現(xiàn)代生物進化理論的主要內(nèi)容第一課時課件-高一下學(xué)期生物人教版必修2

1、第二節(jié) 現(xiàn)代生物進化理論的主要內(nèi)容第7章 現(xiàn)代生物進化理論第1課時 種群基因頻率的改變與生物進化一.知識回顧過度繁殖大量個體遺傳變異原始物種不利變異不適應(yīng)環(huán)境的個體有利變異適應(yīng)環(huán)境的個體生存斗爭不適者被淘汰適者生存新物種逐代積累生物進化對進化的解釋局限于個體水平在自然界中，沒有哪一個個體是長生不死的，個體的表現(xiàn)型也會隨著個體的死亡而消失，但決定表現(xiàn)型的基因卻可以隨著生殖而世代延續(xù)，并且在群體中擴散。因此，僅僅從達爾文研究個體的表現(xiàn)型是否與環(huán)境相適應(yīng)是不夠的，還必須研究群體的基因組成變化。指的是種群二.種群是生物（繁殖）進化的基本單位二.種群是生物（繁殖）進化的基本單位1.種群的概念：生活在一定

2、區(qū)域的同種生物的全部個體叫做種群。2.種群的特點：種群中的個體并不是機械地集合在一起,而是彼此可以交配，并通過繁殖將各自的基因傳給后代。種群在繁衍過程中，個體有新老交替，基因卻代代相傳。所以三.基因庫和基因頻率1.基因庫的概念一個種群中全部個體所含有的全部基因叫這個種群的基因庫。其中每個個體所含的基因只是基因庫的一部分 2.基因頻率的概念在一個種群基因庫中，某個基因占全部等位基因數(shù)的比率叫做基因頻率?；?某種基因在某個種群中出現(xiàn)的比例對于一個種群來說，理想狀態(tài)下種群基因頻率在世代相傳中保持穩(wěn)定，然而在自然條件下卻受基因突變、基因重組、自然選擇、遷移等的影響，種群基因頻率處于不斷變化之中，使生物

3、不斷向前發(fā)展進化。因此，通過計算某種群的基因頻率有利于理解該種群的進化情況。思考引入基因頻率的用途是什么？基因型頻率=例：從蝗蟲種群中隨機抽出100個個體，調(diào)查發(fā)現(xiàn)控制翅色的基因型為AA、Aa和aa，其個體分別是30、60和10個，那么AA、Aa、aa的基因型頻率？AA的頻率 = 30/100 =30%Aa的頻率 = 60/100 =60%aa的頻率 = 10/100 =10%某基因型個體數(shù)種群個體總數(shù)100 %基因型頻率：四. 基因型頻率的計算四. 基因頻率的計算基因頻率=某種基因的數(shù)目該基因的等位基因的總數(shù) 100%（1）通過基因型個體數(shù)量計算基因頻率某種基因的數(shù)目=純合子個體數(shù) X 2雜

4、合子個體數(shù)該基因的等位基因的總數(shù)=個體總數(shù) X 2從蝗蟲種群中隨機抽出100個個體，調(diào)查發(fā)現(xiàn)控制翅色的基因型為AA、Aa和aa，其個體分別是30、60和10個。那么A和a的基因頻率分別是多少?練一練重要四. 基因頻率的計算從蝗蟲種群中隨機抽出100個個體，調(diào)查發(fā)現(xiàn)控制翅色的基因型為AA、Aa和aa，其個體分別是30、60和10個。那么A和a的基因頻率分別是多少?練一練A基因的基因頻率為:A%=AA+a2AAAa2(AAAaaa)=230602100= 60%a基因的基因頻率為：a%=aA+a2aaAa2(AAAaaa)=210602100= 40%（2）通過基因型頻率計算基因頻率四. 基因頻率

5、的計算某種基因的基因頻率=某種基因的純合子頻率+1/2雜合子頻率A%=AA% +1/2 Aa%A基因的基因頻率為:a基因的基因頻率為：a%= aa% +1/2 Aa%調(diào)查發(fā)現(xiàn)某蝗蟲種群中控制翅色的基因型為AA、Aa和aa，其基因頻率分別占30%、60%和10%。那么A和a的基因頻率分別是多少?練一練A=30% +1/2 X 60% = 60%a=10% +1/2 X 60% = 40%四. 基因頻率的計算思考與討論從某蝗蟲種群中隨機抽出100個個體，測知基因型為AA、Aa和aa的個體分別是30、60和10個。若該種群非常大，所有雌雄個體間隨機交配并產(chǎn)生后代，沒有遷入和遷出，無自然選擇，無突變，

