現(xiàn)代生物進化理論的主要內(nèi)容(一)課件

1、現(xiàn)代生物進化理論的主要內(nèi)容(一)現(xiàn)代生物進化理論現(xiàn)代生物進化理論的主要內(nèi)容的主要內(nèi)容學習目標：學習目標：1 1、解釋種群、基因庫、基因頻率的概念、解釋種群、基因庫、基因頻率的概念2 2、運用數(shù)學方法討論種群基因頻率的變化、運用數(shù)學方法討論種群基因頻率的變化現(xiàn)代生物進化理論的主要內(nèi)容(一)一、種群是生物進化的基本單位一、種群是生物進化的基本單位1 1、種群：、種群： 生活在生活在一定區(qū)域一定區(qū)域的的同種生物同種生物的的全部個體全部個體例：判斷下列是否屬于種群例：判斷下列是否屬于種群（1 1）一個池塘中的全部鯉魚）一個池塘中的全部鯉魚（2 2）一個池塘中的全部魚）一個池塘中的全部魚（3 3）一片草

2、地上的全部植物）一片草地上的全部植物（4 4）一片草地上的全部蒲公英）一片草地上的全部蒲公英（5 5）一個池塘中的全部雄鯉魚）一個池塘中的全部雄鯉魚（6 6）一個池塘中的全部成年鯉魚）一個池塘中的全部成年鯉魚種群是種群是生物繁殖生物繁殖的的基本單位基本單位現(xiàn)代生物進化理論的主要內(nèi)容(一)2 2、基因庫：、基因庫： 一個種群一個種群中中全部個體全部個體所含有所含有的的全部基因全部基因。3 3、基因頻率：、基因頻率：在一個種群基因庫中，某在一個種群基因庫中，某個基因占全部等位基因數(shù)個基因占全部等位基因數(shù)的比率。的比率。基因型頻率：基因型頻率： 在一個種群中，某基在一個種群中，某基因型個體占全部個體

3、因型個體占全部個體的比率。的比率?，F(xiàn)代生物進化理論的主要內(nèi)容(一)例例1:1:從種群中隨機抽出從種群中隨機抽出100100個個體，測知基因型為個個體，測知基因型為AAAA、AaAa和和aaaa的個體分別是的個體分別是3030、6060和和1010個。那么個。那么A A和和a a的基的基因頻率是多少因頻率是多少? ?A A的頻率的頻率a a的頻率的頻率基因頻率基因頻率= =某基因的數(shù)目某基因的數(shù)目該基因的等位基因的總數(shù)該基因的等位基因的總數(shù)= 40%= 40%=100%100%230602(306010)= 100% 100%= 60%= 60%210602(306010)100%100%思考：

4、思考：此題目中此題目中AAAA、AaAa、aaaa的基因型頻率是多少？的基因型頻率是多少？現(xiàn)代生物進化理論的主要內(nèi)容(一)例例2 2、某昆蟲種群中，綠色翅的基因為、某昆蟲種群中，綠色翅的基因為A, A, 褐色褐色翅的基因位翅的基因位a a，調(diào)查發(fā)現(xiàn)，調(diào)查發(fā)現(xiàn)AAAA、AaAa、aaaa的個體分的個體分別占別占30%30%、50%50%、20%20%、那么、那么A A、a a的基因頻率是的基因頻率是多少？多少？A A的頻率的頻率= = 30% 50%1/2=55%a a的頻率的頻率=20%+50%=20%+50%1/2=45%1/2=45%基因頻率基因頻率= =純合子頻率純合子頻率+1/2+1/

5、2雜合子頻率雜合子頻率現(xiàn)代生物進化理論的主要內(nèi)容(一)例例3 3、抽樣調(diào)查某地、抽樣調(diào)查某地100100位女性和位女性和100100位男性發(fā)位男性發(fā)現(xiàn)：女性中有現(xiàn)：女性中有5 5位色盲患者和位色盲患者和2020位攜帶者，男位攜帶者，男性中有性中有1515位色盲患者，則該地色盲基因的頻位色盲患者，則該地色盲基因的頻率約是多少？率約是多少？52 + 20 + 151002 + 100 100% = 15%X =aX =aX aX + AX a現(xiàn)代生物進化理論的主要內(nèi)容(一)30%30%30%10%36%48%60%40%16%親代基因型親代基因型的頻率的頻率AA(30%)Aa(60%)aa(10%

6、)配子的比率配子的比率 A( ) A( ) a( ) a( )子代基因型子代基因型的頻率的頻率AA( ) Aa( )aa( )子代種群的子代種群的基因頻率基因頻率A ( )a( )例例4 4、某種生物的種群中，測知其基因型分別為、某種生物的種群中，測知其基因型分別為AAAA、AaAa、aaaa的個體分別為的個體分別為30%30%、60%60%和和10%10%，問，問A A、a a基因基因頻率分別為多少頻率分別為多少? ?假設(shè)該種群非常大，所有的雌雄假設(shè)該種群非常大，所有的雌雄個體間都能自由交配并產(chǎn)生后代，沒有遷入和遷個體間都能自由交配并產(chǎn)生后代，沒有遷入和遷出，自然選擇沒有起作用，基因沒有突變

