现代生物进化理论的主要内容.ppt

1、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,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。,讨论题目： 1.根据达尔文“适者生存、不适者淘汰”的观点该绿色个体一定能被选择下来吗？ 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？ 3、如果Aa与其他个体交配生殖，后代还会是绿色吗？,自然界中，没有哪一个体是长生不死的,个体的基因型也会随着个体的死亡而消失，但决定表现型的基因却可以通过有性生殖来传给后代.,后代会发生性状分离，出现aa的个体。,生物的进化仅仅研究个体

2、的表现型是否与环境适应是不够的，还需要研究群体的基因组成的变化。,思维梳理： 研究个体,-群体,-什么样的群体？,种群？ 群落？ 生态系统？,探究活动（二）,1.怎样的一群个体可以称为种群呢？,实际上，在自然界中，每个物种总是分成一个一个或大或小的群体，这些群体就是不同的种群,2.一个生物的“种”或“物种”与种群又有什么区别呢？,生活在一定区域的同种生物的全部个体叫做种群,现在练练吧！,以下描述是种群吗？,1.一片草地上的全部蛇。 2.我国长江流域的全部白暨豚。 3.海南岛上四季常有的红树林。 4.此时此刻我们所在教室内的全 部学生和老师。,思考？,一个种群中的个体是机械地集合在一起吗？,一个

3、种群中的个体是能自由交配、繁殖的，因此种群是生物繁殖的基本单位,探究活动（三）,1.什么是基因库？基因频率的含义是什么？,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。,2.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？,在一个种群基因库中，某基因占全部等位基因数的比率叫做基因频率。,在一个种群中，某基因型个体占全部个体的比率。,基因型频率：,探究活动（三）,遗传平衡状态,3. 用数学方法讨论基因频率的改变 假设讨论题2中的群体满足以下五个条件： 昆虫群体数量足够大， 全部的雌

4、雄个体间都能自由交配并能产生后代， 没有迁入与迁出， AA、Aa、aa三种基因型昆虫的生存能力完全相同（也就是说自然选择对A、a控制的翅型性状没有作用） 也没有基因突变和染色体变异。 计算： (1)子一代、子二代、子三代的基因频率与基因型频率,在有性生殖过程中，如果符合遗传平衡，产生的雌雄配子：,A 60%,A 60%,a 40%,a 40%,36%,24%,16%,AA,Aa,Aa,24%,aa,卵子,精子,36%,48%,16%,60%,40%,36%,16%,48%,60%,60%,40%,40%,（2）分析各代基因频率与基因型频率相同吗？,36%,48%,16%,遗传平衡定律（哈代-温

5、伯格定律） 如果一个种群符合下列条件： 种群是极大的； 种群个体间的交配是随机的，也就是说种群中每一个个体与种群中其他个体的交配机会是相等的； 没有突变产生 种群之间不存在个体的迁移或基因交流 没有自然选择； 那么，这个种群的基因频率（包括基因型）就可以一代代稳定不变，保持平衡。（遗传平衡的种群是理想的种群）。如果用p代表Y基因的基因频率，q代表基因y的频率，那么 （p+q）2=p2+2pq+q2=1； p+q=1；YY=p2；Yy=2pq；yy=q2；,（3）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成立这与前面我们所学的基因

6、突变的哪个特点相违背？,基因突变与基因频率的改变有什么关系？,普遍存在 随机发生 突变频率很低 多数对生物体是有害的 不定向的,基因突变可产生新基因(等位基因)，基因突变是可遗传变异的根本来源；是基因频率改变的基础。,遗传平衡所指的种群是理想种群，在自然条件下，这样的种群是不存在的。所以种群基因频率迟早要发生变化，所以种群的进化是必然的。,思考：生物自发突变的频率很低，且大多数突变对生物体是有害的，它为何还能作为生物进化的原材料呢？,例 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,

7、个体, 108,种群,=2 107,不可以遗传的变异,可遗传的变异,基因突变,染色体变异,基因重组,突变,突变和基因重组产生生物进化的原材料,突变,等位基因,（1）根据前面所学的你能做出假设吗？,探究活动（四） “探究自然选择对种群基因频率的影响”,s,s,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SS10% ； Ss20%； ss70%，在树干变黑这一环境条件下假如树干变黑不利于桦尺蠖的生存，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

