（种群基因频率的改变与生物进化）高一下册生物必修二教学课件（第7.2.1课时）

1、BY YUSHEN授课人：精品课件授课时间：20XX第7章 第2节种群基因频率的改变与生物进化THE CHANGE OF POPULATION GENE FREQUENCY AND BIOLOGICAL EVOLUTION第一页，共二十页。“如果在一个烟雾弥漫的工业区灰色翅（基因型为aa）昆虫的群体中偶然出现一只黑褐色翅（基因型为Aa）的变异个体，且黑褐色比灰色更适宜环境生存。那么，昆虫的翅色将怎样变化？” 问题探讨：第二页，共二十页。尺蠖的一生第三页，共二十页。 达尔文的自然选择学说指出，在一种生物的群体中，出现有利变异的个体能存活，并且有机会留下自己的后代。 但是，研究生物的进化，仅研究个

2、体的表现型是否与环境相适应是不够的，还必须研究群体基因组成的变化。这个群体就是种群！第四页，共二十页。1.种群的定义 生活在一定区域的同种生物的全部个体叫做种群.猕猴蝗虫一、种群是生物进化的基本单位第五页，共二十页。 种群中的个体并不是机械地集合在一起，而是彼此可以交配，并通过繁殖将各自的基因传给后代。种群在繁衍过程中，个体有新老交替，基因却代代相传。 注意：种群是生物繁殖的基本单位，也是生物进化的基本单位。2.种群的特点：第六页，共二十页。 自然界的物种实际上是以一个个种群存在的，种群是物种繁衍、进化的基本单位。它为研究生物与环境的关系和物种的变化带来了方便。 性状是由基因控制的，因此研究生

3、物的进化必须研究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。2.种群的特点：3.基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因。4.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。基因频率该基因的总数该等位基因的总数第七页，共二十页。假设上述讨论题中的群体满足以下五个条件：昆虫群体数量足够大，全部的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代，没有迁入与迁出，AA、Aa、aa三种基因型昆虫的生存能力完全相同， （也就是说自然选择对A、a控制的翅型性状没有作用）没有基因突变和染色体变异。用数学方法讨论基因频率的变化第八页，共二十页。新代基因型 的频率AA(30%)Aa(60%)a

4、a(10%)配子的比率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%p+q = 1(p+q )2=p2+2pq+q2= 1AA= p2 Aa= 2pq aa=q2P表示基因A的频率，q表示基因a的频率第九页，共二十页。 亲代子一代 子二代 子三代基因型 频率AA30%Aa60%aa10%基因频率A60%a40%36%48%40% 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？ 16%60%36%48%

5、40%16%60%36%48%40%16%60% 由此可见，如果满足上述五个条件，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，也就是说基因频率可以代代保持稳定不变。这就是哈代温伯格平衡，也叫遗传平衡定律。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。用数学方法讨论基因频率的变化第十页，共二十页。 满足五个假设条件的种群是理想的种群，在自然条件下,这样的种群是不存在的。这也从反面说明了在自然界中，种群的基因频率迟早要发生变化，也就是说种群的进化是必然的。 上述计算结果是在满足五个假设条件的基础上计算

6、的，对自然界的种群来说，这五个条件都能成立吗？ 特别是如果第点假设（基因A和a都不产生突变,即没有基因突变和染色体变异。）成立这与前面我们所学的基因突变的哪个特性相违背？与基因突变的普遍性相违背。 用数学方法讨论基因频率的变化 这是因为，第一：足够大的种群是不存在，而根据概率原理，当个体数不是充足大时，实际得到的数值与理论上的数值就存在误差，实际中子代和亲代的基因频率就会有差异。 第二：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机会不会是均等的。第十一页，共二十页。 1.可遗传的变异的来源 可遗传的变异有三种：基因突变、基因重组和染色体变异，其中基因突变和染色体变

7、异统称为突变。 2.基因突变的特点 （1）普遍性 （2）低频性 （3）多害性 （4）不定向性 （5）随机性 基因发生改变才能出现新基因，才能丰富基因库，改变基因频率。 重组可以增加基因型的种类。3.突变和基因重组的结果二、突变和基因重组产生净化的原材料第十二页，共二十页。 例如：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 1071种群中突变的特点： 突变数很大、随机、不定2种群基因重组的结果：产生更多可遗传变异、不定向结论：突变和基因重组产生进化的原材料二

8、、突变和基因重组产生净化的原材料第十三页，共二十页。长满地衣的树干上的桦尺蠖黑褐色树干上的桦尺蠖探究自然选择对种群基因频率的影响英19世纪曼彻斯特英20世纪曼彻斯特自然选择可以使种群的基因频率定向改变问题：桦尺蠖种群中s基因的频率为什么越来越低？假设：根据前面所学的你能做出假设吗？三、自然选择决定生物进化的方向第十四页，共二十页。 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。1870年桦尺蠖的基因型频率为SS 10% ； Ss 20%； ss 70%，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，使得种群中浅色个体每年减少10%，黑色个体每年增加10%，以后的几年内，桦

9、尺蠖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%11.5%Ss20%22.9%ss70%65.6%基因频率S20%23%s80%77%13.1%升高26%60.9%26.1%73.9%14.6%29.3%56.1%29.3%70.7%降低第十五页，共二十页。(1)在这个探究实验中根据上面的数据分析，变黑的环境对桦尺蠖浅色个体的出生率有影响吗？变黑的环境使控制浅色的s基因频率减少,S基因频率增加，许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天敌捕食。结论:自然选择使基因频率发生定向改变。(2)在自然选择中，直接受选择的是基因型还是表现型？ 天敌看到的是桦尺蠖的

10、体色（表现型）而不是控制体色的基因。三、自然选择决定生物进化的方向第十六页，共二十页。突变和基因重组为生物进化提供了原材料，自然选择可以使基因频率发生定向改变（进化的实质），导致生物朝着一定的方向不断进化。原因：淘汰不利变异基因，积累有利变异基因。结果：使基因频率定向改变。三、自然选择决定生物进化的方向第十七页，共二十页。1.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一群个体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B2.下列有关种群基因库的叙述中，不正确的是（ ）A、一个种群的基因库包括这个种群所含有的全部基因B、生物的个体总是要死亡的，但基因库却因种群个体的繁殖而代代相传C、种群中每个个体含有种群基因库的全部基因D、基因突变可改变基因库的组成C随堂练习第十八页，共二十页。3.在一个种群中随机抽出100个个体，其中基因型为AA的个体占24个，基因型为Aa的个体占72个，基因型为aa的个体占4个，那么基因A和基因a的频率分别是（ ）A、24%、72% B、36%、64%C、57%、43%D、60%、40%D4.在一个种群中随机抽出一定数量的个体，基因型为AA的个体占18%，基因型为Aa的个体占78%,基因型为aa的个体占4%。基因A和基因a的频率分别