省级公开课现代生物进化理论的主要内容分享资料

1、查理达尔文（18091882）英国的博物学家，查理达尔文（18091882）英国的博物学家，进化单位？进化单位？如何实现？如何实现？获得性遗获得性遗传正确吗？传正确吗？达尔文达尔文:自然选择学说自然选择学说现代生物进现代生物进化理论化理论孟德尔提出孟德尔提出“遗传因子遗传因子”假设假设费舍尔、赫丹建费舍尔、赫丹建立群体遗传学立群体遗传学魏斯曼将染色魏斯曼将染色体作为遗传基体作为遗传基础础.【思考思考】桦尺蠖】桦尺蠖（hu ）的翅色是浅色的翅色是浅色(基因型为基因型为ss)，偶然出现一黑色的变异个体（基因型为，偶然出现一黑色的变异个体（基因型为Ss），且），且S对对s是显性，若黑色翅比浅色翅更适

2、应环境是显性，若黑色翅比浅色翅更适应环境（1）这一有利变异的个体能永远）这一有利变异的个体能永远生存下去吗？生存下去吗？（2）该个体中的有利基因）该个体中的有利基因S，如，如何保留？何保留？（3）即使）即使Ss的个体能够繁殖，后的个体能够繁殖，后代都是黑色个体吗？代都是黑色个体吗？个体不是进化基本单位个体不是进化基本单位（2）基）基 因因 库：库：一个种群中一个种群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（3）基因频率：在一个种群基因库中）基因频率：在一个种群基因库中 ，某个基因占，某个基因占全部等位基因数全部等位基因数的比率的比率基基 因频率因频率 = =种群中该基因的数目种群中该

3、基因的数目 全部等位基因的总数全部等位基因的总数 100% 100%（1）种）种 群：群：生活生活在一定区域的同种生物的全部在一定区域的同种生物的全部 个体。个体。1.相关概念相关概念【案例【案例1】某桦尺蠖种群中，黑色翅的基因为某桦尺蠖种群中，黑色翅的基因为S， 浅色翅的基因浅色翅的基因位位s，抽样调查抽样调查100个个体，测得基因型为个个体，测得基因型为SS、Ss、ss的个体分别为的个体分别为10、20、70个、问每种基因型频率是多个、问每种基因型频率是多少？少？S、s基因频率是多少？基因频率是多少？SS基因型频率基因型频率 = 10/100 = 10%Ss基因型频率基因型频率 = 20/

4、100 = 20%ss 基因型频率基因型频率 = 70/100 = 70%S基因频率基因频率 = (10*2+20)/（100*2）=20%s基因频率基因频率 = (70*2+20)/（100*2）=80%【案例【案例1】某桦尺蠖种群中，黑色翅的基因为某桦尺蠖种群中，黑色翅的基因为S， 浅色翅的基因浅色翅的基因位位s，抽样调查，抽样调查100个个体，测得基因型为个个体，测得基因型为SS、Ss、ss的个体分别为的个体分别为10、20、70个、问每种基因型频率是多个、问每种基因型频率是多少？少？S、s基因频率是多少？基因频率是多少？基基 因频率因频率 = =种群中该基因的数目种群中该基因的数目 全

5、部等位基因的总数全部等位基因的总数 100% 100%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%= = 纯合子基因型频率纯合子基因型频率 + 1/2+ 1/2杂合子基因型频率杂合子基因型频率【案例【案例2】某桦尺蠖种群中，黑色翅的基因为某桦尺蠖种群中，黑色翅的基因为S， 浅色翅的基因浅色翅的基因位位s，抽样调查，抽样调查100个个体，测得基因型为个个体，测得基因型为SS、Ss、ss的个体分别为的个体分别为10、20、70个、个、若该种群为亲本，如果若该种群为亲本，如果让该种群随机交配，没有迁入和迁出，无自然选择，让该种群随机交配

6、，没有迁入和迁出，无自然选择，无突变，根据孟德尔分离定律计算无突变，根据孟德尔分离定律计算：（1）该种群产生的）该种群产生的S、s配子的比率各是多少？配子的比率各是多少？ （2）F1代的代的基因型频率基因型频率各是多少？各是多少？ （3）F1代种群的代种群的基因频率基因频率各是多少？各是多少？（4）将计算结果填入表格，想一想，）将计算结果填入表格，想一想， F2代、代、 F3代代以及若干代以后，种群的基因频率会改变吗？以及若干代以后，种群的基因频率会改变吗？【案例【案例2】某桦尺蠖种群，黑色翅基因为某桦尺蠖种群，黑色翅基因为S， 浅色翅基因为浅色翅基因为s，抽样调查抽样调查100个个体，测得基

