高中生物-一 种群基因频率的改变与生物进化教学课件设计

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达尔文乘坐的“贝格尔号”已渐渐远去......寻觅生命史真容的脚步却没有停止。

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。问题探讨：1.昆虫的翅色将怎样变化？2.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？群体有性生殖1.种群?生活在一定区域的同种生物的全部个体。讨论分析：下列实例是否属于种群（1）两个池塘中的全部鲤鱼（2）一个池塘中的全部鱼（3）昌乐一中所有男生（4）一个池塘中的全部鲤鱼☆【小试牛刀】种群的特点1.具有一定的时空限制2.应包括同种生物各年龄段的全部个体3.种群中的个体并不是机械地集合在一起，而是彼此可以随机交配，繁衍后代，使基因能够世代传递。？【归纳提升】2.基因库一个种群中全部个体所含有的全部基因。3.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。4.基因型频率在一个种群中，某基因型个体占全部个体的比率。例1:在某昆虫的种群中随机抽出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?基因频率=某基因的数目该基因的等位基因的总数×100%基因频率的计算PA=60%Pa=40%【学以致用】思考与讨论：用数学方法讨论基因频率的变化1.假设上述昆虫种群非常大，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，自然选择对翅色这一相对性状没有作用，基因A和a都不产生突变，根据孟德尔的分离定律计算：（1）该种群产生的配子A和配子a的比率各是多少？（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）将计算结果填入下表。想一想，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？新代基因型的频率AA(30%)Aa(60%)aa(10%)配子的比率A()A()a()a()子一代基因型频率AA()Aa()aa()子一代基因频率A()a()30%30%30%10%36%48%16%60%40%子二代基因型频率AA()Aa()aa()子二代基因频率A()a()36%48%60%40%16%基因频率在亲子代间是稳定不变的，基因型频率到子二代也会稳定下来。（保持平衡）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？

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？

种群非常大、雌雄个体间都能自由交配并产生后代、没有迁入和迁出、自然选择对翅色这一相对性状没有作用、基因A和a都不产生突变。种群基因频率的变化是必然的【大显神通】变异是基因频率变化的根本原因基因突变染色体变异基因重组突变可遗传的变异＞【温故知新】基因突变的特点：普遍存在随机发生不定向的突变频率很低多数对生物体是有害的

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？突变和基因重组产生进化的原材料基因突变基因重组新的等位基因多种多样的基因型种群出现了大量的可遗传变异结论探究：ss长满地衣的树干上的桦尺蠖黑褐色树干上的桦尺蠖英国的曼彻斯特桦尺蠖2019世纪50年代，英国生物学家凯特威尔

他在工业污染严重的地区进行野外实验，把同等数量的雄性黑蛾和浅色蛾做了标记，然后释放。一周后，用未交配的雌蛾作为诱饵进行重捕，重新捕获的黑蛾大约是浅色蛾的两倍。后来，他又在未受污染的地区重复实验，结果与上一次结果恰恰相反。（重新捕获的浅色蛾大约是黑蛾的两倍）在重污染区的浅色蛾到哪里去了？未受污染地区的黑蛾呢？凯特威尔用到了什么研究方法？

剑桥大学遗传学教授麦克·马杰鲁斯

用七年的时间每天花上几个小时用望远镜观察、记录鸟类在他家的花园捕食桦尺蠖的情况。他观察到，由于剑桥没有被污染，黑色蛾的确比浅色蛾更容易被鸟类捕食。

他的结论是：鸟类有选择的捕食是2001年到2007年间剑桥的黑蛾频率下降的一个主要因素。在观察－假说－验证1.提出问题2.作出假设3.讨论探究思路4.制定并实施探究方案5.分析结果（s基因的频率为什么越来越低？）（自然选择改变基因频率）（分析实验结果，得出结论：……）探究：自然选择对种群基因频率的影响第1年第2年第3年第4年……基因型频率SS10%11%11.5%Ss20%22%22.9%ss70%63%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%升高降低自然选择定向改变种群的基因频率

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？结论？不定向的变异产生进化的原材料淘汰不利变异基因,积累有利变异基因定向改变种群的基因频率自然选择生物朝一定的方向进化结论？自然选择决定生物进化的方向

世界会因你而精彩！谢谢！本节课的收获例如：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个体×108种群=2×107曼彻斯特桦尺蠖十九世纪初十九世纪中后期工业革命工业革命后，曼彻斯特的桦尺蠖为什么变得以黑色为主了？这种解释能被证明吗？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