7、，根據(jù)出，自然選擇沒有起作用，基因沒有突變，根據(jù)孟德爾的分離定律試計算：孟德爾的分離定律試計算：現(xiàn)代生物進化理論的主要內(nèi)容(一)遺傳平衡定律遺傳平衡定律-哈代哈代-溫伯格定律溫伯格定律1、成立前提、成立前提a.a.種群非常大種群非常大 b.b.所有雌雄個體之間自由交配所有雌雄個體之間自由交配c.c.沒有遷入和遷出沒有遷入和遷出 d.d.沒有自然選擇沒有自然選擇e.e.沒有基因突變沒有基因突變2 2、計算公式、計算公式A A的頻率的頻率=p=p，a a的頻率的頻率=q=qAA=p, Aa=2pq, aa=qAA=p, Aa=2pq, aa=q2 22 2現(xiàn)代生物進化理論的主要內(nèi)容(一) 滿足五個

8、假設(shè)條件滿足五個假設(shè)條件的種群是理想的種群是理想的種群的種群, ,在自然條件下在自然條件下, ,這樣的種群這樣的種群是不存在的是不存在的. .這也從反面說明了在自這也從反面說明了在自然界中然界中, ,種群的基因頻率種群的基因頻率是在是在不斷改不斷改變變的的, ,也就是說種群的也就是說種群的進化進化是必然的是必然的. .生物進化的實質(zhì)：種群基因頻率的改變生物進化的實質(zhì)：種群基因頻率的改變種群是生物進化的基本單位種群是生物進化的基本單位現(xiàn)代生物進化理論的主要內(nèi)容(一)例例5.5.果蠅灰身果蠅灰身(B)(B)對黑身對黑身(b)(b)為顯性為顯性, ,現(xiàn)將純種現(xiàn)將純種灰身果蠅與黑身果蠅雜交灰身果蠅與黑

9、身果蠅雜交, ,產(chǎn)生的產(chǎn)生的F F1 1代自由交代自由交配產(chǎn)生配產(chǎn)生F F2 2代代, ,將將F F2 2代中所有黑身果蠅除去代中所有黑身果蠅除去, ,讓讓灰身果蠅自由交配灰身果蠅自由交配, ,產(chǎn)生產(chǎn)生F F3 3代。問代。問F F3 3代中灰身代中灰身與黑身果蠅的比例是與黑身果蠅的比例是( )( ) A.31 B.51 A.31 B.51 C.81 D.91 C.81 D.91C現(xiàn)代生物進化理論的主要內(nèi)容(一)例例6 6、已知苯丙酮尿癥是位于常染色、已知苯丙酮尿癥是位于常染色體上的隱性遺傳病。據(jù)調(diào)查，該病的體上的隱性遺傳病。據(jù)調(diào)查，該病的發(fā)病率大約為發(fā)病率大約為1/100001/10000，

10、請問在人群，請問在人群中該苯中該苯丙丙酮尿癥隱性致病基因（酮尿癥隱性致病基因（a a）的基因頻率以及攜帶此隱性基因的攜的基因頻率以及攜帶此隱性基因的攜帶者帶者(Aa)(Aa)基因型頻率各是多少？基因型頻率各是多少？ a=1%Aa=1.98%現(xiàn)代生物進化理論的主要內(nèi)容(一) 例例6 6：據(jù)調(diào)查得知，某學校的學：據(jù)調(diào)查得知，某學校的學生中各血型的比率如下：生中各血型的比率如下： I IA AI IA A 20% I20% IA Ai 30% i 30% I IB BI IB B 10% I10% IB Bi 20% i 20% I IA AI IB B 10% ii 10%10% ii 10%計算

11、計算I IB B的基因頻率。的基因頻率。25%現(xiàn)代生物進化理論的主要內(nèi)容(一)不能遺傳的變異不能遺傳的變異可遺傳的變異可遺傳的變異基因突變基因突變?nèi)旧w變異染色體變異基因重組基因重組二、突變和基因重組產(chǎn)生進化的原材料二、突變和基因重組產(chǎn)生進化的原材料 變異類型變異類型突變突變不同的體色不同的體色樺尺蠖樺尺蠖 現(xiàn)代生物進化理論的主要內(nèi)容(一) 基因突變產(chǎn)生的基因突變產(chǎn)生的等位基因等位基因，通過有性，通過有性生殖過程中的基因重組，可以形成多種生殖過程中的基因重組，可以形成多種多樣的多樣的基因型基因型，從而使種群出現(xiàn)大量的，從而使種群出現(xiàn)大量的可遺傳變異。由于基因突變和重組都是可遺傳變異。由于基因突

