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1、第二节第二节 现代生物进化理论的主现代生物进化理论的主要内容要内容高二年级部武武 爱爱 玲玲 达尔文的自然选择学说指出，在一达尔文的自然选择学说指出，在一种生物的群体中，出现有利变异的个体种生物的群体中，出现有利变异的个体能存活，并且有机会留下自己的后代。能存活，并且有机会留下自己的后代。 但是，研究生物的进化，仅研究个但是，研究生物的进化，仅研究个体的表现型是否与环境相适应是不够的，体的表现型是否与环境相适应是不够的，还必须研究还必须研究群体群体基因组成的变化。基因组成的变化。这个群体就是这个群体就是种群种群！判断下列是否属于种群判断下列是否属于种群（1）一个池塘中的全部鱼）一个池塘中的全部
2、鱼 （2）一个池塘中的全部鲤鱼）一个池塘中的全部鲤鱼（3）两个池塘内的全部青蛙）两个池塘内的全部青蛙（4）一片草地上的全部植物）一片草地上的全部植物（5）一片草地上的成年梅花鹿）一片草地上的成年梅花鹿庙里的一群和尚也属于种群吗庙里的一群和尚也属于种群吗 ？否是否否否2 2、种群的特点：、种群的特点： 种群具有一定的时空限制，离开一定的空间种群具有一定的时空限制，离开一定的空间和时间的种群是不存在的。和时间的种群是不存在的。 种群中的个体并不是机械地集合在一起，而种群中的个体并不是机械地集合在一起，而是彼此是彼此可以交配可以交配，并，并通过繁殖将各自的基因传通过繁殖将各自的基因传给后代给后代。人
3、们为什么要提出人们为什么要提出“种群种群”这个概念呢？这个概念呢？ 自然界的物种实际上是以一个个种群存自然界的物种实际上是以一个个种群存在的，种群是物种繁衍、进化的基本单位。在的，种群是物种繁衍、进化的基本单位。它为研究生物与环境的关系和物种的变化带它为研究生物与环境的关系和物种的变化带来了方便。来了方便。 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。3 3、基因库：、基因库：一个种群一个种群中中全部个体全部个体所含有的所含有的全部基因全部基因。4 4、基因频率：、基因频率：在一个种群基因库中，某个基因占
4、全部在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率。等位基因数的比率。基因频率基因频率该基因的总数该基因的总数该等位基因的总数该等位基因的总数基因型频率基因型频率该基型个体数该基型个体数 种群个体总数种群个体总数例例: :如某昆虫种群中决定翅色为绿色的基因为如某昆虫种群中决定翅色为绿色的基因为A A，决定翅，决定翅色为褐色的基因为色为褐色的基因为a a，从种群中随机抽出从种群中随机抽出100100个个体，测个个体，测知基因型为知基因型为AAAA、AaAa和和aaaa的个体分别是的个体分别是3030、6060和和1010个。那个。那么么A A和和a a的基因频率是多少的基因频率是多少? ?解
5、解: :A A基因的基因频率为基因的基因频率为: :a a基因的基因频率为：基因的基因频率为：基因频率基因频率= =某基因的数目某基因的数目该该基因的等位基因的总数基因的等位基因的总数= =纯合子频率纯合子频率+1/2+1/2杂合子频率杂合子频率= 40%= 40% =30/100=30/100100%100% +1/2+1/260/10060/100100% = 60%100% = 60% =10/100=10/100100%100% +1/2+1/260/10060/100100% = 40%100% = 40%A%=100%100%2AAAa2(AAAaaa)a%= 100% 100%=
6、 60%= 60%2aaAa2(AAAaaa)100%100%新代基因型 的频率AA(30%)Aa(60%)aa(10%)配子的比率A( )A( )a( )a( )子代基因型 频率AA( )Aa( )aa( )子代基因频率A ( )a( )30%30%30%10%36%48%16%60%40%p+q = 1P表示基因A的频率，q表示基因a的频率 亲代亲代子一代子一代 子二代子二代 子三代子三代基因型基因型 频率频率AA30%Aa60%aa10%基因基因频率频率A60%a40%36%48%40% 在讨论题在讨论题2中的群体中的群体满足五个条件满足五个条件的情况下的情况下,计算计算子二代、子三代的
7、基因频率与基因型频率子二代、子三代的基因频率与基因型频率 ; 分析一下分析一下各代基因频率与基因型频率相同吗？各代基因频率与基因型频率相同吗？ 16%60%36%48%40%16%60%36%48%40%16%60% 由此可见，如果满足上述五个条件，则亲代和由此可见，如果满足上述五个条件，则亲代和子代每一种基因的频率都不会改变，到再下一代也子代每一种基因的频率都不会改变，到再下一代也是如此，也就是说基因频率可以代代保持稳定不变。是如此，也就是说基因频率可以代代保持稳定不变。这就是这就是哈代温伯格平衡哈代温伯格平衡，也叫遗传平衡定律。它，也叫遗传平衡定律。它是指在一个是指在一个极大的随机交配极大
