72種群基因頻率的改變與生物進(jìn)化

1、 content學(xué)案學(xué)案2 種群基因頻率的改變與生物進(jìn)化種群基因頻率的改變與生物進(jìn)化 content 一、種群是生物進(jìn)化的基本單位一、種群是生物進(jìn)化的基本單位 1.1.種群：生活在一定區(qū)域的種群：生活在一定區(qū)域的_的全部個(gè)體。的全部個(gè)體。 2.2.基因庫(kù)：一個(gè)種群中基因庫(kù)：一個(gè)種群中_所含有的所含有的_。 3.3.基因頻率：在一個(gè)種群基因庫(kù)中，某個(gè)基因占基因頻率：在一個(gè)種群基因庫(kù)中，某個(gè)基因占_數(shù)的比率。數(shù)的比率。 二、突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料二、突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料 1.1.現(xiàn)代遺傳學(xué)的研究表明，可遺傳的變異來(lái)源于現(xiàn)代遺傳學(xué)的研究表明，可遺傳的變異來(lái)源于_、_和和_。 2.2

2、.基因突變產(chǎn)生新的基因突變產(chǎn)生新的_，這就可能使種群的，這就可能使種群的_發(fā)生變化。發(fā)生變化。 三、自然選擇決定生物進(jìn)化的方向三、自然選擇決定生物進(jìn)化的方向 在自然選擇的作用下，種群的基因頻率會(huì)發(fā)生在自然選擇的作用下，種群的基因頻率會(huì)發(fā)生_，導(dǎo)致，導(dǎo)致生物朝著生物朝著_不斷進(jìn)化。不斷進(jìn)化。同種生物同種生物全部個(gè)體全部個(gè)體全部基因全部基因全部等位基因全部等位基因基因突變基因突變基因重組基因重組染色體變異染色體變異等位基因等位基因基因頻率基因頻率定向改變定向改變一定的方向一定的方向 content學(xué)點(diǎn)一學(xué)點(diǎn)一 種群是生物進(jìn)化的基本單位種群是生物進(jìn)化的基本單位 1.種群的概念：種群的概念：生活在一定

3、區(qū)域的（即同一地點(diǎn)的）同種生物生活在一定區(qū)域的（即同一地點(diǎn)的）同種生物的全部個(gè)體。種群是生物繁殖的基本單位。的全部個(gè)體。種群是生物繁殖的基本單位。 2.種群的基因庫(kù)和基因頻率種群的基因庫(kù)和基因頻率 （1 1）基因庫(kù)：）基因庫(kù)：一個(gè)種群中全部個(gè)體所含有的全部基因。一個(gè)種群中全部個(gè)體所含有的全部基因。 （2 2）基因頻率：）基因頻率：在一個(gè)種群基因庫(kù)中，某個(gè)基因占全部等位基在一個(gè)種群基因庫(kù)中，某個(gè)基因占全部等位基因數(shù)的比率。即：因數(shù)的比率。即： 基因頻率基因頻率=(=(某種基因的數(shù)目某種基因的數(shù)目/ /控制同種性狀的等位基因的總控制同種性狀的等位基因的總數(shù)數(shù)) )100%100% content

4、（3 3）基因型頻率：）基因型頻率：指某種特定基因型的個(gè)指某種特定基因型的個(gè)體占群體內(nèi)全部個(gè)體的比例。即：體占群體內(nèi)全部個(gè)體的比例。即： 基因型頻率基因型頻率=(=(特定基因型的個(gè)體數(shù)特定基因型的個(gè)體數(shù)/ /該種群該種群的個(gè)體總數(shù)的個(gè)體總數(shù)) )100%100% （4 4）實(shí)例）實(shí)例 從某個(gè)昆蟲(chóng)種群中隨機(jī)抽取從某個(gè)昆蟲(chóng)種群中隨機(jī)抽取100100個(gè)個(gè)體，測(cè)個(gè)個(gè)體，測(cè)得基因型為得基因型為aaaa、aaaa、aaaa的個(gè)體數(shù)分別是的個(gè)體數(shù)分別是1010、1010、8080，則這個(gè)種群中，則這個(gè)種群中a a基因的頻率為：（基因的頻率為：（10102+102+10）200=15%200=15%，a a基

