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1、第六章 生物的进化6.3 种群基因组成的变化与物种的形成先有鸡还是先有蛋？甲同学说：当然是先有鸡蛋了，因为只有生殖细胞产生的基因突变才能遗传给后代，体细胞即使发生了基因突变，也不能影响后代的性状。乙同学说：不对，人们在养鸡过程中，是根据鸡的性状来选择的，只让符合人类需求的鸡繁殖后代，因此是先有鸡后有蛋。你同意哪位同学的观点？你的答案和理由是什么？这两种观点都有一定的道理，但都不全面。因为他们忽视了这两种观点都有一定的道理，但都不全面。因为他们忽视了鸡和蛋在基因组成上的一致性，也忽视了生物的进化是以种群为鸡和蛋在基因组成上的一致性，也忽视了生物的进化是以种群为单位而不是以个体为单位这一重要观点。
2、单位而不是以个体为单位这一重要观点。生物进化的过程是种群基因库在环境生物进化的过程是种群基因库在环境的选择作用下定向改变的过程，以新种群的选择作用下定向改变的过程，以新种群与祖先种群形成生殖隔离为标志，并不是与祖先种群形成生殖隔离为标志，并不是在某一时刻突然有一个个体或一个生殖细在某一时刻突然有一个个体或一个生殖细胞成为一个新物种。胞成为一个新物种。第3节 种群基因组成的变化与物种的形成（一）种群基因组成的变化苍鹭苍鹭鸳鸯鸳鸯牛背鹭牛背鹭一片树林中的全部猕猴是一个种群一片草地上的所有蒲公英是一个种群一、种群和种群基因库P110（一）种群：（一）种群：生活在生活在一定区域一定区域的的同种生物全部
3、个体同种生物全部个体的集合叫做种群。的集合叫做种群。（同时同地同种）（同时同地同种）判断下列是否属于种群判断下列是否属于种群?（1）一个池塘中的全部鱼）一个池塘中的全部鱼 （2）一个池塘中的全部鲤鱼）一个池塘中的全部鲤鱼（3）两个池塘内的全部鲤鱼）两个池塘内的全部鲤鱼（4）一片草地上的成年梅花鹿）一片草地上的成年梅花鹿（一）种群：（一）种群：生活在生活在一定区域一定区域的的同种生物全部个体同种生物全部个体的集合叫做种群。的集合叫做种群。特点：特点：雌雄个体可雌雄个体可通过繁殖将各自的基因遗传给后代通过繁殖将各自的基因遗传给后代。一个一个种群种群就就是一个繁殖是一个繁殖单位。单位。种群种群是是生
4、物繁殖和进化生物繁殖和进化的基本单位。的基本单位。（二）基因库：1.基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因。2.基因频率：在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率。（包括基因的种类和数目）（包括基因的种类和数目）一、种群和种群基因库（P111）2.2.基因频率：基因频率：在一个种群基因库中某个基因占全部等位基因数的比值。在一个种群基因库中某个基因占全部等位基因数的比值。A A基因频率基因频率=A A基因的个数基因的个数A A和和a a的总数的总数 100%100%某基因的个数某基因的个数=纯合子个体数纯合子个体数 X 2X 2杂合子个体数杂合子个体数种群中该对等位基因的总数种群中
5、该对等位基因的总数=A=A个数个数+a+a个数个数 =个体总数个体总数 X 2X 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,A,褐褐色翅的基因位色翅的基因位a a，调查发现，调查发现AAAA、AaAa、aaaa的个体分的个体分别占别占3030、6060、10,10,那么那么A A、a a的基因频率是多少？的基因频率是多少？A+a=1A+a=1 一、种群和种群基因库2.2.基因频率：基因频率：A A基因的基因频率为基因的基因频率为:=30/100100%=30/100100%+1/260/100100%=60%+1/260/100100%=60%A=100%100%AA(A
