现代生物进化理论的主要内容公开课PPT课件

1、 一个基因所控制的性状对个体生一个基因所控制的性状对个体生存和繁殖后代的贡献越大存和繁殖后代的贡献越大, ,拥有该基因拥有该基因的个体的可能越多的个体的可能越多! !当然就会使越来越当然就会使越来越多的虎拥有自己的拷贝多的虎拥有自己的拷贝! !第1页/共48页第2页/共48页探究活动（一）探究活动（一）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

2、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/共48页 出现有利变异个体内出现有利变异个体内的有利基因只有在群体的有利基因只有在群体中中,通过有性生殖才能世通过有性生殖才能世代延续。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:绿翅绿翅绿翅绿翅第4页/共48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

3、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是种群种群！第5页/共48页探究活动（二）探究活动（二）1.什么叫做种群？什么叫做种群？ 生活在生活在一定区域一定区域的的同种同种生物的生物的全部全部个体叫做种群个体叫做种群. 种群中的个体并不是机种群中的个体并不是机械地集合在一起械地集合在一起, ,而是彼此而是彼此可以交配可以交配, ,并通过繁殖将各并通过繁殖将各自的基因传给后代自的基因传给后代. .( (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卧龙自然保护区 猕猴第6

4、页/共48页判断下列是否属于种群（1）一个池塘中的全部鱼 （2）一个池塘中的全部鲤鱼（3）一片草地上的全部植物（4）一片草地上的成年梅花鹿否是否否第7页/共48页 性状是由基因控制的，因此研究生物的进化必须研究种群的基因组成和变化。如何分析种群的基因组成和变化？由此人们提出基因库和基因频率的概念。第8页/共48页探究活动（三）探究活动（三）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群的基因库。的基因库。第9页/共48页对基因库理解：每一个种群都有它自己的基因库种群中每个个体所含有的基因，只是种群基因库的一部

5、分每一个种群都有它自己的基因库，种群中的个体一代一代地死亡，但基因库却在代代相传的过程中保持和发展。第10页/共48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/共48页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。某种基因的基因频率 该基因的总数种群中该对等位基因的总数 100%=此种基因的个数此种基因的个数=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该对等位基因的总数=个体总数个体总数 X 2X 2第12页/共48页3.基因型频率在一个种群中，某基因

6、型个体占全部个体的比率基因型频率 该基因型个体的总数全部个体总数= 100%第13页/共48页例:如某昆虫种群中决定翅色为绿色的基因为A，决定翅色为褐色的基因为a，从种群中随机抽出100个个体，测知基因型为AA、Aa和aa的个体分别是30、60和10个。那么A和a的基因频率是多少?解:A基因的基因频率为:a基因的基因频率为：基因频率=某基因的数目控制同种性状的等位基因的总数=纯合子基因型频率+1/2杂合子基因型频率= 40% =30% +1/260% = 60% =10%+1/260%= 40%A%=100%2AAAa2(AAAaaa)a%= 100%= 60%2aaAa2(AAAaaa)10

7、0%一对等位基因的频率之和为1第14页/共48页例 在一个种群中随机抽取一定数量的个体，其中基因型AAAA的个体占12%12%，基因型AaAa的个体占76%76%，基因型aaaa的个体占12%12%，那么基因A A和a a频率分别是多少？A基因频率AA基因型频率1/2Aa基因型频率A基因频率aa基因型频率1/2Aa基因型频率A=50% a=50%第15页/共48页伴性遗传中的基因频率计算：在某地区的人群中XBXB占42.32%，XBXb占7.36%，XbXb占0.32%，XBY占46%，XbY占4%，求XB、Xb的基因频率。XB=92%、Xb=8%第16页/共48页哈代-温伯格定律（遗传平衡定

8、律）一个有性生殖的自然种群中，在符合以下五个条件的情况下，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。或者说是保持着基因平衡。这就是哈代温伯格平衡，也叫遗传平衡定律。这五个条件是：1、种群很大 2、个体之间随机交配 3、没有突变产生 4、没有个体迁入迁出 5、没有自然选择第17页/共48页基因频率与基因型频率的关系 处于平衡状态的种群，一对等位基因A和a，A的基因频率为p，a的基因频率为q，则： 哈代-温伯格定律可用数学方程式表示为：(p+q)2=p2+2pq+q2=1 = PAA+PAa+PaaAA的基因型频

9、率为p2Aa的基因型频率为2pqaa的基因型频率为q2第18页/共48页影响种群基因频率的因素：突变、基因重组、自然选择、遗传漂变、迁移等。 想一想，导致基因频率变化的因素有哪些？第19页/共48页遗传漂变 在一个种群中，某种基因的频率为1，如果这个种群有100万个个体，含这种基因的个体就有成千上万个。如果这个种群只有50个个体，含这种基因的个体就只有1个。在这种情况下，可能会由于这个个体偶然死亡或没有交配，而使这种基因在种群中消失，这种现象叫遗传漂变。一般种群越小，遗传漂变越显著。第20页/共48页迁移 在一个种群中，如果含有A基因的个体比含有a基因的个体更多地迁移到另一地区，那么，这个种群

