现代生物进化理论 (共62张PPT)

当时人们的思想解放有着
巨大的推动作用。
科学性： 进化 适应性
遗传变异的本质不清楚 局限性：从个体水平解释进化
新物种如何形成不明确
种群是生物进化的基本单位
现代生物进化理论
突变和基因重组产生进化的原材料 自然选择决定了生物进化的方向 隔离是物种进化的必要条件
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在实际中，这样的理想条件是不存在的：
第一：足够大的种群是不存在，所以实际中子代和 亲代的基因频率就会有差异。
第二：基因突变每时每刻都有可能发生。虽然每一 个基因突变的频率很低很低，但一个种群中有很多 很多的基因，所以基因的实际突变数是较大的，而 且经过代代的遗传基因突变必然对种群的基因频率 产生影响，使基因的频率发生改变。如由a突变成A 的数或a突变成其它复等位基因的数相对较大，则a 的基因频率将越来越小。
60% 40%
卵子 A 60% 精子
A 60%
AA 36%
a 40% Aa 24%
遗传平 衡状态
a 40%
Aa 24% aa 16%
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（2012上海）29．蜗牛的有条纹(A)对无条纹(a)为显性。在一
个地区的蜗牛种群内，有条纹(AA)个体占55％，无条纹个体占
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(4)、基因频率：在种群中一对等位基因的频率之和等于1
在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率。
该基因的总数 基因频率＝
该等位基因的总数
(5)、基因型频率：基因型频率之和也等于1
在一个种群中，某基因型个体占全部个体的比率。
因此，种群基因频率的改变是客观的。
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亲代和子代之间基因频率的差异可能是微妙的，但经过代代的遗传，当 这一差异由量变达到质变时，该种群就渐变成另外一个不同的种群了。 所以从理论上分析，种群基因频率的改变是不可避免的，生物的进化是 必然的。
基因型频率＝
该基因型个体的总数 全部个体的总数
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有关基因频率的计算
基因
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常染色体 基因
性染色体 基因
计算类型
基因型计算 基因频率
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基因型频率计 算基因频率
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例3：在某一个种群中，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
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现代生物进化理论
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1、种群是生物进化的基本单位
（1）种群的概念： 生活在一定区域的同种生物的全部个体
（2）种群的特点： 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。 种群是生物进化的基本单位，也是生物繁殖的单位。
（3）种群的基因库： 一个种群中全部个体所含有的全部基因。
10% 题解： 由于色盲基因及其等位基因只位于X染色体上，而
Y染色体上没有对应的基因
因此,在180名学生中该等位基因的总数为XB+Xb=(女性)90×2 ＋(男性)90×1=270
色盲基因的总数为Xb=3(女性色盲) ×2＋13(女性携带者) ×1＋8(男 性色盲) ×1=27
得:色盲基因的频率为:
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现代生物进化理论
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拉马克的进化观点
达尔文的自然选择学说 过度繁殖 生存斗争 遗传变异 适者生存
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①器官的“用进废退”尽管拉马克对生物进化
的解释缺乏科学性，但他
②获得性遗传
认为生物不是神创的，而 是逐渐进化的思想，对于
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常染色体遗传方面的基因频率计算 根据基因型计算基因频率
例1:如某昆虫种群中决定翅色为绿色的基因为A，决定翅 色为褐色的基因为a，从种群中随机抽出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。那 么A和a的基因频率是多少?
