现代生物进化理论的主要内容一.ppt

现代生物进化理论的主要内容 学习目标 1 解释种群 基因库 基因频率的概念 2 运用数学方法讨论种群基因频率的变化 一 种群是生物进化的基本单位 1 种群 生活在一定区域的同种生物的全部个体 例 判断下列是否属于种群 1 一个池塘中的全部鲤鱼 2 一个池塘中的全部鱼 3 一片草地上的全部植物 4 一片草地上的全部蒲公英 5 一个池塘中的全部雄鲤鱼 6 一个池塘中的全部成年鲤鱼 种群是生物繁殖的基本单位 2 基因库 一个种群中全部个体所含有的全部基因 3 基因频率 在一个种群基因库中 某个基因占全部等位基因数的比率 基因型频率 在一个种群中 某基因型个体占全部个体的比率 例1 从种群中随机抽出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 那么A和a的基因频率是多少 A的频率 a的频率 基因频率 40 100 60 思考 此题目中AA Aa aa的基因型频率是多少 A的频率 30 50 1 2 55 a的频率 20 50 1 2 45 基因频率 纯合子频率 1 2杂合子频率 例3 抽样调查某地100位女性和100位男性发现 女性中有5位色盲患者和20位携带者 男性中有15位色盲患者 则该地色盲基因的频率约是多少 X a X a X a X A X a 30 30 30 10 36 48 60 40 16 例4 某种生物的种群中 测知其基因型分别为AA Aa aa的个体分别为30 60 和10 问A a基因频率分别为多少 假设该种群非常大 所有的雌雄个体间都能自由交配并产生后代 没有迁入和迁出 自然选择没有起作用 基因没有突变 根据孟德尔的分离定律试计算 遗传平衡定律 哈代 温伯格定律 1 成立前提 a 种群非常大b 所有雌雄个体之间自由交配c 没有迁入和迁出d 没有自然选择e 没有基因突变 2 计算公式 A的频率 p a的频率 q AA p Aa 2pq aa q 2 2 满足五个假设条件的种群是理想的种群 在自然条件下 这样的种群是不存在的 这也从反面说明了在自然界中 种群的基因频率是在不断改变的 也就是说种群的进化是必然的 生物进化的实质 种群基因频率的改变 种群是生物进化的基本单位 例5 果蝇灰身 B 对黑身 b 为显性 现将纯种灰身果蝇与黑身果蝇杂交 产生的F1代自由交配产生F2代 将F2代中所有黑身果蝇除去 让灰身果蝇自由交配 产生F3代 问F3代中灰身与黑身果蝇的比例是 A 3 1B 5 1C 8 1D 9 1 C 例6 已知苯丙酮尿症是位于常染色体上的隐性遗传病 据调查 该病的发病率大约为1 10000 请问在人群中该苯丙酮尿症隐性致病基因 a 的基因频率以及携带此隐性基因的携带者 Aa 基因型频率各是多少 a 1 Aa 1 98 例6 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IB的基因频率 25 不能遗传的变异 可遗传的变异 基因突变染色体变异基因重组 二 突变和基因重组产生进化的原材料 变异类型 突变 不同的体色桦尺蠖 基因突变产生的等位基因 通过有性生殖过程中的基因重组 可以形成多种多样的基因型 从而使种群出现大量的可遗传变异 由于基因突变和重组都是随机的 不定向的 因此它们是提供生物进化的原材料 但不能决定生物进化的方向 思考 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群中的基因频率呢 例如 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 5 108 2 107 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 实例 在经常刮大风的海岛上 无翅或残翅的昆虫特别多 突变的有利和有害并不是绝对的 它取决于生物的生存环境 某海岛上生活着一种昆虫 经调查翅的长度和个体数的关系 纵坐标为个体数量 横坐标为翅的长度 后来该小岛上经常刮大风 若干年后再进行调查 你认为最能代表此时情况的曲线是 选择并解释 A B C D D 三 自然选择决定生物进化的方向 19世纪 桦尺蠖种群中黑色基因 S 频率为5 浅灰色基因 s 频率为95 20世纪 桦尺蠖种群中黑色基因 S 频率为95 浅灰色基因 s 频率为5 淘汰不利变异基因 积累有利变异基因 结果 使基因频率定向改变 突变和基因重组为生物进化提供了原材料 自然选择可以使基因频率发生定向改变 导致生物朝着一定的方向不断进化 例1 某岛屿上存在着尺蛾的两个变种 该地区原为森林 后建设成工业区 下表为该地区不同时期的两个变种尺蛾的数量比 这些变化产生的原因是 A 灰尺蛾迁离 黑尺蛾迁入B 工业煤烟使灰尺蛾变成黑尺蛾C 自然选择作用D 人工选择的作用 C 例2 用现代生物进化理论分析解释狼的进化过程 1 狼群中存在不同类型的个体 如有跑得快的 有跑得慢的