种群基因频率的改变与生物进化

过度繁殖有限的资源+导致生存斗争+遗传变异导致适者生存+有利性状遗传导致生物新类型出现达尔文的自然选择学说达尔文把适者生存，不适者被淘汰的过程叫做自然选择。主要内容：如果在灰色翅（aa）昆虫的群体中偶然出现一只绿色翅（Aa）的变异个体，且绿色比灰色更不易被捕食。那么昆虫的翅色将怎样变化？1.该绿色个体一定能被选择下来吗？为什么？不一定，绿色个体即使不被捕食者捕食，也可能因其他原因中途夭折2.如果该绿色个体能很好地生活下来，它体内的A基因怎样才能传递给后代呢？与其他个体交配(有性生殖)思考：3.如果该绿色翅个体（Aa）与其他个体（aa）交配，后代的翅色一定是绿色吗？不一定，后代可能会出现灰色翅的个体第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1.解释种群、基因库、基因频率等概念。（重点）2.运用数学方法讨论种群基因频率的改变。（难点）一、种群是生物进化的基本单位(1)概念：生活在一定区域的同种生物的全部个体。

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,并通过繁殖将各自的基因传给后代。

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。1.种群例：判断下列是否属于种群（1）一个池塘中的全部鲤鱼（2）一个池塘中的全部雄鲤鱼（3）一个池塘中的全部鱼（4）一片草地上的全部植物（5）一片草地上的全部蒲公英种群概念的要点：1.同种生物的全部个体，概念的外延不能扩大，也不能缩小。2.个体之间必须可以相互交配，实现基因的交流和传递。3.一个物种可以形成很多种群。阅读教材P114的第三自然段，探究并回答问题。种群在繁衍过程中，个体有新老交替，基因却代代相传。这句话表明种群在进化过程中处于什么地位？提示：说明在自然界中，种群是生物繁殖、进化的基本单位。（2

）.种群的特点：

种群中的个体并不是机械地集合在一起，而是彼此可以交配实现基因交流，并通过繁殖将各自的基因传给后代。

同前一年的蝗虫种群相比，新形成的蝗虫种群在基因组成上会有什么变化吗？

性状是由基因控制的，因此研究生物的进化必须研究种群的基因组成和变化。如何分析种群的基因组成和变化呢？由此人们提出基因库和基因频率的概念。（1

）.基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因。（2

）.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。基因频率=某基因的数目该基因的等位基因的总数×100%（3

）.基因型频率：

在一个种群基因库中，某个基因型的个体占个体总数的比率。2.基因库与基因频率某桦尺蠖种群中，黑色翅的基因为S，浅色翅的基因位s，抽样调查100个个体，测得基因型为SS、Ss、ss的个体分别为10、20、70个、问S、s基因频率是多少？SS基因型频率=10/100=10%Ss基因型频率=20/100=20%ss

基因型频率=70/100=70%S=10×2+20

________________________100×2=20%100×2s=70×2+20

________________________=80%S=10%+1/2×20%s=70%+1/2×20%=20%=80%3.基因频率的计算每种基因型频率是多少？就这对等位基因来说，每个个体可以看做含有2个基因。100个个体有200个等位基因(1)某基因在常染色体上基因频率=某基因的数目该种群个体数×2×100%某工厂有男女职工各50人，对他们进行调查时发现，女色盲1人，女性携带者7人。男性色盲4人，求XB、Xb的基因频率。解:×100%5×2＋15＋11200×2＋200Xb%==6%(2)某基因只出现在X染色体上就B、b这对等位基因来说，每个女性个体含有2个基因，每个男性个体含有1个基因。共有50×2+50×1=150个基因某种基因的基因频率=某种基因的纯合子频率+1/2杂合子频率(3)通过基因型频率计算基因频率某桦尺蠖种群中，黑色翅的基因为A，浅色翅的基因位a，抽样调查100个个体，测得基因型为AA、Aa、aa的个体分别为30、60、10个。若该种群非常大，所有雌雄个体间随机交配，没有迁入和迁出，无自然选择，无突变，根据孟德尔分离定律计算：（1）该种群产生的S、s配子的比率各是多少？

（2）F1代的基因型频率各是多少？

（3）F1代种群的基因频率各是多少？（4）将计算结果填入表格，想一想，F2代、F3代以及若干代以后，种群的基因频率会改变吗？一、种群是进化的基本单位1.某桦尺蠖种群，黑色翅基因为A，浅色翅基因为a，抽样调查100个个体，测得基因型为AA、Aa、aa的分别为30、60、10个，若该种群为亲本，如果满足随机交配等理想条件，根据孟德尔分离定律计算：（1）该种群产生的A、a配子的比率各是多少？亲代基因型频率AA（30%）Aa（60%）aa（10%）亲代配子比率A（30%）A（30%）a（30%）a（10%）A=60%a=40%一、种群是进化的基本单位（2）F1代的基因型频率？（3）F1代的基因频率是多少？