7、因型为个个体，测得基因型为SS、Ss、ss的分的分别为别为10、20、70个、个、若该种群为亲本，如果满足随机若该种群为亲本，如果满足随机交配等理想条件，根据孟德尔分离定律计算交配等理想条件，根据孟德尔分离定律计算：S % = (10*2+20) /（100*2）=20%s % = (70*2+20) /（100*2）=80%（1）该种群产生的）该种群产生的S、s配子的比率各是多少？配子的比率各是多少？（2）F1代的代的基因型频率？基因型频率？（3）F1代的代的基因频率基因频率是多少？是多少？ 4%16%64%SSSsSs16%ssS（20%）s （80%）卵子卵子S （20%）s （80%）

8、精子精子F1代代基因型频率基因型频率SS %=4%Ss %=32%ss %=64%F1代代基因频率基因频率S%=20%s %=80%亲代亲代基因型频率基因型频率SS（10%）Ss（20%）ss（70%）亲代亲代配子的比率配子的比率S（10%） S（10%）s（10%）s（70%）F1代代基因型频率基因型频率SS（4%）Ss（32%）ss（64%）F1代代基基 因频率因频率S（20%）s（80%）F2代代基因型频率基因型频率F2代代基基 因频率因频率F3代代基因型频率基因型频率F3代代基基 因频率因频率（4）将计算结果填入表格，想一想，）将计算结果填入表格，想一想， F2代、代、 F3代以及若干

9、代代以及若干代以后，种群的基因频率会改变吗？以后，种群的基因频率会改变吗？SS（4%）Ss（32%）ss（64%）SS（4%）Ss（32%）ss（64%）S（20%）S（20%）s（80%）s（80%）亲代亲代F1代代F2代代F3代代基因型基因型频率频率SS10%4%4%4%Ss20%32%32%32%ss70%64%64%64%基因基因频率频率S20%20%20%20%s80%80%80%80%2.结论：种群是生物进化的基本单位结论：种群是生物进化的基本单位理想条件：理想条件：该种群非常大该种群非常大； 所有的雌雄个体都能自由交配；所有的雌雄个体都能自由交配；没有迁入和迁出；无自然选择的作用

10、；没有迁入和迁出；无自然选择的作用；不发生突变。不发生突变。提出问题：提出问题：种群中种群中s s基因（浅色性状）的频率为什么越基因（浅色性状）的频率为什么越 来越低？来越低？作出假设？作出假设？ (19 (19 世纪中叶世纪中叶 ) (20 ) (20 世纪中叶世纪中叶 ) )课本课本P116 (19 (19 世纪中叶世纪中叶 ) (20 ) (20 世纪中叶世纪中叶 ) )提出问题：提出问题：种群中种群中s s基因（浅色性状）的频率为什么越基因（浅色性状）的频率为什么越 来越低？来越低？作出假设：作出假设：黑褐色环境，黑褐色环境，不利于浅色不利于浅色桦尺蠖的生存，桦尺蠖的生存，环境的选择作

11、用使环境的选择作用使s s基因频率越来越低。基因频率越来越低。第1年 第2年 第3年 第4年基因型基因型频率频率SS10%10%Ss20%20%ss70%70%基因基因频率频率S20%20%s80%80%验证假设：验证假设：数学建模数学建模1870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 20%； ss 70%，在树干变黑的环境条件下，使种群中，在树干变黑的环境条件下，使种群中浅色个体浅色个体每年每年减少减少10%，黑色个体黑色个体每年每年增加增加10%，几年内，桦尺蠖种群，几年内，桦尺蠖种群每年的基因型频率与基因频率是多少？每年的基因型频率与基因频率是多少？第1年

12、第2年 第3年 第4年基因型基因型频率频率SS10%10%11.5%11.5%Ss20%20%ss70%70%基因基因频率频率S20%20%s80%80%1111+22+63验证假设：验证假设：数学建模数学建模1870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 20%； ss 70%，在树干变黑的环境条件下，使种群中，在树干变黑的环境条件下，使种群中浅色个体浅色个体每年每年减少减少10%，黑色个体黑色个体每年每年增加增加10%，几年内，桦尺蠖种群，几年内，桦尺蠖种群每年的基因型频率与基因频率是多少？每年的基因型频率与基因频率是多少？第1年 第2年 第3年 第4年基因型基