8、因频率是多少呢？,70.7%,26%,29.2%,14.7%,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的体色（表现型）而不是控制体色的基因,原因： 淘汰不利变异基因、积累有利变异基因 结果： 使基因频率定向改变。,结论：自然选择决定生物进化的方向,自

9、然选择对种群基因频率的影响,6.某岛屿上存在着尺蛾的两个变种，该地区原为森林，后建设成工业区。下表为该地区不同时期的两个变种尺蛾的数量比。这些变产生的原因是 A灰尺蛾迁离，黑尺蛾迁入 B工业煤烟使灰尺蛾变成黑尺蛾 C自然选择作用 D人工选择的作用 7.用现代生物进化理论分析解释狼的进化过程。 (1)狼群中存在不同类型的个体，如有跑得快的，有跑得慢的。它说明生物具有_的特性，而这种特性是生物进化的 。 (2)随着环境的改变，食物稀少，跑得快、凶猛的狼才能获得食物生存下去。这样，食物、环境对狼起了_作用，而这种作用是_的，它决定着生物进化的_。,变异,原材料,选择,方向,定向的,C,有关基因频率的

10、计算,1常染色体遗传方面的基因频率计算 通过基因型计算基因频率 基因频率=种群中该基因的总数种群中该等位基因的总数。 例3：从某个种群中随机抽出100个个体，测知基因型为AA、Aa和aa的个体分别是30、60和10个。 就这对等位基因来说，每个个体可以看做含有2个基因。那么，这100个个体共有200个基因，其中， A基因有230+60=120个， a基因有210+60=80个。于是，在这个种群中， A基因的频率为：120200=60% a基因的频率为： 80200=40%,通过基因型频率计算基因频率 一个等位基因频率=该等位基因纯合子的频率+1/2杂合子的频率 例4：从某种生物种群中随机抽出一

11、定数量的个体，其中基因型为AA的个体占24%，基因型为Aa的个体占72%，基因型为aa的个体占4%，基因A和基因a的频率分别是( ) A.24% 72% B.36% 64% C.57% 43% D.60%40% 【解析】根据题意，按方法一计算：在100个个体中，AA占24个，Aa占72个，aa占4个，即在200个基因中，A的基因有22472=120个，基因频率为120200=60%，a的基因频率为40%。（答案为D） 按基因型频率计算： A=AA1/2Aa=24% 1/2 72%= 60% a=aa 1/2Aa=4% 1/2 72%= 40%,有关基因频率的计算,运用遗传平衡公式： 例5：在某

12、一个种群中，已调查得知，隐性性状者（等位基因用A、a表示）占16%，那么该种群的AA、Aa基因型个体出现的概率分别为： A.0.36、0.48 B.0.36、0.24 C.0.16、0.48 D.0.48、0.36 【解析】 第一步已知隐性性状者即aa的基因型频率为16%，那么a基因的频率为0.4、A的基因频率为1-0.4=0.6。 第二步将其看作在理想的状态下，运用遗传平衡公式进行计算：AA%=A%A%=0.60.6=0.36；Aa%=2A%a%=20.60.4=0.48 答案为A,有关基因频率的计算,2.伴X遗传方面的基因频率计算 这类题目的特殊点是：X染色体总数的正确计算，因为男性中只有一个X染色体，所以计算男性X染色体总数时不需要乘以2，这样就能够得出正确的结果。,有关基因频率的计算,例7：(2003年2月南京调研卷)对某校学生进行色盲遗传病调查研究后发现：780名女生中有患者23人、携带者52人；820名男生中有患者65人，那么该群体中色盲基因的频率是( ) A.4.4% B.5.1% C.6.8% D.10.2% 【解析】 色盲是伴X染色体隐性遗传，女性色盲患者的基因型是： XbXb ，女性携带者的基因型是：XBXb，男性色盲患者的基因型是： Xb Y。 (男性无携带者