新课标7.2种群基因频率的改变与生物进化.ppt

1、第二节 现代生物进化理论的主要内容,一个基因所控制的性状对个体生存和繁殖后代的贡献越大,拥有该基因的个体的可能越多!当然就会使越来越多的虎拥有自己的拷贝!,一、种群基因频率的 改变与生物进化,探究活动（一）,情景：如果在灰色翅（基因型为aa)昆虫的群体中偶然 出现一只绿色翅（Aa)的变异个体，且绿色比灰 色更不容易被敌害发现。,如果该绿色个体（Aa）已经很好的生活下来，它体内的A基因怎样才能遗传给后代？请写出遗传图解。,出现有利变异个体内的有利基因只有在群体中,通过有性生殖才能世代延续。,研究生物的进化仅仅研究个体 的表现型是否与环境适应是不 够的，还必须研究群体的基因 组成变化。,这个群体就

2、是种群！,(一)种群是生物进化的基本单位,探究活动（二）,1.什么叫做种群？,生活在一定区域的同种生物的全部个体叫做种群.,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. 种群基本特征：,（1）种群密度；（2）出生率和死亡率； （3）迁入率和迁出率；（4）年龄组成和性别比例,现在练练吧！,探究活动（二）,2.阅读114页的第三自然段，探究并回答问题。,（1）种群在繁衍过程中，个体有新老交替，基因却代代相传。这句话表明种群在进化过程中处于什么地位？,说明在自然界中，种群是生物繁殖、进化的基本单位。,下列属于种群的是 （ ） A.一块水田里的全部水稻

3、、水草 B 一块稻田里的全部幼蚜、有翅、无翅的成蚜 C 一块朽木上的全部真菌 D. 一个池塘中全部鱼 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,B,C,性状是由基因控制的，因此研究生物的进化必须研究种群的基因组成和变化。如何分析种群的基因组成和变化？由此人们提出基因库和基因频率的概念。,1.什么是种群的基因库？,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。,下列关于基因库的叙述正确的是 ( ) A一个种群中一个个体所含有的全部基因叫做这个种群的基因库 B一个种群中全部个体

4、所含有的显性基因叫做这个种群的基因库 C一个种群中全部个体所含有的全部基因叫做这个种群的基因库 D一个种群的基因库会随着种群中一代一代的死亡而消减和灭亡,C,2.什么是种群的基因频率？,在一个种群基因库中，某基因占全部等位基因的 比率叫做基因频率。,3.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？（自读115页）,A+a=1,此种基因的个数 种群中该对等位基因的总数,此种基因的个数=纯合子个体数 X 2杂合子个体数,种群中该对等位基因的总数=个体总数 X 2,通过基因型个体数量计算基因频率

5、,A,在有性生殖过程中，如果符合以上的理想条件， (1)该种群产生的A 配子和a 配子的比率各是多少?,(2)子代基因型的频率各是多少? (3)子代种群的基因频率各是多少?,30%,30%,30%,10%,36%,48%,60%,40%,16%,A 60%,a 40%,A 60%,a 40%,36%,24%,16%,AA,Aa,Aa,24%,aa,36%,48%,16%,60%,40%,(4)在讨论题2中的群体满足五个条件的情况下,计算子二代、子三代的基因频率与基因型频率 ; 分析一下各代基因频率与基因型频率相同吗？,满足五个假设条件的种群是理想的种群,在自然条件下,这样的种群是不存在的.这也

6、从反面说明了在自然界中,种群的基因频率迟早要发生变化,也就是说种群的进化是必然的.,（5）上述计算结果是在满足五个假设条件的基础上计算的，对自然界的种群来说，这五个条件都能成立吗？特别是如果第点假设（基因A和a都不产生突变,即没有基因突变和染色体变异。）成立，这与前面我们所学的基因突变的哪个特性相违背？,与基因突变的普遍性相违背。,(6)、如果该种群出现新的突变型，也就是产生新的等位基因（A2），种群的基因频率会变化吗？基因A2的频率可能会怎样变化？,突变产生的新基因会使种群的基因频率发生变化。 基因A2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的环境。,

