現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容

第2節(jié)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容一、種群基因頻率改變與生物進(jìn)化某昆蟲群體的翅色是褐色（基因型為aa，偶然出現(xiàn)一綠色的變異個(gè)體（基因型為Aa，且綠色翅比褐色翅更不容易被敵害發(fā)現(xiàn)?！居懻摗?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(lái)嗎？2如果該綠色個(gè)體能很好的生活下來(lái)，它體內(nèi)的A基因怎樣才能傳遞給后代？綠色變異個(gè)體如果死亡前不能把A基因傳遞給后代，那它對(duì)生物進(jìn)化是沒(méi)有貢獻(xiàn)的,而有利變異的基因只有在群體中才能傳遞、擴(kuò)散，這個(gè)群體就是種群。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、種群概念：生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個(gè)體。例1：判斷下列是否屬于種群（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)的全部青蛙（4）一片草地上的全部蒲公英（5）一片草地上的成年梅花鹿×√×√×例2、下列關(guān)于種群的說(shuō)法不正確的是（）種群是生物進(jìn)化的基本單位種群是生物繁殖的基本單位C中國(guó)大陸上所有老虎是一個(gè)種群D同一種群的個(gè)體可以自由交配C2、種群的特點(diǎn)：P114種群中的個(gè)體彼此可以交配實(shí)行基因交流，并通過(guò)繁殖將各自的基因傳給后代。同前一年的種群相比，新形成的種群在基因組成上會(huì)有什么變化嗎？3、基因庫(kù)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(kù)中，某個(gè)基因占全部等位基因數(shù)的比率。在一個(gè)種群中，某種基因型個(gè)體數(shù)占該種群個(gè)體總數(shù)的比率。5基因型頻率：基因頻率的計(jì)算例1、某昆蟲種群中，綠色翅的基因?yàn)锳,褐色翅的基因?yàn)閍，調(diào)查發(fā)現(xiàn)AA、Aa、aa的個(gè)體分別占30、60、10,那么A、a的基因頻率是多少？A%=30×260200=60%200a%=10×2+60=40%1.通過(guò)基因型個(gè)體數(shù)量計(jì)算基因頻率方法規(guī)律

某種基因的個(gè)數(shù)種群中該對(duì)等位基因的總數(shù)某種基因的基因頻率=A%=AA×2+Aa（AA+Aa+aa）×2a%=aa×2+Aa（AA+Aa+aa)×2某基因頻率=（2×該基因雌性純合子個(gè)數(shù)＋雌性雜合子個(gè)數(shù)＋雄性含該基因個(gè)數(shù)）/（2×雌性個(gè)體總數(shù)＋雄性個(gè)體數(shù)）例題：從某個(gè)種群中隨機(jī)抽出100個(gè)個(gè)體，測(cè)知基因型為BB、Bb、bb和BY、bY的個(gè)體分別是44、5、1和43、7。求B和b的基因頻率。（二）通過(guò)基因型個(gè)體數(shù)量計(jì)算基因頻率（染色體）B的基因頻率：136÷150≈90．7%；b的基因頻率：14÷150≈9．3%方法某種群中AA、Aa、aa的個(gè)體分別占24%、72%、4%，那么A、a的基因頻率是多少？（）A36%和64%B57%和43%C24%和72%D60%和40%D某種基因的基因頻率=

某基因純合子頻率+1/2雜合子頻率2.通過(guò)基因型頻率計(jì)算基因頻率方法規(guī)律A%=24%+1/2X72%=60%a%=4%+1/2X72%=40%變式：據(jù)調(diào)查，某校學(xué)生中基因型的比例為BB（4232%）Bb（736%）bb（032%）BY（46%）bY（4%），則該地區(qū)B和b的基因頻率分別是（）A6%、8%B8%、92%C78%、92%D92%、8%D【案例2】假設(shè)上述昆蟲種群非常大（AA、Aa、aa的個(gè)體分別占30%、60%、10%，所有的雌雄個(gè)體間都能自由交配并產(chǎn)生后代，沒(méi)有遷入和遷出，自然選擇對(duì)翅色這一相對(duì)性狀沒(méi)有作用，基因A和a都不產(chǎn)生突變，根據(jù)孟德?tīng)柕姆蛛x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子一代基因型的頻率各是多少？3子一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(huì)同子一代一樣嗎？用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的變化將計(jì)算結(jié)果填入表格

36%24%16%AAAaAa24%aaA60%a40%卵子A60%a40%精子用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的變化探究活動(dòng)F1代基因型頻率AA%=36%Aa%=48%aa%=16%F1代基因頻率新代基因型的頻率AA(30%)Aa(60%)aa(10%)

