高中生物種群基因頻率的改變與生物進(jìn)化 教學(xué)課件

第2節(jié)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容一、種群基因頻率的改變與生物進(jìn)化第2節(jié)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容一、種群基因頻率的改變與生

如果在褐色翅(基因型為aa)昆蟲的群體中偶然出現(xiàn)一只綠色翅(基因型為Aa)的變異個(gè)體，且綠色比灰色更不易被捕食。那么：1、昆蟲的翅色將怎樣變化？問題探討：2、該綠色個(gè)體一定能被選擇下來嗎？為什么？3、如果該綠色個(gè)體能很好生活下來，它體內(nèi)的A基因怎樣才能傳遞給子代呢？4、如果Aa與其他個(gè)體交配生殖，后代還會是綠色的嗎？如果在褐色翅(基因型為aa)昆蟲的群體中偶然出現(xiàn)一只

出現(xiàn)有利變異個(gè)體內(nèi)的有利基因只有在群體中，通過有性生殖才能世代延續(xù)，另外有利變異的個(gè)體的后代不一定能真實(shí)遺傳。因此，研究生物的進(jìn)化，僅僅研究個(gè)體的表現(xiàn)形式是否與環(huán)境相適應(yīng)是不夠的，還需要研究群體的基因組成的變化，這個(gè)群體就是種群。出現(xiàn)有利變異個(gè)體內(nèi)的有利基因只有在群體中，通過有（一）種群是生物進(jìn)化的基本單位：1、種群概念：生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個(gè)體。臥龍自然保護(hù)區(qū)獼猴（一）種群是生物進(jìn)化的基本單位：1、種群概念：生活在一定區(qū)域例：判斷下列是否屬于種群（1）一個(gè)池塘中的全部鯉魚（2）一個(gè)池塘中的全部魚（3）一片草地上的全部植物（4）一片草地上的全部蒲公英例：判斷下列是否屬于種群（1）一個(gè)池塘中的全部鯉魚2、種群的特點(diǎn)：

種群中的個(gè)體并不是機(jī)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。

同前一年的蝗蟲種群相比，新形成的蝗蟲種群在基因組成上會有什么變化嗎？2、種群的特點(diǎn)：種群中的個(gè)體并不是機(jī)械地集合在3、基因庫：一個(gè)種群中全部個(gè)體所含有的全部基因。4、基因頻率：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。概念：3、基因庫：一個(gè)種群中全部個(gè)體所含有的全部基因。4、基因頻率例:從種群中隨機(jī)抽出100個(gè)個(gè)體，測知基因型為AA、Aa和aa的個(gè)體分別是30、60和10個(gè)。那么A和a的基因頻率是多少?解:A基因的基因頻率為:a基因的基因頻率為：基因頻率=某基因的數(shù)目某基因及其等位基因的總數(shù)=純合子基因型頻率+1/2雜合子基因型頻率=40%

=30%

+1/2×60%=60%

=10%

+1/2×60%=40%A%=×100%2×AA＋Aa2(AA＋Aa＋aa)a%=×100%=60%2×aa＋Aa2(AA＋Aa＋aa)×100%例:從種群中隨機(jī)抽出100個(gè)個(gè)體，測知基因型為AA、Aa和a思考與討論：

用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的變化1、假設(shè)上述①昆蟲種群非常大，所有的②雌雄個(gè)體間都能自由交配并產(chǎn)生后代，③沒有遷入和遷出，④自然選擇對翅色這一相對性狀沒有作用，⑤基因A和a都不產(chǎn)生突變，根據(jù)孟德爾的分離定律計(jì)算：(1)該種群產(chǎn)生的A配子和a配子的比率是多少？(2)子代基因型的頻率各是多少？(3)子代種群的基因頻率各是多少？(4)子二代、子三代以及若干代以后，種群的基因頻率會同子一代一樣嗎？思考與討論：用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的變化新代基因型的頻率AA(30%)Aa(60%)aa(10%)配子的比率A()A()a()a()子代基因型頻率AA()Aa()aa()子代基因頻率A()a()30%30%30%10%36%48%16%60%40%

