现代生物进化理论的主要内容第一课时课件-高一下学期生物人教版必修2

1、第二节 现代生物进化理论的主要内容第7章 现代生物进化理论第1课时 种群基因频率的改变与生物进化一.知识回顾过度繁殖大量个体遗传变异原始物种不利变异不适应环境的个体有利变异适应环境的个体生存斗争不适者被淘汰适者生存新物种逐代积累生物进化对进化的解释局限于个体水平在自然界中，没有哪一个个体是长生不死的，个体的表现型也会随着个体的死亡而消失，但决定表现型的基因却可以随着生殖而世代延续，并且在群体中扩散。因此，仅仅从达尔文研究个体的表现型是否与环境相适应是不够的，还必须研究群体的基因组成变化。指的是种群二.种群是生物（繁殖）进化的基本单位二.种群是生物（繁殖）进化的基本单位1.种群的概念：生活在一定

2、区域的同种生物的全部个体叫做种群。2.种群的特点：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。所以三.基因库和基因频率1.基因库的概念一个种群中全部个体所含有的全部基因叫这个种群的基因库。其中每个个体所含的基因只是基因库的一部分 2.基因频率的概念在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率叫做基因频率。或:某种基因在某个种群中出现的比例对于一个种群来说，理想状态下种群基因频率在世代相传中保持稳定，然而在自然条件下却受基因突变、基因重组、自然选择、迁移等的影响，种群基因频率处于不断变化之中，使生物

3、不断向前发展进化。因此，通过计算某种群的基因频率有利于理解该种群的进化情况。思考引入基因频率的用途是什么？基因型频率=例：从蝗虫种群中随机抽出100个个体，调查发现控制翅色的基因型为AA、Aa和aa，其个体分别是30、60和10个，那么AA、Aa、aa的基因型频率？AA的频率 = 30/100 =30%Aa的频率 = 60/100 =60%aa的频率 = 10/100 =10%某基因型个体数种群个体总数100 %基因型频率：四. 基因型频率的计算四. 基因频率的计算基因频率=某种基因的数目该基因的等位基因的总数 100%（1）通过基因型个体数量计算基因频率某种基因的数目=纯合子个体数 X 2杂

4、合子个体数该基因的等位基因的总数=个体总数 X 2从蝗虫种群中随机抽出100个个体，调查发现控制翅色的基因型为AA、Aa和aa，其个体分别是30、60和10个。那么A和a的基因频率分别是多少?练一练重要四. 基因频率的计算从蝗虫种群中随机抽出100个个体，调查发现控制翅色的基因型为AA、Aa和aa，其个体分别是30、60和10个。那么A和a的基因频率分别是多少?练一练A基因的基因频率为:A%=AA+a2AAAa2(AAAaaa)=230602100= 60%a基因的基因频率为：a%=aA+a2aaAa2(AAAaaa)=210602100= 40%（2）通过基因型频率计算基因频率四. 基因频率

5、的计算某种基因的基因频率=某种基因的纯合子频率+1/2杂合子频率A%=AA% +1/2 Aa%A基因的基因频率为:a基因的基因频率为：a%= aa% +1/2 Aa%调查发现某蝗虫种群中控制翅色的基因型为AA、Aa和aa，其基因频率分别占30%、60%和10%。那么A和a的基因频率分别是多少?练一练A=30% +1/2 X 60% = 60%a=10% +1/2 X 60% = 40%四. 基因频率的计算思考与讨论从某蝗虫种群中随机抽出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。若该种群非常大，所有雌雄个体间随机交配并产生后代，没有迁入和迁出，无自然选择，无突变，

6、根据孟德尔分离定律计算：（1）该种群产生的A、a配子的比率各是多少？（2）F1代的基因型频率各是多少？（3）F1代种群的基因频率各是多少？（4）将计算结果填入表格，想一想， F2代、 F3代以及若干代以后，种群的基因频率会改变吗？ 四. 基因频率的计算思考与讨论从某蝗虫种群中随机抽出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。若该种群非常大，所有雌雄个体间随机交配并产生后代，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：（1）该种群产生的A、a配子的比率各是多少？（2）F1代的基因型频率各是多少？（3）F1代种群的基因频率各是多少？（4）将计算结果填

7、入表格，想一想， F2代、 F3代以及若干代以后，种群的基因频率会改变吗？ 四. 基因频率的计算思考与讨论亲代基因型频率AA（30%）Aa（60%）aa（10%）配子的比率子代基因型频率子代基因频率 Aa=24%aa=16%AA=36%A（60%）a（40%）卵细胞精子F1代的基因型频率 AA %=36% Aa %=48% aa %=16%A（60%）a（40%）Aa=24%A（ ）A（ ）a（ ）a（ ）30%30%30%10%A（ ）60%a（ ）40%AA（ ）Aa（ ）aa（ ）36%48%16%四. 基因频率的计算思考与讨论从某蝗虫种群中随机抽出100个个体，测知基因型为AA、Aa和

8、aa的个体分别是30、60和10个。若该种群非常大，所有雌雄个体间随机交配并产生后代，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：（1）该种群产生的A、a配子的比率各是多少？（2）F1代的基因型频率各是多少？（3）F1代种群的基因频率各是多少？（4）将计算结果填入表格，想一想， F2代、 F3代以及若干代以后，种群的基因频率会改变吗？ 四. 基因频率的计算 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%16%60%40%思考与讨论36%48%16%60%40%36%48%16%60%40%若种群中个体间随机交配，则后代中的

