛色变异 假设一个果蝇种群有1 107个体 每只果蝇约有2 104个基因 每个基因的突变率假设为1 10 5 则每一代出现的基因突变数将是2 106 变异是不定向的 2 进化的实质 种群基因频率的改变 资料 某海岛上的昆虫出现残翅和无翅类型 人类把鲫鱼的后代培育成金鱼 从图中看 显然红色基因的频率显著 实质就是通过人工选择改变基因频率 资料 自然选择可以保留对个体生存和繁衍后代有利的突变 使生物向着适应环境的方向发展 使基因频率发生定向改变 未污染区的桦尺蠖 污染区的桦尺蠖 s 黑色 基因频率 由于突变和基因重组 桦尺蠖形成了不同的体色 资料 基因突变 基因重组 染色体变异 种群的基因频率和基因型频率总是不断变化 生物进化 自然选择 进化的实质 种群基因频率的改变 不是 马与驴交配产生的后代骡子没有生殖能力 马和驴是不是一个物种 物种 是指分布在一定的自然区域 具有一定的形态结构和生理功能特征 而且在自然状态下能够相互交配并能生殖出可育后代的一群生物体 3 生物进化的基本环节 物种的形成 物种形成的方式有多种 经过长期地理隔离而达到生殖隔离是比较常见的方式 物种形成过程 经过长期的地理隔离而达到生殖隔离 种群 小种群 新物种 发生改变基因频率 生殖隔离 不同种群之间一旦产生生殖隔离 就形成新的物种 地理隔离 会阻断基因交流 扩大差异 最终可能形成新的物种 不同种群的个体不能自由交配或交配后产生不可育的后代 狮虎兽是不育的 所以虎和狮是两个物种 现代生物进化理论与达尔文自然选择学说的比较 总结 种群是生物进化的基本单位 突变和基因重组提供了进化的原材料 自然选择使基因频率定向变化 隔离是新物种形成的必要条件 突变 选择 隔离是生物进化的三个基本环节 二 遗传平衡定律 基因频率 种群中某基因在全部等位基因数中所占的比例 基因型频率 某种基因型的个体在种群中所占的比例 1 通过基因型计算基因频率 某种基因的基因频率 此种基因的个数此种基因的个数 其等位基因的个数 某种基因的基因频率 某种基因的纯合体频率 1 2杂合体频率 例 据调查得知 某学校的学生中各血型的比率如下 iaia20 iai30 ibib10 ibi20 iaib10 ii10 计算ia ib i的基因频率 ia 2 20 30 10 200 40 ib 25 i 35 从某个种群中抽出200个个体 其中aa 60 aa 100 aa 40 求在这个种群中a a的频率 q 100 1 40 2 400 45 基因总数 60 2 100 2 40 2 400 p 60 2 100 1 400 55 p q 1 a的频率为p a的频率为q 哈代 温伯格平衡 自然状态下 个体间的交配是随机的 配子的比例就是基因的频率 根据亲代基因频率可求出下一代基因型的比例 aa p2aa 2pqaa q2 p2 2pq q2 p q 2 1 某植物种群中 aa 30 aa 60 aa 10 则 a a的频率分别为多少 该种群自交一代后 aa aa aa的频率分别为多少 该种群自交一代后 a a的频率分别为多少 遗传平衡定律 在种群极大 且没有发生迁移 突变和选择的时候 种群的基因频率和基因型频率是不会发生变化的 a 60 a 40 aa 45 aa 30 aa 25 a 60 a 40 三 自然选择使基因频率变化 适应值 某基因型个体能够存活并把它的基因传给下一代的能力 用w表示 最适基因型的适应值为1 其他基因型的适应值小于1 选择系数 某基因型在选择作用下降低的适应值 用s表示 即s 1 w 选择对基因频率的影响 a 选择对隐性纯合体不利时 选择对杂合体不起作用 b 选择对显性基因不利时 选择对所有含显性基因的个体都起作用 自然选择能够提高种群的适应值 引起基因频率的变化 使种群基因库发生改变 导致进化 最终形成新物种 1 现在许多学者认为 生物进化的基本单位是 a 生物个体b 同种生物的全部个体c 种群d 生活在一起的全部生物 c 2 现代进化理论与达尔文进化理论 观点不同的是 a 可遗传的变异是生物进化的原始材料b 自然选择决定生物进化的方向c 种群基因频率的改变是生物进化的实质d 自然选择是环境对生物的选择 c 解析 达尔文进化理论认为遗传和变异是生物进化的内在因素 生物产生了变异以后 由自然选择决定其生存或淘汰 因此自然选择决定生物进化的方向 而自然选择是环境对生物的选择 因此a b d都符合达尔文观点 由于他没有研究遗传和变异的本质 因此也就不知道生物进化的实质是基因频率的改变 3 下列有关种群基因库的叙述中 不正确的是 a 一个种群的基因库包括这个种群所含有的全部基因b 生物的个体总是要死亡的 但基因库却因种群个体的繁殖而代代相传c 种群中每个个体含有种群基因库的全部基因d 基因突变可改变基因库的组成 c 4 如果在一个种群中 基因型aa的比例占25 基因型aa的比例占50 基因型aa的比例占25 已知基因型aa的个体失去求偶和繁殖的能力 则随机交配一代后 子代中基因型aa的个体所占的比例为 a 1 16b 1 9c 1 8d 1 4 解析 已知基因型aa的个体失去求偶和繁殖的能力 则参与随机交配的个体 基因型aa所占比例为1 3 aa所占比例为2 3 由基因型频率可计算出基因a配子频率为2 3 基因a配子的频率为1 3 所以子代中基因型aa的个体所占比例为1 3 1 3 1 9 b c 5 用达尔文进化学说的观点判断下列叙述中正确的是 a 长颈鹿经常努力伸长颈和前肢去吃树上的叶子 因此颈和前肢都变长b 北极熊生活在冰天雪地的环境里 它们的身体就产生了定向的白色变异c 野兔的保护色和鹰锐利的目光是它们长期相互选择的结果d 长期在有毒农药的作用下 农田害虫产生了抗药性 解析 生物适应环境的现象是自然环境对生物不定向变异产生的类型进行定向选择而形成的 并非是生物为了适应环境而产生定向变异的结果 题中对长颈鹿的长颈 北极熊的白色和害虫抗药性的形成的叙述都是错误的 6 果蝇是常用的遗传学研究的实验材料 据资料显示 果蝇约有104对基因 现有一黑腹果蝇的野生种群 约有107只个体 请分析回答以下问题 1 该种群的全部个体所含有的全部基因统称为种群的 经观察 该种群中果蝇有多种多样的基因型 分析其产生原因 是在突变过程中产生的 通过有性生殖过程中的 而产生的 使种群中产生了大量的可遗传的 其产生的方向是 它们都能为生物进化提供 2 假定该种群中每个基因的突变率都是10 5 那么在该种群中每一代出现的基因突变数约是 3 随机从该种群中抽出100只果蝇 测知基因型aa 灰身 35只 aa 灰身 60只 aa 黑身 5只 请问a基因的基因频率为 a基