12、變和重組都是隨機的、不定向的隨機的、不定向的，因此它們是提供生，因此它們是提供生物進化的物進化的原材料原材料，但不能決定生物進化，但不能決定生物進化的的方向方向?，F(xiàn)代生物進化理論的主要內(nèi)容(一)思考：自然界中生物的自然突變頻率很低，思考：自然界中生物的自然突變頻率很低，而且一般對生物體是有害的。為什么還能夠而且一般對生物體是有害的。為什么還能夠改變種群中的基因頻率呢？改變種群中的基因頻率呢？ 例如：果蠅約有例如：果蠅約有10104 4對基因，假定每個基對基因，假定每個基因的突變率都是因的突變率都是10105 5，若有一個中等數(shù)量，若有一個中等數(shù)量的果蠅種群（約有的果蠅種群（約有10108 8個

13、個體），那么每一個個體），那么每一代出現(xiàn)基因突變數(shù)是多少呢？代出現(xiàn)基因突變數(shù)是多少呢？ 2 104 105 108=2 107種群是由許多個體組成的，每個個體的種群是由許多個體組成的，每個個體的每一個細胞內(nèi)都有成千上萬個基因，這每一個細胞內(nèi)都有成千上萬個基因，這樣，每一代就會產(chǎn)生大量的突變。樣，每一代就會產(chǎn)生大量的突變?，F(xiàn)代生物進化理論的主要內(nèi)容(一)實例：在經(jīng)常刮大風的海島上，無翅或殘實例：在經(jīng)常刮大風的海島上，無翅或殘翅的昆蟲特別多翅的昆蟲特別多 突變的有利和有害并不是絕對的，它取決突變的有利和有害并不是絕對的，它取決于生物的于生物的生存環(huán)境生存環(huán)境現(xiàn)代生物進化理論的主要內(nèi)容(一) 某海島

14、上生活著一種昆蟲，經(jīng)調(diào)查翅的長度和某海島上生活著一種昆蟲，經(jīng)調(diào)查翅的長度和個體數(shù)的關(guān)系（縱坐標為個體數(shù)量，橫坐標為翅個體數(shù)的關(guān)系（縱坐標為個體數(shù)量，橫坐標為翅的長度）。后來該小島上經(jīng)常刮大風，若干年后的長度）。后來該小島上經(jīng)常刮大風，若干年后再進行調(diào)查，你認為最能代表此時情況的曲線是再進行調(diào)查，你認為最能代表此時情況的曲線是( )( )選擇并解釋選擇并解釋ABCDD現(xiàn)代生物進化理論的主要內(nèi)容(一)三、自然選擇決定生物進化的方向三、自然選擇決定生物進化的方向 19 19世紀，樺尺蠖世紀，樺尺蠖種群中黑色基因（種群中黑色基因（S S）頻率為頻率為5%5%，淺灰色基，淺灰色基因（因（s s）頻率為）

15、頻率為95%95%2020世紀，樺尺蠖種世紀，樺尺蠖種群中黑色基因（群中黑色基因（S S）頻率為頻率為95%95%，淺灰色，淺灰色基因（基因（s s）頻率為）頻率為5%5%現(xiàn)代生物進化理論的主要內(nèi)容(一) 淘汰不利變異基因，淘汰不利變異基因， 積累有利變異基因。積累有利變異基因。結(jié)果結(jié)果：使基因頻率定向改變。：使基因頻率定向改變。突變和基因重組為生物進化突變和基因重組為生物進化提供了原材料，自然選擇可提供了原材料，自然選擇可以使基因頻率發(fā)生定向改變，以使基因頻率發(fā)生定向改變，導(dǎo)致生物朝著一定的方向不導(dǎo)致生物朝著一定的方向不斷進化。斷進化?，F(xiàn)代生物進化理論的主要內(nèi)容(一)例例1.1.某島嶼上存在

16、著尺蛾的兩個變種，該地區(qū)原某島嶼上存在著尺蛾的兩個變種，該地區(qū)原為森林，后建設(shè)成工業(yè)區(qū)。下表為該地區(qū)不同時為森林，后建設(shè)成工業(yè)區(qū)。下表為該地區(qū)不同時期的兩個變種尺蛾的數(shù)量比。這些變化產(chǎn)生的原期的兩個變種尺蛾的數(shù)量比。這些變化產(chǎn)生的原因是因是 ( ) ( )A A灰尺蛾遷離，黑尺蛾遷入灰尺蛾遷離，黑尺蛾遷入B B工業(yè)煤煙使灰尺蛾變成黑尺蛾工業(yè)煤煙使灰尺蛾變成黑尺蛾C C自然選擇作用自然選擇作用D D人工選擇的作用人工選擇的作用森林時期森林時期工業(yè)時期工業(yè)時期灰蛾灰蛾 黑蛾黑蛾灰蛾灰蛾黑蛾黑蛾99%99%1%1%1%1%99%99%C現(xiàn)代生物進化理論的主要內(nèi)容(一)例例2.2.用現(xiàn)代生物進化理論分析解釋狼的進化用現(xiàn)代生物進化理論分析解釋狼的進化過程。過程。(1)(1)狼群中存在不同