36%24%16%AAAaAa24%aaA（60%）a（40%）卵子A

（60%）a（40%）精子F1代基因型频率AA%=36%Aa%=48%aa%=16%

（1）该种群产生的A、a配子的比率分别为：60%40%(一)种群是进化的基本单位亲代基因型频率AA（30%）Aa（60%）aa（10%）亲代配子的比率A（60%）s（40%）F1代基因型频率AA（36%）Aa（48%）aa（16%）F1代基因频率F2代基因型频率F2代基因频率F3代基因型频率F3代基因频率AA（36%）Aa（48%）aa（16%）AA（36%）Aa（48%）aa（16%）A（60%）A（60%）a（40%）a（40%）A（60%）a（40%）亲代F1代F2代F3代…基因型频率AA30%36%36%36%…Aa60%48%48%48%…aa10%16%16%16%…基因频率A60%60%60%60%…a40%40%40%40%…理想条件：①该种群非常大；②所有的雌雄个体都能自由交配；③没有迁入和迁出；④无自然选择的作用；⑤不发生突变。用数学方法讨论基因频率的变化——遗传平衡定律1908年，英国数学家哈迪和德国医生温伯格分别提出关于基因稳定性的见解。他们指出，一个有性生殖的自然种群中，在符合以下五个条件的情况下，1、种群很大。2、随机交配。3、没有突变发生。4、没有个体迁入迁出。5、没有自然选择那么，这个种群的基因频率和基因型频率在遗传中是稳定不变的，保持平衡（这一定律又称哈迪——温伯格定律）。设种群中，A基因频率=p，a基因频率=q，因为（p＋q）=A%+a%=1，所以（p+q）2=p2+2pq+q2=AA%+Aa%+aa%=1AA基因型频率=p2；

aa基因型频率=q2；Aa基因型频率=2pq基因频率与基因型频率的计算公式。设A的基因频率为p，a的基因频率为q，则p+q=1。即：AA的基因型频率=p2，Aa的基因型频率=2pq，aa的基因型频率=q2。雄配子雌配子A(p)a(q)A(p)AA(p2)Aa(pq)a(q)Aa(pq)aa(q2)③实例：若已知AA的基因型频率为m，则A的基因频率为。

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（）

A.0.36、0.48B.0.36、0.24C.0.16、0.48D.0.48、0.36A

隐性性状者为16%，即aa=16%，a的基因频率是a=40%，A的基因频率是A=1-40%=60%；根据遗传平衡定律该人群中AA的基因型频率是AA=60%×60%=0.36，Aa的基因型频率是Aa=2×40%×60%=0.48，2.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(基因型为A2a或A2A2)，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？突变产生的新基因会使种群的基因频率发生变化。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，这取决于生物生存的环境。不可能同时都成立。例如，翅色与环境色彩较一致的被天敌发现的机会就少一些二、突变和基因重组产生进化的原材料基因突变染色体变异突变2.种群基因突变数=个体基因数×_______×个体数3.可遗传变异的形成突变率种群中出现大量可遗传的变异多种多样的基因型基因重组新的等位基因基因突变产生4.可遗传的变异的特点5.可遗传的变异的结果：只提供了生物进化的原材料，不能决定_______________。生物进化的方向随机性不定向性6.可遗传的变异的利害性：变异的有利和有害是_____的，是由_________决定的。相对生存环境提出问题：种群中s基因（浅色性状）的频率为什么越来越低？作出假设？？？【探究】自然选择对种群基因频率变化的影响

(19世纪中叶)(20世纪中叶)（S）频率为5%（S）频率为95%（s）频率为95%（s）频率为5%课本P11619世纪长满地衣树干上的桦尺蠖20世纪黑褐色树干上的桦尺蠖【探究】自然选择对种群基因频率变化的影响

(19世纪中叶)(20世纪中叶)提出问题：种群中s基因（浅色性状）的频率为什么越来越低？作出假设：黑褐色环境，不利于浅色桦尺蠖的生存，环境的选择作用使s基因频率越来越低。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%验证假设：数学建模1870年桦尺蠖的基因型频率为SS10%；Ss20%；ss70%，在树干变黑的环境条件下，使种群中浅色个体每年减少10%，黑色个体每年增加10%，几年内，桦尺蠖种群每年的基因型频率与基因频率是多少？第1年第2年第3年第4年……基因型频率SS10%11.5%Ss20%ss70%基因频率S20%s80%验证假设：数学建模1870年桦尺蠖的基因型频率为SS10%；Ss20%；ss70%，在树干变黑的环境条件下，使种群中浅色个体每年减少10%，黑色个体每年增加10%，几年内，桦尺蠖种群每年的基因型频率与基因频率是多少？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%29.3%14.6%56.1%60.9%26.1%73.9%29.3%13.1%升高降低验证假设：数学建模1870年桦尺蠖的基因型频率为SS10%；Ss20%；ss70%，在树干变黑的环境条件下，使种群中浅色个体每年减少10%，黑色个体每年增加10%，几年内，桦尺蠖种群每年的基因型频率与基因频率是多少？自然选择条件下种群基因频率理想条件下种群基因频率得出结论：环境的选择作用使s基因频率越来越低1.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