由此可見，如果滿足上述五個(gè)條件，則親代和子代每一種基因的頻率都不會改變，到再下一代也是如此，也就是說基因頻率可以代代保持穩(wěn)定不變。這就是哈迪－溫伯格平衡，也叫遺傳平衡定律。

新代基因型的頻率AA(30%)Aa(60%)aa(10%)配哈迪-溫伯格定律

處于平衡狀態(tài)的種群，一對等位基因A、a，A的頻率為p，a的頻率為q，則：

AA的頻率為p2；

Aa的頻率為2pq；

aa的頻率為q2哈迪-溫伯格定律可用數(shù)學(xué)方程式表示為：(p+q)2=p2+2pq+q2哈迪-溫伯格定律處于平衡狀態(tài)的種群，一對等位2、上述計(jì)算結(jié)果是建立在五個(gè)假設(shè)條件基礎(chǔ)上的。對自然界的種群來說，這五個(gè)條件都成立嗎？你能舉出哪些實(shí)例？3、如果該種群出現(xiàn)新的突變型，也就是產(chǎn)生新的等位基因A2，種群的基因頻率會變化嗎？基因A2的頻率可能會怎樣變化？

在自然條件下，哈迪-溫伯格定律所需的五個(gè)條件是難以滿足的，即使前4個(gè)條件可以滿足，基因突變和染色體變異總會發(fā)生。因而基因頻率總是要發(fā)生改變，也就是說進(jìn)化在任何種群中都是必然要發(fā)生的。2、上述計(jì)算結(jié)果是建立在五個(gè)假設(shè)條件基礎(chǔ)上的。對自然界的種群第2課時(shí)第2課時(shí)影響種群基因頻率變化的原因是什么？是變異

變異的類型有那些？影響種群基因頻率變化的根本原因是什么？不能遺傳的變異可遺傳的變異基因突變基因重組染色體變異影響種群基因頻率變化的原因是什么？是變異2．種群基因重組的結(jié)果：產(chǎn)生更多變異(基因型)、不定向（二）突變和基因重組產(chǎn)生生物進(jìn)化的原材料1.基因突變的特點(diǎn)：普遍存在，隨機(jī)發(fā)生，突變頻率很低，多數(shù)對生物體是有害的，不定向的3.基因突變和染色體變異統(tǒng)稱為突變。2．種群基因重組的結(jié)果：（二）突變和基因重組產(chǎn)生生物進(jìn)化的原

基因突變與基因頻率改變有什么關(guān)系？為什么？

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。

在自然情況下，突變的頻率是很低的，且多數(shù)是有害的，對生物的進(jìn)化有重要意義嗎？

種群是由許多個(gè)體組成的，每個(gè)個(gè)體的每一個(gè)細(xì)胞內(nèi)都有成千上萬個(gè)基因，這樣每一代就會產(chǎn)生大量的突變。

如果蠅約有104對基因，假定每個(gè)基因的突變頻率是10－5，對于一個(gè)中等大小的果蠅種群（約有108個(gè)個(gè)體）來說每一代出現(xiàn)的基因突變數(shù)是：

