现代生物进化理论的主要内容

第2节现代生物进化理论的主要内容一、种群基因频率改变与生物进化某昆虫群体的翅色是褐色（基因型为aa，偶然出现一绿色的变异个体（基因型为Aa，且绿色翅比褐色翅更不容易被敌害发现。【讨论】1根据达尔文“适者生存、不适者淘汰”的观点该绿色个体能被选择下来吗？2如果该绿色个体能很好的生活下来，它体内的A基因怎样才能传递给后代？绿色变异个体如果死亡前不能把A基因传递给后代，那它对生物进化是没有贡献的,而有利变异的基因只有在群体中才能传递、扩散，这个群体就是种群。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1、种群概念：生活在一定区域的同种生物的全部个体。例1：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）一片草地上的全部蒲公英（5）一片草地上的成年梅花鹿×√×√×例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C2、种群的特点：P114种群中的个体彼此可以交配实行基因交流，并通过繁殖将各自的基因传给后代。同前一年的种群相比，新形成的种群在基因组成上会有什么变化吗？3、基因库一个种群中全部个体所含有的全部基因。4、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。在一个种群中，某种基因型个体数占该种群个体总数的比率。5基因型频率：基因频率的计算例1、某昆虫种群中，绿色翅的基因为A,褐色翅的基因为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%=30×260200=60%200a%=10×2+60=40%1.通过基因型个体数量计算基因频率方法规律

某种基因的个数种群中该对等位基因的总数某种基因的基因频率=A%=AA×2+Aa（AA+Aa+aa）×2a%=aa×2+Aa（AA+Aa+aa)×2某基因频率=（2×该基因雌性纯合子个数＋雌性杂合子个数＋雄性含该基因个数）/（2×雌性个体总数＋雄性个体数）例题：从某个种群中随机抽出100个个体，测知基因型为BB、Bb、bb和BY、bY的个体分别是44、5、1和43、7。求B和b的基因频率。（二）通过基因型个体数量计算基因频率（染色体）B的基因频率：136÷150≈90．7%；b的基因频率：14÷150≈9．3%方法某种群中AA、Aa、aa的个体分别占24%、72%、4%，那么A、a的基因频率是多少？（）A36%和64%B57%和43%C24%和72%D60%和40%D某种基因的基因频率=

某基因纯合子频率+1/2杂合子频率2.通过基因型频率计算基因频率方法规律A%=24%+1/2X72%=60%a%=4%+1/2X72%=40%变式：据调查，某校学生中基因型的比例为BB（4232%）Bb（736%）bb（032%）BY（46%）bY（4%），则该地区B和b的基因频率分别是（）A6%、8%B8%、92%C78%、92%D92%、8%D【案例2】假设上述昆虫种群非常大（AA、Aa、aa的个体分别占30%、60%、10%，所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，自然选择对翅色这一相对性状没有作用，基因A和a都不产生突变，根据孟德尔的分离定律计算：1该种群产生的A配子和a配子的比率是多少？2子一代基因型的频率各是多少？3子一代种群的基因频率各是多少？4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？用数学方法讨论基因频率的变化将计算结果填入表格

36%24%16%AAAaAa24%aaA60%a40%卵子A60%a40%精子用数学方法讨论基因频率的变化探究活动F1代基因型频率AA%=36%Aa%=48%aa%=16%F1代基因频率新代基因型的频率AA(30%)Aa(60%)aa(10%)

配子的比率A()A()a()a()F1代基因型频率AA()Aa()aa()F1代基因频率A()a()30%30%30%10%36%48%16%60%40%A%=60%a%=40%亲代子一代子二代子三代基因型频率AA30%Aa60%aa10%基因频率A60%a40%36%48%16%60%40%36%16%48%60%60%40%40%36%48%16%3从后代的基因型频率和基因频率的计算结果中，发现了什么现象？用数学方法讨论基因频率的改变2计算子二代、子三代的基因频率与基因型频率。在理想条件下，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，叫做哈迪－温伯格定律，也叫遗传平衡定律。若用p代表A基因的频率，q代表a基因的频率，则：pq=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。→pq2=p22pqq2=1

36%24%16%AAAaAa24%aaA60%a40%卵子A60%a40%精子

亲代子一代

子二代

子三代基因型频率AA30%Aa60%aa10%基因频率A60%a40%36%48%16%60%40%36%16%48%60%40%60%40%36%48%16%数据归类处理结论：①该种群非常大②雌雄个体随机交配③没有迁入和迁出④无自然选择的作用⑤不发生突变在亲代和子代间种群基因频率稳定不变一、种群基因频率改变与生物进化理想条件下①该种群非常大②雌雄个体随机交配③没有迁入和迁出④无自然选择的作用⑤不发生突变突变、自然选择自然条件下种群基因频率改变生物进化实质就是种群基因频率改变的过程。生物进化是必然的种群基因频率不变2在一个种群中，基因型AA、Aa、aa的个体分别占25%、50%、25%。若基因型aa的个体失去繁殖能力，则随机交配一代后，子代中基因型为aa的个体所占的比例为（）A1/6B1/9C1/8D1/3B练习1已知苯丙酮尿症是位于常染色体上的隐性遗传病。据调查，该病的发病率大约为1/10000，请问在人群中该苯丙酮尿症隐性致病基因（a）基因的频率以及携带此隐性基因的携带者（Aa）基因型频率分别是（）A．1%和0．99%B．1%和1．98%C．1%和3．96%D．1%和0．198%B以上因素中，哪些因素是影响基因频率变化的根本原因？变异引起种群基因频率改变的因素是：基因突变、基因重组、染色体变异和自然选择等。（一）突变和基因重组产生进化的原材料可遗传的变异基因重组基因突变染色体变异统称为突变在自然情况下，突变的频率是很低的，且多数是有害的，为什么还对生物的进化有重要意义呢？例如：果蝇约有104对基因，假定每个基因的突变率都是10－5，若有一个中等数量的果蝇种群（约有108个个体），那么每一代出现基因突变数是多少呢？2×104×10－5个体×108种群种群中突变的结果：突变数很大、不定向，产生新基因（型）=2×107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、不定向的提供了进化的原材料因为突变和重组都是随机的、不定向的，因此只提供了生物进化的原材料，不能决定生物的进化方向？为什么突变和基因重组产生进化的原材料（三）自然选择决定生物进化的方向探究实验:自然选择对种群基因频率变化的影响19世纪桦尺蠖种群20世纪桦尺蠖种群S=5%S=95%探究实验：自然选择对种群基因频率变化的影响（三）自然选择决定生物进化的方向提出问题：种群中S基因（深色性状）的频率为什么越来越高？1111+22+63=11.5%【案例3】1870年桦尺蠖的基因型频率为SS为10%，Ss为20%，ss为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？探究实验：自然选择对种群基因频率变化的影响探究实验：自然选择对种群基因频率变化的影响（三）自然选择决定生物进化的方向结论：环境的选择作用使S基因频率越来越高。即自然选择使种群基因频率发生定向改变。2在一个种群中，基因型AA、Aa、aa的个体分别占25%、50%、25%。若基因型aa的个体失去繁殖能力，