9、基因频率和基因型频率均不变发现五.哈迪-温伯格定律哈迪-温伯格定律是指在理想状态下，各等位基因的频率和等位基因的基因型频率在遗传中是稳定不变的，即保持着基因平衡。群体无限大，群体所有雌雄自由交配，没有选择、迁移、突变。处于平衡状态的种群，一对等位基因Aa，如果用p代表A基因的基因频率，q代表基因a的频率，那么雄配子/雌配子A(p)a(q)A(p)a(q)AA (p2)Aa (pq)Aa (pq)aa (q2) (pq)=A%+a%=1（p + q)2= p2+2pq+q2=AA%+Aa%+aa%=1 A% a% AA% Aa% aa% 基因突变的普遍性五.哈迪-温伯格定律1.上述计算结果是在理

10、想状态下（群体无限大，群体所有雌性自由交配，没有选择、迁移、突变）计算的，对自然界的种群来说，这五个条件能否都成立吗？思考满足这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。即使前4个条件可以满足，但基因突变和染色体变异总会发生的。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.象海豹五.小结与练习1、种群是生物进化的单位，也是生物（ ）的单位。2、影响基因频率的因素：3、生物进化的实质就是：基因突变、基因重组、染色体变异和自然选择。种群基因频率发生变化的过程。即：种群基因频率的改变。 生物进化=种群基因频率变化。繁殖小结据调查得知，

11、某小学的学生中基因型比率为：XBXB：XBXb：XbXb：XBY：XbY=44：5：1：43：7，则Xb的基因频率为 练习根据种群中某基因频率=种群中该基因总数种群中该对等位基因总数100%Xb基因频率=b基因总数(B+b)基因的总数100%=5+12+7442+52+12+43+7100%=9.3%六.突变和基因重组产生进化的原材料基因突变在自然界是普遍存在的，因此基因突变产生新的等位基因,这就可能使种群的基因频率发生变化。可遗传的基因突变才有可能会在种群中传递下去可遗传的变异来源基因突变基因重组染色体变异突变六.突变和基因重组产生进化的原材料基因突变在自然界是普遍存在的，因此基因突变产生新

12、的等位基因,这就可能使种群的基因频率发生变化，但是自然界，生物自发突变的频率很低，而且突变大多数是有害的，为什么还能够作为生物进化的原材料的呢？思考种群是由许多个体组成的，每个个体的每个细胞内都有成千上万个基因，这样，每一代就会产生大量的突变。例：果蝇约有104对基因，假定每个基因的突变率都是10-5，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？2 104 105 108=2 107个体群体有害和有利并不是绝对的，往往取决于生物的生存环境，因此选择是定向。注意六.突变和基因重组产生进化的原材料基因突变新基因基因重组多种基因型大量的可遗传变异基因突变产生了许

13、多新的等位基因，再通过基因重组，就出现了更多的基因型，但这些都是随机的，不定向的。因此，突变和基因重组只产生生物进化的原材料，不能决定生物进化的方向。变异的根本来源变异的主要来源表现型越多进化七.自然选择决定生物进化的方向被迫“黑化”的扑棱蛾子桦尺蠖广布于欧亚大陆和北美。在工业革命之前，桦尺蛾的翅面多为苍白色，当它们停歇在桦树白色的树皮或者树干附生的地衣上时，与环境几乎融为一体工业革命之后，工厂的煤烟熏黑了树干，杀死了树干上附生的地衣，白色的桦尺蠖在这种环境就变得非常显眼。1848年，研究者在英国的曼彻斯特采集到了第一只全黑色的桦尺蠖。此后，黑色型越来越多，主要集中在工业污染区。到了19世纪末

14、期，黑色桦尺蠖占了98%的比例，剩余的是很小部分白色和中间色型的蛾子。仅仅40年时间，这种蛾子的色型就随着环境产生了巨大的变化。七.自然选择决定生物进化的方向桦尺蠖种群中黑色基因（S）频率为5%，浅灰色基因（s）频率为95%桦尺蠖种群中黑色基因（S）频率为95%，浅灰色基因（s）频率为5%19世纪中叶前20世纪中叶七.自然选择决定生物进化的方向19世纪中叶前20世纪中叶（1）根据前面所学的你能做出假设吗？假设：自然选择可以使种群的基因频率定向改变(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。1870年桦尺蠖的基因型频率为SS10% ； Ss20%； ss70%，在树干变黑这一环境

15、条件下假如树干变黑不利于桦尺蠖的生存，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，桦尺蠖种群每年的基因型频率与基因频率是多少呢？七.自然选择决定生物进化的方向第1年第2年第3年第4年基因型频率SS10%Ss20%ss70%基因频率S20%s80%11.5%22.9%65.6%23%77%升高降低13.1%26%60.9 %26.1%73.9%14.7%29.2%56.1%29.3%70.7%(3)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产生了什么样的影响？变黑的环境对桦尺蠖浅色个体的出生率有影响吗？七.自然选择决定生物进化的方向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。(4)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体色（表现型）而不是控制体色的基因自然选择使基因频率定向改变自然选择决定生物进化的方向七.自然选择决定生物进化的方向变异是不定向的不利变异被淘汰，有利变异逐渐积累种群的基因频率发生定向改变生物朝一定方向缓慢进化自然选择种群中产生的变异是（ ）的，经过长期的自然选择，其中不利变异被不断淘汰，有利变异逐渐（ ），从而使种群的基因频率发生（ ）改变，导致生物朝