1、第2節(jié) 現代生物進化理論的主要內容,一、種群基因頻率的改變與生物進化,探究活動（一）,情景：如果在灰色翅（基因型為aa)昆蟲的群體中偶然出現一只綠色翅（Aa)的變異個體，且綠色比灰色更不容易被敵害發(fā)現。,討論題目： 1.根據達爾文“適者生存、不適者淘汰”的觀點該綠色個體一定能被選擇下來嗎？ 2.如果該綠色個體能很好的生活下來，它體內的A基因怎樣才能傳遞給后代？ 3、如果Aa與其他個體交配生殖，后代還會是綠色嗎？,自然界中，沒有哪一個體是長生不死的,個體的基因型也會隨著個體的死亡而消失，但決定表現型的基因卻可以通過有性生殖來傳給后代.,后代會發(fā)生性狀分離，出現aa的個體。,生物的進化僅僅研究個體

2、的表現型是否與環(huán)境適應是不夠的，還需要研究群體的基因組成的變化。,思維梳理： 研究個體,-群體,-什么樣的群體？,種群？ 群落？ 生態(tài)系統(tǒng)？,探究活動（二）,1.怎樣的一群個體可以稱為種群呢？,實際上，在自然界中，每個物種總是分成一個一個或大或小的群體，這些群體就是不同的種群,2.一個生物的“種”或“物種”與種群又有什么區(qū)別呢？,生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個體叫做種群,現在練練吧！,以下描述是種群嗎？,1.一片草地上的全部蛇。 2.我國長江流域的全部白暨豚。 3.海南島上四季常有的紅樹林。 4.此時此刻我們所在教室內的全 部學生和老師。,思考？,一個種群中的個體是機械地集合在一起嗎？,一個

3、種群中的個體是能自由交配、繁殖的，因此種群是生物繁殖的基本單位,探究活動（三）,1.什么是基因庫？基因頻率的含義是什么？,一個種群中全部個體所含有的全部基因叫這個種群的基因庫。,2.基因頻率的計算,某昆蟲種群中，綠色翅的基因為A, 褐色翅的基因位a，調查發(fā)現AA、Aa、aa的個體分別占30%、60%、10%、那么A、a的基因頻率是多少？,在一個種群基因庫中，某基因占全部等位基因數的比率叫做基因頻率。,在一個種群中，某基因型個體占全部個體的比率。,基因型頻率：,探究活動（三）,遺傳平衡狀態(tài),3. 用數學方法討論基因頻率的改變 假設討論題2中的群體滿足以下五個條件： 昆蟲群體數量足夠大， 全部的雌

4、雄個體間都能自由交配并能產生后代， 沒有遷入與遷出， AA、Aa、aa三種基因型昆蟲的生存能力完全相同（也就是說自然選擇對A、a控制的翅型性狀沒有作用） 也沒有基因突變和染色體變異。 計算： (1)子一代、子二代、子三代的基因頻率與基因型頻率,在有性生殖過程中，如果符合遺傳平衡，產生的雌雄配子：,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）分析各代基因頻率與基因型頻率相同嗎？,36%,48%,16%,遺傳平衡定律（哈代-溫

5、伯格定律） 如果一個種群符合下列條件： 種群是極大的； 種群個體間的交配是隨機的，也就是說種群中每一個個體與種群中其他個體的交配機會是相等的； 沒有突變產生 種群之間不存在個體的遷移或基因交流 沒有自然選擇； 那么，這個種群的基因頻率（包括基因型）就可以一代代穩(wěn)定不變，保持平衡。（遺傳平衡的種群是理想的種群）。如果用p代表Y基因的基因頻率，q代表基因y的頻率，那么 （p+q）2=p2+2pq+q2=1； p+q=1；YY=p2；Yy=2pq；yy=q2；,（3）上述計算結果是在滿足五個假設條件的基礎上計算的，對自然界的種群來說，這五個條件都能成立嗎？特別是如果第點假設成立這與前面我們所學的基因

6、突變的哪個特點相違背？,基因突變與基因頻率的改變有什么關系？,普遍存在 隨機發(fā)生 突變頻率很低 多數對生物體是有害的 不定向的,基因突變可產生新基因(等位基因)，基因突變是可遺傳變異的根本來源；是基因頻率改變的基礎。,遺傳平衡所指的種群是理想種群，在自然條件下，這樣的種群是不存在的。所以種群基因頻率遲早要發(fā)生變化，所以種群的進化是必然的。,思考：生物自發(fā)突變的頻率很低，且大多數突變對生物體是有害的，它為何還能作為生物進化的原材料呢？,例 果蠅約有104對基因，假定每個基因的突變率都是105，若有一個中等數量的果蠅種群（約有108個個體），那么每一代出現基因突變數是多少呢？,2 104 105,