10、中A基因和a基因的频率就会发生相应的变化。第21页/共48页某工厂有男女职工各200名，对他们进行调查时发现，女性色盲基因携带者为15人，女性患者1人，男性患者14人，这个群体中色盲基因的频率应为（ ）。 A、15% B、3.88% C、5.17% D、10.3%色盲（b）基因频率1521420022005.17C 100%第22页/共48页1、已知人眼中的褐色（A）对蓝色(a)是显性。在一个有30000人的人群中，蓝眼人有3600人，褐眼的有26400人，其中纯合体有12000人。那么，在这个人群中A和a基因频率分布为（ ）（A）0.64和0.36 （B）0.36和0.64 （C）0.50和

11、0.50 （D）0.82和0.182、在某一处于平衡状态种群中，已调查得知，隐性性状者（等位基因用A、a表示） 占16%，那么该性状的AA、Aa基因型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.0.48、0.36AA第23页/共48页3. 用数学方法讨论基因频率的改变(5)(6)(1)(2)(3)(4)第24页/共48页假设假设115115页题目中的种群满足以下五个条件：页题目中的种群满足以下五个条件：昆虫群体数量足够大，昆虫群体数量足够大， 没有迁入与迁出，没有迁入与迁出，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

12、自由交配并能产生后代，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控制的翅型性状没有作用）控制的翅型性状没有作用）A A和和a a都不产生突变都不产生突变, ,即没有基因突变和染色体变异。即没有基因突变和染色体变异。在有性生殖过程中，如果符合以上的理想条件，在有性生殖过程中，如果符合以上的理想条件，(1)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%AAAaAa24%aa子一子

13、一代基代基因型因型频率频率第25页/共48页(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)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?30%30%30%10%36%48%60%40%16%亲代基因型的频率亲代基因型的频率AA(30%)Aa(60%)aa(10%)配子的比率配子的比率A( )A( )a( )a( )子代基因型的频率子代基因型的频率AA( ) Aa( )aa( )子代种群的基因频率子代种群的基因频率A ( )a( )第26页/共48页 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频率基因型频率AA30%Aa60%aa10%基因频率基因频率A60%

14、a40%36%48%16%36%16%48%40%36%48%16%(4)在讨论题2中的群体满足五个条件的情况下,计算子二代、子三代的基因频率与基因型频率 ; 分析一下各代基因频率与基因型频率相同吗？第27页/共48页 满足五个假设条件满足五个假设条件的种群是理想的种群的种群是理想的种群, ,在自然条件下在自然条件下, ,这样的种群是不存在的这样的种群是不存在的. .这也从这也从反面说明了在自然界中反面说明了在自然界中, ,种群的基因频率种群的基因频率迟早迟早要要发生变化发生变化, ,也就是说种群的也就是说种群的进化进化是必然的是必然的. .（5 5）上述计算结果是在满足五个假设条件的基础上计

15、）上述计算结果是在满足五个假设条件的基础上计算的，对自然界的种群来说，这五个条件都能成立吗？算的，对自然界的种群来说，这五个条件都能成立吗？特别是如果第特别是如果第点假设点假设（基因基因A和和a都不产生突变都不产生突变,即没有基即没有基因突变和染色体变异。因突变和染色体变异。）成立这与前面我们所学的基因突成立这与前面我们所学的基因突变的哪个特性相违背？变的哪个特性相违背？与基因突变的普遍性相违背。与基因突变的普遍性相违背。第28页/共48页(6)、如果该种群出现新的突变型，也就是、如果该种群出现新的突变型，也就是产生新的等位基因（产生新的等位基因（A2），种群的基因频），种群的基因频率会变化吗

16、？基因率会变化吗？基因A2的频率可能会怎样变的频率可能会怎样变化？化？突变产生的新基因会使种群的基因频率发突变产生的新基因会使种群的基因频率发生变化。生变化。基因基因A A2 2的频率是增加还是减少，要看这一的频率是增加还是减少，要看这一突变对生物体是有益还是有害的，这往往突变对生物体是有益还是有害的，这往往取决于生物生存的环境。取决于生物生存的环境。第29页/共48页通过讨论基因频率的变化可以认识到，自然界中种群的基因频率一定会发生变化，也就是种群的进化是必然。生物进化的实质：基因频率的改变第30页/共48页( (二二) )突变和基因重组产生进化的原材料突变和基因重组产生进化的原材料第31页