配子的比率A()A()a()a()F1代基因型頻率AA()Aa()aa()F1代基因頻率A()a()30%30%30%10%36%48%16%60%40%A%=60%a%=40%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%3從后代的基因型頻率和基因頻率的計(jì)算結(jié)果中，發(fā)現(xiàn)了什么現(xiàn)象？用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的改變2計(jì)算子二代、子三代的基因頻率與基因型頻率。在理想條件下，種群的基因頻率和基因型頻率可以世代相傳不發(fā)生變化，保持平衡，叫做哈迪－溫伯格定律，也叫遺傳平衡定律。若用p代表A基因的頻率，q代表a基因的頻率，則：pq=1，并得出：p2代表AA的頻率，q2代表aa的頻率，2pq代表雜合子Aa的頻率?！鷓q2=p22pqq2=1

36%24%16%AAAaAa24%aaA60%a40%卵子A60%a40%精子

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%40%60%40%36%48%16%數(shù)據(jù)歸類處理結(jié)論：①該種群非常大②雌雄個(gè)體隨機(jī)交配③沒(méi)有遷入和遷出④無(wú)自然選擇的作用⑤不發(fā)生突變?cè)谟H代和子代間種群基因頻率穩(wěn)定不變一、種群基因頻率改變與生物進(jìn)化理想條件下①該種群非常大②雌雄個(gè)體隨機(jī)交配③沒(méi)有遷入和遷出④無(wú)自然選擇的作用⑤不發(fā)生突變突變、自然選擇自然條件下種群基因頻率改變生物進(jìn)化實(shí)質(zhì)就是種群基因頻率改變的過(guò)程。生物進(jìn)化是必然的種群基因頻率不變2在一個(gè)種群中，基因型AA、Aa、aa的個(gè)體分別占25%、50%、25%。若基因型aa的個(gè)體失去繁殖能力，則隨機(jī)交配一代后，子代中基因型為aa的個(gè)體所占的比例為（）A1/6B1/9C1/8D1/3B練習(xí)1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，該病的發(fā)病率大約為1/10000，請(qǐng)問(wèn)在人群中該苯丙酮尿癥隱性致病基因（a）基因的頻率以及攜帶此隱性基因的攜帶者（Aa）基因型頻率分別是（）A．1%和0．99%B．1%和1．98%C．1%和3．96%D．1%和0．198%B以上因素中，哪些因素是影響基因頻率變化的根本原因？變異引起種群基因頻率改變的因素是：基因突變、基因重組、染色體變異和自然選擇等。（一）突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料可遺傳的變異基因重組基因突變?nèi)旧w變異統(tǒng)稱為突變?cè)谧匀磺闆r下，突變的頻率是很低的，且多數(shù)是有害的，為什么還對(duì)生物的進(jìn)化有重要意義呢？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種群種群中突變的結(jié)果：突變數(shù)很大、不定向，產(chǎn)生新基因（型）=2×107基因重組基因突變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隨機(jī)的、不定向的提供了進(jìn)化的原材料因?yàn)橥蛔兒椭亟M都是隨機(jī)的、不定向的，因此只提供了生物進(jìn)化的原材料，不能決定生物的進(jìn)化方向？為什么突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料（三）自然選擇決定生物進(jìn)化的方向探究實(shí)驗(yàn):自然選擇對(duì)種群基因頻率變化的影響19世紀(jì)樺尺蠖種群20世紀(jì)樺尺蠖種群S=5%S=95%探究實(shí)驗(yàn)：自然選擇對(duì)種群基因頻率變化的影響（三）自然選擇決定生物進(jìn)化的方向提出問(wèn)題：種群中S基因（深色性狀）的頻率為什么越來(lái)越高？1111+22+63=11.5%【案例3】1870年樺尺蠖的基因型頻率為SS為10%，Ss為20%，ss為70%，在樹干變黑的環(huán)境條件下，使種群中淺色個(gè)體每年減少10%，黑色個(gè)體每年增加10%，幾年內(nèi)，樺尺蠖種群每年的基因型頻率與基因頻率？探究實(shí)驗(yàn)：自然選擇對(duì)種群基因頻率變化的影響探究實(shí)驗(yàn)：自然選擇對(duì)種群基因頻率變化的影響（三）自然選擇決定生物進(jìn)化的方向結(jié)論：環(huán)境的選擇作用使S基因頻率越來(lái)越高。即自然選擇使種群基因頻率發(fā)生定向改變。2在一個(gè)種群中，基因型AA、Aa、aa的個(gè)體分別占25%、50%、25%。若基因型aa的個(gè)體失去繁殖能力，