种群基因频率的改变与生物进化

1、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一一 种群基因频率的改变与种群基因频率的改变与生物进化生物进化一一 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1、种群、种群2、种群基因频率、种群基因频率3、种群基因频率的改变、种群基因频率的改变4、生物进化、生物进化一一 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1、种群、种群2、种群基因频率、种群基因频率3、种群基因频率的改变、种群基因频率的改变4、生物进化、生物进化234一、种群一、种群1.1.怎样的一群个体可以称为种群呢？怎样的一群个体可以称为种群呢？ 生活生活在在一定区域一定区域的的同种生物同种生物的的全

2、部个体全部个体叫做叫做种群。种群。 1.菜市场所有的白菜。菜市场所有的白菜。 2.一片草地上的全部蛇。一片草地上的全部蛇。 3.我国长江流域的全部白暨豚。我国长江流域的全部白暨豚。以下描述是种群吗？种群是生物进化的基本单位种群是生物进化的基本单位桦尺蠖桦尺蠖SsssSS Ss 在在18701870年的英国曼彻斯特地年的英国曼彻斯特地区，生活着一群桦尺蠖，桦尺蠖区，生活着一群桦尺蠖，桦尺蠖的体色受一对等位基因的体色受一对等位基因S S和和s s控制，控制，黑色黑色S S对浅色是显性的。从这个对浅色是显性的。从这个种种群群中随机抽取中随机抽取100100只个体，测得基只个体，测得基因型为因型为SS

3、SS、SsSs、ssss的个体分别是的个体分别是1010、2020和和7070只，求：只，求：（1 1）SSSS、SsSs和和ssss的的基因型频率基因型频率是是多少？多少？（2 2）S S和和s s的的基因频率基因频率是多少？是多少？桦尺蠖桦尺蠖二、种群基因频率二、种群基因频率1.1.基因库：基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基一个种群中全部个体所含有的全部基因叫这个种群的基因库。因叫这个种群的基因库。2.2.基因频率基因频率：在一个种群基因库中，某在一个种群基因库中，某基因占基因占 全部全部等位基因数的比率。等位基因数的比率。3.3.基因型频率：基因型频率：在一个种群中，某基因型个体占

4、在一个种群中，某基因型个体占全部个体的比率。全部个体的比率。从这个种群中随机抽取从这个种群中随机抽取100100只个体，测得基因型为只个体，测得基因型为SSSS、SsSs、ssss的个体分别是的个体分别是1010、2020和和7070只，求：只，求：（1 1）SSSS、SsSs和和ssss的基因型频率是多少？的基因型频率是多少？（2 2）S S和和s s的基因频率是多少？的基因频率是多少？10%10%、20%20%、70%70% 此此种基因的个数种基因的个数 种群种群中该对等位基因的总数中该对等位基因的总数某种基因某种基因的的基因频率基因频率=基因型频率基因型频率=此种基因型个体此种基因型个体

5、全部个体全部个体 100%100% 100%100%S=S=10102+20 2+20 200200= =2020% %s=s=8080% % 100%100% 200 20070702+20 2+20 = =100%100% 假设英国曼彻斯特的桦尺蠖种群非常大，所假设英国曼彻斯特的桦尺蠖种群非常大，所有的雌雄个体间都能自由交配并产生后代，没有有的雌雄个体间都能自由交配并产生后代，没有迁入和迁出，自然选择对体色这一相对性状没有迁入和迁出，自然选择对体色这一相对性状没有作用，基因作用，基因S S和和s s都不产生突变，根据孟德尔的分都不产生突变，根据孟德尔的分离定律完成下表：离定律完成下表：三、

6、种群基因频率的变化三、种群基因频率的变化亲代基因型亲代基因型的频率的频率SS( )Ss( )ss( )亲代种群基亲代种群基因的频率因的频率S( )s( )子代基因型子代基因型的频率的频率SS( ) Ss( )ss( )子代种群的子代种群的基因频率基因频率S( )s( )SS10% Ss20%SS10% Ss20%ss70% ss70% S 20% s 80%S 20% s 80%10%10%20%20%70%70%20%80%4%32%64%20%80% S 20%s 80%卵细胞卵细胞精子精子S 20%s 80%SSSsSsssS=2SS的基因型频率2 2+Ss的基因型频率s=2ssss的基

7、因型频率的基因型频率2 2+Ss的基因型频率三、种群基因频率的变化三、种群基因频率的变化 假设英国曼彻斯特的桦尺蠖种群非常大，所假设英国曼彻斯特的桦尺蠖种群非常大，所有的雌雄个体间都能自由交配并产生后代，没有有的雌雄个体间都能自由交配并产生后代，没有迁入和迁出，自然选择对体色这一相对性状没有迁入和迁出，自然选择对体色这一相对性状没有作用，基因作用，基因S S和和s s都不产生突变。都不产生突变。桦尺蠖群体数量足够大桦尺蠖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没有迁入与迁出SS、Ss、ss三种基因型的桦尺蠖生存能力完全相同三种

