種群基因頻率的改變與生物進化

關于種群基因頻率的改變與生物進化2、基因庫：3、基因頻率一個種群的全部個體所含的全部基因某個基因占全部等位基因數的比例

每一個種群都有它的基因庫，種群的個體一代一代地死亡，但基因庫卻在代代相傳過程中保持和發(fā)展。第2頁,共57頁，2024年2月25日，星期天例題:從種群中隨機抽出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.那么A和a的基因頻率是多少?解:A的基因頻率為:a的基因頻率為：=純合子基因型頻率+1/2雜合子基因型頻率=60%=40%PA=2×AA＋Aa2(AA＋Aa＋aa)×100%Pa=2×aa＋Aa2(AA＋Aa＋aa)×100%即：PA=PAA+1/2PAa一對等位基因的頻率之和為1基因頻率=某基因的數目全部等位基因的總數×100%第3頁,共57頁，2024年2月25日，星期天哈迪-溫伯格定律（遺傳平衡定律）1908年，英國數學家哈迪和德國醫(yī)生溫伯格分別提出關于基因穩(wěn)定性的見解。他們指出，一個有性生殖的自然種群中，在符合以下五個條件的情況下，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?；蛘哒f是保持著基因平衡的。這五個條件是：1、種群很大

2、個體之間隨機交配

3、沒有突變產生

4、沒有個體遷入遷出

5、沒有自然選擇第4頁,共57頁，2024年2月25日，星期天基因頻率與基因型頻率的關系

處于平衡狀態(tài)的種群，一對等位基因A和a，A的基因頻率為p，a的基因頻率為q，則：哈迪-溫伯格定律可用數學方程式表示為：(p+q)2=p2+2pq+q2=1=PAA+PAa+PaaAA的基因型頻率為p2Aa的基因型頻率為2pqaa的基因型頻率為q2第5頁,共57頁，2024年2月25日，星期天

例、在某一種群中，已調查得知，隱性性狀者（等位基因用A、a表示）占16%，那么該性狀的AA、Aa基因型個體出現(xiàn)的頻率分別為（）A.0.36、0.48B.0.36、0.24C.0.16、0.48D.0.48、0.36A第6頁,共57頁，2024年2月25日，星期天(二)、突變和基因重組產生進化的原材料可遺傳變異為進化提供了原材料特點：隨機、不定向結果：不能決定生物進化的方向，只是提供進化的原材料。基因突變染色體變異基因重組突變第7頁,共57頁，2024年2月25日，星期天實例：在經常刮大風的海島上，無翅或殘翅的昆蟲特別多第8頁,共57頁，2024年2月25日，星期天（三）、自然選擇決定生物進化的方向

從宏觀（性狀）上來看進化過程：性狀與環(huán)境色彩相似，較能適應環(huán)境而大量生存；性狀與環(huán)境色彩差異很大，易被捕食者捕食而大量被淘汰。表現(xiàn)為適者生存，不適者被淘汰。

從微觀（基因）來看進化過程為：淘汰不利變異的基因，保留了有利變異基因，通過遺傳逐漸積累。第9頁,共57頁，2024年2月25日，星期天原因：淘汰不利變異基因、積累有利變異基因。結論：自然選擇決定生物進化的方向結果：使基因頻率定向改變。變異是不定向的，自然選擇是定向的.第10頁,共57頁，2024年2月25日，星期天生物進化過程的實質:種群基因頻率發(fā)生變化的過程。

種群中的基因頻率是可以改變的，導致基因頻率改變的因素是：突變、基因重組、自然選擇、遺傳漂變、遷移等。第11頁,共57頁，2024年2月25日，星期天遺傳漂變

在一個種群中，某種基因的頻率為1﹪，如果這個種群有100萬個個體，含這種基因的個體就有成千上萬個。如果這個種群只有50個個體，含這種基因的個體就只有1個。在這種情況下，可能會由于這個個體偶然死亡或沒有交配，而使這種基因在種群中消失，這種現(xiàn)象叫遺傳漂變。一般種群越小，遺傳漂變越顯著。第12頁,共57頁，2024年2月25日，星期天遷移