6、AAaaa)=60%=60%100%100%2AAAa2(AAAaaa)=100%100%Aa(AAAaaa)2 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,褐褐色翅的基因位色翅的基因位a a，调查发现，调查发现AAAA、AaAa、aaaa的个体分的个体分别占别占3030、6060、10,10,那么那么A A、a a的基因频率是多少？的基因频率是多少？A+a=1A+a=1 一、种群和种群基因库P1112.2.基因频率：基因频率：a a基因的基因频率为基因的基因频率为:=10/100100%=10/100100%+1/260/100100%=40%+1/260/10010
7、0%=40%a=100%100%aa(AAAaaa)=40%=40%100%100%2aaAa2(AAAaaa)=100%100%Aa(AAAaaa)2 1一、种群和种群基因库P1113.3.基因型频率：基因型频率：基因型频率基因型频率=该基因型个体数该基因型个体数该种群个体总数该种群个体总数 100%100%A A基因频率基因频率=A A基因的个数基因的个数A A和和a a的总数的总数 100%100%=AA=AA基因型频率基因型频率+1/2Aa+1/2Aa基因型频率基因型频率某种基因型某种基因型个体占种群总数的比例。个体占种群总数的比例。AAAA、AaAa、aaaa的个体分别占的个体分别占
8、24%24%、72%72%、4%4%、那么、那么A A、a a的的基因频率是多少？（基因频率是多少？（）A.36%A.36%和和64%B.57%64%B.57%和和43%43%C.24%C.24%和和72%D.60%72%D.60%和和40%40%D D小试牛刀小试牛刀小试牛刀小试牛刀2.2.对某校学生进行对某校学生进行血友病血友病遗传病调查研究后发现：遗传病调查研究后发现：100100名女生中有患者名女生中有患者3 3人、携带者人、携带者1515人；人；100100名男生中有患名男生中有患者者6 6人，那么该群体中血友病基因的频率是人，那么该群体中血友病基因的频率是()()A.4.4%B.5
9、.1%C.9%D.10.2%A.4.4%B.5.1%C.9%D.10.2%C C用数学方法讨论基因频率的变化P1111 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配雌雄个体间都能自由交配并产生并产生后代，后代，没有迁入和迁出没有迁入和迁出，不同翅色的个体生存和繁殖的机会是均等的不同翅色的个体生存和繁殖的机会是均等的，基因基因A A和和a a都不产生突变都不产生突变，根据孟德尔的分离定律计算：，根据孟德尔的分离定律计算：(1)(1)该种群产生的该种群产生的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？
10、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，种群的基因频率会同子一代一样子二代、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？吗？用数学方法讨论基因频率的变化P111亲代基因型的频率亲代基因型的频率AA(30%)AA(30%)Aa(60%)Aa(60%)aa(10%)aa(10%)配子的比率配子的比率A()A()A()A()a()a()a()a()亲代产生配子总数亲代产生配子总数A()A()a()a()子一代基因型频率子一代基因型频率AA()AA()Aa()Aa()aa()aa()子一代基因频率
11、子一代基因频率A()A()a()a()30%30%30%10%36%48%16%60%40%60%40%自由交配配子法子一代配子子一代配子 60%A60%A40%a40%a60%A60%A40%a40%a36%AA16%aa24%Aa24%Aa 亲代亲代 子一代子一代 子二代子二代 子三代子三代基因型基因型频率频率AA30%Aa60%aa10%基因频基因频率率A60%a40%36%48%16%60%40%36%16%48%60%60%40%40%36%48%16%基因频率亲本与子代相同，基因型频率从子一代开始就稳定下来了基因频率亲本与子代相同，基因型频率从子一代开始就稳定下来了用数学方法讨论基
