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1、第七章第二节现代生物进化理论的主要内容文科第1页，此课件共36页哦本节聚焦：1、为什么说种群是生物进化的基本单位？2、种群的基因频率为什么会发生变化？3、自然选择与种群基因频率的变化有什么关系？第2页，此课件共36页哦 如果在灰色翅如果在灰色翅(基因型为基因型为aa)aa)昆虫的群体中昆虫的群体中偶然出现一只绿色翅偶然出现一只绿色翅(基因型为基因型为Aa)Aa)的变异个体的变异个体，且绿色比灰色更不易被捕食。那么：，且绿色比灰色更不易被捕食。那么：1 1、昆虫的翅色将怎样变化？、昆虫的翅色将怎样变化？2 2、该绿色个体一定能被选择下来吗？为什么？、该绿色个体一定能被选择下来吗？为什么？3 3、
2、如果该绿色个体能很好生活下来，它体内的、如果该绿色个体能很好生活下来，它体内的A A基基因怎样才能传递给子代呢？因怎样才能传递给子代呢？4 4、如果、如果AaAa与其他个体交配生殖，后代还会是绿色的与其他个体交配生殖，后代还会是绿色的吗？吗？第3页，此课件共36页哦（一）种群是生物进化的基本单位：（一）种群是生物进化的基本单位：1 1、种群概念：、种群概念：生活在生活在一定区域一定区域的的同种生物同种生物的的全部个体全部个体。卧龙自然保护区 猕猴例：判断下列是否属于种群例：判断下列是否属于种群（1 1）一个池塘中的全部鲤鱼）一个池塘中的全部鲤鱼（2 2）一个池塘中的全部鱼）一个池塘中的全部鱼（
3、3 3）一片草地上的全部植物）一片草地上的全部植物（4 4）一片草地上的全部蒲公英）一片草地上的全部蒲公英第4页，此课件共36页哦一个生物一个生物“种种”或或“物种物种”于种群有何区别？于种群有何区别？物种可以是分布在物种可以是分布在不同的自然界的不同区不同的自然界的不同区域，具有一定的形态结域，具有一定的形态结构和生理特征，能够在构和生理特征，能够在自然状态下相互交配并自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群且产生可育后代的一群生物。生物。第5页，此课件共36页哦2 2、种群的特点：、种群的特点：种群中的个体并不是机械地集合在一起，种群中的个体并不是机械地集合在一起，而是而是彼此彼此可以交配
4、实行基因交流可以交配实行基因交流，并，并通过繁殖将各通过繁殖将各自的基因传给后代自的基因传给后代。同前一年的蝗虫种群相比，新形成的蝗虫种群同前一年的蝗虫种群相比，新形成的蝗虫种群在基因组成上会有什么变化吗？在基因组成上会有什么变化吗？第6页，此课件共36页哦3 3、基因库：、基因库：一个种群一个种群中中全部个体全部个体所含有的所含有的全部基因全部基因。4 4、基因频率：、基因频率：在一个种群基因库中，某个基因占全部在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率。等位基因数的比率。概念：概念：第7页，此课件共36页哦例例:从种群中随机抽出从种群中随机抽出100100个个体，测知基因型为个个体
5、，测知基因型为AAAA、AaAa和和aaaa的个体分别是的个体分别是3030、6060和和1010个。那么个。那么A A和和a a的的基因频率是多少基因频率是多少?解解:A A基因的基因频率为基因的基因频率为:a a基因的基因频率为：基因的基因频率为：基因频率基因频率=某基因的数目某基因的数目该基因的等位基因的总数该基因的等位基因的总数=纯合子频率纯合子频率+1/2+1/2杂合子频率杂合子频率=40%=40%=30/100=30/100100%100%+1/2+1/260/10060/100100%=60%100%=60%=10/100=10/100100%100%+1/2+1/260/100
6、60/100100%=40%100%=40%A%=100%100%2AAAa2(AAAaaa)a%=100%100%=60%=60%2aaAa2(AAAaaa)100%100%第8页，此课件共36页哦自交和自由交配 自交自交是指植物中的自花授粉和雌雄异花的同株授粉，广义的自交也可指基因型相同的个体相互交配。若只考虑一个种群的一对等位基因B和b，种群中个体的基因型为BB、Bb、bb，则其包含的交配组合为BBBB、BbBb、bbbb三类。第9页，此课件共36页哦自交和自由交配 自由交配自由交配又叫随机交配，是指在一个有性繁殖的生物种群中，任何一个雌性或雄性个体与任何一个异性个体交配的机会均等。若只