2×104×10－5×108＝2×107（個(gè)）基因突變與基因頻率改變有什么關(guān)系？為什么？某海島上的昆蟲出現(xiàn)殘翅和無翅類型某海島上的昆蟲出現(xiàn)殘翅和無翅類型（二）突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料突變基因重組新的等位基因多種多樣的基因型種群中出現(xiàn)大量可遺傳的變異變異是不定向的形成了進(jìn)化的原材料,不能決定生物進(jìn)化的方向（二）突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料突變基因重組新的等位基因由于突變和基因重組，樺尺蠖形成了不同的體色（黑色S、淺色s）英19世紀(jì)曼徹斯特英20世紀(jì)曼徹斯特S(黑色)基因頻率：樺尺蠖樺尺蠖5%以下95%以上探究自然選擇對基因頻率變化的影響由于突變和基因重組，樺尺蠖形成了不同的體色（黑色S、淺色s）探究自然選擇對基因頻率變化的影響第1年第2年第3年第4年……基因型頻率SS10%11.5%Ss20%22.9%ss70%65.6%基因頻率S20%23%s80%77%13.1%26%60.9%26.1%73.9%14.7%29.2%56.1%29.3%70.7%升高降低探究自然選擇對基因頻率變化的影響第1年第2年原因是：淘汰不利變異基因、積累有利變異基因結(jié)果是：使基因頻率定向改變。（三）自然選擇決定生物進(jìn)化的方向原因是：（三）自然選擇決定生物進(jìn)化的方向種群中產(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)致生物朝向一定方向進(jìn)化?？梢?，生物進(jìn)化的方向是由（）決定的。不定向積累定向自然選擇種群中產(chǎn)生的變異（）自然選擇方向()不定向定向種群中產(chǎn)生的變異是（）的，經(jīng)影響基因頻率的因素：突變、基因重組生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)就是：

種群是生物進(jìn)化的基本單位，也是生物（）的單位。繁殖生物進(jìn)化=種群基因頻率變化種群基因頻率發(fā)生變化的過程。小結(jié)：和自然選擇影響基因頻率的因素：突變、基因重組生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)就是：某工廠有男女職工各200名，對他們進(jìn)行調(diào)查時(shí)發(fā)現(xiàn)，女性色盲基因攜帶者為15人，女性患者1人，男性患者14人，這個(gè)群體中色盲基因的頻率應(yīng)為（）。

A、15%B、3.88%C、5.17%D、10.3%色盲（b）基因頻率＝15＋1×2＋14200×2＋200＝5.17％C課堂練習(xí)：×100%某工廠有男女職工各200名，對他們進(jìn)行調(diào)查時(shí)發(fā)現(xiàn)，女性色盲基1、已知人眼中的褐色（A）對藍(lán)色(a)是顯性。在一個(gè)有30000人的人群中，藍(lán)眼人有3600人，褐眼的有26400人，其中純合體有12000人。那么，在這個(gè)人群中A和a基因頻率分布為（）

（A）0.64和0.36（B）0.36和0.64

（C）0.50和0.50（D）0.82和0.182、在某一種群中，已調(diào)查得知，隱性性狀者（等位基因用A、a表示）占16%，那么該性狀的AA、Aa基因型個(gè)體出現(xiàn)的頻率分別為（）

A.0.36、0.48B.0.36、0.24C.0.16、0.48D.0.480.36AA1、已知人眼中的褐色（A）對藍(lán)色(a)是顯性。在一個(gè)有3003、據(jù)調(diào)查，某校學(xué)生中基因型的比例為XBXB（42.32%）

XBXb（7.36%）

XbXb（0.32%）

XBY

（46%）

XbY（4%），則該地區(qū)

XB和Xb的基因頻率分別是（）A.6%、8%B.8%、92%C.78%、92%D.92%、8%D3、據(jù)調(diào)查，某校學(xué)生中基因型的比例為XBXB（42.32%第2節(jié)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容一、種群基因頻率的改變與生物進(jìn)化第2節(jié)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容一、種群基因頻率的改變與生

如果在褐色翅(基因型為aa)昆蟲的群體中偶然出現(xiàn)一只綠色翅(基因型為Aa)的變異個(gè)體，且綠色比灰色更不易被捕食。那么：1、昆蟲的翅色將怎樣變化？問題探討：2、該綠色個(gè)體一定能被選擇下來嗎？為什么？3、如果該綠色個(gè)體能很好生活下來，它體內(nèi)的A基因怎樣才能傳遞給子代呢？4、如果Aa與其他個(gè)體交配生殖，后代還會是綠色的嗎？如果在褐色翅(基因型為aa)昆蟲的群體中偶然出現(xiàn)一只

