高中生物 7.2 现代生物进化理论的主要内容课件 新人教版必修2.ppt

第二节现代生物进化理论的主要内容 一个基因所控制的性状对个体生存和繁殖后代的贡献越大 拥有该基因的个体的可能越多 当然就会使越来越多的虎拥有自己的拷贝 一 种群基因频率的改变与生物进化 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 如果该绿色个体 aa 已经很好的生活下来 它体内的a基因怎样才能遗传给后代 请写出遗传图解 出现有利变异个体内的有利基因只有在群体中 通过有性生殖才能世代延续 研究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 还必须研究群体的基因组成变化 一 种群是生物进化的基本单位 这个群体就是种群 探究活动 二 1 什么叫做种群 生活在一定区域的同种生物的全部个体叫做种群 种群中的个体并不是机械地集合在一起 而是彼此可以交配 并通过繁殖将各自的基因传给后代 探究活动 二 2 阅读114页的第三自然段 探究并回答问题 1 种群在繁衍过程中 个体有新老交替 基因却代代相传 这句话表明种群在进化过程中处于什么地位 说明在自然界中 种群是生物繁殖 进化的基本单位 下列属于种群的是 a 一块水田里的全部水稻 水草b一块稻田里的全部幼蚜 有翅 无翅的成蚜c一块朽木上的全部真菌d 一个池塘中全部鱼下列关于种群的说法不正确的是 种群是生物进化的基本单位种群是生物繁殖的基本单位c 中国大陆上所有老虎是一个种群d 同一种群的个体可以自由交配 b c 性状是由基因控制的 因此研究生物的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概念 1 什么是种群的基因库 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 什么是种群的基因频率 在一个种群基因库中 某基因占全部等位基因的比率叫做基因频率 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 自读115页 a a 1 此种基因的个数种群中该对等位基因的总数 此种基因的个数 纯合子个体数x2 杂合子个体数 种群中该对等位基因的总数 个体总数x2 通过基因型个体数量计算基因频率 30 30 30 10 36 48 60 40 16 36 48 16 60 40 在群体满足五个条件的情况下 计算子二代 子三代的基因频率与基因型频率 分析一下各代基因频率与基因型频率相同吗 哈迪 温伯格定律 1908年 英国数学家哈迪和德国医生温伯格分别提出关于基因频率稳定性的见解 他们指出 一个有性生殖的自然种群中 在符合以下5个条件的情况下 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 或者说 是保持着基因平衡的 这5个条件是 种群大 种群中个体间的交配是随机的 没有突变发生 没有新基因加入 没有自然选择 这就是哈迪 温伯格定律 哈迪 温伯格定律可用数学方程式表示 p q 2 p2 2pq q2 1其中p代表一个等位基因 如上例中a的频率 q代表另一等位基因 如上例中a的频率 p q永远为1 即a的频率加a的频率为1 2 1 2 1 p2代表一个等位基因 即a的纯合子aa的频率 即1 2 1 2 1 4 q2代表另一纯合子aa的频率 也是1 2 1 2 1 4 2pq代表杂合子aa的频率 即2 1 2 1 2 如果等位基因不止2个 如前一章所述的身高 体色等涉及多个等位基因的性状 哈代 温伯格定律也同样适用 但公式就要相应调整 例如 有3个等位基因时 公式就应改为 p q r 2 p2 q2 r2 2pq 2pr 2qr 1 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 种群的基因频率迟早要发生变化 也就是说种群的进化是必然的 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 特别是如果第 点假设 基因a和a都不产生突变 即没有基因突变和染色体变异 成立这与前面我们所学的基因突变的哪个特性相违背 与基因突变的普遍性相违背 如果该种群出现新的突变型 也就是产生新的等位基因 a2 种群的基因频率会变化吗 基因a2的频率可能会怎样变化 突变产生的新基因会使种群的基因频率发生变化 基因a2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 这往往取决于生物生存的环境 总结 种群基因频率的改变与生物进化 一 种群是生物进化的基本单位 1 种群 基因库 基因频率等概念2 用数学方法讨论基因频率的变化 下列关于基因库的叙述正确的是 a一个种群中一个个体所含有的全部基因叫做这个种群的基因库b一个种群中全部个体所含有的显性基因叫做这个种群的基因库c一个种群中全部个体所含有的全部基因叫做这个种群的基因库d一个种群的基因库会随着种群中一代一代的死亡而消减和灭亡 c aa aa aa的个体分别占24 72 4 那么a a的基因频率是多少 a 36 和64 b 57 和43 c 24 和72 d 60 和40 d 某种基因的基因频率 某种基因的纯合子频率 1 2杂合子频率 通过基因型频率计算基因频率 a 24 1 2x72 60 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 10 1 2 10 20 25 某工厂有男女职工各200名 对他们进行调查时发现 女性色盲基因携带者为15人 女性患者1人 男性患者14人 这个群体中色盲基因的频率应为 a 15 b 3 88 c 5 17 d 10 3 色盲 b 基因频率 15 2 14 200 2 200 5 17 c 课堂练习 100 普遍性 随机性 低频性 有害性 不定向性 a a1或a a2 基因突变的的特点和意义分别是什么 意义 基因突变尽管是随机的 不定向的 在自然状态下 突变频率很低 但却是普遍存在的 它是新基因产生的途径 是生物变异的根本来源 是生物进化的原始资料 二 突变和基因重组产生进化的原材料 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 这就可能使种群的基因频率发生变化 什么是突变 现代遗传学研究表明 可遗传的变异来源于基因突变 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 基因突变 染色体异变 基因重组 突变 可遗传的变异 基因频率改变的因素 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 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 突变的有害还是有利也不是绝对的 这往往取决于生物的生存环境 1 种群中突变的特点 突变数很大 随机 不定向2 种群基因重组的结果 产生更多可遗传变异 不定向 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 个体 108 种群 2 107 结论 突变和基因重组产生进化的原材料 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 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 自然选择可以使种群的基因频率定向改变 探究活动 四 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 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 在自然选择过程中 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得体色 表现型 而不是控制体色的基因 自然选择使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向 桦尺蠖 深色 浅色 栖息环境浅色 个体多 个体少 栖息环境深色 s基因频率降低s基因频率升高 浅色 深色 s基因频率又降低s基因频率又升高 s基因频率95 s基因频率95 除自然选择外 遗传漂变和迁移也是造成种群基因频率发生变化的重要原因 原因是 淘汰不利变异基因 积累有利变异基因 结论 自然选择决定生物进化的方向 结果是 使基因频率定向改变 6 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 这些变产生的原因是 a 灰尺蛾迁离