高中生物种群基因频率的改变与生物进化 教学课件

第2节现代生物进化理论的主要内容一、种群基因频率的改变与生物进化第2节现代生物进化理论的主要内容一、种群基因频率的改变与生

如果在褐色翅(基因型为aa)昆虫的群体中偶然出现一只绿色翅(基因型为Aa)的变异个体，且绿色比灰色更不易被捕食。那么：1、昆虫的翅色将怎样变化？问题探讨：2、该绿色个体一定能被选择下来吗？为什么？3、如果该绿色个体能很好生活下来，它体内的A基因怎样才能传递给子代呢？4、如果Aa与其他个体交配生殖，后代还会是绿色的吗？如果在褐色翅(基因型为aa)昆虫的群体中偶然出现一只

出现有利变异个体内的有利基因只有在群体中，通过有性生殖才能世代延续，另外有利变异的个体的后代不一定能真实遗传。因此，研究生物的进化，仅仅研究个体的表现形式是否与环境相适应是不够的，还需要研究群体的基因组成的变化，这个群体就是种群。出现有利变异个体内的有利基因只有在群体中，通过有（一）种群是生物进化的基本单位：1、种群概念：生活在一定区域的同种生物的全部个体。卧龙自然保护区猕猴（一）种群是生物进化的基本单位：1、种群概念：生活在一定区域例：判断下列是否属于种群（1）一个池塘中的全部鲤鱼（2）一个池塘中的全部鱼（3）一片草地上的全部植物（4）一片草地上的全部蒲公英例：判断下列是否属于种群（1）一个池塘中的全部鲤鱼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。

同前一年的蝗虫种群相比，新形成的蝗虫种群在基因组成上会有什么变化吗？2、种群的特点：种群中的个体并不是机械地集合在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。概念：3、基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因。4、基因频率例: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=某基因的数目某基因及其等位基因的总数=纯合子基因型频率+1/2杂合子基因型频率=40%

=30%

+1/2×60%=60%

=10%

+1/2×60%=40%A%=×100%2×AA＋Aa2(AA＋Aa＋aa)a%=×100%=60%2×aa＋Aa2(AA＋Aa＋aa)×100%例:从种群中随机抽出100个个体，测知基因型为AA、Aa和a思考与讨论：

用数学方法讨论基因频率的变化1、假设上述①昆虫种群非常大，所有的②雌雄个体间都能自由交配并产生后代，③没有迁入和迁出，④自然选择对翅色这一相对性状没有作用，⑤基因A和a都不产生突变，根据孟德尔的分离定律计算：(1)该种群产生的A配子和a配子的比率是多少？(2)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？(4)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？思考与讨论：用数学方法讨论基因频率的变化新代基因型的频率AA(30%)Aa(60%)aa(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%

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。这就是哈迪－温伯格平衡，也叫遗传平衡定律。

新代基因型的频率AA(30%)Aa(60%)aa(10%)配哈迪-温伯格定律

处于平衡状态的种群，一对等位基因A、a，A的频率为p，a的频率为q，则：

AA的频率为p2；

Aa的频率为2pq；

aa的频率为q2哈迪-温伯格定律可用数学方程式表示为：(p+q)2=p2+2pq+q2哈迪-温伯格定律处于平衡状态的种群，一对等位2、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，这五个条件都成立吗？你能举出哪些实例？3、如果该种群出现新的突变型，也就是产生新的等位基因A2，种群的基因频率会变化吗？基因A2的频率可能会怎样变化？

在自然条件下，哈迪-温伯格定律所需的五个条件是难以满足的，即使前4个条件可以满足，基因突变和染色体变异总会发生。因而基因频率总是要发生改变，也就是说进化在任何种群中都是必然要发生的。2、上述计算结果是建立在五个假设条件基础上的。对自然界的种群第2课时第2课时影响种群基因频率变化的原因是什么？是变异

变异的类型有那些？影响种群基因频率变化的根本原因是什么？不能遗传的变异可遗传的变异基因突变基因重组染色体变异影响种群基因频率变化的原因是什么？是变异2．种群基因重组的结果：产生更多变异(基因型)、不定向（二）突变和基因重组产生生物进化的原材料1.基因突变的特点：普遍存在，随机发生，突变频率很低，多数对生物体是有害的，不定向的3.基因突变和染色体变异统称为突变。2．种群基因重组的结果：（二）突变和基因重组产生生物进化的原

