现代生物进化理论的主要内容 课件 5

AA、Aa、aa的个体分别占24%、72%、4%那么 A、 a的基因频率是多少？ （ ） D
A. 36%和64% C. 24%和72% B. 57%和43% D. 60%和40%
A=24% +1/2 X 72% = 60%
通过基因型频率计算基因频率
某种基因的基因频率=
某种基因的纯合子频率+1/2杂合子频率
a aa
灰翅
F1: Aa
出现有利变异个体内 的有利基因只有在群体 中,通过有性生殖才能世 代延续。
绿翅
研究生物的进化仅仅研究个体 的表现型是否与环境适应是不 够的，还必须研究群体的基因
组成变化。
这个群体就是种群！
(一)种群是生物进化的基本单位
探究活动（二）
1.什么叫做种群？
生活在一定区域的同种生物的全部个体叫做种群.
通过基因型个体数量计算基因频率
某种基因的 = 基因频率
= 1
此种基因的个数
种群中该对等位基因的总数
此种基因的个数=纯合子个体数 X 2＋杂合子个体数 种群中该对等位基因的总数=个体总数 X 2
3. 用数学方法讨论基因频率的改变
(1)
(2) (3) (4)
(5)
(6)
假设115页题目中的种群满足以下五个条件： ①昆虫群体数量足够大， ③没有迁入与迁出， ②全部的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代， ④AA、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） ⑤A和a都不产生突变,即没有基因突变和染色体变异。
种群是由许多个体组成的，每个个体的每 一个细胞内都有成千上万个基因，这样， 每一代就会产生大量的突变。
此外，突变的有害还是有利 也不是绝对的，这往往取决 于生物的生存环境。
例如：果蝇约有104对基因，假定每个基因的突变率 都是10－5，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？
A
B
C
D
(三)自然选择决定生物进化的方向
探究活动（四）
“探究自然选择对种群基因频率的影响”
长满地衣的树干上的桦尺蠖
黑褐色树干上的桦尺蠖
（1）根据前面所学的知识你能做出假设吗？ 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SS 10% ； Ss 20%； ss 70%，在树干变黑这 一环境条件下假如树干变黑不利于浅色桦尺蠖的生存，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因频率是多少呢？
第二节 现代生物进化理论的 主要内容
一个基因所控制的性状对个体生 存和繁殖后代的贡献越大,拥有该基因 的个体的可能越多!当然就会使越来越 多的虎拥有自己的拷贝!
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。
据调查得知，某学校的学生中各血型的比 率如下：
AIA I
20% IBIB 10% AIB 10% I
Ai I
30% IBi 20% ii 10%
计算IB的基因频率。 10% +1/2（ 10% + 20%）
=
25%
(二)突变和基因重组产生进化的原材料
什么是突变？ 现代遗传学研究表明，可遗传的变异来源于基因突 变、基因重组和染色体变异。其中基因突变和染色 体变异统称为突变。 基因突变在自然界是普遍存在的，因此基因突变 产生新的等位基因,这就可能使种群的基因频率发生 变化.
基因 Fra Baidu bibliotekA 型频 Aa 率 aa 基因 A 频率 a
亲代 30% 60% 10% 60% 40%
子一代 36%
子二代
子三代
48% 16% 60% 40%
36% 48% 16% 60% 40%
36% 48% 16% 60% 40%
（5）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⑤点假设（⑤基因A和a都不产生突变,即没有基 因突变和染色体变异。） 成立这与前面我们所学的基因突 变的哪个特性相违背？
现在练练吧！
下列属于种群的是 A.一块水田里的全部水稻 、水草
（
） B
B 一块稻田里的全部幼蚜、有翅、无翅的成蚜
C 一块朽木上的全部真菌
A. 种群是生物进化的基本单位
D. 一个池塘中全部鱼 （
下列关于种群的说法不正确的是 B. 种群是生物繁殖的基本单位
C
）
C.中国大陆上所有老虎是一个种群
D.同一种群的个体可以自由交配
AA aa Aa(60%) (30%) (10%) 配子的比率 A( 30% ) A(30% ) a(30% ) a( 10%)
子代基因型的 AA( 36% ) Aa( 48% ) aa( 16%) 频率 子代种群的基 60% ) 40% ) A( a( 因频率
(4)在讨论题2中的群体满足五个条件的情况下,计算子 二代、子三代的基因频率与基因型频率 ; 分析一下各 代基因频率与基因型频率相同吗？
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？（自读115页） A 10×2+60 30×2+60 a= A= = 60% = 40% + 200 200 a
________________________ ________________________
自然选择方向(
定向)
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。这些变化产生 C 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 原材料 。 变异 (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 选择 下去。这样，食物、环境对狼起了______作用，而这种作用是______ 定向的 的，它决定着生物进化的______。 方向
(一)种群是生物进化的基本单位
1、种群、基因库、基因频率等概念
2、用数学方法讨论基因频率的变化
现在练练吧！
下列关于基因库的叙述正确的是 ( C )
A一个种群中一个个体所含有的全部基因叫做这个种群 的基因库 B一个种群中全部个体所含有的显性基因叫做这个种群 的基因库 C一个种群中全部个体所含有的全部基因叫做这个种群 的基因库 D一个种群的基因库会随着种群中一代一代的死亡而消 减和灭亡
第1年 第2年 11.5% 22.9% 65.6% 23% 77%
第3年
13.1% 26% 60.9% 26.1%
第4年
14.6% 29.3% 56.1% 29.3%
……
基因 型频 率 基因 频率
SS Ss ss S s
10% 20% 70% 20% 80%
升高
降低
73.9%
70.7%
(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？ 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
在有性生殖过程中，如果符合以上的理想条件，
卵细胞
(1)该种群产生的A 配子和a 配子的比率各是多少?
