第7章种群基因频率的改变

1、（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。判断下列说法是否是一个种群?为什么？（1）一座山上的两群猕猴（2）生活在一片草地上的成年梅花鹿（3）生活在两个池塘中全部鲤鱼（4）一个池塘中的全部鲤鱼（5）一片草地上的全部植物（6）一片草地上的全部蒲公英物种与种群区别物种与种群区别 物种可以是分布在物种可以是分布在自然界的不同区域，自然界的不同区域，而种群是在一定区域而种群是在一定区域内的同种生物的全部内的同种生物的全部个体。个体。2 2、种群的特点、种群的特点： 种群中的个体并不是机

2、械地集合在一种群中的个体并不是机械地集合在一起，而是起，而是彼此可以交配进行基因交流彼此可以交配进行基因交流，并通过繁殖将各自的基因传给后代。并通过繁殖将各自的基因传给后代。种群是进化的基本单位 也是繁殖的基本单位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，某个基因占在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率。全部等位基因数的比率。概念：概念：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 + + 1/21/2杂

3、合子频率杂合子频率 100% 100%例例: :从种群中随机抽出从种群中随机抽出100100个个体，测知基因型个个体，测知基因型为为AAAA、AaAa和和aaaa的个体分别是的个体分别是3030、6060和和1010个。那个。那么么A A和和a a的基因频率是多少的基因频率是多少? ?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：= 40%= 40%A%=100%100%2AAAa2(AAAaaa)a%= 60%= 60%2aaAa2(AAAaaa)100%100%1、人的褐眼（、人的褐眼（A）对蓝眼）对蓝眼(a)是显是显性。一个性。一个300人群体中，

4、蓝眼人群体中，蓝眼36人，人，褐眼褐眼264人，其中纯合体有人，其中纯合体有120人。人。这个人群中这个人群中A和和a基因频率分别为基因频率分别为多少？多少？ 0.64和和0.362 2、某一种群（等位基因用、某一种群（等位基因用A A、a a表示）表示）, ,隐性性状者隐性性状者占占16%，那么该性状的，那么该性状的AA、Aa基因型个体出现的频率分别为（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 、 0.36A4 4、某工厂有男女职工各、某工厂有男女职工各200200名，对他们进行调名，对他们进行调查时发现，女性色盲基

5、因携带者为查时发现，女性色盲基因携带者为1515人，女性人，女性患者患者1 1人，男性患者人，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、10.310.3% %（b b）基因频率）基因频率1521420022005.17C C 100% 100%5、某校学生中基因型的比例为、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），则 XB和和 Xb 的基因频率分的

6、基因频率分别是（别是（ ） A 6%、8% B 8%、92% C 78%、92% D 92%、8%D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雌雄个体间都能自由交配能自由交配并产生后代，并产生后代，没有迁入和迁出没有迁入和迁出，自然选择自然选择对翅色这一相对性状没有作用对翅色这一相对性状没有作用，基因基因A A和和a a都不产生突都不产生突变变，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)

7、(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？率会同子一代一样吗？亲代基因型频率AA(30%)Aa(60%)aa(10%)配子比率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在五个假设条件基础上的。、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

8、，这五个条件都成立吗？对自然界的种群来说，这五个条件都成立吗？3 3、如果该种群出现新的突变型，也就是产生新的等、如果该种群出现新的突变型，也就是产生新的等位基因位基因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的频率的频率可能会怎样变化？可能会怎样变化？ 如果满足上述五个条件，则如果满足上述五个条件，则亲代和子亲代和子代每一种基因的频率都不会改变代每一种基因的频率都不会改变。 基因频率代代保持稳定不变，这就是基因频率代代保持稳定不变，这就是遗传遗传平衡定律平衡定律。 实际这样的平衡是不存在的实际这样的平衡是不存在的 因为，第一：因为，第一：足够大的种群

9、是不存足够大的种群是不存在的在的，根据概率原理，当个体数不是充，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值就存在误差，实际中子代和亲代的基因频率就会有差异。因频率就会有差异。 第二：第二：种群中充分的随机交配也是不现实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，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的机会不会是均等的。 如生殖季节，雄性海象为争夺配偶要进行激如生殖季节，雄性海象为争夺配偶要进行激烈争斗，结果强大的一方占有多数雌性，竞争烈争斗，结果强大的一方占有

10、多数雌性，竞争失败雄性海象没有任何的交配机会。如果竞争失败雄性海象没有任何的交配机会。如果竞争力强的雄性海象个体基因型大多数是力强的雄性海象个体基因型大多数是AA，失败，失败的雄性海象个体的基因型是的雄性海象个体的基因型是aa，那么，那么A的基因的基因频率将越来越大。频率将越来越大。 第三：第三：基因突变每时每刻都有可能发生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，但一个种群虽然每一个基因突变的频率很低，但一个种群基因突变数是较大的，而且经过代代的遗传基基因突变数是较大的，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，使基因突变必然对种群的基因频率产生影响，使基因的

11、频率发生改变。因的频率发生改变。 第四：第四：由于各种原因，种群中有的个体会由于各种原因，种群中有的个体会离开该群体，有的同种的外来个体会迁入该种离开该群体，有的同种的外来个体会迁入该种群群，使种群中各种基因型的比例发生变化，而，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导致种群基因频率的改变 。 第五：第五：在自然界中，自然选择始终对种在自然界中，自然选择始终对种群发挥作用群发挥作用。如基因型为如基因型为aa的个体由于本身基因的原因，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

12、地适应变化了的环境，在自然选择中处于不利地位，则位，则a的基因频率也会越来越小。的基因频率也会越来越小。 由于上述五方面的因素，种群基因频率的改由于上述五方面的因素，种群基因频率的改变是客观的，但经过代代的遗传，当这一差变是客观的，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。的，生物的进化是必然的。影响种群基因频率变化的根本原因是什么？影响种群基因频率变化的根本原

13、因是什么？可遗传的变异可遗传的变异基因突变基因突变基因重组基因重组染色体变异染色体变异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，对于一个中等大小的果蝇种群（约有，对于一个中等大小的果蝇种群（约有108个个个个体）来说体）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）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突变突变基因基因 重组重组新的等位基因新的等位基因多种多样多种多样的基因型的基因型种群中出现大量种群中出现大量可遗传的变异可遗传的变异变异是变异是不定向不定向的的形

14、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由于突变和基因重组，桦尺蠖形成了不同由于突变和基因重组，桦尺蠖形成了不同的体色（的体色（黑色黑色S S、浅色、浅色s s）英英19世纪曼彻斯特世纪曼彻斯特英英20世纪曼彻斯特世纪曼彻斯特S(黑色黑色) )基因频率：基因频率：桦桦尺尺蠖蠖桦桦尺尺蠖蠖5%5%以下以下 95%95%以上以上黑褐色树干上的桦尺蠖黑褐色树干上的桦尺蠖长满地衣的树干上的桦尺蠖长满地衣的树干上的桦尺蠖浅色浅色 19世纪中叶世纪中叶 S（黑色）基因频率（黑色）基因频率5%以下以下 s（浅色）基因频率（浅色）基因频率95%以上以上黑色黑色 20世纪中叶世纪中叶 S（黑色）基因频率（黑色）基因频率95%以上以上 s（浅色）基因频率（浅色）基因频率5%以下以下工业污染工业污染影响基因频率的因素：影响基因频率的因素：突变、基因重组和自然选择突变、基因重组和自然选择生物进化的实质是：生物进化的实质是： 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定向改变种群基因频率定向改变小结：小结：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（