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1、第二节第二节 现代生物进化理论的主要内容现代生物进化理论的主要内容第七章第七章 现代生物进化理论现代生物进化理论探究活动（一）探究活动（一）情景：情景：如果在灰色翅如果在灰色翅(基因型为基因型为aa)昆虫的群体中偶昆虫的群体中偶然出现一只绿色翅然出现一只绿色翅(Aa)的变异个体，且绿色比灰色的变异个体，且绿色比灰色更不容易被敌害发现。更不容易被敌害发现。讨论：讨论：1. 1. 根据达尔文根据达尔文“适者生存、不适者淘汰适者生存、不适者淘汰”的的观点该绿色个体一定能被选择下来吗？为什么？观点该绿色个体一定能被选择下来吗？为什么？2.2.如果该绿色个体能很好的生活下来，它体内如果该绿色个体能很好的
2、生活下来，它体内的的A A基因怎样才能传递给后代呢？基因怎样才能传递给后代呢？3. 3. 如果如果AaAa与其他个体交配繁殖，后代都会是绿与其他个体交配繁殖，后代都会是绿色的吗？色的吗？ 出现有利变异个体内的有利基因只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有在群体中，通过有性生殖才能世代延传给后代，并且在群体中扩散；另外有传给后代，并且在群体中扩散；另外有利变异个体的后代不一定能真实遗传。利变异个体的后代不一定能真实遗传。因此研究生物的进化仅仅研究个体的表因此研究生物的进化仅仅研究个体的表现型是否与环境相适应是不够的，还需现型是否与环境相适应是不够的，还需要研究群体的
3、基因组成变化。要研究群体的基因组成变化。一、种群基因频率的改变与生物进化一、种群基因频率的改变与生物进化1. 怎样的一群个体可以称为种群呢？怎样的一群个体可以称为种群呢？生活在一定区域的同种生物的生活在一定区域的同种生物的全部个体叫种群。全部个体叫种群。探究活动（二）探究活动（二）物种又叫做物种又叫做“种种”，可以分布在不同，可以分布在不同的自然界的不同区域，只有在可以发生随的自然界的不同区域，只有在可以发生随机交配、繁衍，使基因能够世代传递的一机交配、繁衍，使基因能够世代传递的一定区域内的同种全部个体的集合才是一个定区域内的同种全部个体的集合才是一个种群。种群。自然界的自然界的物种是以一个个
4、种群存在的，物种是以一个个种群存在的，种群是物种繁殖、进化的基本单位。种群是物种繁殖、进化的基本单位。2. 一个生物的一个生物的“种种”(物种物种)与种群有何区别？与种群有何区别？探究活动（二）探究活动（二）1. 1. 下列属于种群的是下列属于种群的是( )( )A. A. 一块水田里的全部水稻一块水田里的全部水稻 、水草、水草B. B. 一块稻田里的全部幼蚜、有翅、无翅的成蚜一块稻田里的全部幼蚜、有翅、无翅的成蚜C. C. 一块朽木上的全部真菌一块朽木上的全部真菌D. D. 一个池塘中全部鱼一个池塘中全部鱼2.2.下列关于种群的说法不正确的是下列关于种群的说法不正确的是( )( )A. A.