基因突变与基因频率改变有什么关系？为什么？

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。

在自然情况下，突变的频率是很低的，且多数是有害的，对生物的进化有重要意义吗？

种群是由许多个体组成的，每个个体的每一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。

如果蝇约有104对基因，假定每个基因的突变频率是10－5，对于一个中等大小的果蝇种群（约有108个个体）来说每一代出现的基因突变数是：

2×104×10－5×108＝2×107（个）基因突变与基因频率改变有什么关系？为什么？某海岛上的昆虫出现残翅和无翅类型某海岛上的昆虫出现残翅和无翅类型（二）突变和基因重组产生进化的原材料突变基因重组新的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形成了进化的原材料,不能决定生物进化的方向（二）突变和基因重组产生进化的原材料突变基因重组新的等位基因由于突变和基因重组，桦尺蠖形成了不同的体色（黑色S、浅色s）英19世纪曼彻斯特英20世纪曼彻斯特S(黑色)基因频率：桦尺蠖桦尺蠖5%以下95%以上探究自然选择对基因频率变化的影响由于突变和基因重组，桦尺蠖形成了不同的体色（黑色S、浅色s）探究自然选择对基因频率变化的影响第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%26%60.9%26.1%73.9%14.7%29.2%56.1%29.3%70.7%升高降低探究自然选择对基因频率变化的影响第1年第2年原因是：淘汰不利变异基因、积累有利变异基因结果是：使基因频率定向改变。（三）自然选择决定生物进化的方向原因是：（三）自然选择决定生物进化的方向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，导致生物朝向一定方向进化。可见，生物进化的方向是由（）决定的。不定向积累定向自然选择种群中产生的变异（）自然选择方向()不定向定向种群中产生的变异是（）的，经影响基因频率的因素：突变、基因重组生物进化的实质就是：

种群是生物进化的基本单位，也是生物（）的单位。繁殖生物进化=种群基因频率变化种群基因频率发生变化的过程。小结：和自然选择影响基因频率的因素：突变、基因重组生物进化的实质就是：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＝15＋1×2＋14200×2＋200＝5.17％C课堂练习：×100%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0.50（D）0.82和0.182、在某一种群中，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、0.48B.0.36、0.24C.0.16、0.48D.0.480.36AA1、已知人眼中的褐色（A）对蓝色(a)是显性。在一个有3003、据调查，某校学生中基因型的比例为XBXB（42.32%）

XBXb（7.36%）

XbXb（0.32%）

XBY

（46%）

XbY（4%），则该地区

XB和Xb的基因频率分别是（）A.6%、8%B.8%、92%C.78%、92%D.92%、8%D3、据调查，某校学生中基因型的比例为XBXB（42.32%第2节现代生物进化理论的主要内容一、种群基因频率的改变与生物进化第2节现代生物进化理论的主要内容一、种群基因频率的改变与生

如果在褐色翅(基因型为aa)昆虫的群体中偶然出现一只绿色翅(基因型为Aa)的变异个体，且绿色比灰色更不易被捕食。那么：1、昆虫的翅色将怎样变化？问题探讨：2、该绿色个体一定能被选择下来吗？为什么？3、如果该绿色个体能很好生活下来，它体内的A基因怎样才能传递给子代呢？4、如果Aa与其他个体交配生殖，后代还会是绿色的吗？如果在褐色翅(基因型为aa)昆虫的群体中偶然出现一只

出现有利变异个体内的有利基因只有在群体中，通过有性生殖才能世代延续，另外有利变异的个体的后代不一定能真实遗传。因此，研究生物的进化，仅仅研究个体的表现形式是否与环境相适应是不够的，还需要研究群体的基因组成的变化，这个群体就是种群。出现有利变异个体内的有利基因只有在群体中，通过有（一）种群是生物进化的基本单位：1、种群概念：生活在一定区域的同种生物的全部个体。卧龙自然保护区猕猴（一）种群是生物进化的基本单位：1、种群概念：生活在一定区域例：判断下列是否属于种群（1）一个池塘中的全部鲤鱼（2）一个池塘中的全部鱼（3）一片草地上的全部植物（4）一片草地上的全部蒲公英例：判断下列是否属于种群（1）一个池塘中的全部鲤鱼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。

同前一年的蝗虫种群相比，新形成的蝗虫种群在基因组成上会有什么变化吗？2、种群的特点：种群中的个体并不是机械地集合在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。概念：3、基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因。4、基因频率例: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=某基因的数目某基因及其等位基因的总数=纯合子基因型频率+1/2杂合子基因型频率=40%

