種群基因組成的變化與物種的形成第6章

第3節(jié)新人教版

思考

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討論

自然選擇的直接作用對(duì)象是基因型還是表現(xiàn)型？表現(xiàn)型自然選擇直接對(duì)象：個(gè)體的性狀（表現(xiàn)型）這個(gè)群體就是種群！根本對(duì)象：與生物個(gè)體變異性狀相應(yīng)的基因

但是，在自然界，沒有哪個(gè)個(gè)體是長生不死的，個(gè)體的表型會(huì)隨著個(gè)體的死亡而消失，決定表型的基因卻可以隨著生殖而世代延續(xù)，并且在群體中擴(kuò)散。

研究生物的進(jìn)化，僅研究個(gè)體和表型是不夠的，還必須研究群體基因組成的變化。種群基因組成的變化6-3種群基因組成的變化與物種的形成一、種群和種群基因庫（1）種群定義：生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個(gè)體叫做種群。①一個(gè)池塘中的全部魚②一個(gè)池塘中的全部鯉魚③兩個(gè)池塘內(nèi)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×√×××種群特點(diǎn)①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。②種群是物種繁衍、進(jìn)化的基本單位。（2）基因庫：一個(gè)種群中全部個(gè)體所含有的全部基因。（3）基因頻率：在一個(gè)種群基因庫中，某個(gè)基因占全部等位基因數(shù)的比率?；蝾l率＝該基因的總數(shù)全部等位基因的總數(shù)×100%一、種群和種群基因庫某昆蟲種群中，綠色翅的基因?yàn)锳,褐色翅的基因?yàn)閍，調(diào)查發(fā)現(xiàn)AA、Aa、aa的個(gè)體分別有30、60、10個(gè)，那么A、a的基因頻率是多少？思考討論×100%2×AA＋Aa2(AA＋Aa＋aa)=30×2+60200=60%×100%Aa＋2×aa2(AA＋Aa＋aa)=60+2×10

200=40%①在種群中，一對(duì)等位基因的基因頻率之和等于1。PA＝Pa＝（4）基因型頻率：在一個(gè)種群中，某基因型個(gè)體占種群內(nèi)全部個(gè)體的比率?；蛐皖l率＝該基因型個(gè)體數(shù)該種群個(gè)體總數(shù)×100%某昆蟲種群中，綠色翅的基因?yàn)锳,褐色翅的基因?yàn)閍，調(diào)查發(fā)現(xiàn)AA、Aa、aa的個(gè)體分別有30、60、10個(gè)，AA、Aa、aa的基因型頻率是多少？Aa%=60%aa%=10%AA%=30%①在種群中，一對(duì)等位基因的基因頻率之和等于1。②在種群中，一對(duì)等位基因的基因型頻率之和也等于1。（5）基因頻率與基因型頻率之間的關(guān)系設(shè)種群個(gè)體總數(shù)為N，AA=n1，Aa=n2，aa=n3PAA＝n1N×100%PA＝2AA+Aa（AA+Aa+aa）×2＝2n1+n22N＝n1N+12n2N＝PAA+12PAa一個(gè)基因的頻率=該基因純合子的基因型頻率+1/2雜合子的基因型頻率用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的變化思考

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討論親代基因型比值A(chǔ)A(30%)Aa(60%)aa(10%)配子的比值A(chǔ)()A()a()a()親代基因頻率A()a()子代基因型頻率AA()Aa()aa()子代基因頻率A()a()30%30%30%10%36%48%16%60%40%

假設(shè)上述昆蟲種群非常大，所有的雌雄個(gè)體間都能自由交配并產(chǎn)生后代，沒有遷入和遷出，不同翅色的個(gè)體生存和繁殖的機(jī)會(huì)是均等的，基因A和a都不產(chǎn)生突變，根據(jù)孟德爾的分離定律計(jì)算填入下表。60%40%用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的變化思考

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討論親代子一代子二代子三代基因型頻率AA30%36%Aa60%48%aa10%16%基因頻率A60%60%a40%40%36%48%16%60%40%36%48%16%60%40%p表示基因A的頻率，q表示基因a的頻率AA%=p2

Aa%=2pqaa%=q2(p+q)2=p2+2pq+q2=1p+q=1遺傳平衡定律當(dāng)群體滿足以下五個(gè)條件：

①群體數(shù)量足夠大②雌雄個(gè)體間能自由交配③沒有遷入與遷出④沒有自然選擇⑤不產(chǎn)生基因突變設(shè)A頻率為p，a頻率為q，則p+q＝1遺傳平衡公式：

（p+q）2=p2+2pq+q2=1

AA的基因型頻率=p2；

aa的基因型頻率=q2；

Aa的基因型頻率=2pq

種群的子代基因頻率和基因型頻率可以世代相傳不發(fā)生變化，保持平衡。專題基因頻率與基因型頻率的計(jì)算一、常染色體上基因頻率的計(jì)算(以A、a為基因、AA、Aa、aa為三種基因型。)（一）定義法：基因頻率＝該基因的總數(shù)全部等位基因的總數(shù)×100%PA＝2AA+Aa(AA+Aa+aa)×2×100%（二）用基因型頻率→基因頻率：一個(gè)基因的頻率=該基因純合子的基因型頻率+1/2雜合子的基因型頻率PA＝PAA+12PAa1、某自花傳粉植物種群中，親代中BB基因型個(gè)體占20%，bb基因型個(gè)體占10%，則B和b的基因頻率分別是（）A．55%和45%B．55%和42.5% C．45%和42.5% D．45%和32.5%練一練A二、性染色體上基因頻率的計(jì)算(以XB、Xb為例)（一）計(jì)算公式：例1：已知果蠅紅眼與白眼為一對(duì)相對(duì)性狀，由一對(duì)位于X染色體上的等位基因控制，白眼受隱性基因(b)控制，隨機(jī)抽取雌雄果蠅各100只，其中測得雌果蠅中XBXB(紅眼)30只，XBXb(紅眼)60只，XbXb(白眼)10只，雄果蠅中XBY(紅眼)60只，XbY(白眼)40只，則B基因的頻率為________，XbXb個(gè)體在雌性中的基因型頻率為________。60%10%【典例2】