5、因的頻率為：（基因的頻率為：（80802+102+10）200=85%200=85%。 【解析】一定區(qū)域內(nèi)的同種生物的全部個(gè)體構(gòu)成種【解析】一定區(qū)域內(nèi)的同種生物的全部個(gè)體構(gòu)成種群。群?！纠纠? 1】下列生物屬于一個(gè)種群的是（】下列生物屬于一個(gè)種群的是（ ） a.a.一塊農(nóng)田中的全部害蟲(chóng)一塊農(nóng)田中的全部害蟲(chóng) b.b.一個(gè)湖泊中的全部綠藻一個(gè)湖泊中的全部綠藻 c.c.一個(gè)池塘中的全部浮游植物一個(gè)池塘中的全部浮游植物 d.d.一片草原上的全部鵪鶉一片草原上的全部鵪鶉d d content1.1.在一個(gè)種群中隨機(jī)抽出一定數(shù)量的個(gè)體，基因型為在一個(gè)種群中隨機(jī)抽出一定數(shù)量的個(gè)體，基因型為aaaa的的 個(gè)

6、體占個(gè)體占18%18%，基因型為，基因型為aaaa的個(gè)體占的個(gè)體占78%,78%,基因型為基因型為aaaa的個(gè)的個(gè) 體占體占4%4%。基因?；騛 a和基因和基因a a的頻率分別是（的頻率分別是（ ） a.18%a.18%，82% b.36%82% b.36%，64%64% c.57% c.57%，43% d.92%43% d.92%，8%8%c c 【解析】在計(jì)算基因頻率時(shí)，一般認(rèn)為基因的總數(shù)是【解析】在計(jì)算基因頻率時(shí)，一般認(rèn)為基因的總數(shù)是個(gè)體數(shù)乘個(gè)體數(shù)乘2 2（一般按一對(duì)等位基因計(jì)算），某一基因數(shù)（一般按一對(duì)等位基因計(jì)算），某一基因數(shù)應(yīng)將含有這種基因的總數(shù)累計(jì)。根據(jù)題意，在應(yīng)將含有這種基因

7、的總數(shù)累計(jì)。根據(jù)題意，在100100個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)體中，體中，aaaa占占1818個(gè)，個(gè)，aaaa占占7878個(gè)，個(gè)，aaaa占占4 4個(gè)，即在個(gè)，即在200200個(gè)基因個(gè)基因中，中，a a基因占：基因占：18182+78=1142+78=114個(gè)，基因頻率為個(gè)，基因頻率為114114200=57%,a200=57%,a基因占：基因占：2 24+78=864+78=86個(gè)，基因頻率為個(gè)，基因頻率為8686200=43%200=43%。學(xué)點(diǎn)二學(xué)點(diǎn)二 突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料 1.可遺傳的變異的來(lái)源可遺傳的變異的來(lái)源 可遺傳的變異有三種：基因突變、基因重組和染色體變異

8、，其中可遺傳的變異有三種：基因突變、基因重組和染色體變異，其中基因突變和染色體變異統(tǒng)稱(chēng)為突變。基因突變和染色體變異統(tǒng)稱(chēng)為突變。 2.可遺傳的變異的特點(diǎn)可遺傳的變異的特點(diǎn) （1 1）普遍性：）普遍性：無(wú)論是低等生物，還是高等生物以及人，都可能發(fā)無(wú)論是低等生物，還是高等生物以及人，都可能發(fā)生基因突變。生基因突變。 （2 2）低頻性：）低頻性：在自然狀態(tài)下，基因突變的頻率是很低的。但是，在自然狀態(tài)下，基因突變的頻率是很低的。但是，由于種群由許多個(gè)體組成，每個(gè)個(gè)體的每一個(gè)細(xì)胞內(nèi)都有成千上萬(wàn)個(gè)由于種群由許多個(gè)體組成，每個(gè)個(gè)體的每一個(gè)細(xì)胞內(nèi)都有成千上萬(wàn)個(gè)基因，這樣，每一代都會(huì)產(chǎn)生大量的突變。基因，這樣，每

9、一代都會(huì)產(chǎn)生大量的突變。 （3 3）多害性：）多害性：雖然大多數(shù)基因突變對(duì)生物是有害的，但是，突變雖然大多數(shù)基因突變對(duì)生物是有害的，但是，突變對(duì)生物體有害或者有利并不是絕對(duì)的，它取決于生物的生存環(huán)境。對(duì)生物體有害或者有利并不是絕對(duì)的，它取決于生物的生存環(huán)境。 3.可遺傳的變異的結(jié)果可遺傳的變異的結(jié)果 由于突變和基因重組都是隨機(jī)的、不定向的，因此它們只是提供由于突變和基因重組都是隨機(jī)的、不定向的，因此它們只是提供了生物進(jìn)化的原材料，不能決定生物進(jìn)化的方向。了生物進(jìn)化的原材料，不能決定生物進(jìn)化的方向。 【解析】突變包括基因突變和染色體變異?！窘馕觥客蛔儼ɑ蛲蛔兒腿旧w變異?！纠纠? 2】現(xiàn)代

