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1、一、种群基因频率的一、种群基因频率的 改变与生物进化改变与生物进化第一页，共六十三页。探究活动探究活动情景：如果在灰色翅（基因型为情景：如果在灰色翅（基因型为aa)昆虫的群体中偶然出现一只昆虫的群体中偶然出现一只绿色翅（绿色翅（Aa)的变异个体，且绿色比灰色更不容易被敌害发现。的变异个体，且绿色比灰色更不容易被敌害发现。讨论题目：讨论题目：1.根据达尔文根据达尔文“适者生存、不适者淘汰适者生存、不适者淘汰”的观点该绿色个的观点该绿色个体能被选择下来吗？体能被选择下来吗？2.如果该绿色个体能很好的生活下来，它体内的如果该绿色个体能很好的生活下来，它体内的A基因基因怎样才能传递给后代？怎样才能传递
2、给后代？ 在自然界中，没有哪一个体是长生不死的，个体的在自然界中，没有哪一个体是长生不死的，个体的表现表现型也会随着个体的死亡而消失，但决定表现型的基因却可型也会随着个体的死亡而消失，但决定表现型的基因却可以以通过有性生殖才传给后代通过有性生殖才传给后代，因此研究生物的进化仅仅研究个，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，还需要研究体的表现型是否与环境适应是不够的，还需要研究群体群体的基因组成变化。的基因组成变化。第二页，共六十三页。探究活动（一）探究活动（一）情景：情景：如果在灰色翅（基因型为如果在灰色翅（基因型为aa)昆虫的群体中偶然昆虫的群体中偶然 出现一只绿色翅
3、（出现一只绿色翅（Aa)的变异个体，且绿色比灰的变异个体，且绿色比灰 色更不容易被敌害发现。色更不容易被敌害发现。 如果该绿色个体（如果该绿色个体（Aa）已经很好的生活下来，它体内的）已经很好的生活下来，它体内的A基因怎基因怎样才能遗传给后代？请写出遗传图解。样才能遗传给后代？请写出遗传图解。第三页，共六十三页。 出现有利变异个体内出现有利变异个体内的有利基因只有在群体中的有利基因只有在群体中,通过有性生殖才能世代延通过有性生殖才能世代延续。续。XAAAa绿翅绿翅AA绿翅绿翅（1）P:Aa绿翅绿翅配子配子A aAF1:绿翅绿翅 aa灰翅灰翅XAaAa绿翅绿翅AA绿翅绿翅（2）Aa配子配子A a
4、A aAa绿翅绿翅P:F1:绿翅绿翅绿翅绿翅 aa灰翅灰翅XAaAa绿翅绿翅（3） aa配子配子A aaP:F1:绿翅绿翅绿翅绿翅第四页，共六十三页。 研究生物的进化仅仅研究个体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的表现型是否与环境适应是不 够的，还必须研究够的，还必须研究群体群体的基因的基因 组成变化。组成变化。这个群体就是种群！这个群体就是种群！第五页，共六十三页。( (一一) )种群是生物进化的基本单位种群是生物进化的基本单位第六页，共六十三页。探究活动（二）探究活动（二）1.什么叫做种群？什么叫做种群？ 生活在一定区域的同种生物的全部个体叫做种群生活在一定区域的同种生
5、物的全部个体叫做种群. 种群中的个体并不是机械种群中的个体并不是机械地集合在一起地集合在一起, ,而是彼此可以而是彼此可以交配交配, ,并通过繁殖将各自的基并通过繁殖将各自的基因传给后代因传给后代. .第七页，共六十三页。现在练练吧！探究活动（二）探究活动（二）2.阅读阅读114页的第三自然段，探究并回答问题。页的第三自然段，探究并回答问题。（1）种群在繁衍过程中，个体有新老交替，基因却代代）种群在繁衍过程中，个体有新老交替，基因却代代相传。这句话表明种群在进化过程中处于什么地位？相传。这句话表明种群在进化过程中处于什么地位？说明说明在自然界中，种群是生物繁殖、进化的基本单在自然界中，种群是生
