人教版生物《現(xiàn)代生物進(jìn)化理論主要內(nèi)容》-完整版課件

第2節(jié)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容人教版高中生物必修2

單位：哈爾濱第十一中學(xué)作者楊晶探

究

活

動(dòng)情景：如果在灰色翅（基因型為aa)昆蟲的群體中偶然出現(xiàn)一只綠色翅（Aa)的變異個(gè)體，且綠色比灰色更不容易被敵害發(fā)現(xiàn)。討論題目：1.根據(jù)達(dá)爾文“適者生存、不適者淘汰”的觀點(diǎn)該綠色個(gè)體能被選擇下來嗎？2.如果該綠色個(gè)體能很好的生活下來，它體內(nèi)的A基因怎樣才能傳遞給后代？

在自然界中，沒有哪一個(gè)體是長生不死的，個(gè)體的表現(xiàn)型也會(huì)隨著個(gè)體的死亡而消失，但決定表現(xiàn)型的基因卻可以通過有性生殖才傳給后代，因此研究生物的進(jìn)化僅僅研究個(gè)體的表現(xiàn)型是否與環(huán)境適應(yīng)是不夠的，還需要研究群體的基因組成變化。1.種群是生物進(jìn)化的基本單位(1)種群的概念

生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個(gè)體叫做種群.種群是進(jìn)化和繁殖的基本單位。（1）一個(gè)池塘中的全部魚（2）一個(gè)池塘中的全部鯉魚（3）兩個(gè)池塘內(nèi)的全部鯉魚（4）一片草地上的成年梅花鹿（5）一塊稻田里的全部幼蚜、有翅、無翅的成蚜1.種群是生物進(jìn)化的基本單位(1)種群的概念第二節(jié)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容(2)基因庫

一個(gè)種群中全部個(gè)體所含有的全部基因，叫做這個(gè)種群的基因庫1.種群是生物進(jìn)化的基本單位(1)種群的概念第二節(jié)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容(2)基因庫(3)基因頻率①概念

在一個(gè)種群基因庫中，某個(gè)基因占全部等位基因數(shù)的比率，叫做基因頻率1.種群是生物進(jìn)化的基本單位(1)種群的概念第二節(jié)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容(2)基因庫(3)基因頻率①概念②基因頻率計(jì)算方法基因頻率的計(jì)算方法例1.從某種群中抽樣100個(gè)個(gè)體，測(cè)知基因型為AA、Aa、aa的個(gè)體分別為30、60、10個(gè)，A和a的基因頻率？

A基因的頻率為（2×30+60）/（100×2）×100％=60％，a基因的頻率為（2×10+60）/（100×2）×100％=40％例題剖析例.據(jù)調(diào)查得知，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（）A.13.2%B.5%C.14%D.9.3%解析：基因頻率是某基因在某個(gè)種群中出現(xiàn)的比例?；蝾l率=該基因的總數(shù)/該等位基因的總數(shù)。因此，Xb的基因頻率=（1×5％+2×１％+1×7%）÷（2×44%+2×5％+2×１％+1×43％+1×7%）答案：DQ:如果某一種群繁殖若干代以后，其基因頻率會(huì)不會(huì)發(fā)生改變呢？探

究

活

動(dòng)P115用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的改變假設(shè)的昆蟲群體滿足以下五個(gè)條件：①昆蟲群體數(shù)量足夠大，②全部的雌雄個(gè)體間都能自由交配并能產(chǎn)生后代，③沒有遷入與遷出，④AA、Aa、aa三種基因型昆蟲的生存能力完全相同（也就是說自然選擇對(duì)A、a控制的翅型性狀沒作用）⑤也沒有基因突變和染色體變異。計(jì)算子一代、子二代、子三代的基因頻率與基因型頻率在有性生殖過程中，產(chǎn)生的雌雄配子：

36%24%16%AAAaAa24%aaA60%a40%卵子A60%a40%精子遺傳平衡定律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%36%16%48%60%60%40%40%36%48%16%