5、 同一种群的个体可以自由交配同一种群的个体可以自由交配B. B. 种群是生物繁殖的基本单位种群是生物繁殖的基本单位C.C.中国大陆上所有的老虎是一个种群中国大陆上所有的老虎是一个种群D. D. 种群是生物进化的基本单位种群是生物进化的基本单位练习练习1 1：BC1. 基因库基因库:一个种群中全部个体所含有的全部基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。因，叫做这个种群的基因库。在一个种群基因库中，某个基因占全在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率，叫做基因频率。部等位基因数的比率，叫做基因频率。在一个种群中，某种基因型个体数在一个种群中，某种基因型个体数占该种群个
6、体总数的比率。占该种群个体总数的比率。3. 基因型频率：基因型频率：2. 基因频率基因频率:( (一一) )种群是生物进化的基本单位种群是生物进化的基本单位4.4.基因频率的计算基因频率的计算例例1：某昆虫种群中，绿色翅的基因为某昆虫种群中，绿色翅的基因为A, 褐色翅的基因为褐色翅的基因为a，调查发现，调查发现AA、Aa、aa的个体是的个体是30、60和和10个，那么个，那么A、a的的基因频率各是多少？基因频率各是多少？基因频率基因频率=该基因的总数该基因的总数该等位基因的总数该等位基因的总数基因基因A的频率的频率=60% 基因基因a的频率的频率=40%4.4.基因频率的计算基因频率的计算例例
7、2：某昆虫种群中，绿色翅的基因为某昆虫种群中，绿色翅的基因为A, 褐色翅的基因为褐色翅的基因为a，调查发现，调查发现AA、Aa、aa的个体是的个体是30%、60%和和10%个，那么个，那么A、a的基因频率各是多少？的基因频率各是多少？基因基因A的频率的频率=60% 基因基因a的频率的频率=40%基因频率基因频率= =纯合体基因型频率纯合体基因型频率+1/2+1/2* *杂合子基因型频率杂合子基因型频率A%+a%=1AA%+Aa%+aa%=1 某昆虫种群中，绿色翅的基因为某昆虫种群中，绿色翅的基因为A, A, 褐色翅的基因褐色翅的基因为为a a，调查发现，调查发现AAAA、AaAa、aaaa的个
8、体分别占的个体分别占30%30%、60%60%、10%10%、那么那么A A、a a的基因频率分别是的基因频率分别是60%60%和和 40%40%。假设该群体满。假设该群体满足以下五个条件：足以下五个条件：昆虫群体数量足够大昆虫群体数量足够大; ;全部的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代；全部的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代；没有迁入与迁出没有迁入与迁出; ;AAAA、AaAa、aaaa三种基因型昆虫的生存能力完全相同三种基因型昆虫的生存能力完全相同( (也也就是说自然选择对就是说自然选择对A A、a a控制的翅色性状没有作用控制的翅色性状没有作用););没有基因突变和染色体变异。没有基因
9、突变和染色体变异。用数学方法讨论基因频率的改变用数学方法讨论基因频率的改变探究活动（三）探究活动（三）亲代基因型的亲代基因型的频率频率AA(30%)Aa(60%)aa(10%)配子的比率配子的比率A( ) A( ) a( ) a( )亲代种群的基亲代种群的基因频率因频率A（ ） a（ ）子代基因型的子代基因型的频率频率AA( ) Aa( )aa( )子一代种群的子一代种群的基因频率基因频率A ( )a( )30%30%30%10%36%48%60%40%16%60%40%(1)(1)计算子一代的基因频率与基因型频率。计算子一代的基因频率与基因型频率。p+q = 1(p+q )2= p2+2pq
10、+q2如果用如果用P表示基因表示基因A的频率，的频率，q表示基因表示基因a的频率，则有：的频率，则有：= 1 AA AA的基因型频率为的基因型频率为p p2 2； AaAa的基因型频率为的基因型频率为2pq2pq； aaaa的基因型频率为的基因型频率为q q2 2即：即： 亲代亲代 子一代子一代 子二代子二代 子三子三代代基因基因型频型频率率AA30%Aa60%aa10%基因基因频率频率A60%a40%16%36%48%60%40%36%16%48%60%40%60%40%36%48%16%(2)计算子二代、子三代的基因频率与基因型频率。计算子二代、子三代的基因频率与基因型频率。(3)(3)从
