第7章一、种群基因频率的改变与生物进化1

第7章一、种群基因频率的改变与生物进化1第一页，共28页。（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。第一页第二页，共28页。判断下列说法是否是一个种群?为什么？（1）一座山上的两群猕猴（2）生活在一片草地上的成年梅花鹿（3）生活在两个池塘中全部鲤鱼（4）一个池塘中的全部鲤鱼（5）一片草地上的全部植物（6）一片草地上的全部蒲公英第二页第三页，共28页。物种与种群区别物种可以是分布在自然界的不同区域，而种群是在一定区域内的同种生物的全部个体。第三页第四页，共28页。2、种群的特点：种群中的个体并不是机械地集合在一起，而是彼此可以交配进行基因交流，并通过繁殖将各自的基因传给后代。种群是进化的基本单位也是繁殖的基本单位第四页第五页，共28页。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：基因频率=某基因的数目该基因的等位基因的总数=纯合子频率+1/2杂合子频率×100%第五页第六页，共28页。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?A基因的基因频率为:a基因的基因频率为：=40%A%=×100%2×AA＋Aa2(AA＋Aa＋aa)a%==60%2×aa＋Aa2(AA＋Aa＋aa)×100%第六页第七页，共28页。思考与讨论：有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？第七页第八页，共28页。亲代基因型频率AA(30%)Aa(60%)aa(10%)配子比率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%第八页第九页，共28页。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？第九页第十页，共28页。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。

基因频率代代保持稳定不变，这就是遗传平衡定律。

第十页第十一页，共28页。

实际这样的平衡是不存在的

因为，第一：足够大的种群是不存在的，根据概率原理，当个体数不是充足大时，实际得到的数值与理论上的数值就存在误差，实际中子代和亲代的基因频率就会有差异。第十一页第十二页，共28页。第二：种群中充分的随机交配也是不现实的，也就是说不同基因型的卵细胞和精子结合的机会不会是均等的。

如生殖季节，雄性海象为争夺配偶要进行激烈争斗，结果强大的一方占有多数雌性，竞争失败雄性海象没有任何的交配机会。如果竞争力强的雄性海象个体基因型大多数是AA，失败的雄性海象个体的基因型是aa，那么A的基因频率将越来越大。第十二页第十三页，共28页。第三：基因突变每时每刻都有可能发生。虽然每一个基因突变的频率很低，但一个种群基因突变数是较大的，而且经过代代的遗传基因突变必然对种群的基因频率产生影响，使基因的频率发生改变。第四：由于各种原因，种群中有的个体会离开该群体，有的同种的外来个体会迁入该种群，使种群中各种基因型的比例发生变化，而导致种群基因频率的改变。

第十三页第十四页，共28页。第五：在自然界中，自然选择始终对种群发挥作用。如基因型为aa的个体由于本身基因的原因，在特定的环境条件下，而导致性状缺陷，不能适应变化了的环境，在自然选择中处于不利地位，则a的基因频率也会越来越小。

第十四页第十五页，共28页。由于上述五方面的因素，种群基因频率的改变是客观的，但经过代代的遗传，当这一差异由量变的积累而达到质的差异时，该种群就渐变成另外一个不同的种群了。所以从理论上分析，种群基因频率的改变是不可避免的，生物的进化是必然的。第十五页第十六页，共28页。影响种群基因频率变化的根本原因是什么？变异

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基因突变和染色体变异统称为突变。第十六页第十七页，共28页。

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）第十七页第十八页，共28页。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第十八页第十九页，共28页。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%以上第十九页第二十页，共28页。黑褐色树干上的桦尺蠖长满地衣的树干上的桦尺蠖浅色19世纪中叶S（黑色）基因频率5%以下s（浅色）基因频率95%以上黑色20世纪中叶S（黑色）基因频率95%以上s（浅色）基因频率5%以下工业污染第二十页第二十一页，共28页。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第二十一页第二十二页，共28页。影响基因频率的因素：变异（突变、基因重组）和自然选择生物进化的实质是：种群是生物进化的单位，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定向改变的过程小结：第二十二页第二十三页，共28页。小结（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()不定向定向第二十三页第二十四页，共28页。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＋2＋14200×2＋200＝5.17％C课堂练习：×100%第二十四页第二十五页，共28页。1、已知人眼中的褐色（A）对蓝色(a)是显性。在一个有300人的人群中，蓝眼人有36人，褐眼的有264人，其中纯合体有120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（）A0.36、0.48B0.36、0.24C0.16、0.48D0.48、0.36AA第二十五页第二十六页，共28页。3、据调查，某校学生中基因型的比例为XB