现代生物进化理论的主要内容 _第1课时

第七章第二节种群基因频率的改变与生物进化,1举例说明什么是种群；特点2基因库？3基因频率？计算？4基因型频率？计算？,自探提纲,（一）种群是生物进化的单位,1、种群：种群是生活在同一区域的同种生物的全部个体，是生物繁殖和生物进化的基本单位。,一种群基因频率的改变与生物进化,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.,实质：种群基因频率的变化,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3、生物进化的基本单位（）A.个体B.基因C.种群D.群体,B,C,C,2、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。,基因频率该基因的总数/该等位基因的总数,基因型频率该基因型个体数/该种群个体总数,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。,4、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。,5.基因频率的计算（1）,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的个体分别为30、60、10个，那么A、a的基因频率分别是多少？,A+a=1,此种基因的个数=纯合子个体数2杂合子个体数,种群中该对等位基因的总数=个体总数2,（1）已知基因型的个体数计算基因频率,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的基因频率分别是多少？,（2）已知基因型频率求基因频率,某基因频率=该基因纯合子的基因型频率+杂合子基因型频率的一半,P(A)=P(AA)+P(Aa)/2,P(a)=P(aa)+P(Aa)/2,A=,60%,a=,40%,30%+60%/2,=,10%+60%/2,A+a=1AA+Aa+aa=1,AA30%Aa60%aa10%,=,例1、在一个种群中随机抽出一定数量的个体，其中基因型AA的个体占24%，基因型Aa的个体占72%，基因型aa的个体占4%，那么基因A和基因a的频率分别是：（）A.36%和64%B.57%和43%C.24%和72%D.60%和40%,D,变式训练：1、在一个种群中随机抽出一定数量的个体，其中基因型BB的个体占26%，基因型Bb的个体占68%，基因型bb的个体占6%，那么基因B和基因b的频率分别是：（）A.26%和74%B.52%和48%C.60%和40%D.88%和12%,C,XB的频率=（XBXB个数2+XBXb个数+XBY个数)/(雌性个数2+雄性个体）,Xb的频率=（XbXb个数2+XBXb个数+XbY个数)/(雌性个数2+雄性个体）,色盲是伴X染色体隐性遗传，女性基因型是：XBXB、XBXb、XbXb，男性的基因型是：XBY、XbY,（3）伴X遗传方面的基因频率计算,例2：对某校学生进行色盲遗传病调查研究后发现：780名女生中有患者23人、携带者52人；820名男生中有患者65人，那么该群体中色盲基因的频率是()A.4.4%B.5.1%C.6.8%D.10.2%,C,根据题意，780名女生中有患者XbXb23人、携带者XBXb52人，因此女性中Xb占：23252=98；820名男生中有患者XbY65人，因此男性中Xb占：65Xb基因总数：9865163这样，该校学生中色盲基因和它的等位基因总数是：78028202380，这样该群体中色盲基因的频率就是：163/2380=6.8%。,变式:某工厂有男女职工各200人，对他们进行调查时发现，女色盲5人，女性携带15人。男性色盲11人，求XB,Xb的频率。,94%,6%,思考与讨论：,3用数学方法讨论基因频率的改变假设讨论题2中的群体满足以下五个条件：昆虫群体数量足够大，全部的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代，没有迁入与迁出，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翅色这一对性状没有作用）也没有基因突变和染色体变异。(1)计算子一代、子二代、子三代的基因频率与基因型频率,遗传平衡状态,30%,30%,30%,10%,36%,48%,16%,60%,40%,如果该种群随机交配，子代的基因频率又会如何变化呢？,思考:,36%,24%,16%,AA,Aa,Aa,24%,aa,其中p代表A基因的频率，q代表a基因的频率。则：p+q=1，并得出：p2代表AA的频率，q2代表aa的频率，2pq代表杂合子Aa的频率。,36%,48%,16%,60%,40%,36%,16%,48%,60%,60%,40%,40%,36%,48%,16%,假设的昆虫群体满足以下五个条件：昆虫群体数量足够大，全部的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代，没有迁入与迁出，自然选择对A、a控制的翅型性状没有作用也没有基因突变和染色体变异。,在上述条件下，种群的基因频率和基因型频率可以世代相传不发生变化，保持平衡，叫做哈代温伯格定律，也叫遗传平衡定律。设A的基因频率=p，a的基因频率=q，p+q=1(p+q)2=p2+2pq+q2=1,AA的基因型频率,Aa的基因型频率,aa的基因型频率,例3：一个随机交配的群体，某一对相对性状中，显性性状表现型的频率是0.19,则杂合子Aa的频率是（）A0.1B0.6C0.9D0.18,D,P115思考与讨论题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，种群的基因频率迟早要发生变化，也就是说种群的进化是必然的。,3.会，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。,可遗传的变异,基因突变染色体变异基因重组,突变和基因重组产生进化的原材料,（二）突变和基因重组产生进化的原材料,自然界，生物自发突变的频率很低，而且突变大多数是有害的，为什么还能够作为生物进化的原材料的呢？,果蝇约有104对基因，假定每个基因的突变率是105，一个约有109个果蝇的种群每一代出现的基因突变率是？,21041051092108,突变的有害和有利并不是绝对的，它取决于生物的生存环境。,基因重组,基因突变,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,变异是随机的、不定向的,形成了进化的原材料,结论：提供进化的原材料，不能决定生物进化方向。,原因是：结果是：,结论：自然选择决定生物进化的方向,（三）自然选择决定生物进化的方向。,淘汰不利变异基因、积累有利变异基因,使基因频率定向改变,在自然界，由于基因突变、基因重组和自然选择等因素，种群的基因频率和基因型频率总是在不断变化的。,生物进化的实质：种群的进化过程就是种群基因频率发生变化的过程。,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%,探究自然选择对种群基因频率变化的影响,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？,13.1%,升高,26%,60.9%,26.1%,73.9%,14.6%,29.3%,56.1%,29.3%,70.7%,降低,(1)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？,(2)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,有，许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已