生物现代生物进化理论主要内容新人教必修湖南师大

生物现代生物进化理论主要内容新人教必修湖南师大第1页/共26页问题探讨情景：如果在灰色翅(基因型为aa)昆虫的群体中偶然出现一只绿色翅(Aa)的变异个体，且绿色比灰色更不容易被敌害发现。讨论：1.根据达尔文“适者生存”的观点，该绿色个体一定能被选择下来吗？为什么？2.如果该绿色个体能很好的生活下来，它体内的A基因怎样才能传递给后代呢？3.如果Aa变异个体与其他个体交配繁殖，后代都会是绿色的吗？个体的有利变异基因只有在群体中，通过有性繁殖才能世代相传。有利变异个体（Aa）的有性繁殖的后代，还会出现aa的个体。因此，研究生物的进化，仅仅研究个体的表现型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。第2页/共26页一、种群基因频率的改变与生物进化自学思考：1、什么是种群？种群有什么特点？2、什么是种群的基因库？3、基因频率的含义是什么？怎样计算基因频率？第3页/共26页二、现代生物进化理论

实例分析： （1）一个池塘中的全部鲤鱼；

（2）一片草地上的全部蒲公英; （3）一片草地上的全部植物；

（4）一个池塘中的全部鱼;1.种群：指生活在一定地域的同种生物的全部个体的总和。特点：彼此可以交配实现基因交流。（一）种群是生物进化的基本单位2．基因库：种群全部个体所含有的全部基因。第4页/共26页3．基因频率：（一）种群是生物进化的基本单位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。在一个种群中，某种基因型个体数占该种群个体总数的比率。基因型频率：第5页/共26页4.基因频率的计算某昆虫种群中，绿色翅的基因为A,褐色翅的基因为a，调查发现AA、Aa、aa的个体分别占30%、60%、10%、那么A、a的基因频率各是多少？基因频率=该基因的总数该等位基因的总数基因频率=纯合体基因型频率+杂合子基因型频率的一半第6页/共26页用数学方法讨论基因频率的变化思考与讨论这一种群繁殖若干代后，其基因频率会不会发生变化呢？问题：探讨：第7页/共26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%16%60%40%36%16%48%60%60%40%40%36%48%16%从子代的基因型频率和基因频率的计算结果中，发现了什么现象？亲代与子代的基因频率与基因型频率第8页/共26页(1)理想条件下：种群非常大所有的雌雄个体间都能自由交配并产生后代没有迁入和迁出没有自然选择基因都不产生突变种群的基因频率保持不变第9页/共26页(2)自然条件下： 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？ 会。基因A2的频率是增加还是减少,要看这一突变对生物体是有益还是有害的,这往往取决于生物生存的环境。

在自然界中，由于存在突变、基因重组、自然选择等因素，种群的基因频率总是在不断变化着,生物也就在不断向前进化。第10页/共26页 什么叫种群？种群基因频率在什么条件下不会改变？温故知新第11页/共26页基因突变的的特点和意义分别是什么?①普遍存在②随机发生、不定向的③频率很低意义：①是新基因产生的途径；

②是生物变异根本来源；

③是生物进化的原始材料。温故知新特点：质疑基因突变的频率很低，为什么能够作为生物进化的原材料？第12页/共26页 一个果蝇约有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？

2×104×10－5×108=2×107算一算第13页/共26页基因突变染色体变异基因重组突变可遗传的变异—产生新的等位基因，这就可能使种群的基因频率改变。（二）突变和基因重组产生进化的原材料第14页/共26页（二）突变和基因重组产生进化的原材料1、突变指基因突变和染色体变异。2、突变的有害和有利并不是绝对的,它取决于生物的生存环境。3、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。第15页/共26页自然选择对种群基因频率的影响探究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%第16页/共26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SS10%；Ss20%；ss70%，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，桦尺蠖种群每年的基因型频率与基因频率是多少呢？探究第17页/共26页第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%70.7%26%29.2%14.7%56.1%60.9%26.1%73.9%29.3%13.1%(1)变黑的环境对桦尺蠖浅色个体的出生率有影响吗？为什么？(2)在自然选择中，直接受选择的是基因型还是表现型?第18页/共26页第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%70.7%26%29.2%14.7%56.1%60.9%26.1%73.9%29.3%13.1%(3)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？第19页/共26页 用现代生物进化理论分析英国工业区桦尺蠖体色的进化。

(1)在19世纪中叶以前，浅色的桦尺蠖在长满地衣的树干上不易发现，因此容易生存繁殖，因而种群中S（黑色）基因频率低。(2)随着环境的改变（煤烟污染），浅色个体容易被发现，而黑色个体则容易生存。这样，在通过有性生殖产生的后代中，浅色个体数逐渐减少，s基因频率也随之降低；而黑色个体数数逐渐增加，S基因频率也随之增加。经过多代以后，黑色个体就成了常见的类型，S基因频率也达到95%以上。表达第20页/共26页

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。（三）自然选择决定生物进化的方向

种群中产生的变异是不定向的，而选择是定向的。自然选择淘汰不利变异基因、积累有利变异基因，使基因频率定向改变。第21页/共26页拓展阅读除了自然选择以外，还有一些因素也会影响基因频率的变化。例如，在一个种群中，某种基因的频率为2％，如果这个种群有50万个个体，含这种基因的个体就有1万个。如果这个种群只有50个个体，那么就只有1个个体具有这种基因。在这种情况下，可能会由于这个个体偶然死亡或没有交配，而使这种基因在种群中消失。这种现象叫做遗传漂变。一般种群越小，遗传漂变越显著。第22页/共26页拓展阅读又如，在一个种群中，如果含有A基因的个体比含有a基因的个体更多地迁移到另一个地区，那么，这个种群中A基因和a基因的频率就会发生相应的变化。可见，遗传漂变和迁移也是造成种群基因频率发生变化的重要原因。第23页/共26页1.AA、Aa、aa的个体分别占24%、72%、4%，那么A、a的基因频率是多少？()A.36%和64%B.57%和43%C.24%和72%D.60%和40%D2．已知人眼的褐色(A)对蓝色(a)是显性。在一个有30000人的人群中，蓝眼的人3600人;褐眼的有26400人，其中纯合体有12000人。那么，在这一个人群中A和a的基因频率分别为()A0.64和0.36B0.36和0.64C0.50