种群基因频率的改变与生物进化解析省公开课一等奖全国示范课微课金奖课件

第2节当代生物进化理论主要内容一、种群基因频率

改变与生物进化1/32幼虎把自己想象成虎体内一个基因。你不但不愿意自己在虎后代中消失，而且想让越来越多虎拥有自己拷贝。你怎样才能到达这一目标呢？你将选择做什么样基因？一个基因所控制性状对个体生存和繁殖后代贡献越大,拥有该基因个体可能越多!当然就会使越来越多虎拥有自己拷贝!问题探讨2/32

在自然界中，没有哪一个体是长生不死，个体表现性型也会伴随个体死亡而消失，但决定表现型基因却能够经过有性生殖才传给后代，所以硕士物进化，仅仅研究个体表现型是否与环境适应是不够，还需要研究群体基因组成改变，这个群体就是种群。种群是生物进化基本单位3/32（一）种群是生物进化基本单位1、种群概念：生活在一定区域同种生物全部个体。卧龙自然保护区猕猴4/32判断以下是否属于种群（1）一个池塘中全部鱼（2）一个池塘中全部鲤鱼（3）两个池塘内全部青蛙（4）一片草地上全部植物（5）一片草地上成年梅花鹿庙里一群和尚也属于种群吗？否是否否否5/322、种群特点：

种群中个体并不是机械地集合在一起，而是彼此能够交配，并经过繁殖将各自基因传给后代。人们为何要提出“种群”这个概念呢？

自然界物种实际上是以一个个种群存在，种群是物种繁衍、进化基本单位。它为硕士物与环境关系和物种改变带来了方便。6/32

思索：同前一年蝗虫种群相比，新形成蝗虫种群在基因组成上会有什么改变吗？7/32性状是由基因控制，所以硕士物进化必须研究种群基因组成和改变。怎样分析种群基因组成和改变？由此人们提出基因库和基因频率概念。8/323、基因库：一个种群中全部个体所含有全部基因。这些金鱼各自有自己基因，共同组成了种群基因库。它们各自基因都是基因库一部分。个体数目越多，个体间差异越大，基因库也就越大。9/324、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比率。基因频率＝该基因总数该等位基因总数10/325.基因频率计算

某昆虫种群中，绿色翅基因为A,褐色翅基因位a，调查发觉AA、Aa、aa个体分别占30、60、10,那么A、a基因频率是多少？A=30×2+60

________________________200=60%200a=10×2+60

________________________=40%A+a=1

此种基因个数=纯合子个体数×2＋杂合子个体数种群中该对等位基因总数=个体总数×211/32探究活动用数学方法讨论基因频率改变假设昆虫群体满足以下五个条件：①昆虫群体数量足够大，②全部雌雄个体间都能自由交配并能产生后代，③没有迁入与迁出，④AA、Aa、aa三种基因型昆虫生存能力完全相同（也就是说自然选择对A、a控制翅型性状没作用）⑤也没有基因突变和染色体变异。遗传平衡状态12/3213/32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%14/32在有性生殖过程中，假如符合遗传平衡，产生雌雄配子：

36%24%16%AAAaAa24%aaA60%a40%卵子A60%a40%精子遗传平衡定律其中p代表A基因频率，q代表a基因频率。则p+q=1，(p＋q)2=p2＋2pq＋q2=1并得出p2代表AA频率，q2代表aa频率，2pq代表杂合子Aa频率。15/32亲代子一代子二代子三代基因型频率AA30%Aa60%aa10%基因频率A60%a40%36%48%16%60%40%36%16%48%60%60%40%40%36%48%16%16/32哈代——温伯格定律：一个有性生殖自然种群中，在符合5个条件情况下，各等位基因频率和等位基因基因型频率在一代一代遗传中是稳定不变，或者说，是保持着基因平衡。哈代-温伯格定律可用数学方程式表示：(p＋q)2=p2＋2pq＋q2=1其中p代表A基因频率，q代表a基因频率。p+q永远为1，p2代表AA频率，q2代表aa频率，2pq代表杂合子Aa频率。

17/32.假如某基因在X染色体上，而在Y染色体上没有该基因及其等位基因，则公式能够转变成基因频率=某基因总数2X女性个体数+男性个体数例2:某工厂有男女职员各200人，对他们进行调查时发觉，女色盲5人，女性携带15人。男性色盲11人，求XB,Xb频率。解:×100%5×2＋15＋11200×2＋200Xb%==6%XB%=1—6%=94%18/32练习、在一个足够大种群中，A频率是0.4，a频率是0.6，若各种条件稳定不变，则该种群中AA、Aa、aa基因型频率各是

。该种群中全部成熟个体自由交配一次，产生后代个体中A频率是

，a频率是

。0.16 0.48 0.360.4 0.619/32影响种群基因频率改变根本原因是什么？变异变异类型有那些？不能遗传变异可遗传变异基因突变基因重组染色体变异20/32

自然界，生物自发突变频率很低，而且突变大多数是有害，为何还能够作为生物进化原材料呢？

果蝇约有104对基因，假定每个基因突变率是10－5，一个约有109个果蝇种群每一代出现基因突变率是？2×104×10－5×109＝2×108（二）突变和基因重组产生进化原材料21/322、突变有害和有利并不是绝正确，它取决于生物生存环境。3、突变和基因重组只产生生物进化原材料，不能决定生物进化方向。1、种群是由许多个体组成，每个个体每个细胞内都有成千上万个基因，这么，每一代就会产生大量突变（二）突变和基因重组产生进化原材料22/32

19世纪，桦尺蠖种群中黑色基因（S）频率为5%，浅灰色基因（s）频率为95%

20世纪，桦尺蠖种群中黑色基因（S）频率为95%，浅灰色基因（s）频率为5%（三）自然选择决定生物进化方向。23/32(1)在这个探究试验中依据上面数据分析，变黑环境对桦尺蠖产生了什么样影响？变黑环境对桦尺蠖浅色个体出生率有影响吗？(2)在自然选择中，直接收选择是基因型还是表现型？

变黑环境使控制浅色s基因频率降低,S基因频率增加

许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天敌捕食

天敌看到是桦尺蠖体色（表现型）而不是控制体色基因结论：自然选择决定生物进化方向自然选择使基因频率定向改变。24/32四、隔离造成物种形成

能够在自然状态下能相互交配，而且产生出可育后代一群生物称为一个物种（species），简称“种”。1、物种概念25/32

人都是一个物种，不论白人黑人黄种人结婚，都能产生具有生殖能力后代。全世界人都是一个物种吗？骡是马跟驴交配产生后代，那为何他们不是同一物种呢？26/32

隔离：指不一样种群间个体，在自然条件下基因不能自由交流现象。

生殖隔离：不一样物种之间普通是不能交配，即使交配成功，也不能产生可育后代。

地理隔离：同一物种因为高山、河流、沙漠等地理上障碍，使彼此间不能相遇而不能交配，使种群间不能发生基因交流现象。2、隔离在物种形成中作用27/32

假如只经过地理隔离，2个种群基因库各自发展，互不影响，出现一定差异，但不会形成新物种，最多也就是形成不一样亚种－－－量变。如东北虎和华南虎就是两个亚种。生殖隔离则是因为2个种群之间遗传物质基础（基因库）出现较大差异使其个体之间不能交配或杂交后代不育。生殖隔离是新物种形成标志－－质变28/32

它们之间