1、第二節(jié) 現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容 一個(gè)基因所控制的性狀對(duì)個(gè)體生存和繁殖后代的貢獻(xiàn)越大,擁有該基因的個(gè)體的可能越多!當(dāng)然就會(huì)使越來越多的虎擁有自己的拷貝!一、種群基因頻率的改變 與生物進(jìn)化探究活動(dòng)（一）情景：如果在灰色翅（基因型為aa)昆蟲的群體中偶然 出現(xiàn)一只綠色翅（Aa)的變異個(gè)體，且綠色比灰 色更不容易被敵害發(fā)現(xiàn)。 如果該綠色個(gè)體（Aa）已經(jīng)很好的生活下來，它體內(nèi)的A基因怎樣才能遺傳給后代？請(qǐng)寫出遺傳圖解。 出現(xiàn)有利變異個(gè)體內(nèi)的有利基因只有在群體中,通過有性生殖才能世代延續(xù)。XAAAa綠翅AA綠翅（1）P:Aa綠翅配子A aAF1:綠翅 aa灰翅XAaAa綠翅AA綠翅（2）Aa配子A a

2、A aAa綠翅P:F1:綠翅綠翅 aa灰翅XAaAa綠翅（3） aa配子A aaP:F1:綠翅灰翅 研究生物的進(jìn)化僅僅研究個(gè)體 的表現(xiàn)型是否與環(huán)境適應(yīng)是不 夠的，還必須研究群體的基因 組成變化。(一)種群是生物進(jìn)化的基本單位這個(gè)群體就是種群！探究活動(dòng)（二）1.什么叫做種群？ 生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個(gè)體叫做種群. 種群中的個(gè)體并不是機(jī)械地集合在一起,而是彼此可以交配,并通過繁殖將各自的基因傳給后代.探究活動(dòng)（二）2.閱讀114頁(yè)的第三自然段，探究并回答問題。（1）種群在繁衍過程中，個(gè)體有新老交替，基因卻代代相傳。這句話表明種群在進(jìn)化過程中處于什么地位？說明在自然界中，種群是生物繁殖、進(jìn)化

3、的基本單位。下列屬于種群的是 （ ）A.一塊水田里的全部水稻 、水草 B 一塊稻田里的全部幼蚜、有翅、無翅的成蚜 C 一塊朽木上的全部真菌 D. 一個(gè)池塘中全部魚下列關(guān)于種群的說法不正確的是 （ ） 種群是生物進(jìn)化的基本單位種群是生物繁殖的基本單位C.中國(guó)大陸上所有老虎是一個(gè)種群 D.同一種群的個(gè)體可以自由交配BC 性狀是由基因控制的，因此研究生物的進(jìn)化必須研究種群的基因組成和變化。如何分析種群的基因組成和變化？由此人們提出基因庫(kù)和基因頻率的概念。探究活動(dòng)（三）1.什么是種群的基因庫(kù)？一個(gè)種群中全部個(gè)體所含有的全部基因叫這個(gè)種群的基因庫(kù)。什么是種群的基因頻率？在一個(gè)種群基因庫(kù)中，某基因占全部等

4、位基因的 比率叫做基因頻率。2.基因頻率的計(jì)算 某昆蟲種群中，綠色翅的基因?yàn)锳, 褐色翅的基因位a，調(diào)查發(fā)現(xiàn)AA、Aa、aa的個(gè)體分別占30、60、10,那么A、a的基因頻率是多少？（自讀115頁(yè)）A=302+60 _ 200=60% 200a=102+60 _=40%A+a=1 此種基因的個(gè)數(shù) 種群中該對(duì)等位基因的總數(shù)此種基因的個(gè)數(shù)=純合子個(gè)體數(shù) X 2雜合子個(gè)體數(shù)種群中該對(duì)等位基因的總數(shù)=個(gè)體總數(shù) X 2通過基因型個(gè)體數(shù)量計(jì)算基因頻率某種基因的基因頻率=3. 用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的改變(5)(6)(1)(2)(3)(4)30%30%30%10%36%48%60%40%16%親代基因型的頻

5、率AA(30%)Aa(60%)aa(10%)配子的比率A( )A( )a( )a( )子代基因型的頻率AA( ) Aa( )aa( )子代種群的基因頻率A ( )a( ) 親代子一代 子二代 子三代基因型頻率AA30%Aa60%aa10%基因頻率A60%a40%36%48%16%60%40%36%16%48%60%40%60%40%36%48%16%在群體滿足五個(gè)條件的情況下,計(jì)算子二代、子三代的基因頻率與基因型頻率 ; 分析一下各代基因頻率與基因型頻率相同嗎？ 哈迪溫伯格定律： 1908年，英國(guó)數(shù)學(xué)家哈迪和德國(guó)醫(yī)生溫伯格分別提出關(guān)于基因頻率穩(wěn)定性的見解。他們指出，一個(gè)有性生殖的自然種群中，在

