广东省平远县高中生物 7.2.1 种群基因频率的改变与生物进化课件 新人教版必修2.ppt

现代生物进化理论的主要内容 一 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 种群的概念 生活在一定区域的同种生物的全部个体 卧龙自然保护区猕猴 一片草地的所有蒲公英 判断下列所述情况是否是一个种群 1 一个池塘中的所有鱼类 2 甲池塘中的鲤鱼和乙池塘中的鲤鱼 3 一个池塘中所有成年鲤鱼 4 一个池塘中所有鲤鱼 2 种群的特点 种群中的个体并不是机械地集合在一起 而是彼此可以交配实行基因交流 并通过繁殖将各自的基因传给后代 因此 种群不仅是生物进化的基本单位 也是繁殖的基本单位 3 基因库 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 4 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 某昆虫决定翅色的基因频率 全部个体 10个a基因个数 11个 aa中 3 2 6个aa中 5 1 5个aa中 0个 全部等位基因数 10 2 20个a基因频率 11 20 55 例 从种群中随机抽出100个个体 测得基因型为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 解法一 a基因的基因频率为 a基因的基因频率为 基因频率 40 a a 100 60 由题目知 aa aa和aa的个体的基因型频率分别为 30 60 和10 解法二 某基因频率 该纯合子频率 1 2杂合子频率 a aa频率 1 2aa频率 30 1 2 60 60 a aa频率 1 2aa频率 10 1 2 60 40 这一种群繁殖若干代以后 其基因频率会不会发生变化 已知基因型频率 求基因频率 种群中一对等位基因的频率之和等于1基因型频率之和也等于1 哈迪 温伯格定律 遗传平衡定律 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 这五个条件是 1 种群很大2 随机交配3 没有突变和重组4 没有个体迁入迁出5 没有选择 处于平衡状态的种群 一对等位基因aa a的频率为p a的频率为q 则 aa的机率为p2 aa的机率为2pq aa的机率为q2 哈迪 温伯格定律可用数学方程式表示为 p q 2 p2 2pq q2 哈迪 温伯格定律 遗传平衡定律 在自然界中 这五个条件都可能发生变化 因此 在实际中 这样的平衡是不存在的 也就是说 基因频率会发生变化 3 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 2 上述计算结果是建立在五个假设条件基础上的 对自然界的种群来说 这五个条件都成立吗 你能举出哪些实例 种群的基因频率会变化 至于基因a2的频率是增加还是减少 要看这一突变对生物体是有益的还是有害的 练习1 从地某某生物种群中随机抽取100个体 其中dd个体有30个 dd个体有60个 dd个体有10个 则d和d的基因频率是 a30 和10 b60 和40 c50 和50 d75 和25 答案 b 1 已知某种群各基因型的个体数求基因频率 练习2 在一个种群中随机抽出一定数量的个体 其中基因型为bb的个体为18 基因型为bb的个体占70 基因型bb的个体占12 那么基因b和b的频率分别是a18 82 b36 64 c53 47 d76 24 2 已知某种群各基因型的频率求基因频率 某基因频率 某基因纯合子基因型频率 1 2杂合子基因型频率 遗传平衡公式 p q 2 p2 2pq q2 若种群中一对等位基因为a和a 则p为a的基因频率 q为a的基因频率 p2为aa的基因型频率 2pq为aa的基因型频率 q2为aa的基因型频率 练习3 在豚鼠中 黑毛对白毛是显性 如果基因库中90 是显性基因b 10 是隐性基因b 则种群中基因型bb bb bb的频率是 a81 18 1 b45 40 15 c18 81 1 d45 45 10 3 已知某种群基因频率求各基因型的频率 种群中一对等位基因的频率之和等于1 基因型频率之和也等于1 影响种群基因频率变化的根本原因是什么 是变异 基因突变会产生新基因 基因重组会产生新的基因型 染色体变异会影响到多个基因 二 突变和基因重组产生生物进化的原材料 基因突变和染色体变异统称为突变 某海岛上的昆虫出现残翅和无翅类型 由于突变和基因重组 桦尺蠖形成不同体色 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 实例 在经常刮大风的海岛上 无翅或残翅的昆虫特别多 但是 在自然情况下 生物自发突变的频率很低 而且多数是有害的 那么 它为什么还能作为生物进化的原材料呢 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 例如 果蝇约有104对基因 假定每个基因的突变频率是10 5 对于一个中等大小的果蝇种群 约有108个个体 来说 每一代出现的基因突变数是 2 104 10 5 108 2 107 个 基因突变 基因重组 新的等位基因 多种多样的基因型 种群中出现大量可遗传的变异 变异是不定向的 形成了进化的原材料 不能决定生物进化的方向 小结 英19世纪曼彻斯特 英20世纪曼彻斯特 s 黑色 基因频率 5 以下95 以上 桦尺蠖 桦尺蠖 探究 自然选择对种群基因频率变化的影响 分析结果 得出结论 由于自然选择使黑褐色的个体生存下来 所以黑色的基因频率越来越大 而浅色的基因频率越来越小 自然选择使种群基因频率发生定向改变 讨论 1 树干变黑会影响桦尺蠖种群中浅色个体的出生率吗 为什么 2 在自然选择过程中 直接受选择的是基因型还是表现型 为什么 会影响 因为很多浅色个体可能在没有交配 产卵前就已被天敌捕食 表现型 例如 桦尺蠖的天敌能够看到的是它的体色而不是基因 三 自然选择决定生物进化的方向 在自然选择的作用下 种群的基因频率会发生定向改变 导致生物朝着一定的方向不断变化 也可以说 生物进化的实质就是种群基因频率发生变化的过程 3 影响基因频率的因素 突变和基因重组 1 种群是生物进化的基本单位 也是生物繁殖的基本单位 4 生物进化的实质就是种群基因频率发生变化的过程 小结 2 突变和基因重组是生物进化的原材料 自然选择 使基因频率发生变化 使基因频率发生定向改变 5 种群中产生的变异是 的 而自然选择是 的 经过长期的自然选择 其中不利变异被不断淘汰 有利变异逐渐 从而使种群的基因频率发生 改变 导致生物朝向一定方向进化 可