13、因型频率频率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%升高升高降低降低验证假设：验证假设：数学建模数学建模1870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 20%； ss 70%，在树干变黑的环境条件下，使种群中，在树干变黑的环境条件下，使种群中浅色个体浅色个体每年每年减少减少10%，黑色个体黑色个体每年每年增加增加10%，几年内，桦尺蠖种群

14、，几年内，桦尺蠖种群每年的基因型频率与基因频率是多少？每年的基因型频率与基因频率是多少？得出结论：得出结论：环境环境的选择作用使的选择作用使s s基基因频率越来越低因频率越来越低资料资料1：有科学家认为是自然选择，做了这样实验：将黑色桦：有科学家认为是自然选择，做了这样实验：将黑色桦尺蠖和浅色桦尺蠖标记后，放养在工业区和非工业区，每隔一尺蠖和浅色桦尺蠖标记后，放养在工业区和非工业区，每隔一段时间后，回收有标记个体，段时间后，回收有标记个体，结果工业区回收的黑色桦尺蠖远结果工业区回收的黑色桦尺蠖远多于灰白色，而在非工业区，回收的浅色桦尺蠖远多于暗黑色多于灰白色，而在非工业区，回收的浅色桦尺蠖远多

15、于暗黑色资料资料2： 另一位生物学家用拉马克理论解释，认为是污染的空另一位生物学家用拉马克理论解释，认为是污染的空气改变了桦尺蠖生理，使其体内产生过多的黑色素。气改变了桦尺蠖生理，使其体内产生过多的黑色素。他把几种他把几种鳞翅目昆虫的幼虫放在硫化氢、氨等有毒气体中处理，但昆虫鳞翅目昆虫的幼虫放在硫化氢、氨等有毒气体中处理，但昆虫体内黑色素并未增多。体内黑色素并未增多。讨论：讨论：问题问题1：自然选择中，直接选择的是基因型还是表现型？自然选择的本质是什么？自然选择的本质是什么？ 问题问题2：如果自然选择是针对种群的基因进行，：如果自然选择是针对种群的基因进行，会导致种群发生什么变化？会导致种群发

16、生什么变化？ 问题问题3：除了选择，还有哪些因素会导致种群：除了选择，还有哪些因素会导致种群基因频率变化？基因频率变化？问题问题4：种群基因频率改变与生物进化有什么：种群基因频率改变与生物进化有什么关系？关系？自然选择的本质是对基因进行选择。自然选择的本质是对基因进行选择。自然选择自然选择会会使种群的基因频率使种群的基因频率发生变化发生变化种群种群大小；大小； 非自由交配；迁入和迁出；非自由交配；迁入和迁出； 突变突变种群种群基因频率的改变意味着生物的进化基因频率的改变意味着生物的进化频率频率种群种群1种群种群2种群种群3基因型基因型SS10%1个10个10万个Ss20%2个20个20万个ss

17、70%7个70个70万个只有在数量很大的种群中，基因库才能稳只有在数量很大的种群中，基因库才能稳定，否则基因频率就可发生不确定的波动定，否则基因频率就可发生不确定的波动死亡未交配种群的大小种群的大小SS（10%）Ss（20%）ss（70%）SS（10%）147Ss（20%）258ss（70%）369自由交配自由交配：SS（10%）Ss（20%）ss（70%）SS（10%）14Ss（20%）25ss（70%）9自由交配自由交配： A (p)a (q)AAAaAaaa雌配子雌配子雄配子雄配子设设A A频率为频率为p p，a a频率为频率为q q，则，则p+qp+q1 1A (p)a (q)(p2)

18、(q2)(pq)(pq)满足五个理想条件：满足五个理想条件：该种群非常大该种群非常大； 所有的雌雄个体都能自由交配；所有的雌雄个体都能自由交配；没有迁入和迁出；没有迁入和迁出；无自然选择的作用；无自然选择的作用；不发生突变。不发生突变。设种群中，设种群中，A A基因频率基因频率 = p= p，a a基因频率基因频率 = q = q ， 因为（因为（p p q q） = A%+a% =1 = A%+a% =1， 所以（所以（p + qp + q）2 2 = p= p2 2+2pq+q+2pq+q2 2=AA%+Aa%+aa%=1 =AA%+Aa%+aa%=1 AA AA基因型频率基因型频率 = p= p2 2； aa aa基因型频率基因型频率 = q= q2 2； Aa Aa基因型频率基因型频率 = 2p