10、生物進(jìn)化理論中的突變是指（】現(xiàn)代生物進(jìn)化理論中的突變是指（ ） a.a.基因突變基因突變 b.b.染色體變異染色體變異 c.c.基因突變和染色體變異基因突變和染色體變異 d.d.基因突變、染色體變異和基因重組基因突變、染色體變異和基因重組c c content2.2.有翅昆蟲(chóng)有時(shí)會(huì)出現(xiàn)殘翅或無(wú)翅的突變類(lèi)型，這類(lèi)昆蟲(chóng)在正常情況下有翅昆蟲(chóng)有時(shí)會(huì)出現(xiàn)殘翅或無(wú)翅的突變類(lèi)型，這類(lèi)昆蟲(chóng)在正常情況下 很難生存下去，但在經(jīng)常刮大風(fēng)的海島上，這種突變類(lèi)型因不能飛行，很難生存下去，但在經(jīng)常刮大風(fēng)的海島上，這種突變類(lèi)型因不能飛行， 從而避免被風(fēng)吹到海里淹死。這個(gè)事例說(shuō)明（從而避免被風(fēng)吹到海里淹死。這個(gè)事例說(shuō)明（ ）

11、 a.a.突變多數(shù)是有害的突變多數(shù)是有害的 b.b.突變多數(shù)是有利的突變多數(shù)是有利的 c.c.突變的有害和有利并不是絕對(duì)的突變的有害和有利并不是絕對(duì)的 d.d.突變的有害和有利是絕對(duì)的突變的有害和有利是絕對(duì)的c c 【解析】在計(jì)算基因頻率時(shí)，一般認(rèn)為基因的總數(shù)是個(gè)體數(shù)乘【解析】在計(jì)算基因頻率時(shí)，一般認(rèn)為基因的總數(shù)是個(gè)體數(shù)乘2 2（一般按一對(duì)等位基因計(jì)算），某一基因數(shù)應(yīng)將含有這種基因的（一般按一對(duì)等位基因計(jì)算），某一基因數(shù)應(yīng)將含有這種基因的總數(shù)累計(jì)。根據(jù)題意，在總數(shù)累計(jì)。根據(jù)題意，在100100個(gè)個(gè)體中，個(gè)個(gè)體中，aaaa占占1818個(gè)，個(gè)，aaaa占占7878個(gè)，個(gè)，aaaa占占4 4個(gè)，即在

12、個(gè)，即在200200個(gè)基因中，個(gè)基因中，a a基因占：基因占：18182+78=1142+78=114個(gè)，基因頻率個(gè)，基因頻率為為114114200=57%,a200=57%,a基因占：基因占：2 24+78=864+78=86個(gè)，基因頻率為個(gè)，基因頻率為8686200=43%200=43%。學(xué)點(diǎn)三學(xué)點(diǎn)三 自然選擇決定生物進(jìn)化的方向自然選擇決定生物進(jìn)化的方向1.自然選擇的過(guò)程（如圖自然選擇的過(guò)程（如圖7-2-1所示）所示）圖圖7-2-17-2-12.自然選擇與基因頻率的變化自然選擇與基因頻率的變化生物進(jìn)化的過(guò)程實(shí)質(zhì)上就是種群基因頻率發(fā)生生物進(jìn)化的過(guò)程實(shí)質(zhì)上就是種群基因頻率發(fā)生變化的過(guò)程。具有有

13、利變異個(gè)體的相應(yīng)基因頻率不變化的過(guò)程。具有有利變異個(gè)體的相應(yīng)基因頻率不斷提高，而具有不利變異個(gè)體的相應(yīng)基因頻率會(huì)不斷提高，而具有不利變異個(gè)體的相應(yīng)基因頻率會(huì)不斷下降，導(dǎo)致生物朝著一定的方向不斷進(jìn)化。斷下降，導(dǎo)致生物朝著一定的方向不斷進(jìn)化。 【解析】生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)在于種群基因頻率的定向【解析】生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)在于種群基因頻率的定向改變，而不是有利變異的積累。改變，而不是有利變異的積累?！纠纠? 3】下列關(guān)于現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的敘述，錯(cuò)誤的是（】下列關(guān)于現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的敘述，錯(cuò)誤的是（ ） a.a.種群是生物進(jìn)化的基本單位種群是生物進(jìn)化的基本單位 b.b.自然選擇學(xué)說(shuō)是現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的核心自然選

