6.3种群基因组成的变化与物种的形成 第一课时-高一下学期生物人教版（2019）必修2

种群基因组成的变化与物种的形成第6章

第3节新人教版

思考

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讨论

自然选择的直接作用对象是基因型还是表现型？表现型自然选择直接对象：个体的性状（表现型）这个群体就是种群！根本对象：与生物个体变异性状相应的基因

但是，在自然界，没有哪个个体是长生不死的，个体的表型会随着个体的死亡而消失，决定表型的基因却可以随着生殖而世代延续，并且在群体中扩散。

研究生物的进化，仅研究个体和表型是不够的，还必须研究群体基因组成的变化。种群基因组成的变化6-3种群基因组成的变化与物种的形成一、种群和种群基因库（1）种群定义：生活在一定区域的同种生物的全部个体叫做种群。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⑤一片草地上的成年梅花鹿×√×××种群特点①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后代。②种群是物种繁衍、进化的基本单位。（2）基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因。（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。基因频率＝该基因的总数全部等位基因的总数×100%一、种群和种群基因库某昆虫种群中，绿色翅的基因为A,褐色翅的基因为a，调查发现AA、Aa、aa的个体分别有30、60、10个，那么A、a的基因频率是多少？思考讨论×100%2×AA＋Aa2(AA＋Aa＋aa)=30×2+60200=60%×100%Aa＋2×aa2(AA＋Aa＋aa)=60+2×10

200=40%①在种群中，一对等位基因的基因频率之和等于1。PA＝Pa＝（4）基因型频率：在一个种群中，某基因型个体占种群内全部个体的比率。基因型频率＝该基因型个体数该种群个体总数×100%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的个体分别有30、60、10个，AA、Aa、aa的基因型频率是多少？Aa%=60%aa%=10%AA%=30%①在种群中，一对等位基因的基因频率之和等于1。②在种群中，一对等位基因的基因型频率之和也等于1。（5）基因频率与基因型频率之间的关系设种群个体总数为N，AA=n1，Aa=n2，aa=n3PAA＝n1N×100%PA＝2AA+Aa（AA+Aa+aa）×2＝2n1+n22N＝n1N+12n2N＝PAA+12PAa一个基因的频率=该基因纯合子的基因型频率+1/2杂合子的基因型频率用数学方法讨论基因频率的变化思考

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讨论亲代基因型比值AA(30%)Aa(60%)aa(10%)配子的比值A()A()a()a()亲代基因频率A()a()子代基因型频率AA()Aa()aa()子代基因频率A()a()30%30%30%10%36%48%16%60%40%

假设上述昆虫种群非常大，所有的雌雄个体间都能自由交配并产生后代，没有迁入和迁出，不同翅色的个体生存和繁殖的机会是均等的，基因A和a都不产生突变，根据孟德尔的分离定律计算填入下表。60%40%用数学方法讨论基因频率的变化思考

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讨论亲代子一代子二代子三代基因型频率AA30%36%Aa60%48%aa10%16%基因频率A60%60%a40%40%36%48%16%60%40%36%48%16%60%40%p表示基因A的频率，q表示基因a的频率AA%=p2

Aa%=2pqaa%=q2(p+q)2=p2+2pq+q2=1p+q=1遗传平衡定律当群体满足以下五个条件：

①群体数量足够大②雌雄个体间能自由交配③没有迁入与迁出④没有自然选择⑤不产生基因突变设A频率为p，a频率为q，则p+q＝1遗传平衡公式：

（p+q）2=p2+2pq+q2=1

AA的基因型频率=p2；

aa的基因型频率=q2；

Aa的基因型频率=2pq

种群的子代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。专题基因频率与基因型频率的计算一、常染色体上基因频率的计算(以A、a为基因、AA、Aa、aa为三种基因型。)（一）定义法：基因频率＝该基因的总数全部等位基因的总数×100%PA＝2AA+Aa(AA+Aa+aa)×2×100%（二）用基因型频率→基因频率：一个基因的频率=该基因纯合子的基因型频率+1/2杂合子的基因型频率PA＝PAA+12PAa1、某自花传粉植物种群中，亲代中BB基因型个体占20%，bb基因型个体占10%，则B和b的基因频率分别是（）A．55%和45%B．55%和42.5% C．45%和42.5% D．45%和32.5%练一练A二、性染色体上基因频率的计算(以XB、Xb为例)（一）计算公式：例1：已知果蝇红眼与白眼为一对相对性状，由一对位于X染色体上的等位基因控制，白眼受隐性基因(b)控制，随机抽取雌雄果蝇各100只，其中测得雌果蝇中XBXB(红眼)30只，XBXb(红眼)60只，XbXb(白眼)10只，雄果蝇中XBY(红眼)60只，XbY(白眼)40只，则B基因的频率为________，XbXb个体在雌性中的基因型频率为________。60%10%【典例2】