精子
A 60%
a 40%
A 60% a 40%
AA 36%
Aa 24%
Aa
aa
24%
16%
子一 代基 因型 频率
(2)子代基因型的频率各是多少? (3)子代种群的基因频率各是多少?
亲代基因型的 频率
满足五个假设条件的种群是理想的种群, 在自然条件下,这样的种群是不存在的.这也从 反面说明了在自然界中,种群的基因频率迟早 要发生变化,也就是说种群的进化是必然的.
与基因突变的普遍性相违背。
(6)、如果该种群出现新的突变型，也就是 产生新的等位基因（A2），种群的基因频 率会变化吗？基因A2的频率可能会怎样变 化？ 突变产生的新基因会使种群的基因频率发 生变化。
许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天敌 捕食
(4)在自然选择中，直接受选择的是基因型还是表现型？ 天敌看到的是桦尺蠖得体色（表现型）而不是控制体色的 基因
栖息环境浅色 s基因频率95%
桦尺蠖 浅色 （个体多） 深色 （个体少） 浅色 深色
栖息环境深色 S基因频率95%
s基因频率降低 S基因频率升高 s基因频率又降低 S基因频率又升高
2×
4 10
×
－5 10
×
8 10
=2 ×10
7
个体 种群
1．种群中突变的特点： 突变数很大、随机、不定向 2．种群基因重组的结果：产生更多可遗传变异、不定向
结论：突变和基因重组产生进化的原材料
选择并解释
某海岛上生活着一种昆虫，经调查翅的长度和个 体数的关系（纵坐标为个体数量，横坐标为翅的长 度）。后来该小岛上经常刮大风，若干年后再进行调 查，你认为最能代表此时情况的曲线是( ) D
基因A2的频率是增加还是减少，要看这一 突变对生物体是有益还是有害的，这往往 取决于生物生存的环境。

用数学方法讨论基因频率的变化—— 遗传平衡定律 遗传平衡定律是由英国数学家哈代 和德国医生温伯格分别于1908年和 1909年独立证明的，这一定律又称哈 代——温伯格定律，它是指在一个极 大的随机交配的种群中，在没有突变、 选择和迁移的条件下，种群的基因频 率和基因型频率可以世代相传不发生 变化，保持平衡。
基因突变的的特点和意义分别是什么?
①普遍性: ②随机性: ③稀有性:
④有害性：
⑤不定向性：A＝a1或A＝a2
意义:基因突变尽管是随机的、不定向的，在
自然状态下，突变频率很低，但却是普遍存在的， 它是新基因产生的途径；是生物变异的根本来源； 是生物进化的原始材料。
自然界中生物的自然突变频率很低，而且 一般对生物体是有害的。为什么还能够改变种 群中的基因频率呢？
自然选择使种群的基因频率定向改变并 决定生物进化的方向
•原因是：
淘汰不利变异基因、积累有利变异基因 结果是： 使基因频率定向改变。
结论：自然选择决定生物进化的方向
再来练练兵！
小结： 种群是生物进化的单位，也是生物 （ 繁殖 ）的单位。 影响基因频率的因素：
突变、基因重组和自然选择 生物进化的实质就是：
如果该绿色个体（Aa）已经很好的生活下来，它体内的A
基因怎样才能遗传给后代？请写出遗传图解。
（1）P:
绿翅
Aa
X
绿翅
AA A
（2） P:
绿翅 配子 A a
Aa
X
绿翅
Aa
配子 A a
A a
Aa aa
F1: AA
绿翅 （3）P: 绿翅
Aa
绿翅 X
F1: AA Aa
绿翅 绿翅 绿翅 灰翅
Aa
aa
绿翅
配子 A a
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.
探究活动（二）
2.阅读114页的第三自然段，探究并回答问题。
（1）种群在繁衍过程中，个体有新老交替，基因却代 代相传。这句话表明种群在进化过程中处于什么地位？
说明在自然界中，种群是生物繁殖、进化的基 本单位。
若种群中一等位基因为A和a，设A的基因频
率=p，a的基因频率=q ， 因为(p＋q)=A%+a%=1， 2=p2+2pq+q2=AA%+Aa%+aa%=1 。 则（p+q） 2； AA的基因型频率=p 2； aa的基因型频率=q Aa的基因型频率=2pq。
总 结
种群基因频率的改变与生物进化
性状是由基因控制的，因 此研究生物的进化必须研究种 群的基因组成和变化。如何分 析种群的基因组成和变化？由 此人们提出基因库和基因频率 的概念。
探究活动（三）
1.什么是种群的基因库？ 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。
什么是种群的基因频率？ 在一个种群基因库中， 某基因占全部等位基 因的 比率叫做基因频 率。
种群基因频率发生变化的过程。 生物进化=种群基因频率变化
小结（自然选择决定生物进化的方向）：
种群中产生的变异是（ 不定向 ）的，经过长 期的自然选择，其中不利变异被不断淘汰，有利 变异逐渐（ 积累 ），从而使种群的基因频率发 生（ 定向 ）改变，导致生物朝向一定方向进化。 可见，生物进化的方向是由（ ）决定 自然选择 的。 种群中产生的变异（ 不定向）