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1、（人教版）（人教版）第第2 2节节 现代生物的进化理论的主要内容现代生物的进化理论的主要内容一种群基因频率的改变与生物进化一种群基因频率的改变与生物进化（一）种群是生物进化的单位（一）种群是生物进化的单位1.1.种群：种群： 生活在一定区域的生活在一定区域的同种生物同种生物的全部个体的全部个体叫做种群。叫做种群。能进行交配，交流基因能进行交配，交流基因一、种群基因频率的改变与生物进化一、种群基因频率的改变与生物进化2.2.基因库与基因频率基因库与基因频率基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因。基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因。1.1.基因频率基因频率基因基因频率是指某种基因在某个
2、种群中出率是指某种基因在某个种群中出现的比例。的比例。基因基因频率可用抽率可用抽样调查的方法来的方法来获得，并且，得，并且，A%+a%=1A%+a%=1。生物的生物的进化化实质上就是种群基因上就是种群基因频率率发生生变化的化的过程。程。 调查基因频率的方法：调查基因频率的方法：随机抽样随机抽样抽样范围太大不利于测查，抽样范围太大不利于测查， 太小不能反映大群体的特征。太小不能反映大群体的特征。2.2.基因型频率基因型频率基因型基因型频率是指群体中某一个个体率是指群体中某一个个体的任何一个基因型所占的百分比。的任何一个基因型所占的百分比。AA%+Aa%+aa%=1 AA%+Aa%+aa%=1 基
3、因频率的计算：基因频率的计算：P115解法解法：通过基因型计算基因频率：通过基因型计算基因频率：基因频率基因频率 = =种群中种群中该等位基因该等位基因的总数的总数种群中种群中该基因该基因的总数的总数 在某植物种群中随机抽样调查得知，其中基因型在某植物种群中随机抽样调查得知，其中基因型为为AAAA的个体占的个体占30%30%，基因型为，基因型为aaaa的个体占的个体占20%20%，则：该，则：该种群中基因种群中基因A A和和a a的基因频率依次是的基因频率依次是 和和 。若该。若该植物自交，后代中基因型为植物自交，后代中基因型为AAAA、aaaa的个体分别占的个体分别占 和和 此时，基因此时，
4、基因A A和和a a的基因频率依次是的基因频率依次是 和和 。根据现代生物进化理论，你认为该植物在。根据现代生物进化理论，你认为该植物在这两年中是否发生了进化？可这两年中是否发生了进化？可 知，生物进化的实质是：知，生物进化的实质是： 。55%55%45%45%42.5%42.5%32.5%32.5%55%55%45%45%基因频率的改变基因频率的改变影响基因频率的因素：影响基因频率的因素：突变、基因重组、自然选择突变、基因重组、自然选择基因频率的改变基因频率的改变生物的进化生物的进化进化的实质进化的实质: :种群的基因频率改变的过程种群的基因频率改变的过程（二）突变和基因重组产生进化的原材料
5、（二）突变和基因重组产生进化的原材料人类把鲫鱼的后代培人类把鲫鱼的后代培育成金鱼，实质就是育成金鱼，实质就是通过选择改变基因频通过选择改变基因频率。从图中看，显然率。从图中看，显然红色基因的频率显著红色基因的频率显著。提高了提高了某海岛上的昆虫出现残翅和无翅类型某海岛上的昆虫出现残翅和无翅类型人类把鲫鱼的后代培育成金人类把鲫鱼的后代培育成金鱼，实质就是通过选择改变鱼，实质就是通过选择改变基因频率。从图中看，显然基因频率。从图中看，显然红色基因的频率显著红色基因的频率显著。提高了提高了某海岛上的昆虫出现残翅和无翅类型某海岛上的昆虫出现残翅和无翅类型突变突变许多许多等位等位基因基因基因重组基因重组
6、许多基因型许多基因型大量可遗传的变异大量可遗传的变异No!No!变异是不定向的变异是不定向的那那,谁决定的呢谁决定的呢?形成了进化的原材料形成了进化的原材料？自然界中突变的频率很低，能作为进化的原材料吗？自然界中突变的频率很低，能作为进化的原材料吗？2x10410-5108xx= 2x107( (个个) ) 每一代就会有大量的变异每一代就会有大量的变异（三）自然选择决定生物进化的方向（三）自然选择决定生物进化的方向 由于突变和基因重组，桦由于突变和基因重组，桦尺蠖出现不同的体色。尺蠖出现不同的体色。 ( (黑黑)S)S基因频基因频率从率从5%95%5%95%95%95%5%5%讨论：讨论：请从