11、后代的基因型频率和基因频率的计算结果从后代的基因型频率和基因频率的计算结果中，发现了什么现象？中，发现了什么现象？ (4)上述计算结果是在满足五个假设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？来说，这五个条件都能成立吗？ 不能，因为基因突变和染色体变异不能，因为基因突变和染色体变异总会发生的。自然界中种群的基因频率总会发生的。自然界中种群的基因频率一定会发生改变，也就是说种群的进化一定会发生改变，也就是说种群的进化是必然的。是必然的。基因突变基因突变染色体变异染色体变异基因重组基因重组突变可遗传的变异可遗传的变异
12、可导致基因频率的改变可导致基因频率的改变不遗传的变异不遗传的变异那么变异对生物进化有何种影响？那么变异对生物进化有何种影响？1. 种群中突变的结果：种群中突变的结果： 突变数很大、不定突变数很大、不定 向，产生新基因向，产生新基因(型型)2. 种群基因重组的结果：种群基因重组的结果： 不定向，产生更多基不定向，产生更多基 因型因型基因突变基因突变染色体变异染色体变异基因重组基因重组突变可遗传的变异可遗传的变异可导致基因频率的改变可导致基因频率的改变不遗传的变异不遗传的变异1. 种群中突变的结果：种群中突变的结果： 突变数很大、不定突变数很大、不定 向，产生新基因向，产生新基因(型型)2. 种群
13、基因重组的结果：种群基因重组的结果： 不定向，产生更多基不定向，产生更多基 因型因型（二）突变和基因重组产生进化的原材料（二）突变和基因重组产生进化的原材料那么生物进化的方向是那么生物进化的方向是什么因素决定的呢？什么因素决定的呢？(1)根据前面所学的你能做出假设吗？根据前面所学的你能做出假设吗？ss长满地衣的树干上的桦尺蠖长满地衣的树干上的桦尺蠖自然选择可以使种群的基因频率定向改变自然选择可以使种群的基因频率定向改变黑褐色树干上的桦尺蠖黑褐色树干上的桦尺蠖“探究自然选择对种群基因频率的影响探究自然选择对种群基因频率的影响”探究活动（四）探究活动（四）（2 2）现在我们用数学方法来讨论一下桦尺
14、蠖基因频率变化的原因。）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。18701870年桦尺蠖的基因型频率为年桦尺蠖的基因型频率为SS 10% SS 10% ； Ss 20%Ss 20%； ssss 70% 70%，在树，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得种群中浅色个体每年减少10%10%，黑色个体每年增加，黑色个体每年增加10%10%，以后的几，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？年内，桦尺蠖种群每年的基因型频率与基因频率是多少呢？第第1 1年年第第
15、2 2年年第第3年年第第4年年基因基因型频型频率率SS10%10%11.5%11.5%Ss20%20%22.9%22.9%ss70%70%65.6%65.6%基因基因频率频率S20%20%23%23%s80%80%77%77%70.7%26%29.3%14.6%56.1%60.9%26.1%73.9%29.3%13.1%升高升高降低降低(3)(3)在这个探究实验中根据上面的数据分析，变黑的环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？蠖浅色个体的出生率有影响吗？(4)(4)在
16、自然选择中，直接受选择的是基因型还是表现型？在自然选择中，直接受选择的是基因型还是表现型？控制浅色的控制浅色的s s基因频率减少，黑色基因频率减少，黑色S S基因频率增加。基因频率增加。表现型。因为天敌看到的是表现型。因为天敌看到的是体色（表现型）而不体色（表现型）而不是控制体色的基因。是控制体色的基因。许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天敌捕食。许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天敌捕食。自然选择使基因频率定向改变。自然选择使基因频率定向改变。原因是：原因是：结果是：结果是： （三）自然选择决定生物进化的方向（三）自然选择决定生物进化的方向淘汰不利变异基因、积累有利变异基因淘汰不
