721 现代生物进化理论的主要内容(1课时).ppt

问题探讨 幼虎 把自己想象成虎体内的一个基因 你不仅不愿意自己在虎的后代中消失 而且想让越来越多的虎拥有自己的拷贝 你怎样才能达到这一目的呢 你将选择做哪一种基因 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 达尔文的自然选择学说指出 在一种生物的群体中 出现有利变异的个体能存活 并且有机会留下自己的后代 但是 研究生物的进化 仅研究个体的表现型是是否与环境相适应是不够的 还必须研究群体基因组成的变化 这个群体就是种群 一 种群是生物进化的基本单位 1 种群概念 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 在自然界中 种群是生物繁殖 进化的基本单位 判断下列是否属于种群 1 一个池塘中的全部鱼 2 一个池塘中的全部鲤鱼 3 两个池塘内的全部青蛙 4 一片草地上的全部植物 5 一片草地上的成年梅花鹿 否 是 否 否 否 关键 1 同一种2 全部 某区域 3 能繁殖 庙里的一群和尚也属于种群吗 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 并通过繁殖将各自的基因传给后代 思考 同前一年的蝗虫种群相比 新形成的蝗虫种群在基因组成上会有什么变化吗 1 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2 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 已知果蝇灰身和黑身是一对相对性状 基因位于常染色体上 将纯种的灰身和黑身果蝇杂交 F1全部是灰身 让F1自交产生F2 将F2中的灰身果蝇取出 让其自由交配 后代中灰身和黑身果蝇的比例为 A 1 1B 2 1C 5 1D 8 1 D 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 3 基因库 一个种群中全部个体所含有的全部基因 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 5 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 如某昆虫种群中决定翅色为绿色的基因为A 决定翅色为褐色的基因为a 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 解 A基因的基因频率为 a基因的基因频率为 40 30 100 100 1 2 60 100 100 60 10 100 100 1 2 60 100 100 40 A a 纯合子频率 1 2杂合子频率 60 课堂练一练 3 已知人眼的褐色 A 对蓝色 a 是显性 在一个有30000人的人群中 蓝眼的人3600人 褐眼的有26400人 其中纯合体有12000人 那么 在这一个人群中A和a的基因频率分别为 A0 64和0 36B0 36和0 64C0 50和0 50D0 82和0 18 A 4 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 假设115页题目中的种群满足以下五个条件 昆虫群体数量足够大 没有迁入与迁出 全部的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代 AA Aa aa三种基因型昆虫的生存能力完全相同 也就是说自然选择对A a控制的翅型性状没有作用 A和a都不产生突变 即没有基因突变和染色体变异 在有性生殖过程中 如果符合以上的理想条件 1 该种群产生的A配子和a配子的比率各是多少 A60 a40 A60 a40 36 24 16 AA Aa Aa 24 aa 2 子代基因型的频率各是多少 3 子代种群的基因频率各是多少 30 30 30 10 36 48 60 40 16 已知果蝇灰身和黑身是一对相对性状 基因位于常染色体上 将纯种的灰身和黑身果蝇杂交 F1全部是灰身 让F1自交产生F2 将F2中的灰身果蝇取出 让其自由交配 后代中灰身和黑身果蝇的比例为 A 1 1B 2 1C 5 1D 8 1 D 36 48 16 60 40 4 在讨论题2中的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 p q 1 P表示基因A的频率q表示基因a的频率 遗传平衡定律 满足以上五个条件 6 在某一个人群中 已调查得知 隐性性状者为16 问该性状不同类型的基因型频率是多少 按AA Aa aa顺序排列答案 A0 360 480 16B0 480 360 16C0 160 480 36D0 160 360 48 A 典例 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 Xb 变式 某工厂有男女职工各200名 对他们进行调查时发现 女性色盲基因的携带者为15人 患者5人 男性患者11人 那么这个群体中色盲基因的频率为 A 8 B 10 C 6 D 11 7 C 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 5 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 6 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 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 突变和基因重组是产生进化的原材料 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 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 结论 突变和基因重组产生进化的原材料 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 基因重组 突变 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 结论 突变和基因重组产生进化的原材料 三 自然选择决定生物进化的方向 1 根据前面所学的知识你能做出假设吗 探究活动 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 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浅色桦尺蠖的生存 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 3 14 6 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 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 影响基因频率的因素 突变 基因重组和自然选择 生物进化的实质就是 种群是