6、物繁殖、进化的基本单位。位。第八页，共六十三页。下列属于种群的是下列属于种群的是 （ ）A.一块水田里的全部水稻一块水田里的全部水稻 、水草、水草 B 一块稻田里的全部幼蚜、有翅、无翅的成蚜一块稻田里的全部幼蚜、有翅、无翅的成蚜 C 一块朽木上的全部真菌一块朽木上的全部真菌 D. 一个池塘中全部鱼一个池塘中全部鱼下列关于种群的说法不正确的是下列关于种群的说法不正确的是 （ ） A.种群是生物进化的基本单位种群是生物进化的基本单位B.种群是生物繁殖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同一种群的个体可以自由交
7、配BC第九页，共六十三页。 性状是由基因控制的，因此研究生物的进化必须研究种群的基因组成和变化。如何分析种群的基因组成和变化？由此人们提出基因库和基因频率的概念。第十页，共六十三页。探究活动（三）探究活动（三）1.什么是种群的基因库？什么是种群的基因库？一个种群中全部个体所含一个种群中全部个体所含有的全部基因叫这个种群有的全部基因叫这个种群的基因库。的基因库。第十一页，共六十三页。什么是种群的基因频率？什么是种群的基因频率？在一个种群基因库中，某基因占全部等位基因的 比率叫做基因频率。第十二页，共六十三页。2.基因频率的计算基因频率的计算 某昆虫种群中，绿色翅的基因为某昆虫种群中，绿色翅的基因
8、为A, A, 褐色翅的基因位褐色翅的基因位a a，调，调查发现查发现AAAA、AaAa、aaaa的个体分别占的个体分别占3030、6060、10,10,那么那么A A、a a的的基因频率是多少？（自读基因频率是多少？（自读115115页）页）A=302+60 _ 200=60% 200a=102+60 _=40%A+a=1 此种基因的个数此种基因的个数 种群中该对等位基因的总数种群中该对等位基因的总数此种基因的个数此种基因的个数=纯合子个体数纯合子个体数 X 2 X 2杂合子个体数杂合子个体数种群中该对等位基因的总数种群中该对等位基因的总数=个体总数个体总数 X 2 X 2通过基因型个体数量计
9、算基因频率通过基因型个体数量计算基因频率某种基因的某种基因的基因频率基因频率=第十三页，共六十三页。例例1、从某种群抽取、从某种群抽取100个个体，测知基因型个个体，测知基因型AA、Aa、aa的个的个体分别为体分别为30、60、10个。个。则则A基因的频率为基因的频率为230601002100%=60%则则a基因的频率为基因的频率为210601002100%=40%2、基因型频率：、基因型频率：指在一个进行有性繁殖的群体中，不同基因指在一个进行有性繁殖的群体中，不同基因型所占的比例。型所占的比例。已知基因型频率，则基因频率等于包含特定基因的纯合已知基因型频率，则基因频率等于包含特定基因的纯合体
10、频率与杂合体频率的一半体频率与杂合体频率的一半AA基因频率为基因频率为30100= 0.3Aa基因频率为基因频率为= 0.6aa基因频率为基因频率为6010010100= 0.1则则A基因频率为基因频率为0.3+1/20.6=0.6a基因频率为基因频率为0.1+1/20.6=0.4第十四页，共六十三页。3. 用数学方法讨论基因频率的改变用数学方法讨论基因频率的改变(5)(6)(1)(2)(3)(4)第十五页，共六十三页。假设假设115115页题目中的种群满足以下五个条件：页题目中的种群满足以下五个条件：昆虫群体数量足够大，昆虫群体数量足够大， 没有迁入与迁出，没有迁入与迁出，全部的雌雄个体间都
11、能自由交配并能产生后代，全部的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代，AAAA、AaAa、aaaa三三种种基基因因型型昆昆虫虫的的生生存存能能力力完完全全相相同同 （也也就是说自然选择对就是说自然选择对A A、a a控制的翅型性状没有作用）控制的翅型性状没有作用）AA和和a a都不产生突变都不产生突变, ,即没有基因突变和染色体变异。即没有基因突变和染色体变异。在有性生殖过程中，如果符合以上的理想条件，在有性生殖过程中，如果符合以上的理想条件，(1)该种群产生的该种群产生的A 配子和配子和a 配子的比率各是多少配子的比率各是多少? A 60%a 40%卵细胞卵细胞精子精子A 60%a 40%36%