7、個體, 108,種群,=2 107,不可以遺傳的變異,可遺傳的變異,基因突變,染色體變異,基因重組,突變,突變和基因重組產生生物進化的原材料,突變,等位基因,（1）根據前面所學的你能做出假設嗎？,探究活動（四） “探究自然選擇對種群基因頻率的影響”,s,s,自然選擇可以使種群的基因頻率定向改變,探究活動（三）,2）現在我們用數學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SS10% ； Ss20%； ss70%，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，使得種群中淺色個體每年減少10%，黑色個體每年增加10%，以后的幾年內，樺尺蠖種群每年的基因型頻率與基

8、因頻率是多少呢？,70.7%,26%,29.2%,14.7%,56.1%,60.9%,26.1%,73.9%,29.3%,13.1%,升高,降低,(3)在這個探究實驗中根據上面的數據分析，變黑的環(huán)境對樺尺蠖產生了什么樣的影響？變黑的環(huán)境對樺尺蠖淺色個體的出生率有影響嗎？,(4)在自然選擇中，直接受選擇的是基因型還是表現型？,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。,許多淺色個體可能在沒有交配、產卵前就已被天敵捕食,天敵看到的是樺尺蠖的體色（表現型）而不是控制體色的基因,原因： 淘汰不利變異基因、積累有利變異基因 結果： 使基因頻率定向改變。,結論：自然選擇決定生物進化的方向,自

9、然選擇對種群基因頻率的影響,6.某島嶼上存在著尺蛾的兩個變種，該地區(qū)原為森林，后建設成工業(yè)區(qū)。下表為該地區(qū)不同時期的兩個變種尺蛾的數量比。這些變產生的原因是 A灰尺蛾遷離，黑尺蛾遷入 B工業(yè)煤煙使灰尺蛾變成黑尺蛾 C自然選擇作用 D人工選擇的作用 7.用現代生物進化理論分析解釋狼的進化過程。 (1)狼群中存在不同類型的個體，如有跑得快的，有跑得慢的。它說明生物具有_的特性，而這種特性是生物進化的 。 (2)隨著環(huán)境的改變，食物稀少，跑得快、兇猛的狼才能獲得食物生存下去。這樣，食物、環(huán)境對狼起了_作用，而這種作用是_的，它決定著生物進化的_。,變異,原材料,選擇,方向,定向的,C,有關基因頻率的

10、計算,1常染色體遺傳方面的基因頻率計算 通過基因型計算基因頻率 基因頻率=種群中該基因的總數種群中該等位基因的總數。 例3：從某個種群中隨機抽出100個個體，測知基因型為AA、Aa和aa的個體分別是30、60和10個。 就這對等位基因來說，每個個體可以看做含有2個基因。那么，這100個個體共有200個基因，其中， A基因有230+60=120個， a基因有210+60=80個。于是，在這個種群中， A基因的頻率為：120200=60% a基因的頻率為： 80200=40%,通過基因型頻率計算基因頻率 一個等位基因頻率=該等位基因純合子的頻率+1/2雜合子的頻率 例4：從某種生物種群中隨機抽出一

11、定數量的個體，其中基因型為AA的個體占24%，基因型為Aa的個體占72%，基因型為aa的個體占4%，基因A和基因a的頻率分別是( ) A.24% 72% B.36% 64% C.57% 43% D.60%40% 【解析】根據題意，按方法一計算：在100個個體中，AA占24個，Aa占72個，aa占4個，即在200個基因中，A的基因有22472=120個，基因頻率為120200=60%，a的基因頻率為40%。（答案為D） 按基因型頻率計算： A=AA1/2Aa=24% 1/2 72%= 60% a=aa 1/2Aa=4% 1/2 72%= 40%,有關基因頻率的計算,運用遺傳平衡公式： 例5：在某

12、一個種群中，已調查得知，隱性性狀者（等位基因用A、a表示）占16%，那么該種群的AA、Aa基因型個體出現的概率分別為： A.0.36、0.48 B.0.36、0.24 C.0.16、0.48 D.0.48、0.36 【解析】 第一步已知隱性性狀者即aa的基因型頻率為16%，那么a基因的頻率為0.4、A的基因頻率為1-0.4=0.6。 第二步將其看作在理想的狀態(tài)下，運用遺傳平衡公式進行計算：AA%=A%A%=0.60.6=0.36；Aa%=2A%a%=20.60.4=0.48 答案為A,有關基因頻率的計算,2.伴X遺傳方面的基因頻率計算 這類題目的特殊點是：X染色體總數的正確計算，因為男性中只有一個X染色體，所以計算男性X染色體總數時不需要乘以2，這樣就能夠得出正確的結果。,有關基因頻率的計算,例7：(2003年2月南京調研卷)對某校學生進行色盲遺傳病調查研究后發(fā)現：780名女生中有患者23人、攜帶者52人；820名男生中有患者65人，那么該群體中色盲基因的頻率是( ) A.4.4% B.5.1% C.6.8% D.10.2% 【解析】 色盲是伴X染色體隱性遺傳，女性色盲患者的基因型是： XbXb ，女性攜帶者的基因型是：XBXb，男性色盲患者的基因型是： Xb Y。 (男性無攜帶者