高中生物必修二课件种群基因频率的改变与生物进化

1、前情回顾1、拉马克认为生物进化的原因是：用进废退获得性遗传2、达尔文自然选择学说的主要观点是：过度繁殖-生存斗争-遗传变异-适者生存第7章 现代生物进化理论第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情景： 在一片树林中，如果在灰身（基因型为aa)昆虫的群体中偶然出现一只绿身（Aa)的变异个体，且绿色比灰色更不容易被敌害发现。 思考：1. 根据达尔文的观点绿身昆虫能活下去的几率大么？2. 该绿色个体能一直生存下去么？3. 该个体绿色性状能保留下来并传给后代么？怎么传递？过度繁殖遗传和变异大量个体具有不利变异不适应环境的个体不适者被淘汰 生存斗争具有有利变异适应环境的个体适

2、者生存生物新 类型达尔文自然选择学说 的局限性进化单位如何实现？可见，研究生物进化，仅研究个体的表现型是否与环境相适应是不够的，还必须研究群体的基因组成的变化。1、种群的概念及特点（一）种群是生物进化的基本单位（1）概念：生活在一定区域的同种生物的全部个体。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）一片草地上的全部雄性梅花鹿否是否否否（一）种群的概念及特点一、种群是生物进化的基本单位是生物进化的基本单位，也是生物繁殖的基本单位。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

3、后代。（2）特点： 思考：4.利用遗传学知识，结合达尔文的自然选择学说，请同学们讨论昆虫种群出现绿色个体后，种群会如何进化？情景： 在一片树林中，如果在灰身（基因型为aa)昆虫的群体中偶然出现一只绿身（Aa)的变异个体，且绿色比灰色更不容易被敌害发现。2、基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因基因频率=某基因的数目该基因的等位基因的总数 100%（一）种群是生物进化的基本单位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【例1】 某桦尺蠖种群中，黑色翅的基因为S， 浅色翅的基因位s，抽样调查100个个体，测得基因型为SS、Ss、ss的个体分别为10、20、70个、问S、

4、s基因频率是多少？SS基因型频率 = 10/100 = 10%Ss基因型频率 = 20/100 = 20%ss 基因型频率 = 70/100 = 70%S=102+20 _ _ _1002=20% 1002s=702+20 _ _=80%某种基因的基因频率=某种基因的纯合子频率+1/2杂合子频率S=10%+ 1/220% s=70% + 1/220% =20% =80% 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%DA=24% +1/2 X 72% = 60%练习1

5、练习2 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。解:100%52 15 11 2002 200Xb%= 6%XB%=16%= 94%XbXB +Xb=【例2】 某桦尺蠖种群中，黑色翅的基因为S， 浅色翅的基因为s，抽样调查100个个体，测得基因型为SS、Ss、ss的个体分别为10、20、70个。 若该种群非常大，所有雌雄个体间随机交配，没有迁入和迁出，无自然选择，无突变，根据孟德尔分离定律计算：（1）该种群产生的S、s配子的比率各是多少？ （2）F1代的基因型频率各是多少？ （3）F1代种群的基因频率各是多少？（4）将

6、计算结果填入表格，想一想， F2代、 F3代以及若干 代以后，种群的基因频率会改变吗？【例2】某桦尺蠖种群，黑色翅基因为S， 浅色翅基因为s，抽样调查100个个体，测得基因型为SS、Ss、ss的分别为10、20、70个，若该种群为亲本，如果满足随机交配等理想条件，根据孟德尔分离定律计算：（1）该种群产生的S、s配子的比率各是多少？亲代基因型频率SS（10%）Ss（20%）ss（70%）亲代配子的比率S（10%）S（10%）s（10%）s（70%）S =20% s=80% （2）F1代的基因型频率？（3）F1代的基因频率是多少？ 4%16%64%SSSsSs16%ssS（20%）s （80%）卵

7、子S （20%）s （80%）精子F1代基因型频率SS %=4%Ss %=32%ss %=64% （1）该种群产生的S、s配子的比率分别为：20% 80%亲代基因型频率SS（10%）Ss（20%）ss（70%）亲代配子的比率S（20%）s（80%）F1代基因型频率SS（4%）Ss（32%）ss（64%）F1代基因 频率F2代基因型频率F2代基因 频率F3代基因型频率F3代基因 频率（4）将计算结果填入表格，想一想， F2代、 F3代以及若干代以后，种群的基因频率会改变吗？SS（4%）Ss（32%）ss（64%）SS（4%）Ss（32%）ss（64%）S（20%）S（20%）s（80%）s（80

