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1、现代生物进化理论的主要内容第1页，本讲稿共32页一、种群基因频率的一、种群基因频率的改变与生物进化改变与生物进化第2页，本讲稿共32页情景：情景：如果在灰色翅（基因型为如果在灰色翅（基因型为aa)昆虫的群体中偶然昆虫的群体中偶然 出现一只绿色翅（出现一只绿色翅（Aa)的变异个体，且绿色比灰的变异个体，且绿色比灰 色更不容易被敌害发现。色更不容易被敌害发现。如果该绿色个体（如果该绿色个体（Aa）已经很好的生活下来，它体内的）已经很好的生活下来，它体内的A基因基因怎样才能遗传给后代？请写出遗传图解。怎样才能遗传给后代？请写出遗传图解。第3页，本讲稿共32页 出现有利变异个体内的出现有利变异个体内的
2、有利基因只有在有利基因只有在群体群体中中,通通过过有性生殖有性生殖才能世代延续。才能世代延续。XAAAa绿翅绿翅AA绿翅绿翅（3）P:Aa绿翅绿翅配子配子A aAF1:绿翅绿翅 aa灰翅灰翅XAaAa绿翅绿翅AA绿翅绿翅（2）Aa配子配子A aA aAa绿翅绿翅P:F1:绿翅绿翅绿翅绿翅 aa灰翅灰翅XAaAa绿翅绿翅（1）aa配子配子A aaP:F1:绿翅绿翅灰翅灰翅第4页，本讲稿共32页 研究生物的进化仅仅研究个体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的表现型是否与环境适应是不 够的，还必须研究够的，还必须研究群体群体的基因的基因 组成变化。组成变化。这个群体就是这个群体就
3、是种群种群！第5页，本讲稿共32页(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第6页，本讲稿共32页1.什么叫做种群？什么叫做种群？种群是生活在同一区域的同种生物的全部个体种群是生活在同一区域的同种生物的全部个体 种群中的个体并不是机械地种群中的个体并不是机械地集合在一起集合在一起,而是彼此可以交配而是彼此可以交配,并通过繁殖将各自的基因传给并通过繁殖将各自的基因传给后代后代.一个猕猴种群的部分个体一个猕猴种群的部分个体第7页，本讲稿共32页2.阅读阅读114页的第三自然段，探究并回答问题。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）种群在繁衍过程
4、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却代代相传。这句话表明种群在进化过程中处于什么地位？什么地位？说明说明在自然界中，种群是生物繁殖、进化的在自然界中，种群是生物繁殖、进化的基本单位。基本单位。第8页，本讲稿共32页 性状是由基因控制的，研性状是由基因控制的，研究生物的进化必须研究种群的基究生物的进化必须研究种群的基因组成和变化。由此人们提出因组成和变化。由此人们提出基因库基因库和和基因频率基因频率的概念。的概念。第9页，本讲稿共32页1.什么是种群的基因库？什么是种群的基因库？一个种群一个种群中中全部个体全部个体所含所含有的有的全部基因全部基因叫这个种群叫这个种
5、群的基因库。的基因库。第10页，本讲稿共32页什么是种群的基因频率？什么是种群的基因频率？在一个种群种群基因库中，某基因占全部等位基因的 比率叫做基因频率。第11页，本讲稿共32页2.基因频率和基因型频率的计算基因频率和基因型频率的计算 例例1 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,褐色翅的基因位褐色翅的基因位a a，调查发，调查发现现AAAA、AaAa、aaaa的个体分别占的个体分别占3030、6060、10,10,那么那么A A、a a的基因频率是多的基因频率是多少？（自读少？（自读115115页）页）A=302+60 _ 200=60%200a=102+60
6、 _=40%A+a=1 此种基因的个数此种基因的个数 种群中该对等位基因的总数种群中该对等位基因的总数某种基因的某种基因的基因频率基因频率=通过基因型个体数量计算基因频率通过基因型个体数量计算基因频率:第12页，本讲稿共32页AAAA、AaAa、aaaa的个体分别占的个体分别占24%24%、72%72%、4%4%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.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某种基因的基因频率某种基因的基因频率某种基因的基因频率某种基因的基因频率=某
7、种基因的纯合子频率某种基因的纯合子频率+1/2杂合子频率杂合子频率A=24%+1/2 X+1/2 X 72%=60%通过基因型频率计算基因频率通过基因型频率计算基因频率通过基因型频率计算基因频率通过基因型频率计算基因频率:第13页，本讲稿共32页 据调查得知，某学校的学生中各血型的比据调查得知，某学校的学生中各血型的比率如下：率如下：IAIA 20%IAi 30%IBIB 10%IBi 20%IAIB 10%ii 10%计算计算IB的基因频率。的基因频率。10%+1/2+1/2（10%+20%）=25%学案例学案例3第14页，本讲稿共32页115115页思考与讨论页思考与讨论该该种群种群产生的