7、知识拓展：用数学方法讨论基因频率的变 化遗传平衡定律 遗传平衡定律是由英国数学家哈代和德国医生温伯格分别于1908年和1909年独立证明的，这一定律又称哈代温伯格定律，它是指在一个极大的随机交配的种群中，在没有突变、选择和迁移的条件下，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。,若种群中一等位基因为A和a，设A的基因频率=p，a的基因频率=q ， 因为(pq)=A%+a%=1， 则（p+q）2=p2+2pq+q2=AA%+Aa%+aa%=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。,在某一种群中，已调查得知，隐性性状者（等位基因用A、

8、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.0.480.36,A,总 结,种群基因频率的改变与生物进化,(一)种群是生物进化的基本单位,1、种群、基因库、基因频率等概念 2、用数学方法讨论基因频率的变化,现在练练吧！,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%,D,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,通过基因型频率计算基因频率,A=

9、24% +1/2 X 72% = 60%,(二)突变和基因重组产生进化的原材料,基因突变在自然界是普遍存在的，因此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.,什么是突变？,现代遗传学研究表明，可遗传的变异来源于基因突变、基因重组和染色体变异。其中基因突变和染色体变异统称为突变。,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。为什么还能够作为生物进化的原材料呢？,种群是由许多个体组成的，每个个体的每一个细胞内都有成千上万个基因，这样，每一代就会产生大量的突变。,此外，突变的有害还是有利也不是绝对的，这往往取决于生物的生存环境。,1种群中突变的特点： 突变数很大、随机

10、、不定向 2种群基因重组的结果：产生更多可遗传变异、不定向,例如：果蝇约有104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108个个体），那么每一代出现基因突变数是多少呢？,2 104 105,个体, 108,种群,=2 107,结论：突变和基因重组产生进化的原材料,影响基因频率的因素：,突变、基因重组和自然选择,生物进化的实质就是：,种群是生物进化的单位，也是生物（ ）的单位。,繁殖,生物进化=种群基因频率变化,种群基因频率发生变化的过程。,小结：,(三)自然选择决定生物进化的方向,（1）根据前面所学的知识你能做出假设吗？,探究活动（四） “探究自然选择对种群基

11、因频率的影响”,自然选择可以使种群的基因频率定向改变,探究活动（三）,2）现在我们用数学方法来讨论一下桦尺蠖基因频率变化的原因。1870年桦尺蠖的基因型频率为SS 10% ； Ss 20%； ss 70%，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蠖的生存，使得种群中浅色个体每年减少10%，黑色个体每年增加10%，以后的几年内，桦尺蠖种群每年的基因型频率与基因频率是多少呢？,70.7%,26%,29.3%,14.6%,56.1%,60.9%,26.1%,73.9%,29.3%,13.1%,升高,降低,(3)在这个探究实验中根据上面的数据分析，变黑的环境对桦尺蠖产生了什么样的影响？变黑的

12、环境对桦尺蠖浅色个体的出生率有影响吗？,(4)在自然选择中，直接受选择的是基因型还是表现型？,变黑的环境使控制浅色的s基因频率减少，S基因频率增加,许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天敌捕食。,天敌看到的是桦尺蠖得体色（表现型）而不是控制体色的基因,自然选择使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向,桦尺蠖,深色,浅色,栖息环境浅色,（个体多） （个体少）,栖息环境深色,s基因频率降低 S基因频率升高,浅色,深色,s基因频率又降低 S基因频率又升高,s基因频率95%,S基因频率95%,原因是： 淘汰不利变异基因、积累有利变异基因,结论：自然选择决定生物进化的方向,再来练练兵！,结果是：

13、 使基因频率定向改变。,小结（自然选择决定生物进化的方向）：,种群中产生的变异是（ ）的，经过长期的自然选择，其中不利变异被不断淘汰，有利变异逐渐（ ），从而使种群的基因频率发生（ ）改变，导致生物朝向一定方向进化。可见，生物进化的方向是由（ ）决定的。,不定向,积累,定向,自然选择,种群中产生的变异（ ） 自然选择方向( ),不定向,定向,二、隔离与物种的形成,曼彻斯特地区的桦尺蠖，虽然基因频率发生了很大变化，但是并没有形成新的物种。为什么说它们没有形成新的物种？怎样判断两个种群是否属于同一个物种？,1.物种的概念: 能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物称为一个物种，简称“种”

