高中生物 7.2种群基因频率的改变与生物进化精品课件 新人教版必修2 .ppt

一种群基因频率的改变与生物进化 中弱不胜触 外坚聊自郛 这是北宋著名诗人苏东坡对蜗牛的描述 蜗牛最致命的天敌是萤火虫 如果在蜗牛壳为黄色 基因型为aa 的群体中偶然出现一只棕色蜗牛壳 aa 的变异个体 则棕色比黄色更不容易被敌害发现 请思考 1 蜗牛的这种变异有利于生物进化吗 2 若棕色个体能很好地生存下来 它体内的a基因如何才能传递给子代呢 主题一种群是生物进化的基本单位1 种群的含义和特点 1 含义 生活在一定区域的 2 特点 是 的基本单位 彼此可以交配 并通过繁殖将 传给后代 同种生物的全部个体 生物进化 各自的基因 2 基因库与基因频率 1 基因库 一个种群中 所含有的 2 基因频率 在一个种群基因库中 的比率 全部个体 全部基因 某个基因占全部等位基 因数 想一想 种群中每个个体都含有基因库的全部基因吗 提示 不是 基因库是指一个种群中全部个体所含有的全部基因 一个个体只含有基因库的一部分基因 1 分析生物进化的基本单位 1 判断下列实例是否是种群 并说明理由 否 鸟类包括多个物种 与种群中 同种 生物 的条件不符 否 没有包括这个物种的全部个体 青蛙 只是这个物种的成体 没有幼体蝌蚪 是 微山湖是一个地点 鲤鱼为一个物 种 包括了所有的个体 2 为什么说生物进化的基本单位是种群而不是个体 提示 个体的基因型是终身不变的 无论它在自然选择中具有多大优势 其基因型也不可能一成不变地遗传给下一代个体 种群中个体的基因来自种群基因库 个体死亡后又通过其后代把基因延续下去 如果一个个体不能与种群中其他个体交配产生后代 这个个体在进化上就没有意义 2 计算种群的基因频率若一个种群中含有a和a一对等位基因 根据下列条件 计算种群的基因频率 1 若已知种群中基因型为aa aa和aa的个体数目分别为a1 a2 a3 如何计算种群中a的基因频率 提示 2 若已知aa aa和aa的基因型频率分别为p1 p2 p3 如何计算a的基因频率 提示 3 若已知基因型为xbxb xbxb xbxb xby和xby的个体数分别为a1 a2 a3 a4 a5 试求xb的基因频率 提示 3 影响种群基因库改变的因素种群的基因库是一直不变的吗 试分析原因 提示 不是 基因突变 染色体变异 自然选择 种群个体的迁入迁出等都会使种群的基因库发生改变 1 判断种群的 三要素 1 生活在一定的自然区域内 2 同一种生物 3 全部个体的总和 2 遗传平衡定律及其适用条件 1 定律内容 若种群中 一对等位基因为a和a 设a的基因频率为p a的基因频率为q 则p q a a 1 如果这个种群达到了遗传平衡 那么遗传平衡定律可以表示为 p q 2 p2 2pq q2 aa aa aa 1 p2代表纯合子aa的基因型频率 2pq代表杂合子aa的基因型频率 q2代表纯合子aa的基因型频率 即 aa p2 aa 2pq aa q2 2 适用条件 保证种群基因频率稳定不变的5种因素 该种群非常大 所有的雌雄个体都能自由交配 没有迁入和迁出 自然选择对不同表现型的个体没有作用 这对基因不发生突变和携带这对基因的染色体不发生变异 典题训练 某动物种群中aa aa和aa的基因型频率分别为0 3 0 4和0 3 请回答 1 该种群中a基因的频率为 2 如果该种群满足四个基本条件 即种群 不发生 不发生 没有迁入迁出 且种群中个体间随机交配 则理论上该种群的子一代中aa的基因型频率为 如果该种群的子一代再随机交配 其后代中aa的基因型频率 会 不会 发生改变 3 假定该动物种群满足上述四个基本条件 但不发生随机交配 只在相同基因型之间进行交配 则理论上该种群的子一代中aa aa和aa的基因型频率分别为 和 如果子一代也同样只发生相同基因型之间的交配 其后代中aa aa和aa的基因型频率 会 不会 发生改变 解题指南 明确隐性基因的基因频率 隐性纯合子的基因型频率 1 2杂合子的基因型频率 在理想条件下 种群达到遗传平衡 种群的基因频率和基因型频率都不变 否则种群的基因型频率可能改变 解析 1 aa 0 3 aa 0 4 aa 0 3 所以a 0 4 1 2 0 3 0 5 2 由a 0 5 可以计算出后代中aa的基因型频率是 0 5 2 0 25 且该基因型的频率不会发生改变 但是该结论的前提条件是种群足够大 不发生基因突变 不发生选择 没有迁入迁出 且种群中个体间随机交配 3 aa 0 3 aa 0 4 aa 0 3 题目中叙述的情况相当于植物的自交 结果如下 0 3aa aa得到0 3aa 0 4aa aa得到0 1aa 0 2aa 0 1aa 0 3aa aa得到0 3aa 所以相同基因型之间进行交配 