17、利变异基因、积累有利变异基因使基因频率定向改变。使基因频率定向改变。课堂小结课堂小结1 1、现代生物进化理论的核心是、现代生物进化理论的核心是_2 2、_是生物进化的基本单位是生物进化的基本单位3 3、_产生进化的原材料产生进化的原材料4 4、_决定生物进化的方向决定生物进化的方向5 5、生物进化的实质是、生物进化的实质是_自然选择学说自然选择学说种群种群突变和基因重组突变和基因重组自然选择自然选择种群基因频率的定向改变种群基因频率的定向改变1.1.下列关于种群基因库的叙述下列关于种群基因库的叙述, ,不正确的是不正确的是A.A.一个种群的基因库包括这个种群所含有的一个种群的基因库包括这个种群
18、所含有的全部基因全部基因B.B.生物的个体总是要死亡的生物的个体总是要死亡的, ,但基因库却因种但基因库却因种群个体的繁殖而代代相传群个体的繁殖而代代相传C.C.种群中每个个体含有种群基因库的全部基种群中每个个体含有种群基因库的全部基因因D.D.基因突变可以改变基因库的组成基因突变可以改变基因库的组成C课堂练习课堂练习2 22.2.已知人眼的褐色已知人眼的褐色(A)(A)对蓝眼对蓝眼(a)(a)是显性是显性, ,在一个有在一个有300300人的群体中人的群体中, ,蓝眼的有蓝眼的有3636人人, ,褐眼的有褐眼的有264264人人, ,其中杂其中杂合子个体有合子个体有144144人人, ,那么
19、那么, ,在这一个人群中在这一个人群中A A和和a a基因频基因频率分别为率分别为 ( )( ) A.0.64 A.0.64和和0.36 B.0.360.36 B.0.36和和0.640.64 C.0.50 C.0.50和和0.50 D.0.820.50 D.0.82和和0.180.18A3.3.某小岛上原有果蝇某小岛上原有果蝇2000020000只，其中基因型只，其中基因型VVVV、VvVv和和vvvv的果蝇分别占的果蝇分别占15%15%、55%55%和和30%30%。若此时从岛外入侵。若此时从岛外入侵了了20002000只基因型为只基因型为VVVV的果蝇，且所有果蝇均随机交配，的果蝇，且所
20、有果蝇均随机交配，则则F F1 1代中代中V V的基因频率约是的基因频率约是 ( )( )A. 43%A. 43%B. 48%B. 48%C. 52%C. 52%D. 57%D. 57%B4.4.据调查，某小学的学生中，基因型为据调查，某小学的学生中，基因型为X XB BX XB B的比例为的比例为42.32%42.32%、X XB BX Xb b为为7 736%36%、X Xb bX Xb b为为0 032%32%、X XB BY Y为为46%46%、X Xb bY Y为为4%4%，则在该地区，则在该地区X XB B和和X Xb b的基因频率分别为：的基因频率分别为：A A6%6%、8%8%
21、 B B8%8%、92% 92% C C78%78%、92%92% D D92%92%、8%8%D5.5.在某一个人群中，经调查得知，隐性性状者为在某一个人群中，经调查得知，隐性性状者为1616，问该性状不同类型的基因型频率是多少问该性状不同类型的基因型频率是多少?(?(按按AAAA、AaAa、aaaa顺序排列顺序排列) )A A0 03636，0 04848，0 01616B B0 04848，0 03636，0 01616C C0 01616，0 04848，0 03636D D0 01616，0 03636，0 03838A6.6.欧洲有一种罕见的遗传病，人群中的发病率约为欧洲有一种罕见
22、的遗传病，人群中的发病率约为2525万分之一，患者无生育能力，现有一对表现型正常的万分之一，患者无生育能力，现有一对表现型正常的夫妇，生了一个患病的女儿和正常的儿子。后因丈夫夫妇，生了一个患病的女儿和正常的儿子。后因丈夫车祸死亡，该妇女又与一个没任何血缘关系的男子婚车祸死亡，该妇女又与一个没任何血缘关系的男子婚配，这位妇女再婚后再生一患病孩子的概率约是：配，这位妇女再婚后再生一患病孩子的概率约是：A.1/4 B.1/250000 A.1/4 B.1/250000 C.1/1000C.1/1000 D.1/50000 D.1/50000 C7.A7.A和和a a是一对等位基因，且是一对等位基因，且aaaa基因型的个体不能完成基因型的个体不能完成胚胎发育，现用杂合子胚胎发育，现用杂合子AaAa自交自交杂交得杂交得F F1 1，F F1 1随机交配随机交配得到的得到的F F2 2成熟群体中，成熟群体中，A A基因的基因频率为基因的基因频率为_。80