7、考虑一个种群的一对等位基因B和b，种群中个体的基因型为BB、Bb、bb，则其包含的交配组合为BBBB、BbBb、bbbb、BBBb、Bbbb、BBbb。第10页，此课件共36页哦有数学方法讨论基因频率的变化有数学方法讨论基因频率的变化1 1、假设上述、假设上述昆虫种群非常大昆虫种群非常大，所有的，所有的雌雄个体间都能自由交雌雄个体间都能自由交配配并产生后代，并产生后代，没有迁入和迁出没有迁入和迁出，自然选择对翅色这一相对自然选择对翅色这一相对性状没有作用性状没有作用，基因基因A A和和a a都不产生突变都不产生突变，根据孟德尔的分，根据孟德尔的分离定律计算：离定律计算：(1)(1)该种群产生的
8、该种群产生的A A配子和配子和a a配子的比率是多少？配子的比率是多少？(2)(2)子代基因型的频率各是多少？子代基因型的频率各是多少？(3)(3)子代种群的基因频率各是多少？子代种群的基因频率各是多少？(4)(4)子二代、子三代以及若干代以后，种群的基因频率子二代、子三代以及若干代以后，种群的基因频率会同子一代一样吗？会同子一代一样吗？第11页，此课件共36页哦新代基因型的频率AA(30%)Aa(60%)aa(10%)配子的比率A()A()a()a()子代基因型频率AA()Aa()aa()子代基因频率A()a()30%30%30%10%36%48%16%60%40%2 2、上述计算结果是建立
9、在五个假设条件基础上的。对自然界、上述计算结果是建立在五个假设条件基础上的。对自然界的种群来说，这五个条件都成立吗？你能举出哪些实例？的种群来说，这五个条件都成立吗？你能举出哪些实例？3 3、如果该种群出现新的突变型，也就是产生新的等位基因、如果该种群出现新的突变型，也就是产生新的等位基因A A2 2，种群的基因频率会变化吗？基因，种群的基因频率会变化吗？基因A A2 2的频率可能会怎样变的频率可能会怎样变化？化？第12页，此课件共36页哦 如果用p是A基因的频率；q是a基因的频率。则 p2表示AA的基因型的频率，2pq表示Aa基因型的频率q2表示aa基因型的频率。基因型频率之和应等于1，即p
10、2+2pq+q2=1第13页，此课件共36页哦哈迪-温伯格定律符合的五个条件：符合的五个条件：1、种群大种群大2、种群中个体间的交配是随机的种群中个体间的交配是随机的3、没有突变发生没有突变发生4、没有新的基因加入、没有新的基因加入(不存在个体迁入和迁出不存在个体迁入和迁出)5、没有自然选择、没有自然选择各等位各等位基因的频率基因的频率和等位基因的和等位基因的基因型频率基因型频率在在一代一代的遗传中将保持不变。一代一代的遗传中将保持不变。第14页，此课件共36页哦 对种群基因频率的影响对种群基因频率的影响 在一个足够大的种群中，如果不存在突变和选择，自交和自由交配都不会改变种群的基因频率。对种
11、群基因型频率的影响对种群基因型频率的影响 在一个足够大的种群中，如果不存在突变和选择，自交能使纯合体的频率逐渐增加，杂合体的频率逐渐降低，逐渐得到纯系，即自交是获得纯系的有效方法。自由交配则不会持续改变种群的基因型频率。第15页，此课件共36页哦 由此可见，如果满足上述五个条件，则亲代和子代每一种基因的频率都不会改变，到再下一代也是如此，也就是说基因频率可以代代保持稳定不变。这就是哈代温伯格平衡，也叫遗传平衡定律。但是，在实际中，这样的平衡是不存在的。这是因为，第一：足够大的种群是不存在，而根据概率原理，当个体数不是充足大时，实际得到的数值与理论上的数值就存在误差，实际中子代和亲代的基因频率就
12、会有差异。第二：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，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。第16页，此课件共36页哦 第三：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