后代中aa 0 3 0 1 0 4 aa 0 2 aa 0 3 0 1 0 4 同理可以计算该代相同基因型个体之间的交配后代中aa 0 45 aa 0 1 aa 0 45 所以基因型频率会发生改变 答案 1 0 5 2 足够大基因突变 或突变 选择0 25不会 3 0 40 20 4会 互动探究 1 当满足上述四个基本条件并随机交配时 a和a的基因频率分别是多少 提示 满足上述四个基本条件 说明种群达到了遗传平衡 种群的基因频率不变 即a和a的基因频率均为0 5 2 第 3 问中 若只在相同基因型之间进行交配 a和a的基因频率分别是多少 种群进化了吗 提示 a的基因频率 aa的基因型频率 1 2aa的基因型频率 0 4 1 2 0 2 0 4 0 1 0 5 可得a的基因频率 1 0 5 0 5 由于种群的基因频率没有改变 因此种群没有进化 规律方法 自交与自由交配引起的基因频率和基因型频率的改变 1 自由交配时 基因频率和基因型频率均不变 2 自交时 基因频率不变 基因型频率改变 纯合子越来越多 杂合子越来越少 专题二突变和基因重组产生进化的原材料1 突变和基因重组产生生物进化的原材料 1 可遗传变异的来源 染色体变异 统称为 基因重组 基因突变 突变 2 可遗传变异是生物进化原材料的原因 基因突变产生 等位基因 基因重组产生 可遗传变异的结果 提供 的原材料 新基因 新的基因型 可遗传变异的两大特点 随机性 不定向性 生物进化 2 变异的有利和有害是相对的 是由 决定的3 自然选择决定生物进化的方向 1 选择的对象 表面对象 生物的 实质对象 控制性状的 2 选择的结果 从生物性状上看 生物朝着一定的方向进化 形成生物的 从实质上看 发生改变 生存环境 变异性状 基因 适应性 种群基因频率 判一判 1 基因突变和基因重组使生物发生定向改变 分析 基因突变和基因重组是不定向的 而自然选择才会使生物发生定向改变 2 在环境条件保持稳定的前提条件下 种群的基因频率不会发生变化 分析 影响种群基因频率改变的因素 基因突变 基因重组 自然选择 迁入和迁出等 环境条件不发生改变 只是对生物的自然选择压力减小 并不等于种群中不存在变异 迁入和迁出对种群的基因频率造成影响 1 探究变异对种群遗传组成的影响 1 所有的变异都能导致种群基因频率的改变吗 为什么 提示 不是 只有可遗传的变异才能影响种群基因的组成 才能改变基因频率 2 基因突变和基因重组对种群遗传组成的影响一样吗 试分析原因 提示 二者都对种群遗传组成产生影响 但影响角度不一样 只有基因突变才能出现新基因 才能丰富基因库 改变基因频率 从而影响种群的遗传组成 基因重组不能产生新基因 只能增加基因型的种类 以此来影响种群的遗传组成 3 有人认为 发生在体细胞中的基因突变不能传递给后代 因此不能为生物进化提供原材料 这种说法正确吗 分析原因 提示 不正确 发生在体细胞中的基因突变 可以通过无性繁殖的方法传递给后代 如发生基因突变的花芽或叶芽 通过植物组织培养技术或者嫁接的方法可以传递给下一代 因此能为生物进化提供原材料 2 探究自然选择在生物进化中的作用 1 自然选择是如何使桦尺蠖种群中决定浅色性状的s基因频率越来越低的 提示 在树干变黑的环境下 浅色桦尺蠖易被天敌发现和捕食 使ss的个体越来越少 ss和ss的个体越来越多 从而使决定黑色性状的s基因频率越来越高 2 在自然选择过程中 直接受选择的是基因型还是表现型 简要说明原因 提示 直接受选择的是表现型 因为天敌看到的是性状 而不是控制性状的基因 1 理解 突变 的含义 1 广义的突变包括基因突变和染色体变异 并非仅指基因突变 因为染色体变异必然涉及基因的改变 2 等位基因的产生是通过基因突变完成的 2 自然选择决定生物进化的方向可遗传的变异是不定向的 经过长期的自然选择 其中的不利变异不断被淘汰 有利变异则逐渐积累 从而使种群的基因频率发生定向改变 导致生物定向进化 典题训练 根据现代生物进化理论 下列说法正确的是 a 自然选择决定了生物变异和进化的方向b 生物进化的实质是种群基因型频率的改变c 种群内基因频率的改变在世代间具有连续性d 种群内基因频率改变的偶然性随种群数量下降而减小 解题指南 解答本题应注意以下两点 1 变异是不定向的 自然选择是定向的 2 自然选择使种群的基因频率发生定向改变 从而使生物定向进化 解析 选c a项 自然选择决定了生物进化的方向 b项 生物进化的实质是种群基因频率的改变 c项 种群中基因频率的改变在世代间具有连续性 导致生物不断进化 d项 种群中基因频率改变的偶然性随种群数量下降而增大 变式训练 基因突变对绝大多数个体是不利的 但却是生物进化的重要因素之一 你认为这一说法