14、。,斑马的种群个体间或鹿的种群个体间能相互交配产生可育后代吗？,斑马和鹿之间能自发进行交配吗？,也就是说相同种的个体能交配产 生可育后代，不同种的个体不能 交配。,因为马与驴交配产生的后代骡没有生殖能力,马和驴是不是一个物种？,不同种的生物都不能交配吗？,我们把不能相互交配的，即使交配成功，不能产生可育后代的，这种现象叫做生殖隔离。,属于两个种群。不能够发生基因交流，因为它们不能生活在一起。,问题：两个鱼塘的鱼都是鲤鱼，它们是属于一个种群还是两个种群？两个鱼塘的鱼能够发生基因交流吗？为什么？,2.隔离,地理隔离,生殖隔离,隔离：不同种群间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象叫做隔离。,我

15、们把同一种生物由于地理上的障碍而分成不同的种群，使得种群间不能发生基因交流的现象叫做地理隔离。,是什么原因造成同一物种分化成不同类型的新种？,阅读课本119页“快乐”地鼠种群这个资料。回答问题：,一个新的物种要在什么样的情况下产生呢？,东北虎,华南虎,隔离在物种形成中的作用,两个不同虎亚种,（马和驴杂交产骡）,生殖隔离,注：不同种群之间一旦产生生殖隔离，就不会有基因交流了。,地理隔离,两者区别,地理隔离,突变、基因重组、自然选择,生殖隔离,新物种,物种的形成：,加拉帕戈斯群岛一的几种地雀,南 美 洲 地 雀,因地理隔离导致生殖隔离比较常见,新物种形 成的标志：,生殖隔离,隔离是物种形成的必要条

16、件,总结： 以（ ）为核心的现代生物进化理论，其基本观点是（ ）是生物进化的基本单位，生物进化的实质在于种群（ ）的改变。（ ）（ ）及（ ）是物种形成过程的三个基本环节，通过它们的综合作用，种群产生分化，最终导致新物种的形成。在这个过中，（ ）产生生物进化的原材料，（ ）使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向，（ ）是新物种形成的必要条件。,自然选择学说,种群,基因频率,突变和基因重组,自然选择,隔离,突变和基因重组,自然选择,隔离,现代进化论解释物种形成的基本环节,1、突变和基因重组产生进化的原材料,2、自然选择决定生物进化的方向(定向),物种形成的三个基本环节：,3、隔离导致物种的

17、形成,1、马（2N64）和驴（2N62）杂交能产生后代称骡子，能够正常发育，但不能生育，这种情况称之为 （ ） A、杂交育种 B、人工诱变 C、基因重组 D、生殖隔离,2、产生上述情况的原因主要是 （ ） A、染色体结构发生了变化 B、马和驴的遗传物质有本质区别 C、发生突变 D、减数分裂过程中联会紊乱,D,D,练习,三 共同进化与生物多样性的形成 1、共同进化 含义 不同物种间的共同进化、 生物与无机环境之间的相互影响和共同演变 2、生物多样性的形成 基因多样性 （1）生物多样性的内容 物种多样性 生态系统多样性 （2）生物多样性形成的进化历程 生物的进化历程可概括为：从原核生物到真核生物， 从无性生殖到有性生殖，由简单到复杂，由水生到陆生，由低等到高等。 3、生物进化理论在发展,三者之间的关系,1、共同进化指的是：在 之间、 与 之 间在相互影响中不断进化和发展。 2、生物多样性主要包括 、 和 三个层次的内容。 3、下列能提高生物多样性的是（） A、把生物进行分类 B、来自共同祖先的的遗传 C、用进废退 D、不同环境的自然选择 4、地球上最早的陆生生物类型主要是（