出現(xiàn)有利變異個(gè)體內(nèi)的有利基因只有在群體中，通過有性生殖才能世代延續(xù)，另外有利變異的個(gè)體的后代不一定能真實(shí)遺傳。因此，研究生物的進(jìn)化，僅僅研究個(gè)體的表現(xiàn)形式是否與環(huán)境相適應(yīng)是不夠的，還需要研究群體的基因組成的變化，這個(gè)群體就是種群。出現(xiàn)有利變異個(gè)體內(nèi)的有利基因只有在群體中，通過有（一）種群是生物進(jìn)化的基本單位：1、種群概念：生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個(gè)體。臥龍自然保護(hù)區(qū)獼猴（一）種群是生物進(jìn)化的基本單位：1、種群概念：生活在一定區(qū)域例：判斷下列是否屬于種群（1）一個(gè)池塘中的全部鯉魚（2）一個(gè)池塘中的全部魚（3）一片草地上的全部植物（4）一片草地上的全部蒲公英例：判斷下列是否屬于種群（1）一個(gè)池塘中的全部鯉魚2、種群的特點(diǎn)：

種群中的個(gè)體并不是機(jī)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。

同前一年的蝗蟲種群相比，新形成的蝗蟲種群在基因組成上會有什么變化嗎？2、種群的特點(diǎn)：種群中的個(gè)體并不是機(jī)械地集合在3、基因庫：一個(gè)種群中全部個(gè)體所含有的全部基因。4、基因頻率：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。概念：3、基因庫：一個(gè)種群中全部個(gè)體所含有的全部基因。4、基因頻率例:從種群中隨機(jī)抽出100個(gè)個(gè)體，測知基因型為AA、Aa和aa的個(gè)體分別是30、60和10個(gè)。那么A和a的基因頻率是多少?解:A基因的基因頻率為:a基因的基因頻率為：基因頻率=某基因的數(shù)目某基因及其等位基因的總數(shù)=純合子基因型頻率+1/2雜合子基因型頻率=40%

=30%

+1/2×60%=60%

=10%

+1/2×60%=40%A%=×100%2×AA＋Aa2(AA＋Aa＋aa)a%=×100%=60%2×aa＋Aa2(AA＋Aa＋aa)×100%例:從種群中隨機(jī)抽出100個(gè)個(gè)體，測知基因型為AA、Aa和a思考與討論：

用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的變化1、假設(shè)上述①昆蟲種群非常大，所有的②雌雄個(gè)體間都能自由交配并產(chǎn)生后代，③沒有遷入和遷出，④自然選擇對翅色這一相對性狀沒有作用，⑤基因A和a都不產(chǎn)生突變，根據(jù)孟德爾的分離定律計(jì)算：(1)該種群產(chǎn)生的A配子和a配子的比率是多少？(2)子代基因型的頻率各是多少？(3)子代種群的基因頻率各是多少？(4)子二代、子三代以及若干代以后，種群的基因頻率會同子一代一樣嗎？思考與討論：用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的變化新代基因型的頻率AA(30%)Aa(60%)aa(10%)配子的比率A()A()a()a()子代基因型頻率AA()Aa()aa()子代基因頻率A()a()30%30%30%10%36%48%16%60%40%

由此可見，如果滿足上述五個(gè)條件，則親代和子代每一種基因的頻率都不會改變，到再下一代也是如此，也就是說基因頻率可以代代保持穩(wěn)定不變。這就是哈迪－溫伯格平衡，也叫遺傳平衡定律。

新代基因型的頻率AA(30%)Aa(60%)aa(10%)配哈迪-溫伯格定律

處于平衡狀態(tài)的種群，一對等位基因A、a，A的頻率為p，a的頻率為q，則：

AA的頻率為p2；

Aa的頻率為2pq；

aa的頻率為q2哈迪-溫伯格定律可用數(shù)學(xué)方程式表示為：(p+q)2=p2+2pq+q2哈迪-溫伯格定律處于平衡狀態(tài)的種群，一對等位2、上述計(jì)算結(jié)果是建立在五個(gè)假設(shè)條件基礎(chǔ)上的。對自然界的種群來說，這五個(gè)條件都成立嗎？你能舉出哪些實(shí)例？3、如果該種群出現(xiàn)新的突變型，也就是產(chǎn)生新的等位基因A2，種群的基因頻率會變化嗎？基因A2的頻率可能會怎樣變化？