6、根據(jù)孟德爾分離定律計算：（1）該種群產(chǎn)生的A、a配子的比率各是多少？（2）F1代的基因型頻率各是多少？（3）F1代種群的基因頻率各是多少？（4）將計算結(jié)果填入表格，想一想， F2代、 F3代以及若干代以后，種群的基因頻率會改變嗎？ 四. 基因頻率的計算思考與討論從某蝗蟲種群中隨機抽出100個個體，測知基因型為AA、Aa和aa的個體分別是30、60和10個。若該種群非常大，所有雌雄個體間隨機交配并產(chǎn)生后代，沒有遷入和遷出，無自然選擇，無突變，根據(jù)孟德爾分離定律計算：（1）該種群產(chǎn)生的A、a配子的比率各是多少？（2）F1代的基因型頻率各是多少？（3）F1代種群的基因頻率各是多少？（4）將計算結(jié)果填

7、入表格，想一想， F2代、 F3代以及若干代以后，種群的基因頻率會改變嗎？ 四. 基因頻率的計算思考與討論親代基因型頻率AA（30%）Aa（60%）aa（10%）配子的比率子代基因型頻率子代基因頻率 Aa=24%aa=16%AA=36%A（60%）a（40%）卵細(xì)胞精子F1代的基因型頻率 AA %=36% Aa %=48% aa %=16%A（60%）a（40%）Aa=24%A（ ）A（ ）a（ ）a（ ）30%30%30%10%A（ ）60%a（ ）40%AA（ ）Aa（ ）aa（ ）36%48%16%四. 基因頻率的計算思考與討論從某蝗蟲種群中隨機抽出100個個體，測知基因型為AA、Aa和

8、aa的個體分別是30、60和10個。若該種群非常大，所有雌雄個體間隨機交配并產(chǎn)生后代，沒有遷入和遷出，無自然選擇，無突變，根據(jù)孟德爾分離定律計算：（1）該種群產(chǎn)生的A、a配子的比率各是多少？（2）F1代的基因型頻率各是多少？（3）F1代種群的基因頻率各是多少？（4）將計算結(jié)果填入表格，想一想， F2代、 F3代以及若干代以后，種群的基因頻率會改變嗎？ 四. 基因頻率的計算 親代子一代 子二代 子三代基因型頻率AA30%Aa60%aa10%基因頻率A60%a40%36%48%16%60%40%思考與討論36%48%16%60%40%36%48%16%60%40%若種群中個體間隨機交配，則后代中的

9、基因頻率和基因型頻率均不變發(fā)現(xiàn)五.哈迪-溫伯格定律哈迪-溫伯格定律是指在理想狀態(tài)下，各等位基因的頻率和等位基因的基因型頻率在遺傳中是穩(wěn)定不變的，即保持著基因平衡。群體無限大，群體所有雌雄自由交配，沒有選擇、遷移、突變。處于平衡狀態(tài)的種群，一對等位基因Aa，如果用p代表A基因的基因頻率，q代表基因a的頻率，那么雄配子/雌配子A(p)a(q)A(p)a(q)AA (p2)Aa (pq)Aa (pq)aa (q2) (pq)=A%+a%=1（p + q)2= p2+2pq+q2=AA%+Aa%+aa%=1 A% a% AA% Aa% aa% 基因突變的普遍性五.哈迪-溫伯格定律1.上述計算結(jié)果是在理

10、想狀態(tài)下（群體無限大，群體所有雌性自由交配，沒有選擇、遷移、突變）計算的，對自然界的種群來說，這五個條件能否都成立嗎？思考滿足這五個假設(shè)條件的種群是理想的種群,在自然條件下,這樣的種群是不存在的。即使前4個條件可以滿足，但基因突變和染色體變異總會發(fā)生的。這也從反面說明了在自然界中,種群的基因頻率遲早要發(fā)生變化,也就是說種群的進化是必然的.象海豹五.小結(jié)與練習(xí)1、種群是生物進化的單位，也是生物（ ）的單位。2、影響基因頻率的因素：3、生物進化的實質(zhì)就是：基因突變、基因重組、染色體變異和自然選擇。種群基因頻率發(fā)生變化的過程。即：種群基因頻率的改變。 生物進化=種群基因頻率變化。繁殖小結(jié)據(jù)調(diào)查得知，

11、某小學(xué)的學(xué)生中基因型比率為：XBXB：XBXb：XbXb：XBY：XbY=44：5：1：43：7，則Xb的基因頻率為 練習(xí)根據(jù)種群中某基因頻率=種群中該基因總數(shù)種群中該對等位基因總數(shù)100%Xb基因頻率=b基因總數(shù)(B+b)基因的總數(shù)100%=5+12+7442+52+12+43+7100%=9.3%六.突變和基因重組產(chǎn)生進化的原材料基因突變在自然界是普遍存在的，因此基因突變產(chǎn)生新的等位基因,這就可能使種群的基因頻率發(fā)生變化?？蛇z傳的基因突變才有可能會在種群中傳遞下去可遺傳的變異來源基因突變基因重組染色體變異突變六.突變和基因重組產(chǎn)生進化的原材料基因突變在自然界是普遍存在的，因此基因突變產(chǎn)生新

