高中生物必修二课件8：7-2-1 种群基因频率的改变与生物进化

种群基因频率的改变与生物进化过度繁殖遗传和变异大量个体具有不利变异不适应环境的个体不适者被淘汰生存斗争具有有利变异适应环境的个体适者生存生物新类型达尔文自然选择学说情景：在一片树林中，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。一、种群基因频率的改变与生物进化思考回答：1.根据达尔文的观点绿色翅昆虫能活下去的几率大么？2.该绿色个体能一直生存下去么？3.该个体绿色性状能保留下来并传给后代么？怎么传递？过度繁殖遗传和变异大量个体具有不利变异不适应环境的个体不适者被淘汰生存斗争具有有利变异适应环境的个体适者生存生物新类型达尔文自然选择学说

的局限性进化单位如何实现？可见，研究生物进化，仅研究个体的表现型是否与环境相适应是不够的，还必须研究群体的基因组成的变化。1.种群-----生物进化的基本单位一、种群基因频率的改变与生物进化判断下列是否属于种群（1）一个池塘中的全部鱼（2）一个池塘中的全部鲤鱼（3）两个池塘内的全部青蛙（4）一片草地上的全部植物（5）一片草地上的全部雄性梅花鹿否是否否否种群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，并通过繁殖将各自的基因传给后代。一、种群基因频率的改变与生物进化(一)种群是进化的基本单位是生物繁殖的基本单位情景：在一片树林中，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。一、种群基因频率的改变与生物进化思考回答：利用遗传学知识，结合达尔文的自然选择学说，请同学们讨论昆虫种群出现绿色个体后，种群会如何进化？1.种群-----生物进化的基本单位1、基本概念（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%(一)种群是进化的基本单位1、基本概念（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%(一)种群是进化的基本单位【案例1】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%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S=10%+1/2×20%s=70%+1/2×20%=20%=80%(一)种群是进化的基本单位每种基因型频率是多少？【案例2】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。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【案例2】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。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【案例2】某桦尺蠖种群，黑色翅基因为S，浅色翅基因为s，抽样调查100个个体，测得基因型为SS、Ss、ss的分别为10、20、70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S、s配子的比率各是多少？亲代基因型频率SS（10%）Ss（20%）ss（70%）亲代配子的比率S（10%）S（10%）s（10%）s（70%）S=20%s=80%(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？

4%16%64%SSSsSs16%ssS（20%）s（80%）卵子S

（20%）s（80%）精子F1代基因型频率SS%=4%Ss%=32%ss%=64%

（1）该种群产生的S、s配子的比率分别为：20%80%(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？

4%16%64%SSSsSs16%ssS（20%）s（80%）卵子S

（20%）s（80%）精子F1代基因型频率SS%=4%Ss%=32%ss%=64%

（1）该种群产生的S、s配子的比率分别为：20%80%(一)种群是进化的基本单位亲代基因型频率SS（10%）Ss（20%）ss（70%）亲代配子的比率S（20%）s（80%）F1代基因型频率SS（4%）Ss（32%）ss（64%）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（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？SS（4%）Ss（32%）ss（64%）SS（4%）Ss（32%）ss（64%）S（20%）S（20%）s（80%）s（80%）S（20%）s（80%）亲代F1代F2代F3代…基因型频率SS10%4%4%4%…Ss20%32%32%32%…ss70%64%64%64%…基因频率S20%20%20%20%…s80%80%80%80%…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、没有突变和重组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、没有突变和重组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

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，总结一、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、基因库、基因频率等概念2、用数学方法讨论基因频率的变化现在练练吧！下列关于基因库的叙述正确的是()A.一个种群中一个个体所含有的全部基因叫做这个种群的基因库B.一个种群中全部个体所含有的显性基因叫做这个种群的基因库C.一个种群中全部个体所含有的全部基因叫做这个种群的基因库D.一个种群的基因库会随着种群中一代一代的死亡而消减和灭亡C据调查得知，某小学的学生中基因型的比率为：

XBXB44%XBXb5%XbXb1%XBY43%XbY7%则Xb的基因频率是（）A、13.2%B、5%C、14%D、9.3%D人类的苯丙酮尿症是代谢疾病，由隐性基因控制。如果群体的发病率是1/10000，表现型正常的个体与苯丙酮尿症患者婚配，生出患苯丙酮尿症小孩的概率是

。1101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%（二）生物进化实质

(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基因频率越来越低讨论：问题1：自然选择中，直接作用的是基因型还是表现型？自然选择的本质是什么？

问题2：如果自然选择是针对种群的基因进行，会导致种群发生什么变化？

问题3：种群基因频率改变与生物进化有什么关系？自然选择的本质是对基因进行选择。自然选择会使种群的基因频率发生定向改变种群基因频率的改变意味着生物的进化生物进化的实质：生物进化的方向：自然选择决定生物进化的方向种群基因频率的改变原因是：淘汰不利变异基因、积累有利变异基因结论：自然选择决定生物进化的方向结果是：使基因频率定向改变。种群基因频率的改变与生物进化(二)自然选择决定生物进化的方向(一)种群是进化的基本单位小结生物进化的实质：自然选择决定生物进化的方向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？情景：在一片树林中，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。一、种群基因频率的改变与生物进化思考回答：利用遗传学知识，结合达尔文的自然选择学说，请同学们讨论昆虫种群出现绿色个体后，种群会如何进化？1.种群----