高中生物1种群基因频率的改变与生物进化新人教版必修2

第二节现代生物进化理论的主要内容种群基因频率的改变与生物进化种群是生物进化的基本单位突变和基因重组产生进化的原材料自然选择决定生物进化的方向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１、种群的概念：

种群是生活在一定区域的同种生物的全部个体。种群是生物繁殖的基本单位。个体间彼此交配，通过繁殖将自己的基因传递给后代。

生活在这里的每一种动物、植物和微生物都构成一个种群。生物个体通过繁殖将自己的基因传递给后代。（一）种群是生物进化的基本单位２、一个种群中全部个体所含的全部基因叫做这个种群的基因库，其中每个个体所含的基因只是基因库的一部分。

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。（一）种群是生物进化的基本单位3、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基因频率。生物进化其实就是种群基因频率改变的过程。

人类把鲫鱼的后代培育成金鱼，实质就是通过选择改变基因频率。从图中看，显然红色基因的频率显著提高了。4、基因频率的计算方法(1)根据基因型计算基因频率基因频率=该基因的数量该基因及其等位基因的总数(2)根据基因型频率计算基因频率基因型频率=该基因型个体数该种群个体总数基因频率=该基因纯合子的基因型频率+1／2杂合子的基因型频率×100％

设某种群中有一对等位基因A和a，假如被调查的个体有N个，其中AA、Aa、aa的个体数分别为n1、n2、n3、设A的基因频率为p，a的基因频率为q，则有：P==+1／2q==+1／22n1+n22Nn1Nn2Nn2+2n32Nn3Nn2NA的频率+a的频率=1AA的频率+Aa的频率+aa的频率=1A的频率=120

____________

200=60%a的频率=80

___________

200=40%例1：某昆虫种群中，绿色翅的基因为A,褐色翅的基因位a，调查发现AA、Aa、aa的个体分别为30个、60个、10个，那么A、a的基因频率分别是多少？A基因数=2×30﹢60=120个a基因数=60﹢2×10=80个AA+Aa+aa=1A的频率﹢a的频率=1

例2：抽样调查某地100位女性和100位男性发现：女性中有5位色盲患者和20位携带者，男性中有15位色盲患者，则该地色盲基因的频率约是多少？5×2+20+15100×2+100×100%=15%思考与讨论用数学方法讨论基因频率的变化1、假设例1的昆虫⑴种群非常大；⑵所有的雌雄个体间都能自由交配并产生后代；⑶没有迁入和迁出；⑷自然选择对翅色这一相对性状没有作用；⑸基因A和a都不产生突变。根据分离定律计算：①该种群产生的A配子和a配子的比率各是多少？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将计算结果填入亲代基因型频率AA（30％）Aa（60％）aa（10％）配子的比率AAaa子代基因型频率AAAaaa子代基因频率Aa30％30％30％10％36％48％16％60％40％上表。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？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、若该种群出现新的突变型（A2a或A2A2），即产生新的等位基因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？遗传平衡定律如果一个种群符合下列条件：①种群必须是极大的；②种群个体间的交配是随机的，就是说种群中的每一个个体与种群中其他个体的交配机会是相等的，即自由交配；③没有突变产生；④种群之间不存在个体的迁移或基因交流；⑤没有自然选择。这个种群的基因频率就可以一代代稳定不变，保持平衡。这就是遗传平衡定律，即哈代—温伯格定律。该定律的推导包括三个步骤，其一是从亲本到所产生的配子；其二是从配子的结合到字一代的基因型；其三是从子一代（或合子）的基因型到子代的基因频率。在一个有性生殖的自然种群中，当有两个等位基因A和a时，设p代表A的基因频率，q代表a的基因频率，则有：p+q=1

（P+q）2=p2+2pq+q2=1其中p2是AA基因型频率2pq是Aa基因型频率q2是aa基因型频率A和a的基因频率代代保持不变2、在一个足够大的种群中，A的频率是0.4，a的频率是0.6，若各种条件稳定不变，则该种群中AA、Aa、aa的基因型频率各是

。该种群中所有成熟个体自由交配一次，产生的后代个体中A的频率是

，a的频率是

。0.16 0.48 0.360.4 0.6基因突变染色体变异基因重组突变可遗传的变异—生物进化的原材料（二）突变和基因重组产生进化的原材料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。

某海岛上的昆虫出现残翅和无翅类型由于突变和基因重组，桦尺蠖形成了不同的体色。

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），那么每一代出现基因突变数是多少呢？2×104×10－5个体×108种群=2×107实例：在经常刮大风的海岛上，无翅或残翅的昆虫特别多

突变的有利和有害并不是绝对的，它取决于生物的生存环境基因突变产生的等位基因，通过有性生殖过程中的基因重组，可以形成多种多样的基因型，从而使种群出现大量的可遗传变异。由于基因突变和重组都是随机的、不定向的，因此它们只是提供生物进化的原材料，不能决定生物进化的方向。“探究自然选择对种群基因频率的影响”ss长满地衣的树干上的桦尺蠖

黑褐色树干上的桦尺蠖

ss19世纪20世纪曼彻斯特有一种桦尺蠖，夜间活动白天栖息在树干上。桦尺蠖的体色受一对等位基因控制，黑色（S）对浅色（s）是显性的。19世纪中叶以前，桦尺蠖几乎都是浅色型的，该种群中的S基因的频率很低，在5%以下。到了20世纪中叶，黑色型的桦尺蠖却成了常见类型，S基因的频率上升到95%以上。19世纪树干上长满地衣，20世纪工厂排出的煤烟使地衣不能生存结果使树皮裸露并被熏成黑色。第1年第2年第3年第4年……基因型频率SS10%Ss20%ss70%基因频率S20%s80%70.7%26%29.2%14.7%56.1%60.9%26.1%73.9%29.3%13.1%升高降低11.5%22.9%65.6%23%77%

创设数字化问题情境（其中数字是假设的）：1870年桦尺蠖种群的基因型频率如下：SS10%，Ss20%，ss70%，S基因的频率为20%。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%。第2～10年间，该种群每年的基因型频率是多少？每年的基因频率是多少？将计算结果填入表中：1、树干变黑会影响桦尺蠖种群中