13、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。第四：由于各种原因，种群中有的个体会离开该群体，相反的可能，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。由于上述五方面的因素，种群基因频率的改
14、变是客观的，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，当这一差异由量变的积累而达到质的差异时，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。第17页，此课件共36页哦 在一个种群中，基因型为在一个种群中，基因型为AA的个体占的个体占50%，基因型为，基因型为Aa的个体占的个体占20%，基因型为，基因型为aa的个体占的个体占30%，假设各种基因型，假设各种基因型的个体存活率和繁殖率都相同，请计算下列问题：的个体存活率和繁殖率都相同，请计算下列问题：1该种群中，该种群中，A和和a的频率分别为的频率分别为 。2若该种群自交
15、一代后，若该种群自交一代后，A和和a的频率分别为的频率分别为 ，自交两代后，自交两代后，A和和a的频率分别为的频率分别为 ；若该种群自；若该种群自由交配一代后，由交配一代后，A和和a的频率分别为的频率分别为 ，自由交配两，自由交配两代后，代后，A和和a的频率分别为的频率分别为 。3若该种群连续自交后，若该种群连续自交后，F1中中AA、Aa、aa基因型的频率基因型的频率分别为分别为 。F2中中AA、Aa、aa基因型的频率分别基因型的频率分别为为 。4若该种群自由交配，若该种群自由交配，F1中中AA、Aa、aa基因型的频率基因型的频率分别为分别为 。F2中中AA、Aa、aa基因型的频率分别为基因型
16、的频率分别为 。第18页，此课件共36页哦 参考答案参考答案 1、60%和40%2、60%和40%60%和40%60%和40%60%和40%3、55%、10%、35%57.5%、5%、37.5%4、36%、48%、16%36%、48%、16%第19页，此课件共36页哦5、基因频率变化和进化的关系、基因频率变化和进化的关系 生物进化的实质：生物进化的实质：基因频率发生定向的改基因频率发生定向的改变变 因此，可认为生物基因频率发生了改变因此，可认为生物基因频率发生了改变就意味着生物发生了进化；反之，生物进就意味着生物发生了进化；反之，生物进化了，基因频率也一定改变了。化了，基因频率也一定改变了。第
17、20页，此课件共36页哦第21页，此课件共36页哦 在自然情况下，突变的频率是很低的，且多数是有害在自然情况下，突变的频率是很低的，且多数是有害的，对生物的进化有重要意义吗？的，对生物的进化有重要意义吗？如果蝇约有如果蝇约有104对基因，假定每个基因的突变频率是对基因，假定每个基因的突变频率是105，对于一，对于一个中等大小的果蝇种群（约有个中等大小的果蝇种群（约有108个个体）来说个个体）来说 每一代出现的基因突变数是：每一代出现的基因突变数是：21041051082107（个）（个）第22页，此课件共36页哦（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突变突变基
18、因基因 重组重组新的等位基因新的等位基因多种多样的多种多样的基因型基因型种群中出现大量可种群中出现大量可遗传的变异遗传的变异变异是变异是不定向不定向的的形成了形成了进化的原材料进化的原材料,不能决定生物进化的方向不能决定生物进化的方向第23页，此课件共36页哦第24页，此课件共36页哦影响基因频率的因素：影响基因频率的因素：突变突变和和自然选择自然选择生物进化的实质就是：生物进化的实质就是：种群是生物进化的单位，也是生物（种群是生物进化的单位，也是生物（）的单位。）的单位。繁殖繁殖生物进化生物进化=种群基因频率变化种群基因频率变化种群基因频率发生变化的过程。种群基因频率发生变化的过程。小结：小