在自然條件下，哈迪-溫伯格定律所需的五個(gè)條件是難以滿足的，即使前4個(gè)條件可以滿足，基因突變和染色體變異總會發(fā)生。因而基因頻率總是要發(fā)生改變，也就是說進(jìn)化在任何種群中都是必然要發(fā)生的。2、上述計(jì)算結(jié)果是建立在五個(gè)假設(shè)條件基礎(chǔ)上的。對自然界的種群第2課時(shí)第2課時(shí)影響種群基因頻率變化的原因是什么？是變異

變異的類型有那些？影響種群基因頻率變化的根本原因是什么？不能遺傳的變異可遺傳的變異基因突變基因重組染色體變異影響種群基因頻率變化的原因是什么？是變異2．種群基因重組的結(jié)果：產(chǎn)生更多變異(基因型)、不定向（二）突變和基因重組產(chǎn)生生物進(jìn)化的原材料1.基因突變的特點(diǎn)：普遍存在，隨機(jī)發(fā)生，突變頻率很低，多數(shù)對生物體是有害的，不定向的3.基因突變和染色體變異統(tǒng)稱為突變。2．種群基因重組的結(jié)果：（二）突變和基因重組產(chǎn)生生物進(jìn)化的原

基因突變與基因頻率改變有什么關(guān)系？為什么？

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。

在自然情況下，突變的頻率是很低的，且多數(shù)是有害的，對生物的進(jìn)化有重要意義嗎？

種群是由許多個(gè)體組成的，每個(gè)個(gè)體的每一個(gè)細(xì)胞內(nèi)都有成千上萬個(gè)基因，這樣每一代就會產(chǎn)生大量的突變。

如果蠅約有104對基因，假定每個(gè)基因的突變頻率是10－5，對于一個(gè)中等大小的果蠅種群（約有108個(gè)個(gè)體）來說每一代出現(xiàn)的基因突變數(shù)是：

2×104×10－5×108＝2×107（個(gè)）基因突變與基因頻率改變有什么關(guān)系？為什么？某海島上的昆蟲出現(xiàn)殘翅和無翅類型某海島上的昆蟲出現(xiàn)殘翅和無翅類型（二）突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料突變基因重組新的等位基因多種多樣的基因型種群中出現(xiàn)大量可遺傳的變異變異是不定向的形成了進(jìn)化的原材料,不能決定生物進(jìn)化的方向（二）突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料突變基因重組新的等位基因由于突變和基因重組，樺尺蠖形成了不同的體色（黑色S、淺色s）英19世紀(jì)曼徹斯特英20世紀(jì)曼徹斯特S(黑色)基因頻率：樺尺蠖樺尺蠖5%以下95%以上探究自然選擇對基因頻率變化的影響由于突變和基因重組，樺尺蠖形成了不同的體色（黑色S、淺色s）探究自然選擇對基因頻率變化的影響第1年第2年第3年第4年……基因型頻率SS10%11.5%Ss20%22.9%ss70%65.6%基因頻率S20%23%s80%77%13.1%26%60.9%26.1%73.9%14.7%29.2%56.1%29.3%70.7%升高降低探究自然選擇對基因頻率變化的影響第1年第2年原因是：淘汰不利變異基因、積累有利變異基因結(jié)果是：使基因頻率定向改變。（三）自然選擇決定生物進(jìn)化的方向原因是：（三）自然選擇決定生物進(jìn)化的方向種群中產(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)致生物朝向一定方向進(jìn)化?？梢?，生物進(jìn)化的方向是由（）決定的。不定向積累定向自然選擇種群中產(chǎn)生的變異（）自然選擇方向()不定向定向種群中產(chǎn)生的變異是（）的，經(jīng)影響基因頻率的因素：突變、基因重組生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)就是：

種群是生物進(jìn)化的基本單位，也是生物（）的單位。繁殖生物進(jìn)化=種群基因頻率變化