12、因频率的变化P111尝试计算子二代、子三代的基因频率与基因型频率用数学方法讨论基因频率的变化P111若种群中一对等位基因为若种群中一对等位基因为A A和和a a，设，设A A的基因频率的基因频率=p=p，a a的基因频率的基因频率=q=q 因为因为(p(pq)=A%+a%=1q)=A%+a%=1，则（则（p+qp+q）2 2=p=p2 2+2pq+q+2pq+q2 2=AA%+Aa%+aa%=1=AA%+Aa%+aa%=1。满足5个前提条件情况下：子一代配子子一代配子 A=pA=pa=qa=qA=pA=pa=qa=q AA=p2 aa=q2Aa=pqAa=pq AA AA的基因型频率的基因型频
13、率=p=p2 2；aa aa的基因型频率的基因型频率=q=q2 2；Aa Aa的基因型频率的基因型频率=2pq=2pq。种群基因频率基因型频率的相关计算1、通过基因型频率计算基因频率 在种群中，一对等位基因的基因频率之和等于1，基因型频率之和也等于1。一个基因的频率=该基因纯合子的基因型频率+1/2杂合子的基因型频率种群基因频率基因型频率的相关计算2、运用哈代-温伯格平衡定律计算基因频率和基因型频率在一个有性生殖的自然种群中，当等位基因只有一对（Aa）时，设p代表A基因的频率，q代表a基因的频率，则：(p+q)2=p2+2pq+q2=1适用条件：种群大；种群中个体间的交配是随机的；没有突变的发
14、生；种群之间不存在个体的迁移或基因交流；没有自然选择。遗传平衡公式：哈迪遗传平衡公式：哈迪-温伯格定律温伯格定律（p+qp+q）2 2=p=p2 2 +2pq+q+2pq+q2 2=1=1A%A%a%a%AA%Aa%aa%AA%Aa%aa%若已知若已知AAAA的基因型频率为的基因型频率为m m，则，则A A的基因频率为的基因频率为:m mA A（p p）a(a(q q)A A（p p）a(q)a(q)雌配子雌配子雄配子雄配子F F1 1基因型频率基因型频率AAAA（p p2 2）Aa(pq)Aa(pq)AaAa（pqpq）aa(qaa(q2 2)种群基因频率的变化基因突变在自然界是普遍存在的。
15、基因突变产生新的等位基因，这就可以使种群的基因频率发生变化。突变和基因重组提供生物进化的原材料。突变和基因重组提供生物进化的原材料。思考：思考：自然界中突变的频率很低，能作为进化的自然界中突变的频率很低，能作为进化的原材料吗？原材料吗？2x1.32x1.3x x10104 41010-5-510108 8x xx x=2.6x102.6x107 7(个个)每一代就会有大量的变异每一代就会有大量的变异基因数基因数 突变率突变率 个体个体 突变个体数突变个体数二、种群基因频率的变化二、种群基因频率的变化影响种群基因频率变化的因素突变的有害和有利也不是绝对的，这往往取决于生物的生存环境。【例如】有翅
16、的昆虫中有时会出现残翅和无翅的突变类型，这类昆虫在正常情况下很难生存下去。但是在经常刮大风的海岛上，这类昆虫却因为不能飞行而避免了被海风吹到海里淹死。某海岛上残翅和无翅的昆虫6.3 种群基因组成的变化与物种的形成-【新教材】人教版（2019）高中生物必修二课件(共35张PPT)6.3 种群基因组成的变化与物种的形成-【新教材】人教版（2019）高中生物必修二课件(共35张PPT)影响种群基因频率变化的因素基因突变产生的等位基因，通过有性生殖过程中的基因重组，可以形成多种多样的基因型，从而使种群中出现多种多样可遗传的变异类型。猫由于基因重组而产生的毛色变异6.3 种群基因组成的变化与物种的形成-
17、【新教材】人教版（2019）高中生物必修二课件(共35张PPT)6.3 种群基因组成的变化与物种的形成-【新教材】人教版（2019）高中生物必修二课件(共35张PPT)思考：思考：突变和基因重组能决定进化的方向吗突变和基因重组能决定进化的方向吗?突变突变许多许多等位等位基因基因基因基因重组重组许多许多基因型基因型大量可遗大量可遗传的变异传的变异形成了进化的原材料，形成了进化的原材料，不能决定生物进化的方向。不能决定生物进化的方向。结论：结论：突变和基因重组突变和基因重组只产生只产生生物进化的生物进化的原材料，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。变异是变异是不定向不定向的的可