6、符合以下5個(gè)條件的情況下，各等位基因的頻率和等位基因的基因型頻率在一代一代的遺傳中是穩(wěn)定不變的，或者說，是保持著基因平衡的。這5個(gè)條件是：種群大；種群中個(gè)體間的交配是隨機(jī)的；沒有突變發(fā)生；沒有新基因加入；沒有自然選擇。這就是哈迪-溫伯格定律。 哈迪-溫伯格定律可用數(shù)學(xué)方程式表示：(pq)2=p22pqq2=1 其中p代表一個(gè)等位基因，如上例中A的頻率，q代表另一等位基因，如上例中a的頻率。p+q永遠(yuǎn)為1，即A的頻率加a的頻率為1/21/2=1。p2代表一個(gè)等位基因，即A的純合子AA的頻率， 即1/21/2=1/4，q2代表另一純合子aa的頻率，也是1/21/2=1/4。2pq代表雜合子Aa的頻

7、率，即2(1/21/2)。 如果等位基因不止2個(gè)，如前一章所述的身高、體色等涉及多個(gè)等位基因的性狀，哈代-溫伯格定律也同樣適用，但公式就要相應(yīng)調(diào)整。例如，有3個(gè)等位基因時(shí)，公式就應(yīng)改為：(p+q+r)2=p2+q2+r2+2pq+2pr+2qr=1 滿足五個(gè)假設(shè)條件的種群是理想的種群,在自然條件下,這樣的種群是不存在的.這也從反面說明了在自然界中,種群的基因頻率遲早要發(fā)生變化,也就是說種群的進(jìn)化是必然的.上述計(jì)算結(jié)果是在滿足五個(gè)假設(shè)條件的基礎(chǔ)上計(jì)算的，對(duì)自然界的種群來說，這五個(gè)條件都能成立嗎？特別是如果第點(diǎn)假設(shè)（基因A和a都不產(chǎn)生突變,即沒有基因突變和染色體變異。）成立這與前面我們所學(xué)的基因突

8、變的哪個(gè)特性相違背？與基因突變的普遍性相違背。如果該種群出現(xiàn)新的突變型，也就是產(chǎn)生新的等位基因（A2），種群的基因頻率會(huì)變化嗎？基因A2的頻率可能會(huì)怎樣變化？突變產(chǎn)生的新基因會(huì)使種群的基因頻率發(fā)生變化。基因A2的頻率是增加還是減少，要看這一突變對(duì)生物體是有益還是有害的，這往往取決于生物生存的環(huán)境。總 結(jié)種群基因頻率的改變與生物進(jìn)化(一)種群是生物進(jìn)化的基本單位1、種群、基因庫(kù)、基因頻率等概念2、用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的變化下列關(guān)于基因庫(kù)的敘述正確的是 ( )A一個(gè)種群中一個(gè)個(gè)體所含有的全部基因叫做這個(gè)種群的基因庫(kù)B一個(gè)種群中全部個(gè)體所含有的顯性基因叫做這個(gè)種群的基因庫(kù)C一個(gè)種群中全部個(gè)體所含有

9、的全部基因叫做這個(gè)種群的基因庫(kù)D一個(gè)種群的基因庫(kù)會(huì)隨著種群中一代一代的死亡而消減和滅亡 CAA、Aa、aa的個(gè)體分別占24%、72%、4%那么 A、a的基因頻率是多少？ （ ） A. 36%和64% B. 57%和43% C. 24%和72% D. 60%和40%D某種基因的基因頻率=某種基因的純合子頻率+1/2雜合子頻率通過基因型頻率計(jì)算基因頻率A=24% +1/2 X 72% = 60% 據(jù)調(diào)查得知，某學(xué)校的學(xué)生中各血型的比率如下： IAIA 20% IAi 30% IBIB 10% IBi 20% IAIB 10% ii 10%計(jì)算IB的基因頻率。10% +1/2（ 10% + 20%）

10、 = 25%某工廠有男女職工各200名，對(duì)他們進(jìn)行調(diào)查時(shí)發(fā)現(xiàn)，女性色盲基因攜帶者為15人，女性患者1人，男性患者14人，這個(gè)群體中色盲基因的頻率應(yīng)為（ ）。 A、15% B、3.88% C、5.17% D、10.3%色盲（b）基因頻率1521420022005.17C課堂練習(xí)： 100% 普遍性:隨機(jī)性:低頻性:有害性：不定向性：Aa1或Aa2基因突變的的特點(diǎn)和意義分別是什么? 意義:基因突變盡管是隨機(jī)的、不定向的，在自然狀態(tài)下，突變頻率很低，但卻是普遍存在的，它是新基因產(chǎn)生的途徑；是生物變異的根本來源；是生物進(jìn)化的原始資料。(二)突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料 基因突變?cè)谧匀唤缡瞧毡榇嬖诘模?/p>