19、结：第25页，此课件共36页哦小结（小结（自然选择决定生物进化的方向自然选择决定生物进化的方向）：种群中产生的变异是（种群中产生的变异是（）的，经过长期）的，经过长期的自然选择，其中不利变异被不断淘汰，有利变的自然选择，其中不利变异被不断淘汰，有利变异逐渐（异逐渐（），从而使种群的基因频率发生），从而使种群的基因频率发生（）改变，导致生物朝向一定方向进化。）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（可见，生物进化的方向是由（）决定决定的。的。不定向不定向积累积累定向定向自然选择自然选择种群中产生的变异种群中产生的变异（）自然选择方向自然选择方向()不定向不定向定向定向第26页，
20、此课件共36页哦（一）种群是生物进化的基本单位：（一）种群是生物进化的基本单位：1 1、种群概念：、种群概念：2 2、种群的特点：、种群的特点：3 3、基因库：、基因库：4 4、基因频率：、基因频率：（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5、生物进化、生物进化=种群基因频率变化种群基因频率变化第27页，此课件共36页哦 基础题基础题 1.C。2.C。3.C。4.突变和基因重组产生进化的原材料。如果突变和基因重组产生进化的原材料。如果没有突变，就不可能产生新的等位基因，基没有突变，就不可能产生新的等位基因，基因重组也就没有意义，生物就不可能产生可因重组也就没有意
21、义，生物就不可能产生可遗传的变异，也就不可能进化。遗传的变异，也就不可能进化。拓展题拓展题 1.提示：如选择育种和杂交育种。提示：如选择育种和杂交育种。2.提示：如果气候等其他条件也合适，并且提示：如果气候等其他条件也合适，并且这个种群具有一定的繁殖能力，该种群的个这个种群具有一定的繁殖能力，该种群的个体数会迅速增加。否则，也可能仍然处于濒体数会迅速增加。否则，也可能仍然处于濒危状态甚至绝灭。危状态甚至绝灭。第28页，此课件共36页哦某工厂有男女职工各某工厂有男女职工各200200名，对他们进行调查时发名，对他们进行调查时发现，女性色盲基因携带者为现，女性色盲基因携带者为1515人，女性患者人
22、，女性患者1 1人，人，男性患者男性患者1414人，这个群体中人，这个群体中色盲基因色盲基因的频率应为（的频率应为（）。）。A A、15%B15%B、3.88%C3.88%C、5.17%D5.17%D、10.3%10.3%色盲（色盲（b b）基因频率）基因频率1521420022005.17C C 100%100%第29页，此课件共36页哦1、已知人眼中的褐色（、已知人眼中的褐色（A）对蓝色）对蓝色(a)是显性。在一个是显性。在一个有有30000人的人群中，蓝眼人有人的人群中，蓝眼人有3600人，褐眼的有人，褐眼的有26400人，其中纯合体有人，其中纯合体有12000人。那么，在这个人群中人。
23、那么，在这个人群中A和和a基因频率分布为（基因频率分布为（）（A A）0.640.64和和0.36 0.36 （B B）0.360.36和和0.640.64 （C C）0.500.50和和0.50 0.50 （D D）0.820.82和和0.180.182 2、在某一种群中，已调查得知，隐性性状者（等位基、在某一种群中，已调查得知，隐性性状者（等位基因用因用A A、a a表示）表示）占占16%，那么该性状的，那么该性状的AA、Aa基因型基因型个体出现的频率分别为（个体出现的频率分别为（）A.0.36、0.48 B.0.36、0.24 C.0.16、0.48 D.0.480.36AA第30页，此课件共36页哦3、据调查，某校学生中基因型的比例为、据调查，某校学生中基因型的比例为XB XB（42.32%）XB Xb（7.36%）XbXb（0.32%）XBY（46%）Xb Y（4%），则该地区），则该地区 XB和和 Xb 的基因频率分别是（的基因频率分别是（）A.6%、8%B.8%、92%C.78%、92%D.92%、8%D第31页，此课件共36页哦第32页，此课件共36页哦第33页，此课件共36页哦第34页，此课件共36页哦第35页，此课件共36页哦第36页，此课件共36页哦