12、24%16%AAAaAa24%aa子一子一代基代基因型因型频率频率第十六页，共六十三页。在有性生殖过程中，如果符合遗传平衡，产生的雌雄配子： 36%24%16%AAAaAa24%aaA 60%a 40%卵子A 60%a 40%精子遗传平衡定律其中其中p p代表代表A A基因的频率，基因的频率，q q代表代表a a基因的频率。基因的频率。则则p+q=1p+q=1，(p(pq)q)2 2=p=p2 22pq2pqq q2 2=1=1并得出并得出p p2 2代表代表AAAA的频率，的频率， q q2 2代表代表aaaa的频率，的频率，2pq2pq代表代表杂合子杂合子AaAa的频率。的频率。第十七页，
13、共六十三页。(2)子代基因型的频率各是多少子代基因型的频率各是多少?(3)子代种群的基因频率各是多少子代种群的基因频率各是多少?30%30%30%10%36%48%60%40%16%亲代基因型的亲代基因型的频率频率AA(30%)Aa(60%)aa(10%)配子的比率配子的比率A( )A( )a( )a( )子代基因型的子代基因型的频率频率AA( ) Aa( )aa( )子代种群的基子代种群的基因频率因频率A ( )a( )第十八页，共六十三页。 亲代亲代子一代子一代 子二代子二代 子三代子三代基因基因型频型频率率AA30%Aa60%aa10%基因基因频率频率A60%a40%36%48%16%6
14、0%40%36%16%48%60%40%60%40%36%48%16%(4)在讨论题在讨论题2中的群体满足五个条件的情况下中的群体满足五个条件的情况下,计算子二计算子二代、子三代的基因频率与基因型频率代、子三代的基因频率与基因型频率 ; 分析一下各代基分析一下各代基因频率与基因型频率相同吗？因频率与基因型频率相同吗？ 第十九页，共六十三页。 满足五个假设条件满足五个假设条件的种群是理想的种群的种群是理想的种群, ,在自在自然条件下然条件下, ,这样的种群是不存在的这样的种群是不存在的. .这也从反面说这也从反面说明了在自然界中明了在自然界中, ,种群的基因频率迟早要发生变化种群的基因频率迟早要
15、发生变化, ,也就是说种群的进化是必然的也就是说种群的进化是必然的. .（5 5）上上述述计计算算结结果果是是在在满满足足五五个个假假设设条条件件的的基基础础上上计计算算的的，对对自自然然界界的的种种群群来来说说，这这五五个个条条件件都都能能成成立立吗吗？特特别别是是如如果果第第点点假假设设（基基因因A和和a都都不不产产生生突突变变,即即没没有有基基因因突突变变和和染染色色体体变变异异。）成成立立这这与与前前面面我我们们所所学学的的基基因因突突变变的的哪哪个个特特性性相相违违背？背？与基因突变的普遍性相违背。与基因突变的普遍性相违背。第二十页，共六十三页。(6)、如果该种群出现新的突变型，也就
16、是产、如果该种群出现新的突变型，也就是产生新的等位基因（生新的等位基因（A2），种群的基因频率会），种群的基因频率会变化吗？基因变化吗？基因A2的频率可能会怎样变化？的频率可能会怎样变化？突变产生的新基因会使种群的基因频率发生变突变产生的新基因会使种群的基因频率发生变化。化。基因基因A A2 2的频率是增加还是减少，要看这一突变的频率是增加还是减少，要看这一突变对生物体是有益还是有害的，这往往取决于生对生物体是有益还是有害的，这往往取决于生物生存的环境。物生存的环境。第二十一页，共六十三页。 用数学方法讨论基因频率的变化用数学方法讨论基因频率的变化 遗传平衡定律遗传平衡定律 遗传平衡定律是由英国数学家哈代遗传平衡定律是由英国数学家哈代和德国医生温伯格分别于和德国医生温伯格分别于19081908年和年和19091909年独立证明的，这一定律又称哈代年独立证明的，这一定律又称哈代温伯格定律，它是指在一个极大的随机温伯格定律，它是指在一个极大的随机交配的种群中，在没有突变、选择和迁交配的种群中，在没有突变、选择和迁移的条件下，种群的基因频率和基因型移的条件下，种群的基因频率和基因型频率可以世
