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1、第2节 现代生物进化理论的主要内容,一 种群基因频率的改变与生物进化,三门峡市一中 刘玉珍,知识目标：,1、解释种群、种群基因库、基因频率的概念 2、运用数学方法讨论基因频率的改变,教学重点：,基因频率的概念,知识回顾：,自然选择学说的四个要点：,过度繁殖 生存斗争 遗传变异 适者生存,现代生物进化理论,请用自然选择学说来解释下列的情景,如果在灰色翅（基因型为aa）昆虫的群体中偶然出现一只绿色翅（基因型为Aa）的变异个体，且绿色比灰色更不易被捕食。那么，昆虫的翅色将怎样变化？ 讨论题目： 1.根据达尔文“适者生存、不适者淘汰”的观点该绿色个体能被选择下来吗？ 2.如果该绿色个体能很好的生活下来
2、，它体内的A基因怎样才能传递给后代？ 3.如果Aa与其他个体交配生殖，后代还会是绿色的吗？,总结:出现有利变异个体的有利基因， 只有在群体中，通过有性生殖才能世代 延续。因此研究生物的进化仅仅研究个体的表现型是否与环境适应是不够的，还需要研究群体的基因组成变化。,种群是生物进化的基本单位,1.种群：,定义三要素: 一定区域同种生物全部个体 特点：种群内个体间可以自由交配,以实现群体内基因交流。,生活在一定区域的同种生物的全部个体。,判定种群的依据是定义的三要素必须全部满足。 1.下列属于种群的是 （ ） A.一块水田里的全部水稻 、水草 B 一块稻田里的全部幼蚜、有无翅的成蚜 C 一块朽木上的
3、全部真菌 D. 一个池塘中全部鱼 2.下列关于种群的说法不正确的是 （ ） 种群是生物进化的基本单位 种群是生物繁殖的基本单位 C.中国大陆上所有老虎是一个种群 D.同一种群的个体可以自由交配,种群 的 判定方法,B,C,2、基因库：,一个种群中全部个体所含有的全部基因。,3、基因频率：,在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率。,拓展：基因型频率：指在一个种群中某种基因型所占的百分比。,=30 2 60 =120,各等位基因频率之和等于1,例：某昆虫种群中决定翅色为绿色的基因为A，决定翅色为褐色的基因为a，从种群中随机抽出100个个体，测知基因型为AA、Aa和aa的个体分别是30、
4、60和10个。那么A和a的基因频率是多少? 解法一：,A基因总数=AA人数2Aa人数,该等位基因总数=100 2 =200,A基因频率=120/200 100%=60%,a基因频率=？,40%,（1）常染色体上基因频率的计算,公式1：某基因频率=（2该基因纯合子个数1杂合子个数）/2种群调查个体总数,公式2：某基因频率某种基因的纯合子频率+1/2杂合子频率,由题意可知，AA、Aa和aa的基因型频率分别是30%、60%和10%,由常染色体基因频率的推导式计算求得： A基因的频率为：30%+1/260%=60% a基因的频率为：10%+1/260%=40%,解法二：,变式1：已知人眼的褐色（A）对
5、蓝色（a）是显性，属常染色体上基因控制的遗传。在一个30000人的人群中，蓝眼的有3600人，褐眼的有26400人，其中纯合子有12000人，那么，这一人群中A和a基因的基因频率分别为 A64%和36% B36%和64% C50%和50% D82%和18%,A,变式1:（1）纯合褐眼(AA)有12000人， 杂合褐眼(Aa)=26400 12000=14400人 (2) A基因频率=（21200014400）（230000）=64% a基因频率=（2360014400）（230000）=36%,（2）X染色体基因频率的基本计算式： 某基因频率=（2该基因雌性纯合子个数雌性杂合子个数雄性含该基因
6、个数）/（2雌性个体总数雄性个体数）,例题：从某个种群中随机抽出100个个体，测知基因型为XBXB、XBXb、XbXb和XBY、XbY的个体分别是44、5、1和43、7。求XB和Xb的基因频率。,解：（1）这100个个体中雌性个体的基因有2(44+5+1)=100个，雄性个体的基因有43+7=50个 所以：共有150个基因。,（2）XB基因有442+5+43=136个，基因Xb有5+12+7=14个。,（3）XB的基因频率为：136150907% Xb的基因频率为：1415093%,变式1：某工厂有男女职工各200名，调查发现，女性色盲基因的携带者为15人，患者5人，男性患者11人。那么这个群