=30%

+1/2×60%=60%

=10%

+1/2×60%=40%A%=×100%2×AA＋Aa2(AA＋Aa＋aa)a%=×100%=60%2×aa＋Aa2(AA＋Aa＋aa)×100%例:从种群中随机抽出100个个体，测知基因型为AA、Aa和a思考与讨论：

用数学方法讨论基因频率的变化1、假设上述①昆虫种群非常大，所有的②雌雄个体间都能自由交配并产生后代，③没有迁入和迁出，④自然选择对翅色这一相对性状没有作用，⑤基因A和a都不产生突变，根据孟德尔的分离定律计算：(1)该种群产生的A配子和a配子的比率是多少？(2)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？(4)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？思考与讨论：用数学方法讨论基因频率的变化新代基因型的频率AA(30%)Aa(60%)aa(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%

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。这就是哈迪－温伯格平衡，也叫遗传平衡定律。

新代基因型的频率AA(30%)Aa(60%)aa(10%)配哈迪-温伯格定律

处于平衡状态的种群，一对等位基因A、a，A的频率为p，a的频率为q，则：

AA的频率为p2；

Aa的频率为2pq；

aa的频率为q2哈迪-温伯格定律可用数学方程式表示为：(p+q)2=p2+2pq+q2哈迪-温伯格定律处于平衡状态的种群，一对等位2、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，这五个条件都成立吗？你能举出哪些实例？3、如果该种群出现新的突变型，也就是产生新的等位基因A2，种群的基因频率会变化吗？基因A2的频率可能会怎样变化？

在自然条件下，哈迪-温伯格定律所需的五个条件是难以满足的，即使前4个条件可以满足，基因突变和染色体变异总会发生。因而基因频率总是要发生改变，也就是说进化在任何种群中都是必然要发生的。2、上述计算结果是建立在五个假设条件基础上的。对自然界的种群第2课时第2课时影响种群基因频率变化的原因是什么？是变异

变异的类型有那些？影响种群基因频率变化的根本原因是什么？不能遗传的变异可遗传的变异基因突变基因重组染色体变异影响种群基因频率变化的原因是什么？是变异2．种群基因重组的结果：产生更多变异(基因型)、不定向（二）突变和基因重组产生生物进化的原材料1.基因突变的特点：普遍存在，随机发生，突变频率很低，多数对生物体是有害的，不定向的3.基因突变和染色体变异统称为突变。2．种群基因重组的结果：（二）突变和基因重组产生生物进化的原

基因突变与基因频率改变有什么关系？为什么？

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。

在自然情况下，突变的频率是很低的，且多数是有害的，对生物的进化有重要意义吗？

种群是由许多个体组成的，每个个体的每一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。

如果蝇约有104对基因，假定每个基因的突变频率是10－5，对于一个中等大小的果蝇种群（约有108个个体）来说每一代出现的基因突变数是：

2×104×10－5×108＝2×107（个）基因突变与基因频率改变有什么关系？为什么？某海岛上的昆虫出现残翅和无翅类型某海岛上的昆虫出现残翅和无翅类型（二）突变和基因重组产生进化的原材料突变基因重组新的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形成了进化的原材料,不能决定生物进化的方向（二）突变和基因重组产生进化的原材料突变基因重组新的等位基因由于突变和基因重组，桦尺蠖形成了不同的体色（黑色S、浅色s）英19世纪曼彻斯特英20世纪曼彻斯特S(黑色)基因频率：桦尺蠖桦尺蠖5%以下95%以上探究自然选择对基因频率变化的影响由于突变和基因重组，桦尺蠖形成了不同的体色（黑色S、浅色s）探究自然选择对基因频率变化的影响第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%26%60.9%26.1%73.9%14.7%29.2%56.1%29.3%70.7%升高降低探究自然选择对基因频率变化的影响第1年第2年原因是：淘汰不利变异基因、积累有利变异基因结果是：使基因频率定向改变。（三）自然选择决定生物进化的方向原因是：（三）自然选择决定生物进化的方向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，导致生物朝向一定方向进化。可见，生物进化的方向是由（）决定的。不定向积累定向自然选择种群中产生的变异（）自然选择方向()不定向定向种群中产生的变异是（）的，经影响基因频率的因素：突变、基因重组生物进化的实质就是：

种群是生物进化的基本单位，也是生物（）的单位。繁殖生物进化=种群基因频率变化