种群的基因频率和生物进化

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物进化二、隔离与物种形成三、共同进化与生物多样性的形成一、种群基因频率的改变与生物进化（一）种群是生物进化的基本单位种群是生活在一定区域的同种生物的全部个体。１、种群的概念：种群中的个体不是机械的结合在一起，而是彼此可以自由交配，并通过繁殖将各自的基因传递给后代。种群是生物繁殖的基本单位。例题：下列选项中，属于种群的是（）A.一个池塘中的几条鲤鱼

B.一个池塘中的全部鱼

C.两个池塘内的全部青蛙D.一座山上的全部马尾松D2、基因库一个种群中全部个体所含有的全部基因叫做这个种群的基因库。这些金鱼各自有自己的基因，共同构成了种群的基因库。它们各自的基因都是基因库的一部分。个体间的差异越大，基因库也就越大。3、基因频率在一个种群的基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率。4、基因型频率在一个种群所有个体中，某个基因型占个体总数的比率。某基因频率=某基因的数目控制同一性状的等位基因的总数×100%某基因型频率=某基因型个体总数种群个体总数×100%生物进化的实质就是种群基因频率改变的过程例题1：在某昆虫的种群中，决定翅色为绿色的基因为A，决定翅色为褐色的基因为a,从这个种群中随机抽取100个个体，测得基因型为AA、Aa和aa的个体分别是30、60和10个。每个个体都有两个基因，所以100个个体共有200个基因。由此可知：A基因的数量是a基因的数量是A基因的频率为a基因的频率为

2×30+60=120个

2×10+60=80个120÷200=60%80÷200=40%AA%=30%；Aa%=60%；aa%=10%基因型频率：（1）通过已知各种基因型个体数求基因频率：（2）已知某种群各基因型的频率求基因频率：某基因频率＝某基因纯合子基因型频率+1/2杂合子基因型频率

例.在一个种群中随机抽出一定数量的个体，其中基因型为BB的个体为18%，基因型bb的个体占12%，那么基因B和b的频率分别是（）A18%、82%B36%、64%C53%、47%D76%、24%B%=BB%+1/2Bb%b%=bb%+1/2Bb%C某工厂有男女职工各200人，对他们进行调查时发现，女色盲5人，女性携带15人，男性色盲11人，求XB,Xb的频率.总基因数：200×2＋200＝600XbXb5个XBXb15个XBXB180个XbY11个XBY189个Xb：（5×2＋15＋11）/600=6%XB：（180×2＋15+189）/600=94%如果某基因在X染色体上，而在Y染色体上没有该基因及其等位基因，则公式可以转变成基因频率=某基因总数2X女性个体数+男性个体数1.影响种群基因频率变化的内因：突变变异不能遗传的变异可遗传的变异基因突变染色体变异基因重组2.影响种群基因频率变化的外因：突变结论：

提供进化的原材料。突变和基因重组生物进化的实质就是种群基因频率改变的过程突变：基因突变和染色体变异（二）突变与基因重组产生进化的原材料思考：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？例如：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），那么每一代出现的基因突变数是多少呢？2×104×10－5一个个体×108种群=2×1071.影响种群基因频率变化的内因：突变变异不能遗传的变异可遗传的变异基因突变染色体变异基因重组2.影响种群基因频率变化的外因：自然选择变异结论：

提供进化的原材料。突变和基因重组突变的有害和有利也不是绝对的，这往往取决于生物的生存环境。

19世纪，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%

20世纪，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%自然选择对种群基因频率变化的影响探究探究方案第1年第2年第3年第4年第5年第6年第7年……基因型个体数SS10Ss20ss70总数100基因型频率SS10%Ss20%ss70%基因频率S20%s80%112263961224579312.9%25.8%61.3%25.8%74.2%11.5%22.9%65.5%23%77%1326529114.3%28.6%57.1%28.6%71.4%1428478915.7%31.5%52.8%31.5%68.5%1530438817%34%48.9%34%66%1633398818.2%37.5%44.3%37%63%结论：在自然选择下，种群中S的基因频率不断上升，s的基因频率不断下降。浅色ss个体每年减少10%，黑色s_个体每年增加10%在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化。3、自然选择决定生物进化的方向二、隔离与物种的形成1、物种的概念能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物。骡——是马跟驴交配产生的后代虎狮兽——是老虎和狮子配产生的后代隔离——不同种群间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。（2）地理隔离：同种生物由于地理上的障碍而分成不同的种群，使得种群间不能发生基因交流的现象。（1）生殖隔离：不同种生物一般不能相互交配，即使交配成功也不能产生可育后代的现象。地理隔离：由于高山、河流、沙漠或其他地理上的障碍，使不同的种群不能基因交流。如东北虎(左)和华南虎(右)都是亚洲虎的后代，由于长期地理隔离而没有相互交配，没有基因交流，形成了地理隔离，它们形成两个不同的亚种。二、隔离在物种形成中的作用一个种群地理隔离小种群自然选择生殖隔离新物种基因频率发生改变（由突变和基因重组产生变异）经过长期的地理隔离而达到生殖隔离新物种形成的标志加拉帕戈斯群岛的地雀地雀甲岛地雀乙岛地雀丙岛地雀丁岛地雀……突变和基因重组自然选择

甲岛地雀1乙岛地雀2丙岛地雀3丁岛地雀4种群基因库改变……隔离在物种形成中的作用：隔离是物种形成的必要条件。（二）生物多样性的形成

生物多样性：包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性（一）共同进化不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，这就是共同进化。三、共同进化与生物多样性的形成生物进化的历程低等→高等简单→复杂水生→陆生生物多样性进化历程