在一個種群中，如果含有A基因的個體比含有a基因的個體更多地遷移到另一地區(qū)，那么，這個種群中A基因和a基因的頻率就會發(fā)生相應的變化。第13頁,共57頁，2024年2月25日，星期天二、隔離與物種的形成1、物種：能夠在自然狀態(tài)下相互交配并且產生可育后代的一群生物，稱為一個物種。不同物種特點：一般不能交配，即使交配成功，也不能產生可育的后代。（生殖隔離）第14頁,共57頁，2024年2月25日，星期天馬驢騾生殖隔離第15頁,共57頁，2024年2月25日，星期天地理隔離

同一種生物由于地理上的障礙而分成不同的種群，使得種群間不能發(fā)生基因交流的現(xiàn)象。第16頁,共57頁，2024年2月25日，星期天

世界各地的人雖然各有不同，但他們之間可以彼此通婚，并且產生可育的后代。因此，全世界的人在生物學上屬于同一個物種——智人。第17頁,共57頁，2024年2月25日，星期天2.隔離在物種形成中的作用隔離：不同種群間的個體，在自然條件下基因不能自由交流的現(xiàn)象。類型地理隔離生殖隔離第18頁,共57頁，2024年2月25日，星期天新物種形成原來同一物種產生不同的突變和基因重組不同的基因庫不同的物種

地理隔離自然選擇生殖隔離不同的種群不同的種群的基因庫出現(xiàn)明顯差異第19頁,共57頁，2024年2月25日，星期天原始地雀分布于不同島嶼上（地理隔離）各地雀種群出現(xiàn)不同突變和基因重組不同種群間無基因交流不同種群基因頻率發(fā)生不同變化各島嶼環(huán)境不同，自然選擇導致不同種群的基因頻率改變有所差異長此以往，不同種群基因庫形成明顯差異最終產生生殖隔離，物種形成加拉帕戈斯群島不同種地雀形成圖解

第20頁,共57頁，2024年2月25日，星期天物種的形成：物種形成的方式有多種，經過長期地理隔離而達到生殖隔離是比較常見的方式。思考：物種的形成都需要先地理隔離嗎？因此隔離是物種形成的必要條件。如：二倍體西瓜和四倍體西瓜驟變式物種形成第21頁,共57頁，2024年2月25日，星期天物種形成的三個環(huán)節(jié)：（1）突變和基因重組（2）自然選擇（3）隔離:產生生物進化的原材料：使種群的基因頻率定向改變并決定生物進化的方向：新物種形成的必要條件第22頁,共57頁，2024年2月25日，星期天現(xiàn)代生物進化理論的基本觀點1、種群是生物進化的基本單位；2、生物進化的實質在于種群基因頻率的改變；3、突變和基因重組、自然選擇及隔離是物種形成的三個基本環(huán)節(jié)；

通過它們的綜合作用，種群產生分化，最終導致新物種的形成。以自然選擇學說為核心的現(xiàn)代生物進化理論的基本觀點：第23頁,共57頁，2024年2月25日，星期天總結●種群是生物進化的基本單位●突變和基因重組、自然選擇及隔離是物種形成過程的三個基本環(huán)節(jié)（突變和基因重組產生生物進化的原材料，自然選擇使種群的基因頻率定向改變并決定生物進化的方向，隔離是新物種形成的必要條件）。●生物進化的實質在于種群基因頻率的改變。以自然選擇學說為核心的現(xiàn)代生物進化理論的基本觀點：第24頁,共57頁，2024年2月25日，星期天

三共同進化與生物多樣性的形成第25頁,共57頁，2024年2月25日，星期天（一）共同進化：第26頁,共57頁，2024年2月25日，星期天捕食者的存在是否對被捕食者有害無益？第27頁,共57頁，2024年2月25日，星期天捕食者的存在是否對被捕食者有害無益？

捕食者所捕食的大多是被捕食者中年老、病弱或年幼的個體，客觀上起到促進種群發(fā)展的作用?！熬鞯牟妒痴摺辈呗裕翰妒痴咭话悴荒軐⑺械墨C物吃掉，否則自己也無法生存?！笆崭罾碚摗保翰妒痴咄妒硞€體數量多的物種，這樣就會避免出現(xiàn)一種或幾種生物在生態(tài)系統(tǒng)中占絕對優(yōu)勢的局面，為其他物種的形成騰出空間有利于增加物種的多樣性。第28頁,共57頁，2024年2月25日，星期天共同進化的含義1：不同物種間的共同進化第29頁,共57頁，2024年2月25日，星期天