17、/共48页 自然界中生物的自然突变频率很低，而且一般对生物体是有害的。为什么还能够改变种群中的基因频率呢？例1：一个果蝇约有104对基因，假定每个基因的突变率都是105，若有一个中等数量的果蝇种群（约有108个个体），那么每一代出现基因突变数是多少呢？ 2 104 105个体 108种群= 2 107第32页/共48页 突变的有害还是有利不是绝对的，这往往取决于生物的生存环境。例2： 自然界中生物的自然突变频率很低，而且一般对生物体是有害的。为什么还能够改变种群中的基因频率呢？第33页/共48页基因 重组基因突变等位基因多种多样的基因型种群中出现大量可遗传的变异变异是不定向的提供了生物进化的原

18、材料,不能决定生物进化的方向第34页/共48页表面看，自然选择是对一个个生物个体的选择，实质上是对个体所包含的变异进行选择。从现代分子遗传水平看，自然选择实质上是对变异所包含的基因的选择，从而改变着群体中不同基因的基因频率。第35页/共48页问题：桦尺蠖种群中问题：桦尺蠖种群中s s基因的频率为什么越来越低？基因的频率为什么越来越低？假设：根据前面所学的知识你能做出假设吗？假设：根据前面所学的知识你能做出假设吗？探究活动（四）探究活动（四）“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”黑褐色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

19、改变第36页/共48页探究活动（三）探究活动（三）2 2）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。）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%； ss 70%ss 70%，在树干变黑这，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，使得种群中浅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%，以后的几年内，桦尺蠖，以后的几年内，桦尺蠖种群每年

20、的基因型频率与基因频率是多少呢？种群每年的基因型频率与基因频率是多少呢？第1年第2年第3年第4年基因型频率SS10%10%11.5%11.5%Ss20%20%22.9%22.9%ss70%70%65.6%65.6%基因频率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%升高降低第37页/共48页(3)(3)在这个探究实验中根据上面的数据分析黑的环境对桦尺在这个探究实验中根据上面的数据分析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)在自然选择中，直接受选择的是

21、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？许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天敌捕食敌捕食天敌看到的是桦尺蠖得天敌看到的是桦尺蠖得体色（表现型）体色（表现型）而不是控制体色而不是控制体色的基因的基因第38页/共48页生物进化的实质：基因频率的改变自然选择的实质: 基因频率的定向改变第39页/共48页小结：小结： 种群中产生的变异是（种群中产生的变异是（ ）的，经过长）的，经过长期的自然选择，其中不利变异被不断淘汰，有利期的自然选择，其中不利变异被不断淘汰，有利变异逐渐（变异逐渐（ ），从而使种群的基因频率发），从而使种群的基

22、因频率发生（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。不定向积累定向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( )不定向定向第40页/共48页1.1.某岛屿上存在着尺蛾的两个变种，该地区原为森林，后建设成工业某岛屿上存在着尺蛾的两个变种，该地区原为森林，后建设成工业区。下表为该地区不同时期的两个变种尺蛾的数量比。这些变化产生区。下表为该地区不同时期的两个变种尺蛾的数量比。这些变化产生的原因是的原因是( )( )A A灰尺蛾迁离，黑尺蛾迁入灰尺蛾迁离，黑尺蛾迁入

23、B B工业煤烟使灰尺蛾变成黑尺蛾工业煤烟使灰尺蛾变成黑尺蛾C C自然选择作用自然选择作用D D人工选择的作用人工选择的作用森林时期工业时期灰蛾黑蛾灰蛾黑蛾99%1%1%99%C第41页/共48页2.已知某昆虫翅色的绿色（A）对褐色(a)是显性。在一个有100个的种群中，褐色个体有30个，绿色个体有70个，其中纯合体有20个。那么，在这个种群中A和a基因频率分布为（ ） A.0.45和0.55 B.0.55和0.45 C.0.70和0.30 D.0.82和0.183.在某一处于平衡状态种群中，已调查得知，隐性性状者（等位基因用A、a表示） 占36%，那么该性状的AA、Aa基因型个体出现的频率分别

24、为（ ）A.0.36、0.48 B.0.36、0.24 C.0.16、0.48 D.0.48、0.36AC第42页/共48页4.某校的一个生物兴趣小组在研究性学习活动中，开展了色盲普查活动，他们先从全校的1800名学生中随机抽取了180名学生（男女学生各半）做为首批调查对象，结果发现有女性色盲3人，男性色盲8人，女性携带者13人，那么，在该校全体学生中色盲基因的频率约为多少？( )BA.50% B.10% C.25% D.61% 第43页/共48页 5.已知某种群中，AA基因型频率为25%，aa基因型频率为39%，则该种群的个体自交一代后，基因型AA的频率为（ ）A.50% B.34% C.25% D.61% B第44页/共48页 6、假设一对等位基因Aa的频率为A=0.9,a=0.1,那么AA,Aa,aa三种基因的频率