8、的随机交配的种群中，在的种群中，在没有突变没有突变、选择和迁移选择和迁移的条件下，种群的基因频率和基因型频的条件下，种群的基因频率和基因型频率可以世代相传率可以世代相传不发生变化，保持平衡不发生变化，保持平衡。 如果该种群出现新的突变型，也就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突变产生的新基因会使种群的基因频率发生变化。因频率发生变化。 基因基因A A2 2的频率是增加还是减少，的频率是增加还是减少，要看这一突变对生
9、物体是有益还是有害的，要看这一突变对生物体是有益还是有害的，这往往取决于生物生存的环境。这往往取决于生物生存的环境。生物进化的实质：生物进化的实质： 种群的进化过程就是种群基因频种群的进化过程就是种群基因频率发生变化的过程。率发生变化的过程。 通过讨论基因频率的变化可以认通过讨论基因频率的变化可以认识到，自然界中种群的基因频率一定识到，自然界中种群的基因频率一定会发生变化，也就是说种群的进化是会发生变化，也就是说种群的进化是必然的。必然的。影响种群基因频率变化的根本原因是什么？影响种群基因频率变化的根本原因是什么？变异变异 变异的类型有那些？变异的类型有那些？不能遗传的变异不能遗传的变异可可遗
10、传的变异遗传的变异基因突变基因突变基因重组基因重组染色体变异染色体变异影响种群基因频率变化的根本原因是什么？影响种群基因频率变化的根本原因是什么？变异的类型有那些？变异的类型有那些？ 普遍性普遍性: :随机性随机性: :稀有性稀有性: :有害性有害性：不定向性：不定向性：A Aa a1 1或或A Aa a2 2基因突变的的特点和意义分别是什么基因突变的的特点和意义分别是什么? 意义意义: :基因突变基因突变尽管是随机的、不定向的，尽管是随机的、不定向的，在自然状态下，突变频率很低，但却是普遍存在在自然状态下，突变频率很低，但却是普遍存在的，它的，它是新基因产生的途径；是生物变异的根本是新基因产
11、生的途径；是生物变异的根本来源；是生物进化的原始材料。来源；是生物进化的原始材料。 自然界中生物的自然突变频率很低，而且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一般对生物体是有害的。为什么还能够改变种群中的基因频率呢？群中的基因频率呢？ 种群是由许多个体组成的，每个个体的每一个细胞内都有成千上万个基因，这样，每一代就会产生大量的突变。 此外，突变的有此外，突变的有害还是有利也不是绝害还是有利也不是绝对的，这往往取决于对的，这往往取决于生物的生存环境。生物的生存环境。 例如：一个果蝇约有例如：一个果蝇约有10104 4对基因，假定每个基对基因，假定每个基因的突
12、变率都是因的突变率都是10105 5，若有一个中等数量的果蝇种，若有一个中等数量的果蝇种群（约有群（约有10108 8个个体），那么每一代出现基因突变个个体），那么每一代出现基因突变数是多少呢？数是多少呢？ 2 104 105个体个体 108种群种群= 2 1071 1种群中突变的特点：种群中突变的特点： 突变数很大、随机、不定突变数很大、随机、不定向向2 2种群基因重组的结果：产生更多可遗传变异、不定向种群基因重组的结果：产生更多可遗传变异、不定向结论：突变和基因重组产生进化的原材料结论：突变和基因重组产生进化的原材料但不能决定生物进化的方向。但不能决定生物进化的方向。小结小结种群是生物进化
13、基本的单位。种群是生物进化基本的单位。生物进化的实质就是种群基因频率生物进化的实质就是种群基因频率的改变。的改变。基因突变和基因重组是生物进化的基因突变和基因重组是生物进化的原始材料，原始材料，1.有关基因频率和生物进化的关系叙述正确的是（有关基因频率和生物进化的关系叙述正确的是（ ） A.生物只要发生进化，基因频率就很会改变。生物只要发生进化，基因频率就很会改变。B.只有形成新物种时候，才发生基因频率的改变。只有形成新物种时候，才发生基因频率的改变。C.基因频率的改变不一定引起生物的进化。基因频率的改变不一定引起生物的进化。D.生物进化不一定引起基因频率的改变。生物进化不一定引起基因频率的改
14、变。 2.2.下列哪项属于种群（）下列哪项属于种群（） A、一个池塘中所有鱼类、一个池塘中所有鱼类 B、一块稻田里的所有昆虫、一块稻田里的所有昆虫 C一片草地的所有蒲公英一片草地的所有蒲公英 D、分散在各湖泊、河流的鲤鱼、分散在各湖泊、河流的鲤鱼A C C3.3.某工厂有男女职工各某工厂有男女职工各200200名，对他们进行调查时名，对他们进行调查时发现，女性色盲基因携带者为发现，女性色盲基因携带者为1515人，女性患者人，女性患者1 1人，人，男性患者男性患者1414人，这个群体中人，这个群体中色盲基因色盲基因的频率应为（的频率应为（ ）。）。 A A、15% B15% B、3.88% C3.88% C、5.17% D5.17% D、10.3%10.3%色盲（色盲（b b）基因频率）基因频率1521420022005.17C C 100% 100%X Xb b 的基因型频率的基因型频率= = X Xb b X XB B + + X Xb b 100% 100%请请保护我们共同的家园保护我们共同的家园再再见见