(2022·广州市质检)调查某校学生中关于某种性状的各种基因型及比例为：基因型XBXBXBXbXbXbXBYXbY比例(%)42.327.360.32464则该校学生中XB和Xb的基因频率分别是(

)A.6%、8% B.92%、8%C.78%、92% D.8%、92%B二、性染色体上基因频率的计算(以XB、Xb为例)（二）遗传平衡时，位于X染色体上的基因频率与基因型频率的关系：1.Xb的基因频率在男性和女性中相同，但男性与女性的发病率不同；2.男性中发病率=Xb的基因频率原因：因为男性只含有一条X染色体，X染色体含有致病基因就患病，所以男性中该致病基因的基因频率和人群中该致病基因的频率相等。设人群中：Xb=10%XB=90%则男性中：XbY=10%XBY=90%则女性中：XbXb=1%XBXB=81%

XBXb=18%若人群中男性数量=女性数量XbXb=0.5%XBXB=40.5%XBXb=9%则人群中：XbY=10%×1/2=5%XBY=90%×1/2=45%无法进化先打破平衡种群较小不自由交配有突变有选择有迁入、迁出遗传平衡生物怎么进化？基因频率发生改变二、种群基因频率的变化

生物进化的实质是基因频率的改变①基因突变在自然界是普遍存在的。基因突变产生新的等位基因，这就可以使种群的基因频率发生变化。可遗传的变异变异不可遗传的变异基因突变染色体变异基因重组突变影响种群基因频率变化的因素：思考：生物自发突变的频率很低，而且大多数突变对生物体是有害的，那么，它为何还能够作为生物进化的原材料呢？

对每个基因来说突变率很低，但由于种群是由许多个体组成，每个个体的细胞中都有成千上万个基因，这样，每一代就会产生大量的突变。【例如】果蝇1组染色体上约有1.3×104个基因，假定每个基因的突变频率都为10-5，对一个约有108个个体的果蝇种群来说，每一代出现的基因突变数是：

2×1.3×104×10－5×108=2.6×107（个）个体（2.6×10-1）种群②

生物的生存环境某海岛上残翅和无翅的昆虫思考：突变产生的变异有利或有害是绝对的吗？

突变的有利与有害是相对的而不是绝对的，这往往取决于生物的

。在正常情况下，残翅和无翅很难生存下去；生存环境在经常刮大风的海岛上，因不能飞行而避免了淹死。

③

突变和基因重组产生进化的原材料【注意：突变≠基因突变，突变包括基因突变和染色体变异】【突变和重组是随机的，不定向的】基因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3自然选择对种群基因频率变化的影响Effectsofnaturalselectionongenefrequencyofpopulation探究

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实践探究自然选择对种群基因频率变化的影响

英国的曼彻斯特地区有一种桦尺蛾（其幼虫叫桦尺蠖）。它们夜间活动，白天栖息在树干上。杂交实验表明，桦尺蛾的体色受一对等位基因S和s控制，黑色(S)对浅色(s)是显性的。在19世纪中叶以前，桦尺蛾几乎都是浅色型的，该种群中S基因的频率很低，在5%以下。到了20世纪中叶，黑色型的桦尺蛾却成了常见的类型，S基因的频率上升到95%以上。19世纪时，曼彻斯特地区的树干上长满了浅色的地衣。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。探究

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实践探究自然选择对种群基因频率变化的影响【提出问题】桦尺蛾种群中s基因（决定浅色性状）的频率为什么越来越低呢？【创设情境】假设1870年，桦尺蛾种群的基因型频率为SS10%,Ss20%,ss70%,S基因的频率为20%。在树干变黑这一环境条件下，假如树干变黑不利于浅色桦尺蛾的生存，使得种群中浅色个体每年减少10%,黑色个体每年增加10%。第2~10年间，该种群每年的基因型频率各是多少？每年的基因频率是多少？（计算结果填入下表）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%23%s80%77%26%60.9%26.1%73.9%13.1%29.2%14