72 种群基因频率的改变与生物进化-lu

1、一一 种群基因频率的改变与生物进化种群基因频率的改变与生物进化7.2 现代生物进化理论的主要内容现代生物进化理论的主要内容种群是生物进化的基本单位种群是生物进化的基本单位突变和基因重组产生进突变和基因重组产生进化的原材料化的原材料自然选择决定生物进化自然选择决定生物进化的方向的方向种群基因频率的改变与生物进化一一. .种群是生物进化的基本单位种群是生物进化的基本单位、种群的概念：种群的概念：种群是生活在一定区域的同种生物的全部种群是生活在一定区域的同种生物的全部个体。个体。种群是生物繁殖的基本单位。个体间彼种群是生物繁殖的基本单位。个体间彼此交配，通过繁殖将自己的基因传递给后代。此交配，通过繁

2、殖将自己的基因传递给后代。 生活在这里的生活在这里的每一种动物、植物每一种动物、植物和微生物都构成一和微生物都构成一个种群。生物个体个种群。生物个体通过繁殖将自己的通过繁殖将自己的基因传递给后代。基因传递给后代。、一个种群中全部个体所含的全部基因叫做、一个种群中全部个体所含的全部基因叫做这个种群的这个种群的基因库基因库，其中每个个体所含的基因，其中每个个体所含的基因只是基因库的一部分。只是基因库的一部分。 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。个基因库的一部分。个体间的差异越大，基

3、体间的差异越大，基因库也就越大。因库也就越大。3 3、在一个种群基因库中，某个基因占全部等位、在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率叫基因数的比率叫基因频率基因频率。生物进化其实就是生物进化其实就是种群基因频率改变的过程。种群基因频率改变的过程。 人类把鲫鱼的后人类把鲫鱼的后代培育成金鱼，实质代培育成金鱼，实质就是通过选择改变基就是通过选择改变基因频率。从图中看，因频率。从图中看，显然红色基因的频率显然红色基因的频率显著提高了。显著提高了。4 4、基因型频率：基因型频率：在一个种群中，某基因在一个种群中，某基因型个体占全部个体的比率。型个体占全部个体的比率。A的频率=120 _ 2

4、00=60%a的频率=80 _ 200=40%5.基因频率的计算基因频率的计算某昆虫种群中，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的基因频率是多少？A基因数基因数=23060=120个个a基因数基因数=60210=80个个A的频率的频率 a的频率的频率=1 6.6.用数学方法讨论基因频率的变化用数学方法讨论基因频率的变化1 1、假设上述、假设上述昆虫种群非常大昆虫种群非常大，所有的所有的雌雄个体间都雌雄个体间都能自由交配能自由交配并产生后代，并产生后代，没有迁入和迁出没有迁入和迁出，自然选择自然选择对翅色这一相对性状没有作用

5、对翅色这一相对性状没有作用，基因基因A A和和a a都不产生突都不产生突变变，根据孟德尔的分离定律计算：根据孟德尔的分离定律计算：(1)(1)该种群产生的该种群产生的A A配子和配子和a a配子的比率是多少？配子的比率是多少？(2)(2)子代基因型的频率各是多少？子代基因型的频率各是多少？(3)(3)子代种群的基因频率各是多少？子代种群的基因频率各是多少？(4)(4)子二代、子三代以及若干代以后，种群的基因频子二代、子三代以及若干代以后，种群的基因频率会同子一代一样吗？率会同子一代一样吗？新代基因型的频率AA(30%)Aa(60%)aa(10%)配子的比率A( )A( )a( )a( )子代基

6、因型频率AA( )Aa( )AA( )子代基因频率A ( )a( )30%30%30%10%36%48%16%60%40%2 2、上述计算结果是建立在五个假设条件基础上的。对、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？哪些实例？3 3、如果该种群出现新的突变型，也就是产生新的等位、如果该种群出现新的突变型，也就是产生新的等位基因基因A A2 2，种群的基因频率会变化吗？基因，种群的基因频率会变化吗？基因A A2 2的频率可能的频率可能会怎样变化？会怎样变化？ 亲代子一代 子二代 子三代基因型

7、频率AA30%Aa60%aa10%基因频率Aa36%48%16%60%40%36%16%48%60%60%40%40%36%48%16%60%40% 在一个有性生殖的自然种群中，在符合在一个有性生殖的自然种群中，在符合5 5个条件（个条件（ 种群大种群中个体间的交配时随机的没有突变发生没有自然选择也没有基因突变和染色体变异。）的情况下，各等位基因的频率和基因型频率在的情况下，各等位基因的频率和基因型频率在一代一代的遗传中是稳定不变的，或者说保持一代一代的遗传中是稳定不变的，或者说保持基因平衡。基因平衡。这就是哈代温伯格定律，也叫遗传平衡定律这就是哈代温伯格定律，也叫遗传平衡定律。 p2+2pq