7、体中色盲基因的频率是（ ） A 45% B 6% C 9% D 78%,B,解：（1）该基因总数=2女性人数+男性人数=600 （2）Xb基因数= 2女性色盲数+女性携带者数+男性患者数= 25+15+11=36 （3） Xb基因频率=36600100%=6%,教材115页： 用数学方法讨论基因频率的变化：,五个假设：遗传平衡,30 30 30 10,36 48 16,60 40,小结：生物进化的实质是种群基因频率的改变。,36% 24% 24% 16%,36% 48% 16%,60% 40%,种群的基因频率在亲子代间是稳定不变的。 即该种群的生物不进化,这种现象在自然界中会发生吗？,如果一个
8、种群能保证下列五个条件： 该种群非常大； 所有的雌雄个体都能自由交配； 没有迁入和迁出； 自然选择对不同表现型的个体没有作用； 每对基因不发生突变，并且携带每对基因的染色体不发生变异。 这个种群的基因频率（包括基因型频率）就可以一代代稳定不变，保持平衡。这就是遗传平衡定律，也称哈代温伯格平衡。,知识扩展：哈代(迪）温伯格平衡,pq1,设：A的基因频率p a的基因频率q,p2 q2 2pq,在自然界，由于突变、基因重组和自然选择等因素，种群的基因频率和基因型频率总是在不断变化的。 因此，生物进化的过程实质上就是种群基因频率发生变化的过程。,小结： 现代生物进化理论认为 生物进化的基本单位是种群；
9、 影响种群的基因频率改变的因素有五点，其中变异是引发基因频率改变的根本原因； 生物进化的过程实质是种群的基因频率发生改变的过程。,作业：,教材118页第一题的2、3小题。,变式2：在一个种群中随机抽出一定数量的个体，其中，基因型为BB的个体占40%，基因型为Bb的个体占50%，基因型为bb的个体占10%，则基因B和b的频率分别是（ ） A 90%，10% B 65%，35% C 50%，50% D 35%，65%,B,变式2: B基因频率=40%+1/250%=65% b基因频率=10%+ 1/250%=35%,自然界中生物的自然突变频率很低，而且一般对生物体是有害的。为什么还能够改变种群中的
10、基因频率呢？,基因突变可产生新基因(等位基因)，基因突变是可遗传变异的根本来源。是基因频率改变的基础。,例如：果蝇约有104对基因，假定每个基因的突变率都是105，若有一个中等数量的果蝇种群（约有108个个体），那么每一代出现基因突变数是多少呢？,2 104 105,个体, 108,种群,=2 107,本节小结:,1、生物进化的基本单位：,种群,2、种群,同一区域内/ 同种生物 /全部个体,3、种群基因库：,一个种群 /全部个体 /全部基因,4、基因频率：,在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率。,（1）常染色体上基因频率的计算 （2）X染色体上基因频率的计算,5、基因型频率的计算
11、 （p+q）2=1 P2=AA频率，2pq=Aa频率，q2=aa频率,变式2：据调查，某校学生中基因型的比例为XBXB(42.32%), XBXb（7.36%）,（XbXb)0.32%, XBY(46%), XbY(4%),则该地区XB和Xb的基因频率分别是（ ）,XB%= 92% Xb%=8%,30% 30% 30% 10%,36% 48% 16%,60% 40%,A 60%,A 60%,a 40%,a 40%,36%,24%,16%,AA,Aa,Aa,24%,aa,卵细胞,精子,现在我们用数学方法来讨论一下桦尺蠖基因频率变化的原因。1870年桦尺蠖的基因型频率为SS 10% ； Ss 20%； ss 70%，在树干变黑这一环境条件下假如树干变黑不利于浅色桦尺蠖的生存，使得种群中浅色个体每年减少10%，黑色个体每年增加10%，以后的几年内，桦尺蠖种群每年的基因型频率与基因频率是多少呢？,70.7%,26%,29.3%,14.6%,56.1%,60.9%,26.1%,73.9%,29.3%,13.1%,升高,降低,判断下列是否属于种群,（1）一个池塘中的全部鱼 （2）一个池塘中的全部鲤鱼 （3）两个池塘内的全部鲤鱼 （4）一片草地上的全部植物 （5）一片草地上的成年梅花鹿,否,是,否,否,否,