12、的等位基因,這就可能使種群的基因頻率發(fā)生變化，但是自然界，生物自發(fā)突變的頻率很低，而且突變大多數(shù)是有害的，為什么還能夠作為生物進化的原材料的呢？思考種群是由許多個體組成的，每個個體的每個細(xì)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。例：果蠅約有104對基因，假定每個基因的突變率都是10-5，若有一個中等數(shù)量的果蠅種群（約有108個個體），那么每一代出現(xiàn)基因突變數(shù)是多少呢？2 104 105 108=2 107個體群體有害和有利并不是絕對的，往往取決于生物的生存環(huán)境，因此選擇是定向。注意六.突變和基因重組產(chǎn)生進化的原材料基因突變新基因基因重組多種基因型大量的可遺傳變異基因突變產(chǎn)生了許

13、多新的等位基因，再通過基因重組，就出現(xiàn)了更多的基因型，但這些都是隨機的，不定向的。因此，突變和基因重組只產(chǎn)生生物進化的原材料，不能決定生物進化的方向。變異的根本來源變異的主要來源表現(xiàn)型越多進化七.自然選擇決定生物進化的方向被迫“黑化”的撲棱蛾子樺尺蠖廣布于歐亞大陸和北美。在工業(yè)革命之前，樺尺蛾的翅面多為蒼白色，當(dāng)它們停歇在樺樹白色的樹皮或者樹干附生的地衣上時，與環(huán)境幾乎融為一體工業(yè)革命之后，工廠的煤煙熏黑了樹干，殺死了樹干上附生的地衣，白色的樺尺蠖在這種環(huán)境就變得非常顯眼。1848年，研究者在英國的曼徹斯特采集到了第一只全黑色的樺尺蠖。此后，黑色型越來越多，主要集中在工業(yè)污染區(qū)。到了19世紀(jì)末

14、期，黑色樺尺蠖占了98%的比例，剩余的是很小部分白色和中間色型的蛾子。僅僅40年時間，這種蛾子的色型就隨著環(huán)境產(chǎn)生了巨大的變化。七.自然選擇決定生物進化的方向樺尺蠖種群中黑色基因（S）頻率為5%，淺灰色基因（s）頻率為95%樺尺蠖種群中黑色基因（S）頻率為95%，淺灰色基因（s）頻率為5%19世紀(jì)中葉前20世紀(jì)中葉七.自然選擇決定生物進化的方向19世紀(jì)中葉前20世紀(jì)中葉（1）根據(jù)前面所學(xué)的你能做出假設(shè)嗎？假設(shè)：自然選擇可以使種群的基因頻率定向改變(2）現(xiàn)在我們用數(shù)學(xué)方法來討論一下樺尺蠖基因頻率變化的原因。1870年樺尺蠖的基因型頻率為SS10% ； Ss20%； ss70%，在樹干變黑這一環(huán)境

15、條件下假如樹干變黑不利于樺尺蠖的生存，使得種群中淺色個體每年減少10%，黑色個體每年增加10%，以后的幾年內(nèi)，樺尺蠖種群每年的基因型頻率與基因頻率是多少呢？七.自然選擇決定生物進化的方向第1年第2年第3年第4年基因型頻率SS10%Ss20%ss70%基因頻率S20%s80%11.5%22.9%65.6%23%77%升高降低13.1%26%60.9 %26.1%73.9%14.7%29.2%56.1%29.3%70.7%(3)在這個探究實驗中根據(jù)上面的數(shù)據(jù)分析，變黑的環(huán)境對樺尺蠖產(chǎn)生了什么樣的影響？變黑的環(huán)境對樺尺蠖淺色個體的出生率有影響嗎？七.自然選擇決定生物進化的方向變黑的環(huán)境使控制淺色的s基因頻率減少,S基因頻率增加。許多淺色個體可能在沒有交配、產(chǎn)卵前就已被天敵捕食。(4)在自然選擇中，直接受選擇的是基因型還是表現(xiàn)型？天敵看到的是樺尺蠖的體色（表現(xiàn)型）而不是控制體色的基因自然選擇使基因頻率定向改變自然選擇決定生物進化的方向七.自然選擇決定生物進化的方向變異是不定向的不利變異被淘汰，有利變異逐漸積累種群的基因頻率發(fā)生定向改變生物朝一定方向緩慢進化自然選擇種群中產(chǎn)生的變異是（ ）的，經(jīng)過長期的自然選擇，其中不利變異被不斷淘汰，有利變異逐漸（ ），從而使種群的基因頻率發(fā)生（ ）改變，導(dǎo)致生物朝