14、擇學(xué)說(shuō)是現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的核心 c.c.生物進(jìn)化過(guò)程的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變生物進(jìn)化過(guò)程的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變 d.d.生物進(jìn)化過(guò)程的實(shí)質(zhì)在于有利變異的保存生物進(jìn)化過(guò)程的實(shí)質(zhì)在于有利變異的保存d d content3.3.下列與生物進(jìn)化相關(guān)的描述，正確的是（下列與生物進(jìn)化相關(guān)的描述，正確的是（ ） a.a.進(jìn)化總是由突變引起的進(jìn)化總是由突變引起的 b.b.進(jìn)化時(shí)基因頻率總是變化的進(jìn)化時(shí)基因頻率總是變化的 c.c.變異個(gè)體總是適應(yīng)環(huán)境的變異個(gè)體總是適應(yīng)環(huán)境的 d.d.進(jìn)化改變的是個(gè)體而不是群體進(jìn)化改變的是個(gè)體而不是群體b b 【解析】種群是生物進(jìn)化的基本單位，進(jìn)化的實(shí)質(zhì)【解析】種群是生物進(jìn)

15、化的基本單位，進(jìn)化的實(shí)質(zhì)就是種群基因頻率發(fā)生變化的過(guò)程，所以如果發(fā)生就是種群基因頻率發(fā)生變化的過(guò)程，所以如果發(fā)生進(jìn)化，就一定有基因頻率的改變。進(jìn)化，就一定有基因頻率的改變。 content 基因頻率的計(jì)算方法基因頻率的計(jì)算方法 1.1.已知調(diào)查的各種基因型的個(gè)體數(shù)已知調(diào)查的各種基因型的個(gè)體數(shù), ,計(jì)算基因頻率計(jì)算基因頻率 某基因頻率某基因頻率=(=(該基因總數(shù)該基因總數(shù)/ /該基因及其等位基因總該基因及其等位基因總數(shù)數(shù)) )100%100% 例如：例如：a a的基因頻率的基因頻率=a/(a=a/(aa)a)100%100%。 2.2.已知基因型頻率求基因頻率已知基因型頻率求基因頻率 計(jì)算公式：

16、一對(duì)等位基因中某基因的頻率該基因純計(jì)算公式：一對(duì)等位基因中某基因的頻率該基因純合子的基因型頻率合子的基因型頻率+(1/2)+(1/2)雜合子的基因型頻率雜合子的基因型頻率 例如：例如：a a的基因頻率的基因頻率aaaa的基因型頻率的基因型頻率+(1/2)aa+(1/2)aa的基的基因型頻率。因型頻率。 content 3. 3.根據(jù)遺傳平衡定律計(jì)算基因頻率根據(jù)遺傳平衡定律計(jì)算基因頻率 （1 1）依據(jù)如下表：設(shè)）依據(jù)如下表：設(shè)a a的頻率為的頻率為p p，a a的頻率為的頻率為q q，則，則p+q=1p+q=1。 （2 2）已知基因型頻率求基因頻率，如）已知基因型頻率求基因頻率，如aaaa的基因

17、型頻率為的基因型頻率為m m，則，則a a的的基因頻率為基因頻率為 。 （3 3）已知基因頻率求基因型頻率，如）已知基因頻率求基因型頻率，如a a的基因頻率為的基因頻率為m m，則，則a a的基的基因頻率為因頻率為1-m1-m，基因型頻率分別為：，基因型頻率分別為：aa=maa=m2 2；aa=2m(1-m)aa=2m(1-m)；aa=(1-m)aa=(1-m)2 2。 4.x4.x染色體上的基因頻率的計(jì)算染色體上的基因頻率的計(jì)算 x xb b的基因頻率的基因頻率x xb b/ /（x xb b+x+xb b）100%100%。maaaa、a a、aaaa三種基因型頻率的和為：三種基因型頻率的

18、和為：p p2 2+2pq+q+2pq+q2 2=1,=1,即即（p+q)p+q)2 2=p=p2 2+2pq+q+2pq+q2 2=1=1。 【解析】由題意可知，一個(gè)【解析】由題意可知，一個(gè)x xb b出現(xiàn)的頻率為出現(xiàn)的頻率為7%7%，而女性只有基因型為而女性只有基因型為x xb bx xb b時(shí)，才表現(xiàn)為色盲，即需要時(shí)，才表現(xiàn)為色盲，即需要兩個(gè)兩個(gè)x xb b同時(shí)出現(xiàn)。因此，女性患色盲的概率為同時(shí)出現(xiàn)。因此，女性患色盲的概率為7%7%7%=0.49%7%=0.49%?！纠纠? 4】男性色盲在我國(guó)的發(fā)病率為】男性色盲在我國(guó)的發(fā)病率為7%7%，則從理論，則從理論 上推算，我國(guó)女性患色盲的概率為（上推算，我國(guó)女性患色盲的概率為