地球形成時原始大氣中是沒有氧氣的，但是隨著藍藻的出現(xiàn)，使得大氣中有了氧氣。共同進化的含義2：生物和無機環(huán)境間也存在共同進化。第30頁,共57頁，2024年2月25日，星期天不同物種之間，生物與無機環(huán)境之間在相互影響中不斷進化和發(fā)展，這就是共同進化．通過漫長的共同進化過程，地球上不僅出現(xiàn)了千姿百態(tài)的物種，而且形成了多種多樣的生態(tài)系統(tǒng)，也就是形成了生物的多樣性．綜上所述：第31頁,共57頁，2024年2月25日，星期天2、生物多樣性的形成（1）生物多樣性的內容基因多樣性物種多樣性生態(tài)系統(tǒng)多樣性（2）生物多樣性的形成的進化歷程生物的進化歷程可概括為：從原核生物到真核生物，從無性生殖到有性生殖，由簡單到復雜，由水生到陸生，由低等到高等。（3）、生物進化理論在發(fā)展第32頁,共57頁，2024年2月25日，星期天地球形成原始生命：古細菌（厭氧異養(yǎng)）原核生物：藍藻細菌（自養(yǎng)）真核生物：出現(xiàn)了有性生物植物：厥類植物裸子植物被子植物動物：兩棲類動物

鳥類哺乳類動物古生代（寒武紀）中生代新生代第33頁,共57頁，2024年2月25日，星期天3、生物進化理論在發(fā)展中性進化理論：新種交替出現(xiàn)理論：……第34頁,共57頁，2024年2月25日，星期天第35頁,共57頁，2024年2月25日，星期天第36頁,共57頁，2024年2月25日，星期天古細菌第37頁,共57頁，2024年2月25日，星期天第38頁,共57頁，2024年2月25日，星期天第39頁,共57頁，2024年2月25日，星期天第40頁,共57頁，2024年2月25日，星期天第41頁,共57頁，2024年2月25日，星期天第42頁,共57頁，2024年2月25日，星期天第43頁,共57頁，2024年2月25日，星期天寒武紀第44頁,共57頁，2024年2月25日，星期天第45頁,共57頁，2024年2月25日，星期天第46頁,共57頁，2024年2月25日，星期天中生代陸地和海洋中的情況第47頁,共57頁，2024年2月25日，星期天世界上到底是先有雞還是先有蛋？這個問題困擾了人類幾千年！對于這個問題，首先是神學家們作出了“解釋”：先有雞，因為上帝創(chuàng)造了雞，然后讓雞下蛋！隨著科學的發(fā)展人們不相信上帝了！沒了上帝，上帝創(chuàng)造了雞的“解釋”也就沒人相信了。第48頁,共57頁，2024年2月25日，星期天有利變異逐代積累生物的適應性第49頁,共57頁，2024年2月25日，星期天

過度繁殖１.自然選擇學說的主要內容適者生存一、自然選擇適者生存、不適者被淘汰的過程。生存斗爭遺傳和變異現(xiàn)象動力內因結果第50頁,共57頁，2024年2月25日，星期天1.下列關于基因庫的敘述正確的是()A一個種群中一個個體所含有的全部基因叫做這個種群的基因庫B一個種群中全部個體所含有的顯性基因叫做這個種群的基因庫C一個種群中全部個體所含有的全部基因叫做這個種群的基因庫D一個種群的基因庫會隨著種群中一代一代的死亡而消減和滅亡

CD2.AA、Aa、aa的個體分別占24%、72%、4%、那么A、a的基因頻率是多少？（）

A.36%和64%B.57%和43%C.24%和72%D.60%和40%第51頁,共57頁，2024年2月25日，星期天3、據調查，某校學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%D第52頁,共57頁，2024年2月25日，星期天據調查得知，某小學的學生中基因型的比率為：

XBXB44%XBXb5%XbXb1%XBY43%XbY7%則Xb的基因頻率是：()A、13.2%B、5%