种群的基因频率和生物进化

1、第2节 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、种群基因频率的改变与生物进化二、隔离与物种形成二、隔离与物种形成三、共同进化与生物多样性的形成三、共同进化与生物多样性的形成一、种群基因频率的改变与生物进化一、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（一）种群是生物进化的基本单位种群是生活在种群是生活在一定区域一定区域的的同种生物同种生物的的全部个体全部个体。、种群的概念：、种群的概念： 种群中的个体不是机械的结合在一起，而是彼此可种群中的个体不是机械的结合在一起，而是彼此可以自由交配，并通过繁殖将各自的基因传递给后代。以自由交配，并通过繁殖将各自的基因传

2、递给后代。种种群是生物繁殖的基本单位。群是生物繁殖的基本单位。例题：下列选项中，属于种群的是（例题：下列选项中，属于种群的是（ ）A.一个池塘中的几条鲤鱼一个池塘中的几条鲤鱼B.一个池塘中的全部鱼一个池塘中的全部鱼C.两个池塘内的全部青蛙两个池塘内的全部青蛙D.一座山上的全部马尾松一座山上的全部马尾松 D2 2、基因库、基因库一个种群中一个种群中全部个体全部个体所含有的所含有的全部基因全部基因叫做这个种群的基因库。叫做这个种群的基因库。 这些金鱼各自有这些金鱼各自有自己的基因，共同构自己的基因，共同构成了种群的基因库。成了种群的基因库。它们各自的基因都是它们各自的基因都是基因库的一部分。个基因

3、库的一部分。个体间的差异越大，基体间的差异越大，基因库也就越大。因库也就越大。3 3、基因频率、基因频率在一个种群的基因库中，在一个种群的基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率。某个基因占全部等位基因数的比率。4 4、基因型频率、基因型频率在一个种群所有个体中，在一个种群所有个体中，某个基因型占个体总数的比率。某个基因型占个体总数的比率。某基因频率某基因频率=某基因的数目某基因的数目控制同一性状的等位基因的总数控制同一性状的等位基因的总数100%某基因型频率某基因型频率=某基因型个体总数某基因型个体总数种群个体总数种群个体总数100%生物进化的实质就是种群基因频率改变的过程生物进化的实质就是

4、种群基因频率改变的过程例题1：在某昆虫的种群中，决定翅色为绿色的基因为A，决定翅色为褐色的基因为a,从这个种群中随机抽取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。每个个体都有两个基因，所以100个个体共有200个基因。由此可知：A基因的数量是a基因的数量是A基因的频率为a基因的频率为 2 230 + 60 = 120 30 + 60 = 120 个个 2 210 + 60 = 80 10 + 60 = 80 个个120 120 200 = 60% 200 = 60% 80 80 200 = 40% 200 = 40%AA%= 30%；Aa%=60% ；aa%=1

5、0%基因型频率：基因型频率：（1）通过已知各种基因型个体数求基因频率：）通过已知各种基因型个体数求基因频率：（2 2）已知某种群各基因型的频率求基因频率：）已知某种群各基因型的频率求基因频率：某基因频率某基因频率某基因纯合子基因型频率某基因纯合子基因型频率+1/2+1/2杂合子基因型频率杂合子基因型频率 例例. .在一个种群中随机抽出一定数量的个体，其中基因型为在一个种群中随机抽出一定数量的个体，其中基因型为BBBB的个体为的个体为18%18%，基因型，基因型bbbb的个体占的个体占12%12%，那么基因，那么基因B B和和b b的频率分的频率分别是（别是（ ） A 18% A 18%、82%

6、 B 36%82% B 36%、64% 64% C 53% C 53%、47% D 76%47% D 76%、24%24%B%=BB%+1/2Bb%b%=bb%+1/2Bb%C 某工厂有男女职工各某工厂有男女职工各200200人，对他们进行调查时发现，女色盲人，对他们进行调查时发现，女色盲5 5人，女性携带人，女性携带1515人，男性色盲人，男性色盲1111人，求人，求X XB B,X,Xb b的频率的频率. .总基因数：总基因数：2002200600 XbXb 5个个 XBXb 15个个 XBXB 180个个 XbY 11个个 XBY 189个个 Xb： （521511）/600=6% XB

7、： （180215+189）/600=94%如果某基因在如果某基因在X染色体上，而在染色体上，而在Y染色体上没有该基因及其等染色体上没有该基因及其等位基因，则公式可以转变成位基因，则公式可以转变成基因频率基因频率=某基因总数某基因总数2X女性个体数女性个体数+男性个体数男性个体数1.影响种群基因频率变化的内因：影响种群基因频率变化的内因：突变突变变异变异不能遗传的变异不能遗传的变异可可遗传的变异遗传的变异基因突变基因突变染色体变异染色体变异基因重组基因重组2.影响种群基因频率变化的外因：影响种群基因频率变化的外因：突变突变结论：结论： 提供进化的原材料。提供进化的原材料。突变和基因重组突变和基