11、因此基因突變產(chǎn)生新的等位基因,這就可能使種群的基因頻率發(fā)生變化.什么是突變？現(xiàn)代遺傳學(xué)研究表明，可遺傳的變異來源于基因突變、基因重組和染色體變異。其中基因突變和染色體變異統(tǒng)稱為突變。基因突變?nèi)旧w異變 基 因重 組突變可遺傳的變異基因頻率改變的因素 自然界中生物的自然突變頻率很低，而且一般對(duì)生物體是有害的。為什么還能夠改變種群中的基因頻率呢？種群是由許多個(gè)體組成的，每個(gè)個(gè)體的每一個(gè)細(xì)胞內(nèi)都有成千上萬個(gè)基因，這樣，每一代就會(huì)產(chǎn)生大量的突變。此外，突變的有害還是有利也不是絕對(duì)的，這往往取決于生物的生存環(huán)境。1種群中突變的特點(diǎn)： 突變數(shù)很大、隨機(jī)、不定向2種群基因重組的結(jié)果：產(chǎn)生更多可遺傳變異、不定

12、向 例如：果蠅約有104對(duì)基因，假定每個(gè)基因的突變率都是105，若有一個(gè)中等數(shù)量的果蠅種群（約有108個(gè)個(gè)體），那么每一代出現(xiàn)基因突變數(shù)是多少呢？ 2 104 105個(gè)體 108種群=2 107結(jié)論：突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料 某海島上生活著一種昆蟲，經(jīng)調(diào)查翅的長(zhǎng)度和個(gè)體數(shù)的關(guān)系（縱坐標(biāo)為個(gè)體數(shù)量，橫坐標(biāo)為翅的長(zhǎng)度）。后來該小島上經(jīng)常刮大風(fēng)，若干年后再進(jìn)行調(diào)查，你認(rèn)為最能代表此時(shí)情況的曲線是( )選擇并解釋ABCDD（1）根據(jù)前面所學(xué)的你能做出假設(shè)嗎？探究活動(dòng)（四）“探究自然選擇對(duì)種群基因頻率的影響”長(zhǎng)滿地衣的樹干上的樺尺蠖黑褐色樹干上的樺尺蠖自然選擇可以使種群的基因頻率定向改變探究活動(dòng)（

13、四）2）現(xiàn)在我們用數(shù)學(xué)方法來討論一下樺尺蠖基因頻率變化的原因。1870年樺尺蠖的基因型頻率為SS 10% ； Ss 20%； ss 70%，在樹干變黑這一環(huán)境條件下假如樹干變黑不利于樺尺蠖的生存，使得種群中淺色個(gè)體每年減少10%，黑色個(gè)體每年增加10%，以后的幾年內(nèi)，樺尺蠖種群每年的基因型頻率與基因頻率是多少呢？第1年第2年第3年第4年基因型頻率SS10%11.5%Ss20%22.9%ss70%65.6%基因頻率S20%23%s80%77%70.7%26%29.2%14.7%56.1%60.9%26.1%73.9%29.3%13.1%升高降低(3)在這個(gè)探究實(shí)驗(yàn)中根據(jù)上面的數(shù)據(jù)分析，變黑的環(huán)境

14、對(duì)樺尺蠖產(chǎn)生了什么樣的影響？變黑的環(huán)境對(duì)樺尺蠖淺色個(gè)體的出生率有影響嗎？(4)在自然選擇過程中，直接受選擇的是基因型還是表現(xiàn)型？變黑的環(huán)境使控制淺色的s基因頻率減少，S基因頻率增加許多淺色個(gè)體可能在沒有交配、產(chǎn)卵前就已被天敵捕食天敵看到的是樺尺蠖得體色（表現(xiàn)型）而不是控制體色的基因 自然選擇使種群的基因頻率定向改變并決定生物進(jìn)化的方向樺尺蠖深色淺色棲息環(huán)境淺色（個(gè)體多）（個(gè)體少）棲息環(huán)境深色s基因頻率降低S基因頻率升高淺色深色s基因頻率又降低S基因頻率又升高s基因頻率95%S基因頻率95%除自然選擇外，遺傳漂變和遷移也是造成種群基因頻率發(fā)生變化的重要原因。原因是： 淘汰不利變異基因、積累有利變異基因結(jié)論：自然選擇決定生物進(jìn)化的方向結(jié)果是： 使基因頻率定向改變。6.某島嶼上存在著尺蛾的兩個(gè)變種，該地區(qū)原為森林，后建設(shè)成工業(yè)區(qū)。下表為該地區(qū)不同時(shí)期的兩個(gè)變種尺蛾的數(shù)量比。這些變產(chǎn)生的原因是 ( )A