18、遗传变异的特点可遗传变异的特点:突变和重组都是突变和重组都是_、_随机的随机的不定向的不定向的那么，种群基因频率的改变是否也是不定那么，种群基因频率的改变是否也是不定向的呢？向的呢？自然选择对种群基因频率变化的影响英国的曼彻斯特地区有一种桦尺蛾（其幼虫叫桦尺蠖）。它们夜间活动，白天休息在树干上。杂交实验表明，桦尺蛾的体色受一对等位基因S和s控制，黑色(S)对浅色(s)是显性的。在19世纪中叶以前，桦尺蛾几乎都是浅色型的，该种群中S基因的频率很低，在5%以下。到了20世纪中叶，黑色型的桦尺蛾却成了常见的类型，S基因的频率上升到95%以上。长满地衣的树干上的桦尺蛾黑色树干上的桦尺蛾6.3 种群基因
19、组成的变化与物种的形成-【新教材】人教版（2019）高中生物必修二课件(共35张PPT)6.3 种群基因组成的变化与物种的形成-【新教材】人教版（2019）高中生物必修二课件(共35张PPT)自然选择决定生物进化的方向在自然选择的作用下，具有有利变异的个体有更多的机会产生后代，种群中相应基因的频率会不断提高；相反，具有不利变异的个体留下后代的机会少，种群中相应基因的频率会下降。在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化。6.3 种群基因组成的变化与物种的形成-【新教材】人教版（2019）高中生物必修二课件(共35张PPT)6.3 种群基因组成的变化与物种的
20、形成-【新教材】人教版（2019）高中生物必修二课件(共35张PPT)课堂练习1从基因水平看，生物进化的过程就是种群基因频率发生定向改变的过程。判断下列相关表述是否正确。（1）某地区红绿色盲患者在男性中约占8%，在女性中约占0.64%，由此可知，红绿色盲基因Xb的基因频率约为8%。（）（2）基因频率变化是由基因突变和基因重组引起的，不受环境的影响。（）（3）生物进化的实质是种群基因频率在自然选择作用下的定向改变。（）X6.3 种群基因组成的变化与物种的形成-【新教材】人教版（2019）高中生物必修二课件(共35张PPT)6.3 种群基因组成的变化与物种的形成-【新教材】人教版（2019）高中生
21、物必修二课件(共35张PPT)课堂练习2种群是物种在自然界的存在形式，也是一个繁殖单位。下列生物群体中属于种群的是（）A一个湖泊中的全部鱼B一片森林中的全部蛇C一间屋中的全部蟑螂D卧龙自然保护区中的全部大熊猫D6.3 种群基因组成的变化与物种的形成-【新教材】人教版（2019）高中生物必修二课件(共35张PPT)6.3 种群基因组成的变化与物种的形成-【新教材】人教版（2019）高中生物必修二课件(共35张PPT)课堂练习3某一瓢虫种群中有黑色和红色两种体色的个体，这一性状由一对等位基因控制，黑色(B)对红色(b)为显性。如果基因型为BB的个体占18%，基因型为Bb的个体占78%，基因型为bb
22、的个体占4%。基因B和b的频率分别为（）A18%、82%B36%、64%C57%、43%D92%、8%C6.3 种群基因组成的变化与物种的形成-【新教材】人教版（2019）高中生物必修二课件(共35张PPT)6.3 种群基因组成的变化与物种的形成-【新教材】人教版（2019）高中生物必修二课件(共35张PPT)课堂练习4一只果蝇的突变体在21的气温下，生存能力很差，但是，当气温上升到25.5时，突变体的生存能力大大提高。这说明（）A突变是不定向的B突变是随机发生的C突变的有害或有利取决于环境条件D环境条件的变化对突变体都是有害的C6.3 种群基因组成的变化与物种的形成-【新教材】人教版（2019）高中生物必修二课件(共35张PPT)6.3 种群基因组成的变化与物种的形成-【新教材】人教版（2019）高中生物必修二课件(共35张PPT)课堂练习5下列对种群概念的叙述，正确的是()A不同空间中同种生物个体的总和B生活在同一地点的同种生物的全部个体C一片水田中的所有鱼的总和D一个生态环境中有相互关系的动植物的总和B6.3 种群基因组成的变化与物种的形成-【新教材】人教版（2019）高中生物必修二课件(共35张PPT)6.3 种群基因组成的变化与物种的形成-【新教材】人教版（2019）高中生物必修二课件(共35张PPT)感谢聆听感谢聆听单击此处添加副标题