8、因重组生物进化的实质就是种群基因频率改变的过程生物进化的实质就是种群基因频率改变的过程突变：基因突变和染色体变异突变：基因突变和染色体变异 思考：思考：自然界中生物的自然突变频率很低，而且一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？频率呢？ 例如：果蝇约有例如：果蝇约有10104 4对基因，假定每个基因的突变率对基因，假定每个基因的突变率都是都是10105 5，若有一个中等数量的果蝇种群（约有，若有一个中等数量的果蝇种群（约有10108 8个个个个体），那么每一代出现的基因突变数是多少呢？体），

9、那么每一代出现的基因突变数是多少呢？2 2 10 104 4 10 105 5一个个体一个个体10108 8种群种群=2 =2 10107 71.影响种群基因频率变化的内因：影响种群基因频率变化的内因：突变突变变异变异不能遗传的变异不能遗传的变异可可遗传的变异遗传的变异基因突变基因突变染色体变异染色体变异基因重组基因重组2.影响种群基因频率变化的外因：影响种群基因频率变化的外因：自然选择自然选择 变异变异结论：结论： 提供进化的原材料。提供进化的原材料。突变和基因重组突变和基因重组 突变的有害和有利也不是绝对的，突变的有害和有利也不是绝对的，这往往取决于生物的生存环境。这往往取决于生物的生存环

10、境。 19世纪，桦尺蠖种群中黑色世纪，桦尺蠖种群中黑色基因（基因（S）频率为）频率为5%，浅灰色，浅灰色基因（基因（s）频率为）频率为95% 20世纪，桦尺蠖种群中黑世纪，桦尺蠖种群中黑色基因（色基因（S）频率为）频率为95%，浅灰色基因（浅灰色基因（s）频率为）频率为5%第第1年年第第2年年第第3年年第第4年年第第5年年第第6年年第第7年年基因基因型个型个体数体数SS10Ss20ss70总数总数100基因基因型频型频率率SS10%Ss20%ss70%基因基因频率频率S20%s80%112263961224579312.9%25.8%61.3%25.8%74.2%11.5%22.9%65.5%

11、23%77%1326529114.3%28.6%57.1%28.6%71.4%1428478915.7%31.5%52.8%31.5%68.5%1530438817%34%48.9%34%66%1633398818.2%37.5%44.3%37%63%结论：在自然选择下，种群中结论：在自然选择下，种群中S S的基因频率不断上的基因频率不断上升，升，s s的基因频率不断下降。的基因频率不断下降。浅色浅色ss个体每年减少个体每年减少10%，黑色，黑色s_个体每年增加个体每年增加10%1 1、物种的概念、物种的概念 能够在自然状态下能够在自然状态下相互交配相互交配并且并且产生可育产生可育后代后代的一

12、群生物。的一群生物。骡骡是马跟驴交配产生的后代是马跟驴交配产生的后代虎狮兽虎狮兽是老虎和狮子配产生的后代是老虎和狮子配产生的后代隔离隔离不同种群间的个体，在自然条件下基因不同种群间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。不能自由交流的现象。（2 2）地理隔离：同种生物由于地理上的障碍而分）地理隔离：同种生物由于地理上的障碍而分成不同的种群，使得种群间不能发生基因交流的成不同的种群，使得种群间不能发生基因交流的现象。现象。（1 1）生殖隔离：不同种生物一般不能相互交配，）生殖隔离：不同种生物一般不能相互交配，即使交配成功也不能产生可育后代的现象。即使交配成功也不能产生可育后代的现象。地理隔离

13、：由于高山、河流、沙漠或其他地理上的障碍，地理隔离：由于高山、河流、沙漠或其他地理上的障碍，使不同的种群不能基因交流。使不同的种群不能基因交流。如东北虎如东北虎( (左左) )和华南虎和华南虎( (右右) )都是亚洲虎的后代，由于长期地理都是亚洲虎的后代，由于长期地理隔离而没有相互交配，没有基因交流，形成了地理隔离，它们形成隔离而没有相互交配，没有基因交流，形成了地理隔离，它们形成两个不同的亚种。两个不同的亚种。二、隔离在物种形成中的作用二、隔离在物种形成中的作用一一个个种种群群地理隔离地理隔离小小种种群群自然选择自然选择生殖隔离生殖隔离新新物物种种基因频率基因频率发生改变发生改变（由（由突变和基因重组突变和基因重组产生变异）产生变异）经过长期的地理隔离而达到生殖隔离经过长期的地理隔离而达到生殖隔离新物种形成的标志新物种形成的标志加拉帕戈斯群岛的地雀加拉帕戈斯群岛的地雀地雀地雀甲岛地雀甲岛地雀乙岛地雀乙岛地雀丙岛地雀丙岛地雀丁岛地雀丁岛地雀突突变变和和基基因因重重组组 自自然然选选择择 甲岛地雀甲岛地雀1乙岛地雀乙岛地雀2丙岛地雀丙岛地雀3丁岛地雀丁岛地雀4种种群群基基因因库库改改变变隔离在物种形成中的作用：隔离是物种形成的必要条件。隔离在物种形成中的作用：隔离是物种形成的必要条件。（二）生