解: A基因的基因频率为:
2×AA＋Aa A%=
【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%=0.6×0.6=0.36； Aa%=2×A%×a%=2×0.6×0.4=0.48
答案为A
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27 × 100% =10% 270
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例3、某校的一个生物兴趣小组在研究性学习活动中，开展了色 盲普查活动，他们先从全校的1800名学生中随机抽取了180名学 生（男女学生各半）做为首批调查对象，结果发现有女性色盲3 人，男性色盲8人，女性携带者13人，那么，在该校全体学生中 色盲基因的频率约为多少？
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第三：种群中充分的随机交配也是不现实的，也就
是说不同基因型的卵细胞和精子结合的机会不会是
均等的。例如，在生殖季节，为了争夺异性配偶，
雄性海象之间要进行激烈而又残酷的竞争，争斗的
最后结果常常是强大的一方占有二三十个雌性海象，
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第四：由于各种原因，种群中有的个体会迁出，有的 同种的外来个体会迁入该种群，使种群中各种基因型 的比例发生变化，而导致种群基因频率的改变 。
第五：在自然界中，自然选择是不可抗拒的，始终对 种群发挥作用。如基因型为aa的个体由于本身基因的 原因，在特定的环境条件下，而导致性状缺陷，不能 适应变化了的环境，在自然选择中处于不利地位，则 a的基因频率也会越来越小
从上面的分析可知，引起种群基因频率改变的因素是：基因突变、基因 重组、迁出迁入率和自然选择。
生物进化的实质就是种群基因频率发生变化的过程。
遗传平衡在自然状态下是无法达到的，但在一个足够大的种群中， 如果个体间是自由交配的且没有明显的自然选择的话，我们往往近 似地看作符合遗传平衡。
如人类种群、果蝇种群等比较大的群体中，一些单基因性状的 遗传是可以应用遗传平衡定律的。
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亲代 子一代
子二代
子三代
AA 基因型 频率 Aa
aa
30% 60% 10%
36% 48% 16%
36% 48% 16%
36% 48% 16%
基因频 A 60%
60%
60%
率
a 40%
40%
40%
有性生殖过程中，产生的雌雄配子的情况如下：
杂合体Aa的基因频率=2Pq=2×1%×99%=1.98% 正常夫妇中是携带者概率为：2pq/(p2+2pq)=2/101 双亲的组合
2/101Aa×2/101Aa=2/101×2/101×1/4=1/10201
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如果一个种群没有达到遗传平衡，那么随机（自由交 配）交配一代后达到遗传平衡。
例5：假设某果蝇种群非常大，所有的雌雄个体间都
能自由交配并产生后代，没有迁入和迁出，自然选择 没有起作用，基因没有突变，种群中AA30﹪ Aa60﹪ aa10﹪，该种群随机交配，根据孟德尔的分 离定律试计算：
由于竞争失败，有的雄性海象没有任何的交配机会。
假设其它条件不变，在生殖季节里，如果竞争力强
的雄性海象个体基因型大多数是AA，而竞争失败的
雄性海象个体的基因型大多数是aa（可能是由于本
身基因型的关系，而导致性状上的差异），那么A的
基因频率将越来越大。
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若种群中一等位基因为A和a，设p为A的基因频率，q为a的基因频率， (p＋q)＝A%+a%=1， 则（p+q）2=p2+2pq+q2 ＝1。 又因为在一种群中，AA%+Aa%+aa%=1； 所以p2＝AA%=A%×A%，为AA的基因型频率； q2＝aa%=a%×a%，为aa的基因型频率； 即：2pq＝Aa%＝2×A%×a%，为Aa的基因型频率。
练习、囊性纤维变性是一种常染色体遗传病。在欧洲的 人群中，每2500个人中就有一个患此病。如一对健康的夫 妇有一患此病的孩子，此后，该妇女又与健康的男子再婚。 再婚的双亲生一孩子患病的机会是多少？__1_/_1_0_0__
题解：关键求出再婚男子是杂合体的概率。
根据题意aa的基因频率=q2=1/2500，可得q=1/50 A的基因频率P=1-q=49/50 杂合子Aa的基因型频率=2pq=2×49/50×1/50=1/25 双亲的组合Aa×1/25Aa=1/25×1/4=1/100
×100 =
2(AA＋Aa＋aa) %
60%
a基因的基因频率为：
2×aa＋Aa
a%=
×100 =
2(AA＋Aa＋aa) %
40%
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常染色体遗传方面的基因频率计算 根据基因型频率计算基因频率
例2：已知AA％=30％，Aa％=60％，aa％=10％。则A、a基因 的频率分别是多少?
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遗传平衡定律也称哈代－温伯格定律 其主要内容是指：在理想状态下，各等位基因的频率和等位基因的 基因型频率在遗传中是稳定不变的，即保持着基因平衡。 该理想状态要满足5个条件 1 .种群足够大2.种群中个体间可以随机交配并产生后代3.无迁入迁 出（遗传漂变）4.没有突变5.没有自然选择 此时各基因频率和各基因型频率存在如下等式关系并且保持不变
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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。
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例4：某地区每10000人中有一个白化病患者，求该地区 一对正常夫妇生下一个白化病孩子的几率?
题解: 已知aa=q2=0.01% 则,a的基因频率q=1%
根据(p+q=1),可得出A的基因频率p=1－q=99%
纯合体AA的基因频率=p2=99%×99%=98.01%
15％，若蜗牛间进行自由交配得到Fl，则A基因的频率和F1中Aa
基因型的频率分别是
A．30％，2l％
B．30％，42％
D
C．70％，2l％
D．70％，42％
【解析】亲本中AA占55%，aa占15%，所以Aa占30%，自由交 配，用哈温定律算，得到A基因频率70%，a基因频率30%，F1中 Aa的基因型频率为42%，选D。
假设种群个体总数为100，则基因型为AA、Aa、aa的个体数分
别为30、60、10 A%=
2×AA＋Aa ×100
2(AA＋Aa＋aa) %
= 60%
2×aa＋Aa
a%=
×100
2(AA＋Aa＋aa) %
= 40%
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例3：在某一个种群中，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