8、+q2= 1AA基因型的频率= p2 Aa基因型的频率= 2pq aa基因型的频率=q2设设 A的频率的频率=p a的频率的频率=q则则当等位基因只有一对当等位基因只有一对Aa时，时，练习练习 在一个足够大的种群中，在一个足够大的种群中，A的频率是的频率是0.4，a的的频率是频率是0.6，若各种条件稳定不变，则该种群中若各种条件稳定不变，则该种群中AA、Aa、 aa的基因型频率各是的基因型频率各是。该种群中所有成熟个体自由交配一次，产生的后代个该种群中所有成熟个体自由交配一次，产生的后代个体中体中A的频率是的频率是， a的频率是的频率是。0.16 0.48 0.360.4 0.6基因基因突变突

9、变染色染色体变体变 异异基基 因因重重 组组突变突变可遗传的变异可遗传的变异生物进化的原材料生物进化的原材料二二. .突变和基因重组产生进化的原材料突变和基因重组产生进化的原材料基因突变产生新的等位基因，这就可能使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。种群的基因频率发生变化。 某海岛上的昆某海岛上的昆虫出现残翅和无翅虫出现残翅和无翅类型类型由于突变和基因重组，由于突变和基因重组，桦尺蠖形成了不同的体色。桦尺蠖形成了不同的体色。 自然界中生物的自然突变频率很低，而且一般对生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物体是有害的。

10、为什么还能够改变种群中的基因频率呢？率呢？ 例如：果蝇约有例如：果蝇约有104对基因，假定每个基因的突变率都是对基因，假定每个基因的突变率都是105，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108个个体），那个个体），那么每一代出现基因突变数是多少呢？么每一代出现基因突变数是多少呢？ 2 104 105个体个体 108种群种群=2 107实例：实例：在经常刮大风的海岛上，无翅或在经常刮大风的海岛上，无翅或残翅的昆虫特别多残翅的昆虫特别多突变的有利和有害并不是绝对的，它取决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。于生物的生存环境。基因突变产生的基因突变产生

11、的等位基因等位基因，通过有性生殖过程，通过有性生殖过程中的基因重组，可以形成多种多样的中的基因重组，可以形成多种多样的基因型基因型，从而使种群出现大量的可遗传变异。从而使种群出现大量的可遗传变异。由于基因突变和重组都是随机的、不定向的，由于基因突变和重组都是随机的、不定向的，因此它们只是提供生物进化的原材料，不能决因此它们只是提供生物进化的原材料，不能决定生物进化的方向。定生物进化的方向。“探究自然选择对种群基因频率的影响探究自然选择对种群基因频率的影响”ssss19世纪世纪20世纪世纪第1年第2年第3年第4年基因型频率SS10%11.5%Ss20%22.9%ss70%65.6%基因频率S20

12、%23%s80%77%70.7%26%29.2%14.7%56.1%60.9%26.1%73.9%29.3%13.1%升高降低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进化。三三. .自然选择决定生物进化的方向自然选择决定生物进化的方向1.1.某工厂有男女职工各某工厂有男女职工各200200名，对他们进行调查名，对他们进行调查时发现，女性色盲基因携带者为时发现，女性色盲基因携带者为1515人，女性患人，女性患者者1 1人，男性患者人，男性患者1414人，这个群体中人，这个群体中色盲基因色盲基因的的频率应为（频率应为（ ）。）。 A A、15% B15% B、3

13、.88% C3.88% C、5.17% D5.17% D、10.3%10.3%色盲（色盲（b b）基因频率）基因频率1521420022005.17C C 100% 100%2 2、已知人眼中的褐色（、已知人眼中的褐色（A A）对蓝色对蓝色(a)(a)是显性。在一个是显性。在一个有有3000030000人的人群中，蓝眼人有人的人群中，蓝眼人有36003600人，褐眼的有人，褐眼的有2640026400人，其中纯合体有人，其中纯合体有1200012000人。那么，在这个人群人。那么，在这个人群中中A A和和a a基因频率分布为（基因频率分布为（ ）（A A）0.640.64和和0.36 0.36

14、 （B B）0.360.36和和0.640.64（C C）0.500.50和和0.50 0.50 （D D）0.820.82和和0.180.183 3、在某一种群中，已调查得知，隐性性状者（等位基、在某一种群中，已调查得知，隐性性状者（等位基因用因用A A、a a表示）表示） 占占16%16%，那么该性状的，那么该性状的AAAA、AaAa基因型基因型个体出现的频率分别为（个体出现的频率分别为（ ）A.0.36A.0.36、0.48 B.0.360.48 B.0.36、0.24 0.24 C.0.16C.0.16、0.48 D.0.480.360.48 D.0.480.36AA4、据调查，某校学生中基因型的比例为、据调查，某校学生中基因型的比例为XB XB（42.32%） XB Xb （7.36%） XbXb （0.