(2022·廣州市質(zhì)檢)調(diào)查某校學(xué)生中關(guān)于某種性狀的各種基因型及比例為：基因型XBXBXBXbXbXbXBYXbY比例(%)42.327.360.32464則該校學(xué)生中XB和Xb的基因頻率分別是(

)A.6%、8% B.92%、8%C.78%、92% D.8%、92%B二、性染色體上基因頻率的計(jì)算(以XB、Xb為例)（二）遺傳平衡時(shí)，位于X染色體上的基因頻率與基因型頻率的關(guān)系：1.Xb的基因頻率在男性和女性中相同，但男性與女性的發(fā)病率不同；2.男性中發(fā)病率=Xb的基因頻率原因：因?yàn)槟行灾缓幸粭lX染色體，X染色體含有致病基因就患病，所以男性中該致病基因的基因頻率和人群中該致病基因的頻率相等。設(shè)人群中：Xb=10%XB=90%則男性中：XbY=10%XBY=90%則女性中：XbXb=1%XBXB=81%

XBXb=18%若人群中男性數(shù)量=女性數(shù)量XbXb=0.5%XBXB=40.5%XBXb=9%則人群中：XbY=10%×1/2=5%XBY=90%×1/2=45%無法進(jìn)化先打破平衡種群較小不自由交配有突變有選擇有遷入、遷出遺傳平衡生物怎么進(jìn)化？基因頻率發(fā)生改變二、種群基因頻率的變化

生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是基因頻率的改變①基因突變在自然界是普遍存在的?；蛲蛔儺a(chǎn)生新的等位基因，這就可以使種群的基因頻率發(fā)生變化?？蛇z傳的變異變異不可遺傳的變異基因突變?nèi)旧w變異基因重組突變影響種群基因頻率變化的因素：思考：生物自發(fā)突變的頻率很低，而且大多數(shù)突變對(duì)生物體是有害的，那么，它為何還能夠作為生物進(jìn)化的原材料呢？

對(duì)每個(gè)基因來說突變率很低，但由于種群是由許多個(gè)體組成，每個(gè)個(gè)體的細(xì)胞中都有成千上萬個(gè)基因，這樣，每一代就會(huì)產(chǎn)生大量的突變?！纠纭抗?組染色體上約有1.3×104個(gè)基因，假定每個(gè)基因的突變頻率都為10-5，對(duì)一個(gè)約有108個(gè)個(gè)體的果蠅種群來說，每一代出現(xiàn)的基因突變數(shù)是：

2×1.3×104×10－5×108=2.6×107（個(gè)）個(gè)體（2.6×10-1）種群②

生物的生存環(huán)境某海島上殘翅和無翅的昆蟲思考：突變產(chǎn)生的變異有利或有害是絕對(duì)的嗎？

突變的有利與有害是相對(duì)的而不是絕對(duì)的，這往往取決于生物的

。在正常情況下，殘翅和無翅很難生存下去；生存環(huán)境在經(jīng)常刮大風(fēng)的海島上，因不能飛行而避免了淹死。

③

突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料【注意：突變≠基因突變，突變包括基因突變和染色體變異】【突變和重組是隨機(jī)的，不定向的】基因突變基因重組新的等位基因多種多樣的基因型種群中出現(xiàn)大量可遺傳的變異變異是不定向的形成了進(jìn)化的原材料,不能決定生物進(jìn)化的方向3自然選擇對(duì)種群基因頻率變化的影響Effectsofnaturalselectionongenefrequencyofpopulation探究

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實(shí)踐探究自然選擇對(duì)種群基因頻率變化的影響

英國的曼徹斯特地區(qū)有一種樺尺蛾（其幼蟲叫樺尺蠖）。它們夜間活動(dòng)，白天棲息在樹干上。雜交實(shí)驗(yàn)表明，樺尺蛾的體色受一對(duì)等位基因S和s控制，黑色(S)對(duì)淺色(s)是顯性的。在19世紀(jì)中葉以前，樺尺蛾幾乎都是淺色型的，該種群中S基因的頻率很低，在5%以下。到了20世紀(jì)中葉，黑色型的樺尺蛾卻成了常見的類型，S基因的頻率上升到95%以上。19世紀(jì)時(shí)，曼徹斯特地區(qū)的樹干上長滿了淺色的地衣。后來，隨著工業(yè)的發(fā)展，工廠排出的煤煙使地衣不能生存，結(jié)果樹皮裸露并被熏成黑褐色。探究

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實(shí)踐探究自然選擇對(duì)種群基因頻率變化的影響【提出問題】樺尺蛾種群中s基因（決定淺色性狀）的頻率為什么越來越低呢？【創(chuàng)設(shè)情境】假設(shè)1870年，樺尺蛾種群的基因型頻率為SS10%,Ss20%,ss70%,S基因的頻率為20%。在樹干變黑這一環(huán)境條件下，假如樹干變黑不利于淺色樺尺蛾的生存，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%。第2~10年間，該種群每年的基因型頻率各是多少？每年的基因頻率是多少？（計(jì)算結(jié)果填入下表）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%26%60.9%26.1%73.9%13.1%29.2%14