發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律和特點(diǎn)？哈迪——溫伯格定律：

1908年，英國數(shù)學(xué)家哈迪和德國醫(yī)生溫伯格分別提出關(guān)于基因頻率穩(wěn)定性的見解。他們指出，一個(gè)有性生殖的自然種群中，在符合以下5個(gè)條件的情況下，各等位基因的頻率和等位基因的基因型頻率在一代一代的遺傳中是穩(wěn)定不變的，或者說，是保持著基因平衡的。5個(gè)條件是：①種群大；②種群中個(gè)體間的交配是隨機(jī)的；③沒有突變發(fā)生；④沒有新基因加入；⑤沒有自然選擇。哈迪-溫伯格定律可用數(shù)學(xué)方程式表示：(p＋q)2=p2＋2pq＋q2=1其中p代表A基因的頻率，q代表a基因的頻率。p+q永遠(yuǎn)為1，p2代表AA的頻率，

q2代表aa的頻率，2pq代表雜合子Aa的頻率。

例題剖析例1.一種蛾中控制淺顏色的等位基因是隱性的，控制深顏色的等位基因是顯性的。假設(shè)有640只淺色的蛾和369只深色的蛾，群體是哈迪——溫伯格平衡，那么雜合子蛾的基因頻率為多少?

解析：設(shè)顯性基因頻率為p，隱性基因頻率為q。根據(jù)(p+q)2=p2+2pq+q2=1，已知q2=640/（640+369）=0.63，因此q≈0.8。又因?yàn)閜+q=1，所以p=1-q=1-0.8=0.2，根據(jù)哈迪——溫伯格平衡，雜合子蛾在群體中應(yīng)為：2pq=2×0.8×0.2=0．32。

例2.色盲基因出現(xiàn)的頻率為7%，一個(gè)正常男性與一個(gè)無親緣關(guān)系的女性結(jié)婚，子代患色盲的可能性是（）A.7/400B.8/400C.13/400D.14/400D分析一：色盲基因出現(xiàn)的頻率為7%，即Xb的基因頻率是7%，XB的基因頻率為1-7%=93%。在自然女性人群中按(XB+Xb)2展開可知，出現(xiàn)XBXb的概率為2×7%×93%=13%,出現(xiàn)XbXb的概率為7%×7%=0.49%。這樣，此正常男性與色盲基因攜帶者XBXb結(jié)婚，并使后代患病的概率是：XBXb（13%）×XBY→Xb（13/200）×Y（1/2）→XbY（13/400）;而此正常男性與女性色盲XbXb結(jié)婚，并使后代患病的概率是：XbXb（0.49%）×XBY→Xb（0.49%）×Y（1/2）→XbY（1/400），則正常男性與一個(gè)無親緣關(guān)系的女性結(jié)婚，子代患色盲的可能性是：13/400+1/400=14/400=3.5%。分析二：Xb的基因頻率是7%，即在女性中Xb配子出現(xiàn)的概率是7%。一個(gè)正常男性與一個(gè)無親緣關(guān)系的女性結(jié)婚時(shí)，所生孩子中，只可能男孩患病。所以，正常男性產(chǎn)生含Y染色體的精子的概率是1/2，女性中Xb配子出現(xiàn)的概率是7%，即生一個(gè)XbY的孩子的概率是1/2×7%=3.5%影響基因頻率的因素1.種群是生物進(jìn)化的基本單位(1)種群的概念第二節(jié)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容(2)基因庫(3)基因頻率(4)影響基因頻率變化的因素

基因突變、基因重組和自然選擇等因素1.種群是生物進(jìn)化的基本單位第二節(jié)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容2.突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料

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.種群中突變的特點(diǎn)：突變數(shù)很大、隨機(jī)、不定向

例如：果蠅約有104對(duì)基因，假定每個(gè)基因的突變率都是10－5，若有一個(gè)中等數(shù)量的果蠅種群（約有108個(gè)個(gè)體），那么每一代出現(xiàn)基因突變數(shù)是多少呢？

2×104×10－5個(gè)體×108種群=2×107一.種群基因頻率的改變與生物進(jìn)化1.種群是生物進(jìn)化的基本單位第二節(jié)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容2.突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料(1)突變(基因突變+染色體變異）(2)基因重組

基因突變產(chǎn)生新的等位基因，通過有性生殖的基因重組，形成多種多樣的基因型。使種群出現(xiàn)大量的可遺傳變異。1.種群是生物進(jìn)化的基本單位第二節(jié)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容2.突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料(1)突變(2)基因重組(3)突變和基因重組只是產(chǎn)生了生物進(jìn)化的原材料，不能決定生物進(jìn)化的方向（變異是不定向的）誰決定進(jìn)化方向？

P116請(qǐng)大家閱讀并思考？

黑色的生活環(huán)境不利于淺色樺尺蠖的生存，而有利于黑色樺尺蠖生存，自然選擇可以使種群的基因頻率發(fā)生定向改變數(shù)學(xué)模型化

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(gè)體每年減少10%，黑色個(gè)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？第1年第2年第3年第4年……基因型頻率SS10%11.5%Ss20%22.9%ss70%6