8、基因型的桦尺蠖生存能力完全相同 （也就是说自然选择对（也就是说自然选择对S、s控制的体色性状没有作用）控制的体色性状没有作用）S和和s都不产生突变都不产生突变,即没有基因突变和染色体变异。即没有基因突变和染色体变异。 此此种基因的个数种基因的个数 种群种群中该对等位基因的总数中该对等位基因的总数某种基因某种基因的的基因频率基因频率= 100%100% 如果该桦尺蠖种群出现新的突变型，也就是产生新如果该桦尺蠖种群出现新的突变型，也就是产生新的等位基因（的等位基因（S2），种群的基因频率会变化吗？），种群的基因频率会变化吗？突变产生的新基因会使种群的基因频率发生变化。突变产生的新基因会使种群的基因

9、频率发生变化。不可以遗传的变异不可以遗传的变异可遗传的变异可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突变突变 突变和基因重组都是随机的、不定向的，突变和基因重组都是随机的、不定向的，因此它们只是提供了进化的原始材料因此它们只是提供了进化的原始材料 如果该桦尺蠖种群出现新的突变型，也就是产生新如果该桦尺蠖种群出现新的突变型，也就是产生新的等位基因（的等位基因（S2）,基因基因S2的频率可能会怎样变化？的频率可能会怎样变化？ 基因基因S S2 2的频率是增加还是减少，要看这一突变对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生物体是有益还是

10、有害的，这往往取决于生物生存的环境。的环境。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 19世纪时，曼彻斯特地区的树干上长满地衣。后来，随着工业的发展，工厂排出的煤烟使地衣不能生存，结果树皮裸露并被熏成黑褐色。SS 在在18701870年的英国曼彻斯特地区，桦尺蠖的种群基因型年的英国曼彻斯特地区，桦尺蠖的种群基因型频率为：频率为：SS10% ,Ss20%,ss70%,SS10% ,Ss20%,ss70%, S S基因的频率为基因的频率为20%20%，s s基因的频率为基因的频率为 80% 80%。在树干变黑不利于浅色桦尺蠖的。在树干变黑不利于浅色桦尺蠖的生存条件下，使得种

11、群中浅色个体每年减少生存条件下，使得种群中浅色个体每年减少10%10%，黑色，黑色个体每年增加个体每年增加10%10%。以后的几年内，桦尺蠖种群每年的以后的几年内，桦尺蠖种群每年的基因型频率与基因频率：基因型频率与基因频率： 第第1 1年年第第2 2年年第第3年年第第4年年基因基因型频型频率率SS10%10%Ss20%20%ss70%70%基因基因频率频率S20%20%s80%80%第第1 1年年第第2 2年年第第3年年第第4年年基因基因型频型频率率SS10%10%Ss20%20%ss70%70%基因基因频率频率S20%20%s80%80%提示：不同年份该种群个体总数可能有所变化提示：不同年份

12、该种群个体总数可能有所变化11.5%11.5%22.9%22.9%65.6%65.6%23%23%77%77%基因型频率基因型频率=此种基因型个体此种基因型个体全部个体全部个体S=2SS的基因型频率2 2+Ss的基因型频率s=2SsSs的基因型频率的基因型频率2 2+Ss的基因型频率种群中浅色个体每年种群中浅色个体每年减少减少10%10%，黑色个体，黑色个体每年增加每年增加10%10%。SS:Ss:ss:10%10%(1+10%)=11%(1+10%)=11%2020% %(1+10%)=22%(1+10%)=22%7070% %(1-10%)=63%(1-10%)=63%SS=SS=11%1

13、1% 11%+22%+63%11%+22%+63%= = 100%100%Ss=Ss=22%22% 11%+22%+63%11%+22%+63%= = 100%100%ssss= =63%63% 11%+22%+63%11%+22%+63%= = 100%100%S=2SS的基因型频率2 2+Ss的基因型频率s=2SsSs的基因型频率的基因型频率2 2+Ss的基因型频率第第1 1年年第第2 2年年第第3年年第第4年年基因基因型频型频率率SS10%10%11.5%11.5%Ss20%20%22.9%22.9%ss70%70%65.6%65.6%基因基因频率频率S20%20%23%23%s80%8

14、0%77%77%70.7%26.0%29.2%14.7%56.1%60.9%26.1%73.9%29.3%13.1%升高升高降低降低SS:11.5%SS:11.5%(1+10%)=12.65%(1+10%)=12.65%Ss:22.9Ss:22.9% %(1+10%)=25.19%(1+10%)=25.19%ss:65.6ss:65.6% %(1-10%)=(1-10%)=59.0459.04% %第第1 1年年第第2 2年年第第3年年第第4年年基因基因型频型频率率SS10%10%11.5%11.5%Ss20%20%22.9%22.9%ss70%70%65.6%65.6%基因基因频率频率S20%20%23%23%s80%80%77%77%70.7%26.0%29.2%14.7%56.1%60.9%26.1%73.9%29.3%13.1%升高升高降低降低使使控制浅色的控制浅色的s s基因频率减少基因频率减少，S S基因频率增加。基因频率增加。自然选择可以使种