8、%）S（20%）s（80%）亲代F1代F2代F3代基因型频率SS10%4%4%4%Ss20%32%32%32%ss70%64%64%64%基因频率S20%20%20%20%s80%80%80%80%理想条件：该种群非常大； 所有的雌雄个体都能自由交配；没有迁入和迁出；无自然选择的作用；不发生突变。用数学方法讨论基因频率的变化遗传平衡定律1908年，英国数学家哈迪和德国医生温伯格分别提出关于基因稳定性的见解。他们指出，一个有性生殖的自然种群中，在符合以下五个条件的情况下，1、种群很大2、随机交配3、没有突变和重组4、没有个体迁入迁出5、没有自然选择那么，这个种群的基因频率和基因型频率在遗传中是稳

9、定不变的，保持平衡（这一定律又称哈迪温伯格定律）。设种群中， A基因频率 = p，a基因频率 = q ， 因为（p q） = A%+a% =1， 所以（p + q）2 = p2+2pq+q2= AA% + Aa% + aa%=1 AA基因型频率 = p2； aa基因型频率 = q2； Aa基因型频率 = 2pq 在某一种群中，已调查得知，隐性性状者（等位基因用A、a表示） 占16%，那么该性状的AA、Aa基因型个体出现的频率分别为（ ） A.0.36、0.48 B.0.36、0.24 C.0.16、0.48 D.0.48、0.36A 隐性性状者为16%，即aa=16%，a的基因频率是a=40%

10、，A的基因频率是A=1-40%=60%； 根据遗传平衡定律该人群中 AA的基因型频率是AA=60%60%=0.36， Aa的基因型频率是Aa=240%60%=0.48，练习3(1)某基因的数目该基因的等位基因的总数 100%XB%=XBXB +XbXb%=XbXB +Xb(2)某种基因的纯合子频率+1/2杂合子频率(3) AA= p2 aa= q2 Aa= 2pq4、基因频率的计算方法5、基因频率的影响因素：突变、选择、迁移等种群很大、随机交配、没有突变和重组、没有个体迁入迁出、没有自然选择条件遗传平衡定律基因突变染色体变异基因重组突变进化的原材料（二）突变和基因重组产生进化的原材料1.可遗传

11、变异的来源基因突变基因突变率很低，但种群中每一代的基因突变数很大。基因突变大多是有害的，但突变的有害和有利并不是绝对的， 往往取决于生物的生存环境。突变基因重组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2.可遗传变异的作用19世纪20世纪【探究】自然选择对种群基因频率变化的影响提出问题：种群中s基因（浅色性状）的频率为什么越 来越低？作出假设：黑褐色环境，不利于浅色桦尺蠖的生存，环境的选择作用使s基因频率越来越低。第1年第2年第3年第4年基因型频率SS10%Ss20%ss70%基因频率S20%s80%1870年桦尺蠖的基因型频

12、率为SS 10% ； Ss 20%； ss 70%，在树干变黑的环境条件下，使种群中浅色个体每年减少10%，黑色个体每年增加10%，几年内，桦尺蠖种群每年的基因型频率与基因频率是多少？第1年第2年第3年第4年基因型频率SS10%11.5%Ss20%ss70%基因频率S20%s80%1870年桦尺蠖的基因型频率为SS 10% ； Ss 20%； ss 70%，在树干变黑的环境条件下，使种群中浅色个体每年减少10%，黑色个体每年增加10%，几年内，桦尺蠖种群每年的基因型频率与基因频率是多少？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

13、%23%s80%77%70.7%26%29.3%14.6%56.1%60.9%26.1%73.9%29.3%13.1%升高降低1870年桦尺蠖的基因型频率为SS 10% ； Ss 20%； ss 70%，在树干变黑的环境条件下，使种群中浅色个体每年减少10%，黑色个体每年增加10%，几年内，桦尺蠖种群每年的基因型频率与基因频率是多少？自然选择条件下种群基因频率理想条件下种群基因频率得出结论：环境的选择作用使s基因频率越来越低 讨论：问题1：自然选择中，直接作用的是基因型还是表现型？自然选择的本质是什么？问题2：如果自然选择是针对种群的基因进行，会导致种群发生什么变化？问题3：种群基因频率改变与生物进化有什么关系？自然选择直接作用于表现型，本质