8、产生的A 配子和配子和a 配子的比率各是多少配子的比率各是多少?A 60%a 40%卵细胞卵细胞精子精子A 60%a 40%36%24%16%AAAaAa 24%aa子一子一代基代基因型因型频率频率利用这种方法算出这个种群的基因频率在上下代是稳定不利用这种方法算出这个种群的基因频率在上下代是稳定不变的，事实上存在这样的理想情况吗？变的，事实上存在这样的理想情况吗？不存在，种群的变化是必然的不存在，种群的变化是必然的第15页，本讲稿共32页 用数学方法讨论基因频率的变化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 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
9、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。第16页，本讲稿共32页若种群中一等位基因为若种群中一等位基因为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。AAAA的基因型频率的基因型频率=p=p2 2；aaaa的基因型频率的基因型频率=
10、q=q2 2；AaAa的基因型频率的基因型频率=2pq=2pq。做学案例做学案例4第17页，本讲稿共32页已知基因频率求基因型频率已知基因频率求基因型频率做学案练习1第18页，本讲稿共32页(二二)突变和基因重组产生进化的原材突变和基因重组产生进化的原材料料第19页，本讲稿共32页 基因突变在自然界是基因突变在自然界是普遍存在普遍存在的，因此基因突变的，因此基因突变产生产生新的等位基因新的等位基因,这就可能使种群的这就可能使种群的基因频率发生基因频率发生变化变化基基因因突突变变染色体染色体变变 异异基基 因重因重 组组突变突变可遗传的变异可遗传的变异生物进化的原材生物进化的原材料料第20页，本
11、讲稿共32页115115页思考与讨论页思考与讨论该该种群种群产生的产生的A 配子和配子和a 配子的比率各是多少配子的比率各是多少?A 60%a 40%卵细胞卵细胞精子精子A 60%a 40%36%24%16%AAAaAa 24%aa子一子一代基代基因型因型频率频率利用这种方法算出这个种群的基因频率在上下代是稳定不变的，利用这种方法算出这个种群的基因频率在上下代是稳定不变的，事实上存在这样的理想情况吗？事实上存在这样的理想情况吗？不存在，种群的变化是必然的不存在，种群的变化是必然的第21页，本讲稿共32页 用数学方法讨论基因频率的变化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 遗传平
12、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。第22页，本讲稿共32页若种群中一等位基因为若种群中一等位基因为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。AAAA的基因型
13、频率的基因型频率=p=p2 2；aaaa的基因型频率的基因型频率=q=q2 2；AaAa的基因型频率的基因型频率=2pq=2pq。做学案例做学案例4第23页，本讲稿共32页已知基因频率求基因型频率已知基因频率求基因型频率做学案练习1第24页，本讲稿共32页(二二)突变和基因重组产生进化的突变和基因重组产生进化的原材料原材料第25页，本讲稿共32页 基因突变在自然界是基因突变在自然界是普遍存在普遍存在的，因此基因突变产的，因此基因突变产生生新的等位基因新的等位基因,这就可能使种群的这就可能使种群的基因频率发生变化基因频率发生变化基基因因突突变变染色体染色体变变 异异基基 因重因重 组组突变突变可
14、遗传的变异可遗传的变异生物进化的原材生物进化的原材料料第26页，本讲稿共32页实例：在经常刮大风的海岛上，无翅或残翅的昆实例：在经常刮大风的海岛上，无翅或残翅的昆虫特别多虫特别多 3、突变的有利和有害并不是绝对的，它取决于、突变的有利和有害并不是绝对的，它取决于生物的生存环境生物的生存环境第27页，本讲稿共32页 突变、基因重组都是随机的、不定向的提供了突变、基因重组都是随机的、不定向的提供了生物进化的原材料，不能决定生物进化的方向生物进化的原材料，不能决定生物进化的方向，那么什么决定生物进化的方向呢？第28页，本讲稿共32页(三三)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第29页
15、，本讲稿共32页“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”长满地衣的树干上的桦尺蠖长满地衣的树干上的桦尺蠖黑褐色树干上的桦尺蠖黑褐色树干上的桦尺蠖第30页，本讲稿共32页讨论：讨论：2 2、在自然选择中，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？会影响，虽然不会影响到桦尺蠖生存和繁殖，但会影会影响，虽然不会影响到桦尺蠖生存和繁殖，但会影响到捕食，许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就响到捕食，许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天敌捕食已被天敌捕食表现型，天敌看到的是表现型，天敌看到的是桦尺蠖得体色（表现型）而不是控制体桦尺蠖得体色（表现型）而不是控制体色的基因色的基因1 1、树干变黑会影响桦尺蠖种群中浅色个体的出生率、树干变黑会影响桦尺蠖种群中浅色个体的出生率吗？为什么？吗？为什么？结论：自然选择决定生物进化的方向结论：自然选择决定生物进化的方向第31页，本讲稿共32页突变、重组是不定向的突变、重组是不定向的自然选择是定向的自然选择是定向的进化的实质：基因频率的改变进化的实质：基因频率的改变第32页，本讲稿共32页