7、宏观（性状）和微观（基因）两方面分请从宏观（性状）和微观（基因）两方面分析华尺蠖进化的原因。析华尺蠖进化的原因。A A宏观（性状）宏观（性状）B B微观（基因）微观（基因）适者生存，不适者被淘汰适者生存，不适者被淘汰淘汰了不利变异的基因，淘汰了不利变异的基因，保留了有利变异的基因，保留了有利变异的基因，通过遗传逐代积累。通过遗传逐代积累。变异是变异是不不定向定向的的自然自然选择选择不利变异被淘汰不利变异被淘汰, ,有有利变异逐渐积累利变异逐渐积累种群的基因种群的基因频率发生频率发生定定向向改变改变生物朝一定方生物朝一定方向缓慢进化向缓慢进化自然选择决定生物进化的方向自然选择决定生物进化的方向影
8、响基因频率的因素：影响基因频率的因素：基因突变、基因重组和自然选择基因突变、基因重组和自然选择生物进化的实质就是：生物进化的实质就是：种群是生物进化的单位，也是生物（种群是生物进化的单位，也是生物（ ）的）的单位。单位。繁殖繁殖生物进化生物进化= =种群基因频率变化种群基因频率变化种群基因频率发生变化的过程。种群基因频率发生变化的过程。小结：小结：小结：小结：小结小结小结小结（自然选择决定生物进化的方向）：（自然选择决定生物进化的方向）： 种群中产生的变异是（种群中产生的变异是（ ）的，经过长期）的，经过长期的自然选择，其中不利变异被不断淘汰，有利变异逐的自然选择，其中不利变异被不断淘汰，有利
9、变异逐渐（渐（ ），从而使种群的基因频率发生（），从而使种群的基因频率发生（ ）改变，导致生物朝向一定方向进化。可见，生物进）改变，导致生物朝向一定方向进化。可见，生物进化的方向是由（化的方向是由（ ）决定的。）决定的。不定向不定向积累积累定向定向自然选择自然选择种群中产生的变异（种群中产生的变异（ ）自然选择方向自然选择方向( )( )不定向不定向定向定向基因基因常染色体常染色体基因基因性染色体性染色体基因基因计算类型计算类型基因型计算基因型计算基因频率基因频率 基因型频率计算基因型频率计算基因频率基因频率 有关基因频率的计算有关基因频率的计算1.1.某工厂有男女职工各某工厂有男女职工各20
10、0200名，对他们进行调查时发现，名，对他们进行调查时发现，女性色盲基因的携带者为女性色盲基因的携带者为1515人，患者人，患者5 5人，男性患者人，男性患者1111人，那么这个群体中色盲基因的频率是多少？人，那么这个群体中色盲基因的频率是多少？ 2.2.一种蛾中控制浅颜色的等位基因是隐性的，控制深一种蛾中控制浅颜色的等位基因是隐性的，控制深颜色的等位基因是显性的。假设一个种群中有颜色的等位基因是显性的。假设一个种群中有640640只浅只浅色的蛾和色的蛾和360360只深色的蛾，群体呈遗传平衡，那么有多只深色的蛾，群体呈遗传平衡，那么有多少只杂合子的蛾？少只杂合子的蛾？6%3203.3.在一个
11、种群中随机抽出一定数量的个体，其中基因在一个种群中随机抽出一定数量的个体，其中基因 型型AAAA的个体占的个体占24%24%，基因型，基因型AaAa的个体占的个体占72%72%，基因型，基因型 aaaa的个体占的个体占4%4%，那么基因，那么基因A A和和a a的频率分别为的频率分别为( )( ) A.24% 72% B.36% 64%A.24% 72% B.36% 64% C.57% 43% D.60% 40% C.57% 43% D.60% 40%D 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和德国医生温伯遗传平衡定律是
12、由英国数学家哈代和德国医生温伯格分别于格分别于19081908年和年和19091909年独立证明的，这一定律又称年独立证明的，这一定律又称哈代哈代温伯格定律，温伯格定律，它是指在一个它是指在一个极大的随机交配极大的随机交配的种群中，在的种群中，在没有突变、选择和迁移没有突变、选择和迁移的条件下，种群的条件下，种群的基因频率和基因型频率可以世代相传的基因频率和基因型频率可以世代相传不发生变化，不发生变化，保持平衡保持平衡。若种群中一等位基因为若种群中一等位基因为A A和和a a，设，设A A的基因频率的基因频率=p=p，a a的基因频率的基因频率=q =q ， 因为因为(p(pq)=A%+a%=1q)=A%+a%=1， 则（则（p+qp+q）2 2=p=p2 2+2pq+q+2pq+q2 2=AA%+Aa%+aa%=1 =AA%+Aa%+aa%=1 。AAAA的基因型频率的基因型频率=p=p2 2；aaaa的基因型频率的基因型频率=q=q2 2；AaAa的基因型频率的基因型频率=2pq=2pq。
